400 50
t= 2
225
°C
0.08475W/(m.K)
由附录7查得导热系数为—0.033 0.0023t
ln?
d2
代入数据得到
d2 d1
d
2
= 0.314mm
所以
107mm
2-46 一厚为7cm的平壁，一侧绝热，另一侧暴露于温度 为30C的流体中，内热源 =0.3 10W/m。对流换热表面传 热系数
6
3
为450(m.K)，平壁的导热系数为18
W/
2
W/(m
.K)
。试确定 平壁中的最高
温度及其位置
第三章
思考题
1. 试说明集总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 间的函数，
400 50
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。
2. 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？
答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低
CV
热电偶的时间常数施,形状
c
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。
3. 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
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。 4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段 段在物理过程及数学处理上都有些什么特点 ？
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
？这一阶
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 (Bi 数) 的函数， 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。
5. 有人认为 ,当非稳态导热过程经历时间很长时
,采用图
3- 7 记算所得的结果是错误的 .理由是： 这个图表明 ,物 体中各点的过余温度的比值与几何位置及 Bi 有关 ,而与 时间无关 .但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。 6.试说明Bi数的物理意义。Bi o及Bi各代表什么样的 换热条件？有人认为，Bi代表了绝热工况，你是否赞同 这一观点 ,为什么 ?
答；Bi数是物体内外热阻之比的相对值。 o时说明 传热热
Bi
阻主要在边界， 内部温度趋于均匀， 可以用集总参 数法进行分析求解； 时，说明传热热阻主要在内部， 可以近似认为壁
Bi
温就是流体温度。认为Bi。代表绝热工况 是不正确的，该工况是指边界热阻相对于内部热阻较大， 而绝热工况下边界热阻无限大。
7. 什么是分非稳态导热问题的乘积解法 ,他的使用条件是 什么?
答；对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几 个一维问题解的乘积， 其解的形式是无量纲过余温度， 这 就是非稳态导热问题的乘积解法，其使用条件是恒温介 质，第三类边 界条件或边界温度为定值、初始温度为常数的情况。
8. 什么是”半无限大 ”的物体?半无限大物体的非稳态导热 存在正规阶段吗 ?
答：所谓“半大限大”物体是指平面一侧空间无限延 伸的物体：因为物体向纵深无限延 伸，初脸温度的影响永远不会消除， 所以半死限大物体的 非稳念导热不存在正规状况阶段。
9?冬天，72C的铁与600C的木材摸上去的感觉一样吗， 为什
《传热学》第四版课后习题答案
