传热学第五版完整版答案

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1、1. 冰雹落地后，即慢慢融化，试分析一下，它融化所需的热量是由哪些 途径得到的？答：冰雹融化所需热量主要由三种途径得到：a、地面向冰雹导热所得热量；b、冰雹与周围的空气对流换热所得到的热量；c、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。2. 秋天地上草叶在夜间向外界放出热量，温度降低，叶面有露珠生成， 请分析这部分热量是通过什么途径放出的？放到哪里去了？到了白 天，叶面的露水又会慢慢蒸发掉，试分析蒸发所需的热量又是通过哪 些途径获得的？ 答：通过对流换热，草叶把热量散发到空气中；通过辐射，草叶把热 量散发到周围的物体上。白天，通过辐射，太阳和草叶周围的物体把 热量传给露水；通过对流换热，空气把热量传

2、给露水。4. 现在冬季室内供暖可以采用多种方法。就你所知试分析每一种供暖方 法为人们提供热量的主要传热方式是什么？填写在各箭头上。答：暖气片内的蒸汽或热水对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和 辐射室内空气对流换热和辐射人体；暖气片外壁辐射墙壁辐射人体 电热暖气片：电加热后的油对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和 辐射室内空气对流换热和辐射人体红外电热器：红外电热元件辐射人体；红外电热元件辐射墙壁辐射人体 电热暖机：电加热器对流换热和辐射加热风对流换热和辐射人本 冷暖两用空调机（供热时）：加热风对流换热和辐射人体 太阳照射：阳光辐射人体 5自然界和日常生活中存在大量传热现象，如加热、

3、冷却、冷凝、沸腾、升华、凝固、融熔等，试各举一例说明这些现象中热量的传递方 式？ 答：加热：用炭火对锅进行加热辐射换热冷却：烙铁在水中冷却对流换热和辐射换热凝固：冬天湖水结冰对流换热和辐射换热沸腾：水在容器中沸腾对流换热和辐射换热升华：结冰的衣物变干对流换热和辐射换热冷凝：制冷剂在冷凝器中冷凝对流换热和导热融熔：冰在空气中熔化对流换热和辐射换热5. 夏季在维持20C的室内，穿单衣感到舒服，而冬季在保持同样温度 的室内却必须穿绒衣，试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布 后顿觉暖和，原因又何在？ 答：夏季室内温度低，室外温度高，室外物体向室内辐射热量，故在 20 C的环境中穿单衣感到舒服；而冬

4、季室外温度低于室内，室内向室 外辐射散热，所以需要穿绒衣。挂上窗帘布后，辐射减弱，所以感觉 暖和。6. “热对流”和“对流换热”是否同一现象？试以实例说明。对流换热是否为基本传热方式？ 答：热对流和对流换热不是同一现象。流体与固体壁直接接触时的换热过程为对流换热，两种温度不同的流体相混合的换热过程为热对流 对流换热不是基本传热方式，因为其中既有热对流，亦有导热过程。9. 一般保温瓶胆为真空玻璃夹层，夹层内两侧镀银，为什么它能较长时间地保持热水的温度？并分析热水的热量是如何通过胆壁传到外界的？什么情况下保温性能会变得很差？答：镀银减弱了水与内壁的辐射换热，而真空夹层阻止了空气与壁之 间的对流换热

5、，两层玻璃之间只有辐射换热，外层的镀银则减弱了外 壁与外界之间的辐射作用。如果真空中渗入空气，则保温性能将变得 很差。热水对流换热内壁辐射外壁对流换热外界空气8面积为12m2的壁的总导热热阻与它单位面积上的份上热阻R之比为 入多少？答：R=R /12入9. 利用式（0-1）分析，在什么条件下图0-2中平壁内的温度呈直线关系变化？什么条件下将呈曲线关系变化？答：当入与温度无关时，平壁中的温度呈直线关系变化；当入与温度 有关时，平壁中的温度呈曲线变化。10. 一燃气加热炉，炉子内壁为耐火砖，外壁为普通红砖，两种砖之间 有的填充保温材料，而有的则为空气夹层，试分析这两种情况下由炉 内到炉外环境的散热

6、过程？如果是空气夹层，空气层的厚度对炉壁的 保温性能是否会有影响？ 答：中间为保温材料的过程：两壁与外界环境之间为对流和辐射换热 两壁与保温材料之间均为导热；如果是空气夹层，则夹层中为对流换 热，空气层的厚度与保温性能无关，因为对流换热与厚度无关。第一章 导热理论基础1按20C时，铜、碳钢（15%C）、铝和黄铜导热系数的大小，排列它 们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。答：铜铝黄铜碳钢；隔热保温材料导热系数最大值为0.12W/ (mK)膨胀珍珠岩散料：25 C60-300Kg/m30.021-0.062 W/(mK)矿渣棉：30

7、C207 Kg/m30.058 W/(mK)软泡沫塑料：30C41-162 Kg/m30.043-0.056 W/(mK)2 已知：X = 0.621九=0.652九=0.0243K)九=0.0164K)求 R X、RXG X 2 G G X解：R = 1+ 2 + 1X X X X1242 _(4x259 X 2 )+ 0.62 0.65 0.016 丿x 10-3 = 1.146 m2 (2 x 56 )=2 +3 =+X X (0.65 0.024丿二 0.265m2 - k / WR九23由计算可知，双 Low-e 膜双真空玻璃的导热热阻高于中空玻璃，也就 是说双 Low-e 膜双真空

8、玻璃的保温性能要优于中空玻璃。3. 一建筑物玻璃窗尺寸为1m*12m，已知其内表面温度为20P,外 表面温度为5C,玻璃的导热系数为0.65W/(m K),试求通过玻璃的 散热量损失。若改用双Low-e膜双中空玻璃，其散热量损失为多少？ 解：根据傅里叶公式：Q=Ak(T2-T1)/L=1.2x0.65 (20-5) /0.005=234W4. 推导导热微分方程式的已知前提条件是什么？ 答：导热物体为各向同性材料。5. 生=2000k / m , q=-2X105（w/m2）. dx（2）竺= -2000k /m , q=2X105（w/m2）. dx6.（1） q = 0, q = 9 x 1

9、03 w/m2x=0x=5（2） q =1.8x105 w/m3V5.已知物体的热物性参数是入、p和c,无内热源，试推导圆柱坐标系的导热微分方程式。答：生=al （r竺）+丄竽+巴 dir dr dr r 2 d 2 dz 26.已知物体的热物性参数是入、p和c，无内热源，试推导球坐标系的导热微分方程式。答：d = a丄d （r2 d-）+ （sin0 欝）+ - 1 di r2 dr dr r2 sin0 d0 d0 r2d2tsin2 0 d29一半径为R的实心球，初始温度均匀并等于t,突然将其放入一温0度恒定并等于t的液体槽内冷却。已知球的热物性参数是A、p和c, f球壁表面的表面传热系

10、数为h,试写出描写球体冷却过程的完整数学描述。答：dt九 r 1 Q /Qt=(r 2几9tp c r 2 QrQrT0,0 r RT = 0,0 r R, t = t0T0, r = R, -X_QSQrr=R=h(t t )r=Rfr = 0, d = 0 dr10.从宇宙飞船伸出一根细长散热棒，以辐射换热将热量散发到外部空间去，已知棒的发射率（黑度）为g，导热系数为入，棒的长度为1, 横截面面积为f,截面周长为U,棒根部温度为T。外部空间是绝对 0零度的黑体,试写出描写棒温度分布的导热微分方程式和相应的边界条件。答: XQ22 诚(t + 273)4U = 0口 Qx2fx=0 , t+

11、273=T0Qtx = 0,九匕|=wo (t + 273)4Qx x=0b i第二章 稳态导热1.为什么多层平壁中温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折线？答：因为不同材料的平壁导热系数不同。2. 导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，若平壁两侧都给定 第二类边界条件，问能否惟一地确定平壁中的温度分布？为什么？Qt 答：不能。因为在导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热中亍为Qx 常数，q为定值，由q二-九 求解得t二-纟X + c常数c无法确定，所以 不能惟一地确定平壁中的温度分布。3. 导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，试问（1）若平壁 两侧给定第一类边界条件11和12

12、，为什么这一导热过程的温度分布与w1 w2平壁的材料无关？为什么？（2）相同的平壁厚度，不同的平壁材料， 仍给定第一类边界条件，热流密度是否相同。答：（1）因为在该导热过程中丁 - C = _亠w2dx5Qt Qt（2）不相同。因为q二-九，亍为定值，而久不同，则q随之而变。 Qx Qx4. 如果圆筒壁外表面温度较内表面温度高，这时壁内温度分布曲线的 情形如何？dln答：圆筒壁内的温度分布曲线为=twi - （twi - tw 2）纭（twitw1 w2w1 w 2知 意 题 由twAT九2- +4-4-九1-1qq -一tw112 9 入7t3 QI入t 一 tq w1w 2 q2 123再

13、由：q = 0.2q，有21t 一t = O21 一tw1w20.2 -w12+x2 r小2 312得： =咛 2 + !）= 4 4 006 6（黑 + 0.5820）=90.6mm10答：保温层厚度 o.i47 （m） =147（mm）16. 已 知11. 答：红砖层厚度应改为 500（mm）12. 答：该双层玻璃窗的热损失 41.66（W）单层玻璃;其它条件不变时热损失 2682.68（W）13答：第一层占总热阻比：22.2% 第二层占总热阻比：51.9% 第三层占总热阻比：25.9%14. 答：表面传热系数K=30.23 W/ （m2K）热流通量q=5687.2 W/m215. 方案(

14、1) K=29.96 W/ (m2 K)方案(2) K=29.99 W/ (m2 K)方案(3) K=37.4 W/ (m2 K)16. 答：取修正系数申二o.96单位面积导热阻：0.204 (m2 K) /Wd 二 160mm, d 二 170mm,九二 58W / (m - k)1216 二 30mm,九二 0.093W / (m - k)22t 二 50 Cw46 二 40mm,九二 0.17W / (m - k), t 二 3003 3w11)R , R , R ;九1 九2 九3l3) t , t .w 2 w3tw4w -122) q1)R =-lnd2 =1 ln170 = 1.

15、664x 10-4(m-k)/W九 2兀九d 2兀x 58 16011门 1 ! d + 281 170 + 607、F7R = ln 22 =ln= 0.517(m - k) / W九2 2兀九d2兀 x 0.09317022_ln170 + 60 + 802兀 x 0.17170 + 60=0.279( m - k)/W1 , d + 28 + 28InT 232兀九d + 283222)qi= 0./1TJ0.279 = 314-1W/m九i九2九33）由qlt t -qR 300-314.1x1.664x10-4 299.95 Cw 2w1l 尢1同理：t t + qR 50 + 31

16、4.1x0.279 137.63 C w3 w 4 l 九318. 解：调换比调换前减少 13.41 % 19电流是 6.935（A ） 19已知：d 85mm, d 100mm,九40W /(m - k), t 180 C121w1九0.053W /(m - k), t 40C,2w3鼻1 2q 52.3W / mltwitw2tw3求：8- lnd2 _ d2+262ln加ln2兀九1 d1 2nZ2d2Att tq w1 w3i R + R 1 d 1d + 28n九 2ln 2 +ln 222兀九d2兀九d1 1 2 2整理得：伫(e2吟:盂咛-1)=型 X (e 2553(18502

17、4。2“心)-1) = 72mm2 2 2Atq = 一i R 2兀九2t t1 ： dw】28 ln 2 d2n 8 = 2 (e ql 1) = 72mm2 2 l21 解：取保温材料外表面温度为室温25C时，蒸发量 m=1.85 kg/h22解：有， d =冬ch223根据现有知识，试对肋壁可以使传热增强的道理作一初步分析。答：肋壁加大了表面积，降低了对流换热的热阻，直到了增强传热的作用。24直径为d长度为1的细长圆杆，两端分别与温度为t1和t2的表面紧密接触，杆的侧面与周围流体间有对流换热，已知流体的温度为tf,而tfVg或t2,杆侧面与流体间的表面传热系数为h杆材料的导热 系数为4

18、试写出表示细长杆内温度场的完整数学描述，并求解其温度分布。答：把细长圆杆看作肋片来对待，那么单位时间单位体积的对流散热量就是内热源强度。h (t 一 t )兀 ddx q =f V兀(_)2 dx24h(t t )L_dd2tdx 24h办(t 一-f - x 3丫，0= 154.21（W）34.答：接触面上温差51.4C第三章 非稳态导热1. 何谓正常情况阶段，这一阶段的特点是什么？答：正常情况阶段：物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律 该阶段为物体加热或冷却过程中温度分布变化的第二阶段。2. 何谓集总参数分析，应用这种方法的条件是什么？应怎样选择定型尺 寸？答：当 Bi6区域内的流动

19、及换热tt的机制。答：由公式 J Q Pr_3,Pr 6 ,o此时在边界层内热量扩散强度远大于动量扩散。11. o = 1.47 x 10 -3 m12. 5 二9.78x 10-4mt13. 局部表面传热系数：h 二2273.2 w/(m2 k)x=0.1mh = 1608.2 w/(m2 k)x=0.2mh = 1312 w/(m2 k)x=0.3mh = 1071.2 w/(m2 k)x=0.45m平均表面 h =2142.4 w/(m2 k)14. o= 2.54 x 10 -3 m注: 5= 4.64乍寻max15. 匕=0.376癸-0.2苓uxoxo 316. v= 1.3 x

20、10-3m/smax17. x=0.923 mc全板长为层流： h=13.9 W/(m2.k)0 = 556(W)18. x=0.026 mc紊流换热系数关联式：h=24289 W/(m2k)0 = 971577(W)19. x =8.265m,全板长流动层流ch=325.5 W/ (m2K), 0 = 2(W)218 二 3.46,vx01 乂22.N 二 0.02872R 5PUxe r23. h 二九/ dtAt I dy 丿W5-24 由边界层能量微分方程式直接导出能量积分方程式。解：常物性不可压缩流体，忽略粘性耗散，二维的边界层能量微分方 程表示为：抖t?2tu 一 + u = aX

21、Xy ?y2同样，上式方向上对整个温度边界层厚度积分，得 蝌抖丄d t .?d ?2to抖 o y o窈进一步可写为d 蝌Utdy dt t抖抖dy+ut dx oo 抖X由连续性方程知?-dt 0% -y0=yU =- 0% dy代入上式得: 尸 do ?x冬吨蝌静I:帥?0吧心乩整理襁 BuG - t)dy=a dx o ?yy 0取过余温度t -1,上式变为wd 0%u(q - q)dy=a即此为边界层能量积分方程。 dx o ? y025.= 2兀(- t )ar2 +-九n+2w f (2 0 N + 2 026. Q=120.5w27. h=104 W/(m2k)28. h =8.

22、24 W/(m2 k)229. a 二 296.8W30. 使 G -i d1 G22W/(m2 k)31. h=31.4第六章 单相流体对流换热及准则关联式1.试定性分析下列问题：（1）夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是否一样？（2）夏季与冬季房屋外墙外表面的表面传热系数是否相同？（3）普通热水或蒸汽散热器片型高或矮对其外壁的表面传热系数是 否有影响？（4）从传热观点看，为什么散热器一般都放在窗户的下面？（5）相同流速或者相同的流量情况下，大管和小管（管内或管外） 的表面传热系数会有什么变化？答：（1）夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是不一样的。因为夏季 与冬季顶棚内壁与室内的空气温度的温差

23、是不一样的。（2）同（1）夏季与冬季房屋外墙外表面的表面传热系数也是不 一样的。（3）普通热水或蒸汽散热器片型高或矮对其外壁的表面传热系数 是有影响的。因为他们的定性尺寸是不一样的。（4）因为窗户附近负荷大，散热器放在窗户的下面可以在窗户附 近形成一热幕，使冷负荷尽可能少的进入房间。这样使室内温度更均 匀。（5）相同流速或者相同的流量情况下，大管的对流传热系数小， 小管的对流传热系数较大些。2.传热学通常把“管内流动”称为内部流动，将“外掠平板，外掠圆 管”等称为外部流动，请说明它们的流动机制有什么差别。这些对流 换热问题的数学描写有什么不同？答：管内流动对流换热的热阻主要在边界层。Re104

24、为旺盛湍流区， Re=23OOi04为过度区。无论层流还是湍流，都存在入口段，且入口段 的换热很强。管内充分发展的流动与换热，表面传热系数 h 为常数。 管内流动的换热边界条件有两种，即恒壁温及恒热流条件。对层流和 低 N 数介质的流动，两种边界条件结果不同。但队湍流和高 p 数 ur 介质的换热，两种边界条件的影响可以忽略不计，即换热的 N 是一样 u 的。管内流动与外部流动其边界层也是不同的。内部湍流数学描写N = O.O23Re O.8 P nN = c Re n P 1/ 3u f rc、冷却流体n = 0.3加热流体 =0.4外掠单管关联式为n值根据R；来确定。5. 答：第一种散热器

25、进出口方法是最不利的，热水根本就不进入管内。第二种比较可靠，稳定。其要是受迫对流是更可靠和稳定。第三种只 能是受迫对流，其可靠性和稳定性不及第二种的受迫对流。6-12答：(1).先计算管内流体的出口温度t 。qpdl = Me (t - t )。fp f f(2)由于管壁为常热流边界条件。根据管内流体进出口温度的算术平 均值计算出管内流体平均温度t = U + U 。f2(3.)由t查表得流体的热物性参数值/、n、p m、厂。ff f rf、 f l(4.) 根据质量流量 M 及管子断面积， 求出管内流体速度4Mu = M /(r A)=l rp d 2(5.)计算雷诺数R，并判断流动状态并根

26、据常热流的边界条件，选择e相应的换热关联式。计算Nu( 6.)由 N 数，可计算出 h。u(7.)由常热流的边界条件，在热充分发展段，流体与壁面间的温度差 沿管长保持不变。6-13 关于管内对流换热的热进口段的长度有几种表达方式，它们各适 应什么条件？(1)从管子入口到热边界层在管中心闭合前的一段长度；(2)当Iq = 0和h = const前的一段长度；(3) l/d=0.05R P.F xe r答：对第一种表达方式，为热进口段长度的定义。适用于粘性流体在管内进行对流换热的任何情形。对第二种表达方式，适用于常物性流 体，在管内的流动状态为层流，且边界条件为常壁温的情形。6-14 答：对外掠平

27、板，随层流边界层增厚，局部表面传热系数有较快的降低。当层流想紊流转变后，h因紊流传递作用而一迅速增大，并x且明显高于层流，随后，由于紊流边界层厚度增加。 h 再呈缓慢下降x之势。对紊流情况下的管内受迫流动，在进口段，随着边界层厚度的增加。局部表面传热系数h沿主流方向逐渐降低。在进口处，边界层x最厚， h 具有最高值，当边界层转变为紊流后，因湍流的扰动与混合x作用又会使h有所提高，但只有少量回升，其h仍小于层流。少量回升。xxh再逐渐降低并趋向于一个定值，该定值为热充分发展段的h。xx6-15.解：令h为管内流动气体与不锈钢管内壁之间的对流表面传热系1数。 h 为室内空气与不锈钢管外壁之间的对流

28、表面传热系数。室内温2度为t，微元段处不锈钢管壁温度为t，管内微元段处流体的平均温度fw1为t，管径为d.则热平均式为fxhpd(t - t )dx+ h pd(t - t )dx = I2R1w1fx2w1fx17. h=9541.4 W/(m2k)18. d=114mm,L=23.1m19. 出 口水流 t =67Cf20. 出口 t“ = 97ocf21. h=3328.2 w/血 k) t =10.9Cm22. t = 83.50 二 4.65 x 105 Wf23.23. 类比定律;h=7051 w/(m2 k)光滑管：西得一塔特公式8026 w/(m2k)迪图斯贝尔特式7033 w

29、/(m2 k)24. H=5.2 w/(m2 k)25. h=16.3 w/(m2 k)26. h=20513 w/(m2 k)27. t =65.24C h=31.42 w/(m2 k) o = 484(W)w28. 相差百分比： 18.7%31. t=158.5Cw32. p =50.463(kw)max33. h=131.7 w/(m2 k)34. h=157.2 w/(m2 k)35. h=20157 w/(m2 k)36. h=70.4 w/(m2 k) h =69.5 w/(m2 k)顺37. t二27h=73.7 w/(m2 k)f38. N=79.42(W)q=6559.3 w

30、/血 k)功耗比 82.60.850.9511.0!51.251.550.8770.)2 80.09 90.:21133.18190.64比例功耗40换热量0 二 1.809x 105WN 功耗=65.5 (W)42. h=5.16 w/血 k)43. o = 3154(W)44. q 二 132W / m45. o = 1016(W) h=4.233 w/(m2 k)46. t=55.5Cw,max48.N=779.2(W)52. H=7.07 w/(m2 k) = 1021.3(W)53. a 二 1.325 w/(m2 k) q=13.25 w/(m2 k)e54. 二 10.5(mm)

31、q=23.9 w/m2第七章 凝结与沸腾换热1. 凝液量:m=0.0116(kg/s)2. 水平放置时，凝水量 m=0.0166(kg/s)3. 壁温 t =1000 , h=12029 w/血 k)w4.向下咼度局部换热系数w/(m2 k)平均换热系数w/(m2 k)X=0.1m976313015X=0.5m65298704X=1.0m549073195. 此时管下端液膜内已出现紊流。H=6730 w/(m2 k)6. 竖壁高 h=9.2 mm7. 单管与管束平均表面传热系数之比：红=2.1h管束8. 凝结水量 m=5.14 x 10-3 (kg/s)9. 考虑过冷度时,m=5.12x Kk

32、g/s)相差：5.14 5.12 x 100% 二 0.39%5.1410 .管长L二1m，管长减少量耳”二1311. 凝结表面传热系数h=700.2 w/(m2 k)凝液量： m=5.242x10-3(kg/s)12. 管长能缩短13. 用于水时,h=5341.1 w/(m2 k)700.2与11题相比换热系数倍率5341.1二7.6315氟利昂 12： =42143 (W)氟利昂 22： =50810 (W)差异： 20.6%16 用电加热时，加热方式是控制表面的热流密度。而采用蒸汽 加热则是壁面温度可控的情形。由大容器饱和沸腾曲线可知，当加热 功率q稍超过q max值时，工况将沿q ma

33、x虚线跳至稳定膜态沸腾线，使 壁面温度飞升，导致设备烧坏。总之，电加热等依靠控制热流来改变 工况的设备，一旦热流密度超过峰值，工况超过热流密度峰值后，沸 腾温差将剧烈上升到1000C左右，壁温也急剧升高，发生器壁烧毁现 象。采用蒸气加热时，工况点沿沸腾曲线依次变化。不会发生壁面温 度急剧上升情况。18. 由式(7) r = 2Ts，在一定的AtQ,y,p ,T五个量中，只有pmin yp At SU随压强变化最大，P增加时，p的增加值将超过T的增值和y的减少, Us最终使R .随P的增加而减小。min19. h=1.51 x 104 w/(m2 k)20. h=67140 w/(m2 k)21

34、. 温度降为183C h=1585 w/(m2k)与自然对流相比较，h769自然对然二二0.485h1585沸腾22. Q=3077.18 w/血 k) ,t =106.6Cw23. c 二 0.0115w,第八章 热辐射的基本定律1热辐射和其他形式的电磁辐射有何相同之点？有何区别？答：物质是由分子、原子、电子等基本粒子组成。当原子内部的 电子受到激发或振动时，产生交替变化的电场和磁场，发出电磁波向 空间传播，这就是电磁波。它是热辐射和其他电磁辐射的相同点。但 由于激发的方法不同，所产生的电磁波长就不相同，它们投射到物体 上产生的效应也不相同。如果由于自身温度或热运动的原因而激发产 生的电磁波

35、传播就称为热辐射。2为什么太阳灶的受热表面要作成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板不 需要作成黑色？答：太阳灶和辐射采暖板的区别主要源于它们对温度的不同要求： 太阳灶的温度一般都在几百度以上，为了更有效吸收来自太阳的光热， 其受热表面要做成粗糙的黑色表面。辐射采暖板的用处是用来采暖的， 气温度一般不会太高，所以不需要做成黑色。3窗玻璃对红外线几乎是不透明的，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人 感到暖和？答：隔着玻璃晒太阳时，太阳通过热辐射给玻璃热量，而玻璃也 对室内进行导热，对流换热，辐射等，使得人感到暖和，同时透过玻 璃的光在穿过玻璃后衰减为长波辐射，产生温室效应，使得人感到更 加的暖和。4深秋及初冬季

36、节的清晨在屋面上常常会看到结霜，试从换热与辐射 换热的观点分析a有霜的早上总是晴天；b室外气温是否一定要低于零 度；c结霜屋面的热阻（表面对流换热热阻及屋面材料导热热阻）对结 霜有何影响？答：（1）当温度低于某一值时，空气中的水分便会凝结成霜，这 样就使得空气中的水蒸气减少，并且在凝结时，水蒸气会消耗空气中 的固体粉尘，用其作为凝结核，这样又使得空气中的灰尘减少了，同 时水蒸气和固体粉尘的减少也降低了云形成的可能性，所以有霜的早 上总是晴天。（2）不一定要低于零度，因为结霜温度不光与当时水蒸气的含量 有关，而且凝结核的多少也对其有一定的影响。但温度应该是接近于 零度。（3）在结霜时的主要换热方

37、式是热辐射。屋面的热阻越小越 有利于将表面的热传走，越有利于结霜。5. 实际物体表面在某一定温度T下的单色辐射力E随波长入的变化曲 人线与它的单色吸收率的变化曲线有何联系？如已知其单色辐射力九变化曲线如图8-11所示，试定性地画出它的单色吸收率变化曲线。E解:，在温度T下，a九6. 在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率(w=a )?在什么 情况下WHa ?当WHa时，是否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定 律?答：在热平衡条件下w=a，温度不平衡条件下的几种不同层次：(1) =a7fl无条件成立；(2) W =a漫表面成立.X T X T(3) W a灰表面成立.0 T 0 T( 4) W

38、 a 漫-灰表面成立。(T ) (T)当 W Ha 时，并没有违反基尔霍夫定律，因为基尔霍夫定律是有前提条 件的，如果没有以上条件，则WHa。7. 试从普朗克定律推导出维恩位移定律。C X-5解：普朗克定律的表达式为：Ebxt W /(m 2 卩m)e xT 1dE-5C X-6则* 飞e xt 1C C X-7eXT + 1_2T (e XT 1)20X T 2897.6pm - Kmax8黑体温度 T =1500K 时，透过百分数： 43.35%1T =2000K 时，透过百分数： 63.38%T =6000K 时，透过百分数：82.87%39. 在lp m-4p m范围内，黑体辐射份额：

39、69.9%10T=2000K 时，份额 1.49%太阳，T=5762K,份额：44.62%11. (1)辐射强度：3500W/ (m2 sr)(2)A中心对A表面张开立体角：3.464x 10-4 (sr) 12A中心对A表面张开立体角：4x 10-4 (sr)13A中心对A表面张开立体角：4x 10-4 (sr)1412. 太阳辐射能透过玻璃部分： 80.17%室内辐射透过比例： 013. 全波长总发射率： 二 0.2756总辐射力： 7.911x104 W/m214. 该表面吸收率a = 0.462515. 发射率 0.1； 800K 黑体，a= 0.1158 ； 5800K 黑体，a=

40、0.852216. E=7.127x 105 (W/m2)，发光效率：7.03%17. =0.26发射率18. = 0.9，热平衡温度 T =260.4Kw= 0.1时，热平衡温度T=273.85Kw第九章 辐射换热计算1任意位置两表面之间的角系数来计算辐射换热，这对物体表面作了 那些基本假设？答：角系数表示表面发射出的辐射能量中直接落到另一表面上的 百分数。与另一表面的吸收能力无关，仅取决于表面的大小和相互位 置。在推导中应用了两个假设条件：物体表面为漫反射面；物体表面 物性均匀。2为了测量管道中的气流温度，在管道中设置温度计。试分析由于温 度计头部和壁面之间的辐射换热而引起的测温误差，并提出减少测温 误差的措施。答：当管道的温度高于气流的温度时，温度计所测得的温度高于 气流的实际温度；当管道的温度低于气流的温度时，温度计所测得的 温度低于气流的实际温度。 改造措施是：辐射隔热：将温度计头部用遮热板罩住。