传热学第三章答案.pdf

第三章

思考题

1.试说明集中参数法的物理概念及数学处理的特点

答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由

于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的数，

数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。

在用热电偶测定气流的非稳态温度场时怎么才能改善热电偶的温度响应特性

2.,?

cv



答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数chA,形状

上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。

试说明无限大平板物理概念并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题

3.””,

答；所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略

不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面方向流动。如薄板两侧均匀加热或冷却、

炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。

什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段这一阶段在物理过程及数学处理上都有

4.?

些什么特点?

答：非稳态导热过程进行到一定程度初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍

,

随时间变化但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置x/

,(和边界条件数

)(Bi)

的数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。这一阶段

的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。

有人认为当非稳态导热过程经历时间很长时采用图记算所得的结果是错误的理由

5.,,3-7.

是：这个图表明物体中各点的过余温度的比值与几何位置及有关而与时间无关但

,Bi,.

当时间趋于无限大时物体中各点的温度应趋近流体温度所以两者是有矛盾的。你是否

,,

同意这种看法说明你的理由。

,

答：我不同意这种看法，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变

但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。

Bio及Bi各代表什么样的换热条件有人认为

试说明数的物理意义。?,

6.Bi

Bi代表了绝热工况你是否赞同这一观点为什么

,,?

答；数是物体内外热阻之比的相对值。Bio时说明传热热阻主要在边界，内部温

Bi

度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析求解；Bi时，说明传热热阻主要在内部，可

以近似认为壁温就是流体温度。认为Bio代表绝热工况是不正确的，该工况是指边