第一篇：傳熱學(xué)作業(yè)參考答案

第九章

4．一工廠中采用0.1MPa的飽和水蒸氣在—金屬豎直薄壁上凝結(jié)，對(duì)置于壁面另一側(cè)的物體進(jìn)行加熱處理。已知豎壁與蒸汽接觸的表面的平均壁溫為70 ℃，壁高1.2m，寬300 mm。在此條件下，一被加熱物體的平均溫度可以在半小時(shí)內(nèi)升高30℃，試確定這一物體的平均熱容量(不考慮散熱損失)。

解:本題應(yīng)注意熱平衡過程，水蒸氣的凝結(jié)放熱量應(yīng)等于被加熱物體的吸熱量。

P=0.1Mpa=105Pa,ts=100℃,r=2257.1kJ/kg, tm=

11(ts+ tw)=(100+70)℃=85℃。22查教材附錄5，水的物性為：ρ=958.4kg/m3;λ=0.683 W／(m2·℃);μ=282.5×10-6N·s/m2 假設(shè)流態(tài)為層流：

??g?r?h?1.13????l(ts?tw)?22314

331?958.4?9.81?0.683?2257?10?42?1.13? W／(m·℃)??6?282.5?10?1.2?(100?70)?=5677 W／(m2·℃)Rec?4hl(ts?tw)4?5677?30?1.2?=1282<1800 ?r282.5?10?6?2257?103流態(tài)為層流，假設(shè)層流正確

Φ=h(ts?tw)l?

=5677×（100?70）×1.2×0.3W=61312W 凝結(jié)換熱量=物體吸熱量

Φ?τ=mcp?t mcp????61312?30?60??3.68?106J/℃ ?t3016．當(dāng)液體在一定壓力下做大容器飽和沸騰時(shí)，欲使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加10倍，沸騰溫差應(yīng)增加幾倍?如果同一液體在圓管內(nèi)充分發(fā)展段做單相湍流換熱，為使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加10倍，流速應(yīng)增加多少倍?維持流體流動(dòng)所消耗的功將增加多少倍?設(shè)物性為常數(shù)。

解

①由米洛耶夫公式：

{h1?0.122?t12.33p0.5h2?0.122?t2.332p0.5

h2?t?(2)2.33?10 h1?t1所以

1?t2?102.33?2.69 ?t

1即當(dāng)h增大10倍時(shí)，沸騰溫差是原來的2.69倍。②如為單相流體對(duì)流換熱，由D-B公式可知h?um，即

0.80.80.8 h1?cum1，h2?cum2

1um20.8h2um2?()?10

故

?100.8?17.8 h1um1um1即h2為h1的10倍時(shí)，um2是um1的17.8倍。③?p?fl?um

d2?14由布拉修斯公式，f?0.3164Re故 ?p?0.3164()(?0.3164(umd?)?14

7l??74)um?cum4(c?常數(shù)）dd27u7?p2?(m2)4?(17.8)4?154 ?p1um1即um2是um1的17.8倍時(shí)，壓強(qiáng)增大了154倍。耗功量N??PAum，故

N2?154?17.8?2741 N1耗功量增大了2741倍。因此，以增大流速來提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)將使耗功率增大了若干倍，從而增大了換熱器的運(yùn)行成本。第十章

11．—種玻璃對(duì)0.3~2.7μm波段電磁波的透射比為0.87，對(duì)其余波段電磁波的透射比為零，求該玻璃對(duì)5800 K和300 K黑體輻射的總透射比。

解:①溫度為5800 K時(shí): 0.3×5800＝1740，由教材表(10.1)查得Fb(0?0.3T)?0.0361 2.7×5800＝15660，由教材表(10.1)查得Fb(0?2.7T)?0.971 該玻璃對(duì)5800K黑體輻射的總投射率為：

0.87Fb(0.3T?2.7T)?0.87?(0.971?0.0361)?0.813 ②溫度為300 K時(shí): 0.3×300＝90，由教材表(10.1)查得Fb(0?0.3T)?0 2.7×300＝810，由教材表(10.1)查得Fb(0?2.7T)?1.5?10

該玻璃對(duì)300K黑體輻射的總投射率為：0.87Fb(0.3T?2.7T)?0.87?1.5?10?1.305?10 14．表面的光譜發(fā)射率ελ曲線，如教材圖10.16所示。求表面溫度分別為500℃和1500℃時(shí)的總發(fā)射率ε。

解:表面溫度為500 ℃時(shí)的發(fā)射率為：

?5?5?5???20???Eb,?d??0?Eb,?d?62?6

?0?0.3Eb,?d???0.7Eb,?d???0.4Eb,?d??0?Eb,?d?=0.3Fb(0?2T)?0.7(Fb(0?6T)?Fb(0?2T))?0.4(1?Fb(0?6T))

（1）當(dāng)2T=2×(500+273)=1546時(shí)，由教材表10.1查得Fb(0?2T)=0.0165 當(dāng)6T=6×(500+273)=4638時(shí)，由教材表10.1查得Fb(0?6T)=0.585 代入式（1）得ε=0.569 21．一直徑為20 mm熱流計(jì)探頭，用以測(cè)定一微小表面積A1的輻射熱流。該表面的面積為4×10?4m2，溫度T1=1200K。探頭與A1的相互位置，如圖所示。探頭測(cè)得的熱流為2.14×10?3W。設(shè)A1是漫射表面，探頭表面的吸收率可取為1。試確定A1的發(fā)射率(環(huán)境對(duì)探頭的影響可忽略不計(jì))。

解：由能量平衡得；

d??I?dAcos?d?

?Eb??5.67?10?8?12004I???

（因?yàn)锳1是漫射表面）

??dA?4?10?4m2 cos??cos45?

12??dcos45dA? d??2?42rr1202???（）?cos45?1000=4 0.452d??2.14?10?3W

代入求得ε=0.149 第十一章

5．如圖所示表面間的角系數(shù)可否表示為：X3,(1?2)?X3,1?X3,2,X(1?2),3?X1,3?X2,3?如有錯(cuò)誤，請(qǐng)予更正。

答：分解性原理的基本形式為: AiXi,(j?k)?AiXi,j?AiXi,k

利用互換性原理可改寫為：AiXi,(j?k)?AjXj,i?AkXk,i

對(duì)于X3,(1?2)?X3,1?X3,2，完整的書寫形式為A3X3,(1?2)?A3X3,1?A3X3,2,化簡(jiǎn)后則為X3,(1?2)?X3,1?X3,2，故X3,(1?2)?X3,1?X3,2正確。

對(duì)于X(1?2),3?X1,3?X2,3，根據(jù)分解性原理，正確的書寫形式為：

A(1?2),3X(1?2),3?A1X1,3?A2X2,3，故X(1?2),3?X1,3?X2,3不正確。

6．有2塊平行放置的平板的表面發(fā)射率均為0.8，溫度分別為：t1=527℃及t2＝27℃，板間距遠(yuǎn)小于板的寬度和高度。試計(jì)算：①板1的本身輻射；②對(duì)板l的投射輻射；③板1的反射輻射；④板1的有效輻射；⑤板2的有效輻射；⑥板1，2間的輻射換熱量。

解：①板1的本身輻射：

E1??Eb1?0.8?5.67?10?8?(527?273)4W/m2=18579W/m2

②對(duì)板1的投射輻射，即為板2的有效輻射J2。為此，先求兩板 間的輻射換熱量：

q1,2?4(T14?T24)Eb1?Eb2 ??1111??1??1?1?2?1?25.67?10?8?(8004?3004)

=W/m2

11??10.80.8

=15177 W/m2 因q1,2?J2?Eb2,則： 1??2?2 J2?G1?Eb2?（= 5.67?10?81?b2?1)q1,2

1?1)?15177W/m2 0.82?3004?(W/m?3794W/m

= 459

=4253 W/m

③板1的反射輻射：

?G1?J1?E1 22J1?Eb1?(1?1?1)q1,2 ?8004?(1?1)?15177W/m2 0.8 ?5.67?10?8

=19430W/m

2?G1?19430W/m2?18579W/m2

W/m

?851④板1的有效輻射:J1＝19430 W/m ⑤板2的有效輻射：J2＝4253W/m

⑥板1，2間的輻射換熱量: q1,2?15177W/m

22228．有一3m ×4m的矩形房間，高2.5m，地表面溫度為27℃，頂表面溫度為12℃。房間四周的墻壁均是絕熱的，所有表面的發(fā)射率均為0.8，試用網(wǎng)絡(luò)法計(jì)算地板和頂棚的凈輻射換熱量和墻表面的溫度。P163 解：設(shè)地面為表面1，頂面為表面2，四周為表面3，則： 輻射網(wǎng)絡(luò)圖如圖所示：

由X4Y3??1.6,??1.2,查教材圖11.26得，X1,2?X2,1?0.291 D2.5D2.5

由角系數(shù)的完整性

X2,3?X1,3?1?X1,2?1?0.291?0.709 求個(gè)輻射熱阻

R1?1??11?0.8??0.020812

m?1A10.8?3?4R1,2?11??0.28612

mA1X1,212?0.291

R2?1??21?0.8??0.020812

m?2A10.8?3? R1,3?11??0.11712

mA1X1,312?0.70911??0.11712

mA2X2,312?0.709Eb3?J3?0

知 Eb3?J3

1??3?3A1

R2,3?由于3面為絕熱面，由 ?3?網(wǎng)絡(luò)圖如下圖所示：

進(jìn)一步合并成如圖;

其中R?為R1,3與R2,3串聯(lián)后再與R1,2并聯(lián)的總熱阻。

R??R1,2(R1,3?R2,3)0.286?(0.117?0.117)??0.12912

mR1,2?R1,3?R2,30.286?0.117?0.117

Eb1??T14?5.67?10?8?3004?459.27W/m2

Eb2??T24?5.67?10?8?2854?374.08W/m頂板與地板之間的輻射換熱量為

?1,2?

Eb1?Eb2459.27?374.08??499.3W ?R1?R?R20.0208?0.129?0.0208根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖及R1?R2,R1,3?R2,3 有

Eb1?J1?J2?Eb2及J1?J3?J3?J2

兩式相加得

Eb3?

即

T3?41(Eb1?Eb2)214(T1?T24)2

求出T3=292.8K 11．在7.5cm厚的金屬板上鉆一個(gè)直徑為2.5cm的通孔，金屬板的溫度為260℃，孔之內(nèi)表面加一層發(fā)射率為0.07的金屬箔襯里。將一個(gè)425℃，發(fā)射率為0.5的加熱表面放在金屬板一側(cè)，另一側(cè)的孔仍是敞開的。425℃的表面同金屬板無熱傳導(dǎo)換熱。試計(jì)算從敞開的孔中輻射出去的能量。

11題圖1

11題圖2 解：金屬塊內(nèi)打一個(gè)圓孔，此圓孔兩側(cè)表面和圓柱面構(gòu)成一個(gè)三表面組成的封閉空腔，其中，1,2表面為灰表面，3表面視為黑表面。各表面的編號(hào)及其熱網(wǎng)絡(luò)圖如圖示所示。敞開的孔中輻射出去的能量應(yīng)為3表面的凈輻射換熱量。開口面的發(fā)射率設(shè)為1，溫度為0。由已知條件及其各表面間的換熱關(guān)系可得：

?1?0.07，?2?0.5，?3?1.0

T1?260?C?533K, T2?425?C?698K, T3?0K, d=2.5cm,x=7.5cm, A1???2.5?7.5cm2?58.9cm2

A2?A3??4(2.5)2cm2?4.91cm2 根據(jù)角系數(shù)的性質(zhì)：A1X1,2?A2X2,1 則：X1,2?A2X2,1 A1又因?yàn)椋篨2,1?X2,3?1，則X2,1?1?X2,3，X2,3=0.04（由本題圖2查出）X2,1?0.96，故X1,2?0.08?X1,3

網(wǎng)絡(luò)圖中的各熱阻分別為：

1??21??1?2256 , ?2037

?2A2?1A1

111??2122,?50916

A1X1,2A1X1,3A2X2,3Eb1??T14?4575W/m2

Eb2??T24?13456W/m2，列節(jié)點(diǎn)方程式： 節(jié)點(diǎn)J1

Eb3?0

Eb1?J1J2?J1Eb3?J1???0 1??111A1X1,2A1X1,3?1A1Eb2?J2J1?J2Eb3?J2???0 1??211A1X1,2A2X2,3?2A2節(jié)點(diǎn)J2

代入數(shù)值，得：

4575?J1J2?J10?J1???0

***56?J2J1?J20?J2???0 節(jié)點(diǎn)J2

2037212250916節(jié)點(diǎn)J1

解此聯(lián)立方程得：

J1=4484 W/m

J2=8879 W/m 各表面間的對(duì)流換熱量為：

22?1,3?J1?J3?2.11W 1A1X1,3J2?J3?0.174W 1A2X2,3

?2,3?故從開口中所輻射出去的能量為：?3??1,2??2,3?2.284W

26在晴朗的夜晚，天空的有效輻射溫度可取為?70℃。假定無風(fēng)且空氣與聚集在草上的露水間的對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為28W／(m2·℃)。試計(jì)算為防止產(chǎn)生霜凍，空氣所必須具有的最低溫度。計(jì)算時(shí)可略去露水的蒸發(fā)作用，且草與地面間無熱傳導(dǎo)，并取水的發(fā)射率為1.0

解：露水與太空間因輻射換熱失去熱量，與空氣間因?qū)α鲹Q熱獲得熱量，熱平衡時(shí)，得熱量應(yīng)等于失熱量。為了防止霜凍，露水表面溫度必須滿足T1>0℃=273K的條件。已知：

℃),X1,2?1.0,T2=?70℃=203K。?1?1.0,h=28W／(m2·

?r?A1(Eb1?Eb2)1??1A1(1??2)1???1X1,2?2A2

??bA1(T14?T24)

?5.67?10?8?A1?(273)4?(203)4??

=218.62A1

空氣對(duì)露水的加熱量為：?cv?hA1?T?28?A1?(Tf?T1)

?28?A1?(Tf?273)因?yàn)椋?r??cv

則：28?A1?(Tf?273)?218.64A1

空氣必須具有的最低溫度為：Tf=280.8K＝7.8 ℃

第十二章

10．一根橫穿某大車間的水平蒸汽輸送管，外徑d2=50mm，表面溫度tw2=150 ℃。管外包有一層厚75mm的保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)λ＝0.11w／(m·℃)，發(fā)射率ε＝0.6?，F(xiàn)已測(cè)得保溫層外表面溫度tw3=40 ℃，車間空氣溫度tf＝22℃，車間壁面溫度tw4=20℃。試求：①蒸汽輸送管單位管長(zhǎng)的熱損失q1；②保溫層外表面的輻射換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；③保溫層外表面與空氣間的自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

解:本題屬于復(fù)合換熱問題，保溫層外表面以輻射換熱和對(duì)流換熱方式傳遞熱量。

①求ql:

ql?tw2?tw3150?140?W/m d3150?2?751lnln2?3.14?0.1502??d2

?54.8W/m

②求hr：

?r??d3?3(Eb3?Eb4)??d3?3Cb?(T?Tw34?)?(w4)4?

100??100 ?3.14?0.2?5.67?(? ?47.6W/m

?r?hr?d3(tw3?tf)故hr?20?2734??40?2734)?()?W/m 100100???r47.6W／(m2·℃)??d3(tw3?tf)3.14?0.2?(40?22)

=4.21 W／(m2·℃)

③求hc

ql?h?d3(tw3?tf)?(hr?hc)(tw3?tf)?d3 hc?ql54.8℃)?hr???4.21? W／(m2·(tw3?tf)?d3(40?22)?3.14?0.2

=0.64 W／(m2·℃)11.一塊邊長(zhǎng)為0.2m的正方形電熱板，表面發(fā)射率ε=0.6，該板水平懸吊在室溫為20℃的大房間內(nèi)，通電加熱穩(wěn)態(tài)后測(cè)得電熱板表面溫度為60℃，大房間壁溫為17℃。試求：①電熱板表面的對(duì)流換熱量；②輻射換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；③電熱板消耗的功率。解：①求?c

定性溫度tm?11(tw?tf)?(60?20)?C?40?C。查空氣的物性：22??16.96?10?6m2/s，??2.76?10?2W/(m??C),pr?0.699。??11?K?1?3.195?10?3K?1 Tm40?273?g?tl33.195?10?3?9.81?40?0.23?0.699GrPr?Pr? 22?12?16.96?10

?2.44?10

查教材表8.6，上表面加熱：c=0.15,n?故上表面：

Nu1?0.15(GrPr)13711;下表面加熱：c=0.58, n?。35?0.15?290?43.5

Nu1?43.5?2.76?10?2?W/(m2??C)?6W/(m2??C)

h1?l0.2下表面

Nu2?0.58(GrPr)13?17.4

Nu2?17.4?2.76?10?2?W/(m2??C)?2.4W/(m2??C)

h2?l0.2

?c?(h1?h2)(tw?tf)A?(6?2.4)(60?20)?0.2W?13.44W ②求hr

2T?T??r?2?CbA?(w1)4?(w2)4??2?0.6?5.67?0.22?(3.33)4?(2.9)4?14.22W100??100?? hr??r14.22?W/(m2??C)22(tw?tf)A2?(40?22)?0.22? =4.44W/(m?C)③求電功率P: P??r??c?(14.22?13.44)W?27.66W

12．某火墻采暖房間平面尺寸為6m×4m，房間高4m，火墻面積為4m ×4m，墻表面為石灰粉刷，發(fā)射率ε=0.87，已知表面溫度tw=40℃，室溫tf＝16℃，頂棚、地板及四周壁面的發(fā)射率相同，溫度亦為16℃。求該火墻總散熱量，其中輻射散熱所占比例為多少?

解:火墻房間平面示意如圖。由于除火墻外的其余5個(gè)表面均具有相同的溫度和發(fā)射率，因此在輻射換熱計(jì)算時(shí)可視為表面2。

A1?4?4?16m2，A2?(6?4?4?4?4)m2?112m2

①求?r

T?T?A1Cb?(w1)4?(w2)4?Eb1?Eb2100??100?r???1084W 1??1(1??2)11A21???(?1)?1A1X1,2A1?2A2?1A1?2②求?c

屬大空間自然對(duì)流換熱。

定性溫度tm?11(tw?tf)?(40?16)?C?28?C。查空氣的物性：22??15.8?10?6m2/s，??2.654?10?2W/(m??C),pr?0.7014。

??11?K?1?3.322?10?3K?1 Tm28?273?g?tl33.322?10?3?9.81?(40?16)?43?0.7014GrPr?Pr?

?215.82?10?1?1.4?10

查教材表8.6，屬湍流： c=0.1,n?

Nu?0.1(GrPr)13111 3?519.25 Nu?519.25?2.654?10?2?W/(m2??C)?3.45W/(m2??C)

hc?l

4?c?hc(tw?tf)A1?3.45?(40?16)?16W?132W5 ③求?: ???r??c?(1084?1325)W?2409W

?r?0.45?45% ?13.一所平頂屋，屋面材料厚δ＝0.2m，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.60W／(m·℃)，屋面兩側(cè)的發(fā)射率ε均為0.9。冬初，室內(nèi)溫度維持tf1＝18℃，室內(nèi)四周壁面溫度亦為18℃，且它的面積遠(yuǎn)大于頂棚面積。天空有效輻射溫度為?60℃，室內(nèi)頂棚對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1＝0.592W／(m2·℃)，屋頂h2＝21.1W／(m2·℃)。問當(dāng)室外氣溫降到多少度時(shí)，屋面即開始結(jié)霜(tw2＝0℃)，此時(shí)室內(nèi)頂棚溫度為多少?本題是否可算出復(fù)合換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及其傳熱系數(shù)?

解;①求室內(nèi)頂棚溫度tw1：

穩(wěn)態(tài)時(shí)由熱平衡，應(yīng)有如下關(guān)系式成立：

室內(nèi)復(fù)合換熱量??=屋面導(dǎo)熱量?＝室外復(fù)合換熱量???

但???h1(tf1?tw1)A1??1A1Cb?(T?Tw04?)?(w1)4?

100??100式中：Tw0為四周壁面溫度，由題意知Tw0?Tf。

???(t?t)A，由????，結(jié)霜時(shí)tw2?0，所以： ?w1w21T??Tw04?)?(w1)4??(tw1?0)

100???100 h1(tf1?tw1)A1??1Cb?(tf1?tw1? 整理得： ?1Cb?Tw0h1Tw14??tw14()?()???100100?h??1?1CbTw1h1(?CT?)4?(1?)tw1?tf1?1b(w0)4 100?h1h11000.9?5.67Tw140.60.9?5.6718?2734()?(1?)tw1?18?()

0.5921000.2?0.5920.592100T4 8.62(w1)?6.07tw1?636.13

列表計(jì)算如下：

解得：tw1=11.6℃。

②求室外氣溫tf2：

Tsky4??T????h2(tw2?tf2)A1??2A1Cb?(w2)4?()?

100??100由?????可得：

?Tw24Tsky4??tw1??h2tf2??2Cb?()?()? ?100??100tf2??2Cb?Tw2h2Tsky4??4()?()??tw1 ?100100??h2?0.9?5.670.6(2.73)4?(2.13)4?C??11.6?C

21.10.2?21.1?6.8?C???③求復(fù)合換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)ht1和ht2：

注意到傳熱方向即可求得復(fù)合換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱系數(shù)。

Tw04Tw14????1Cb?qr()?()??hr?(tf1?tw1)?100??100??故hr?1Cb?(T?Tw04?)?(w1)4?100??100

(tf1?tw1)0.9?5.67(2.91)4?(2.846)4 ? W／(m2·℃)(18?11.6)

=4.866 w／(m2·℃)????hr??(0.592?4.866)W/(m2??C)?5.458ht1?hcW/(m2??C)

同理：

?2Cb?(???

hr?Tw24Tsky4?)?()?100100????26.237 W／(m2·℃)(tw2?tf2)???hr???h2?hr???(21.1?26.237)W/(m2??C)??5.137ht2?hcW/(m2??C)

④求傳熱系數(shù)：

k?11?1??ht1?ht2?1 W／(m2·℃)

10.21??5.4580.6?5.137

=3.1 W／(m2·℃)14．某設(shè)備的垂直薄金屬壁溫度為tw1＝350℃，發(fā)射率ε1＝0.6。它與保溫外殼相距δ2＝30 mm，構(gòu)成一空氣夾層，夾層高H=1m。保溫材料厚δ3＝20mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ3=0.65W／(m·℃)。它的外表向溫度tw3=50℃，內(nèi)表面ε2＝0.85。夾層內(nèi)空氣物性為常數(shù)：λ＝0.04536 W／(m·℃)、ν=47.85×10-6m2／s，Pr＝07。試求解通過此設(shè)備保溫外殼的熱流通量及金屬壁的輻射換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

解：空氣夾層及保溫層如圖。

熱平衡方程為：

通過空氣夾層的輻射換熱量qr+對(duì)流換熱量qc＝通過保溫層的導(dǎo)熱量qcd 即

?1Eb1?Eb2??hc(tw1?tw2)?(tw2?tw3)11?3??1?2

本題由于tw2未知，需進(jìn)行假設(shè)計(jì)算。設(shè)tw2＝170℃，則:

tm?

111(tw1?tw2)?(350?170)?C?260?C,???1.876?10?3K?1 22Tm?g(tw1?tw2)?231.876?10?3?9.81?(350?170)?0.033?0.74GrPr?P??2.734?10r?247.852?10?12

查教材表8.7，c=0.197,m?11, n?,則 49

Nu?0.197(GrPr)(41?H)19?0.917?12.86?0.677?1.716

?2Nu??1.716?0.04536?W/(m2??C)?2.59W/(m2??C)

he?l0.03qc??0.65(tw2?tw3)??(170?50)W/m2?3900W/m2 ?30.025.67(6.23)4?(4.43)4qr?W/m2?3450W/m2 11??10.60.85 qc?qr?(3450?466)W/m2?3916W/m2

誤差???3916?3900?4.1?10?3?0.41%

3916故tw2=170℃，假設(shè)正確。本題熱平衡方程中僅有tw2未知，也可由熱平衡方程通過試算法求出tw2。

q?qc?qr?(3450?466)W/m2?3916W/m2

hr?qr3450??3900W/(m2??C)?19.17W/(m2??C)

tw1?tw2350?17018.90℃的水進(jìn)入一個(gè)套管式換熱器，將一定量的油從25℃加熱到47.25℃，熱流體離開換熱器時(shí)的溫度為44.5℃。求該換熱器的效能和傳熱單元數(shù)。

解：教材圖12.7已經(jīng)給出了套管式換熱器的示意圖，一種流體在管內(nèi)流動(dòng)，另一種流體在兩管間的環(huán)形空間內(nèi)流動(dòng)，其流動(dòng)只有順利和逆流方式。

??t1??)?M2cp2(t2???t2?)M1cp1(t1M1cp1(90?44.5)?M2cp2(47.25?25)45.5M1cp1?22.25M2cp2

故M2cp2M1cp1?2.045，M1cp1?(Mcp)min

M1cp1??t1??90?44.5t1????0.7

Cr? ?0.489??t2?t190?25M2cp2???t1??，可以肯定其流型為逆流，則： 套管式換熱器，由于t2??1?exp??NTU(1?Cr)?

??1?Crexp?NTU(1?Cr)1??

1??Crexp??NTU(1?Cr)???ln故

NTU?1??1?0.7?ln1??Cr1?0.7?0.489?1.536 ?1?Cr1?0.48921.某套管式換熱器，內(nèi)管內(nèi)徑為100 mm，外徑為108mm，其導(dǎo)熱系數(shù)λ＝36W／(m·℃)。熱介質(zhì)在內(nèi)管內(nèi)流過，溫度從60 ℃降低到39℃，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=1000 W／(m2·℃)；質(zhì)量流量為0.2kg／s的冷水在套管間(內(nèi)管外)流過，溫度從15℃被加熱到40℃，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=1500 W／(m2·℃)。試求：①該換熱器的管長(zhǎng)；②換熱器最大可能傳熱量；③該換熱器的效能；④傳熱單元數(shù)。

解：①求管長(zhǎng)l：

kl?(?(d111?1?ln2?)h1?d12??d1h2?d2111081?ln?)?1W/(m??C)

1000?3.14?0.16.28?361001500?3.14?0.108

?182W/(m??C)

???t2?)?0.2?4187?(40?15)W?20935??M2cp2(t2W ???t1??，流型必然為逆流 因t2??t2???(60?40)?C?20?C ?t??t1???t2??(39?15)?C?24?C ?t???t1?tm??t????t?24?20??C?21.94?C ?t??24lnln?t?20?20935?m?5.24m kl?tm182?21.94??kl?tml，故l?②求?,?max：

M2cp2?(Mcp)min，故

?max??????t2?40?155t2?? ??t1?t260?159???2093?59W?3768W3 5③求NTU:

Cr?(Mcp)min(Mcp)max???t1??60?39t1??0.84 ???t2?40?15t2由??1?exp??NTU(1?Cr)?

1?Crexp??NTU(1?Cr)?ln1??Cr1?0.5556?0.84ln1???1?0.5556?1.142 推得：NTU?1?Cr1?0.84

26.一逆流式套管換熱器，其中油從100 ℃冷卻到60 ℃，水由20 ℃被加熱到50℃，傳熱量為2.5×104w，傳熱系數(shù)為350 W／(m2·℃)，油的比定壓熱容為2.131KJ／(kg·K)。求換熱面積。如使用后產(chǎn)生污垢，垢阻為0.004m·K／W，流體入口溫度不變，問此時(shí)換熱器的傳熱量和兩流體出口溫度各為多少?

?，出口溫度為t1??；水的進(jìn)口溫度為t2?，出口溫度為t2??。解：設(shè)油的進(jìn)口溫度為t1①求換熱面積A ??t2???(100?50)?C?50?C ?t??t1???t2??(60?20)?C?40?C ?t???t1?tm??t???t??50?40??C?44.81?C ?t?50lnln?t??40?2.5?104由??k?tmA，故A??m2?1.594m2

k?tm350?44.81由??M1cp1(100?60)?M2cp2(50?20)

解得

M1cp1?62W5/K,M2cp2?833.33W/K,M2cp2M1cp1?4 3??，油的出口溫度t2?? ②求換熱器的傳熱量?和水的出口溫度t1??t1??)?M2cp2(t2???t2?)M1cp1(t1??)?M2cp2(t2???20)

M1cp1(100?t1??M2cp24100?t1??

???20M1cp13t2由M2cp2M1cp1???4100?t1?，M1cp1?(Mcp)min

???203t2由式Rf?11? 其中k為有污垢熱阻的傳熱系數(shù)，k0為潔凈換熱器的傳熱系數(shù) kk01Rf?1k0?10.004?1350?145.83 W／(m2·℃)解得

k?NTU?kA145.83?1.594??0.372

(Mcp)min625Cr???(Mcp)min(Mcp)max????t2?t2???203t2??

（1）??t1??100?t1??4t11?exp??NTU(1?Cr)?1?exp??0.372(1?0.75)???0.281

1?Crexp??NTU(1?Cr)?1?0.75exp??0.372(1?0.75)???t1??100?t1??t1???78.93℃ ??0.281

解得

t1??t1?t2100?25?????78.93℃代入（1）解得

t2???35.8℃ 將t1??t2???(100?35.8)?C?64.2?C ?t??t1???t2??(78.93?20)?C?58.93?C ?t???t1?tm??t???t??64.2?58.93??C?60.64?C ?t?64.28lnln?t??58.93換熱器的傳熱量??k?tmA?145.83?60.64?1.594?1.4?104W

第二篇：傳熱學(xué)答案

2-4 一烘箱的爐門由兩種保溫材料A及B組成，且?A?2?B(見附圖)。已知?A?0.1W/(m.K),?B?0.06W/(m.K),烘箱內(nèi)空氣溫度tf1?400℃，內(nèi)壁面的總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1?50W/(m.K)。為安全起見，希望烘箱爐門的 外表面溫度不得高于50℃。設(shè)可把爐門導(dǎo)熱作為一維問題處理，試決定所需保溫材料的厚度。環(huán)境溫度tf2?25℃，外表面總傳熱系數(shù)h2?9.5W/(m.K)。

q?tf1?tfw2?A?A??B?B?h1?tf1?t??h2?t?tf2?解：熱損失為又tfw?50

℃；?A??B

?3聯(lián)立得?A?0.078m;?B?0.039m

2-16 一根直徑為3mm的銅導(dǎo)線，每米長(zhǎng)的電阻為2.22?10?。導(dǎo)線外包有厚為1mm導(dǎo)熱系數(shù)為0.15W/(m.K)的絕緣層。限定絕緣層的最高溫度為65℃，最低溫度為0℃。試確定在這種條件下導(dǎo)線中允許通過的最大電流。

Q?2?l?q?2??l(t1?t2)ln(r2/r1)?2??1?0.15?65?0?ln?2.5/1.5??119.8W解：根據(jù)題意有：

119.86?IR 解得：I?232.36A

-40 試由導(dǎo)熱微分方程出發(fā)，導(dǎo)出通過有內(nèi)熱源的空心柱體的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱量計(jì)算式及壁中的溫度分布。?為常數(shù)。

解：有內(nèi)熱源空心圓柱體導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)的導(dǎo)熱微分方程式為

1???t????r????0r?r??r?

2經(jīng)過積分得

t?c1lnr?c2?r?r??

?r3/?t0?tw??0lnr0?1?r3?因?yàn)樗缘?t?r?r0,t?tw;r?0,t?t0?r3/?t0?tw??0lnr0?1lnr?t0???對(duì)其求導(dǎo)得

2-53 過熱蒸氣在外徑為127mm的鋼管內(nèi)流過，測(cè)蒸氣溫度套管的布置如附圖所示。已知套管外徑d=15mm，壁厚?＝0.9mm，導(dǎo)熱系數(shù)??49.1W/(m.K)。蒸氣與套管間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=105有的長(zhǎng)度。W/(m.K)2。為使測(cè)溫誤差小于蒸氣與鋼管壁溫度差的0.6％，試確定套管應(yīng)

?h?0?1ch?mh??0.6100, 解：按題意應(yīng)使?h?0?0.6%，ch?mh??166.7，查附錄得：mh?arc?ch(166.7)??5.81，m?hU。

3－7 如圖所示，一容器中裝有質(zhì)量為m、比熱容為c的流體，初始溫度為tO。另一流體在管內(nèi)凝結(jié)放熱，凝結(jié)溫度為t?。容器外殼絕熱良好。容器中的流體因有攪拌器的作用而可認(rèn)為任一時(shí)刻整個(gè)流體的溫度都是均勻的。管內(nèi)流體與容器中流體間的總傳熱系數(shù)k及傳熱面積A均為以知，k為常數(shù)。試導(dǎo)出開始加熱后任一時(shí)刻t時(shí)容器中流體溫度的計(jì)算式。

解：按集總參數(shù)處理，容器中流體溫度由下面的微分方程式描述 ?A??10549.1?0.9?10?3?48.75，?H?5.8148.75?0.119mhA(T?T1)???cvt?t1dtd?

kA此方程的解為 t0?t1?exp(??c?)

0

03－10 一熱電偶熱接點(diǎn)可近似地看成為球形，初始溫度為25C，后被置于溫度為200C地氣流中。問欲使熱電偶的時(shí)間常數(shù)?c?1s熱接點(diǎn)的直徑應(yīng)為多大？以知熱接點(diǎn)與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為35W/(m?K)，熱接點(diǎn)的物性為：??20W/(m?k)，c?400J/(kg?k)，??8500kg/m32，如果氣流與熱接點(diǎn)之間還有輻射換熱，對(duì)所需的熱接點(diǎn)直徑有何影響？熱電偶引線的影響忽略不計(jì)。

解：由于熱電偶的直徑很小，一般滿足集總參數(shù)法，時(shí)間常數(shù)為：V/A?R/3?tch?1?3508500?400?10.29?10?5?c??cvhA

?5 故?cm

?0.617m 熱電偶的直徑： d?2R?2?3?10.29?10 驗(yàn)證Bi數(shù)是否滿足集總參數(shù)法 Biv?h(V/A)?350?10.29?1020?5 ??0.0018??0.0333

故滿足集總參數(shù)法條件。

若熱接點(diǎn)與氣流間存在輻射換熱，則總表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h（包括對(duì)流和輻射）增加，由?c??cvhA知，保持?c不變，可使V/A增加，即熱接點(diǎn)直徑增加。

3－12 一塊單側(cè)表面積為A、初溫為t0的平板，一側(cè)表面突然受到恒定熱流密度q0的加熱，另一側(cè)表面受到初溫為t?的氣流冷卻，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。試列出物體溫度隨時(shí)間變化的微分方程式并求解之。設(shè)內(nèi)阻可以不計(jì)，其他的幾何、物性參數(shù)均以知。解：由題意，物體內(nèi)部熱阻可以忽略，溫度只是時(shí)間的函數(shù)，一側(cè)的對(duì)流換熱和另一側(cè)恒熱流加熱作為內(nèi)熱源處理，根據(jù)熱平衡方程可得控制方程為: dt??cv?hA(t?t?)?Aqw?0?d??? ?t/t?0?t0

引入過余溫度??t?t?則: ?cvd?d??hA??Aqw?0 ?/t?0??0

?hA??Be?cv??qwh 上述控制方程的解為:B??0?qw 由初始條件有：

h，故溫度分布為: ??t?t???0exp(?hA?cv?)?qwh(1?exp(?hA?cv?))

3－13 一塊厚20mm的鋼板，加熱到5000C后置于200C的空氣中冷卻。設(shè)冷卻過程中鋼板兩側(cè)面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為35W/(m?K),鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m?K)，若擴(kuò)散率為1.375?10?522m/s。試確定使鋼板冷卻到空氣相差100C時(shí)所需的時(shí)間。2 解：由題意知Bi?hA??0.0078?0.1

故可采用集總參數(shù)法處理。由平板兩邊對(duì)稱受熱，板內(nèi)溫度分布必以其中心對(duì)稱，建立微分方程，引入過余溫度，則得： d???cv?hA??0?d????(0)?t?t???0

?? 解之得：?00?exp(?hA?cv?)?exp(?h??c(V/A)?)?exp(?h????)

當(dāng)??10C時(shí)，將數(shù)據(jù)代入得，?＝3633s

3－24 一高H＝0.4m的圓柱體，初始溫度均勻，然后將其四周曲面完全絕熱，而上、下底面暴露于氣流中，氣流與兩端面間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均為50W/(m?K)。圓柱體導(dǎo)熱系數(shù)??20W/(m?k)，熱擴(kuò)散率??5.6?10?6m2/s。試確定圓柱體中心過余溫度下降到初值

2一半時(shí)間所需的時(shí)間。解：因四周表面絕熱，這相當(dāng)于一個(gè)厚為2??0.4m的無限大平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，?m?0?0.5,Bi?h??50?0.220?0.5 ?F0?1.7,???F0由圖3-6查得

?2a?1.7?0.22?65.6?10?12142s?3.37h6－

11、已知：平均溫度為100℃、壓力為120kPa的空氣，以1.5m/s的流速流經(jīng)內(nèi)徑為25mm電加熱管子。均勻熱流邊界條件下在管內(nèi)層流充分發(fā)展對(duì)流換熱區(qū)Nu=4.36。

求：估計(jì)在換熱充分發(fā)展區(qū)的對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

??pRT?120000287?373?1.121kg/m3解：空氣密度按理想氣體公式計(jì)算，空氣的?與壓力關(guān)系甚小，仍可按一物理大氣壓下之值取用，100℃時(shí)：

??21.9?10?6

kg/?m?s?,?Re?1.121?1.521.9?0.025?100.03210.0256?1919?2300，故為層流。按給定條件得：

h?4.36??d?4.36??5.6W/m?K?2?。

6－

13、已知：一直管內(nèi)徑為16cm，流體流速為1.5m/s，平均溫度為10℃，換熱進(jìn)入充分發(fā)展階段。管壁平均溫度與液體平均溫度的差值小于10℃，流體被加熱。

求：試比較當(dāng)流體分別為氟利昂134a及水時(shí)對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的相對(duì)大小。解：由附錄10及13，10℃下水及R134a的物性參數(shù)各為：

R134a：??0.0888W/?m?K?,??0.2018?10水：??0.574W/?m?K?,??1.306?10對(duì)R134a：

Re?1.5?0.0160.2018?100.86?62?6m/s,Pr?3.915；

2m/s,Pr?9.52；

?1.1893?100.45,?2531.3W/m?Kh?0.023?118930?3.915?0.08880.016?2?

對(duì)水：

Re?1.5?0.0161.306?100.86?18376,0.4h?0.023?18376?9.52?0.5740.016?5241W/m?K?2?

對(duì)此情形，R134a的對(duì)流換熱系數(shù)僅為水的38.2%。

25、已知：冷空氣溫度為0℃，以6m/s的流速平行的吹過一太陽能集熱器的表面。該表面尺寸為1m?1m，其中一個(gè)邊與來流方向垂直。表面平均溫度為20℃。

求：由于對(duì)流散熱而散失的熱量。

tf?0?202?10解：℃

?610℃空氣的物性 ??14.16?10Re?ul?6?1.014.16?10112,??2.51?105?2,Pr?0.705

x??6?4.23728?10

Nu?0.664Reh?Pr3?384.68

?2384.68?2.51?101.0

2?9.655w(m?k)2

s?1?1?1.0m

??h?s(tw?t0)?9.655?(20?0)?193.1

6-27、已知：一個(gè)亞音速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段的最大風(fēng)速可達(dá)40m/s。設(shè)來流溫度為30℃，平板壁溫為70℃，風(fēng)洞的壓力可取1.013?10Pa。

求：為了時(shí)外掠平板的流動(dòng)達(dá)到5?10的Rex數(shù)，平板需多長(zhǎng)。如果平板溫度系用低

55壓水蒸氣在夾層中凝結(jié)來維持，平板垂直于流動(dòng)方向的寬度為20cm時(shí)。試確定水蒸氣的凝結(jié)量。

tm?70?302?50解：℃，查附錄8得：

?6

??0.0283W/?m?K?,??17.95?10Re?40x17.95?100.5?6m/s,Pr?0.698，?1 x?5?105,x?17.95?104050.50.224m，?416.5，Nu?0.664RePr1/3?0.664??5?10??0.6981/h?416.5?0,0283/0.224?52.62W/?m?K?, ??2hA?t?52.62?0.2?0.224??70?30??94.3W，在t?70℃時(shí)，氣化潛熱r?2334.1?10J/?kg?，?凝結(jié)水量G?94.3?36002334.1?103?0.1454kg/h。

6-33、已知：直徑為0.1mm的電熱絲與氣流方向垂直的放置，來流溫度為20℃，電熱絲溫度為40℃，加熱功率為17.8W/m。略去其它的熱損失。

求：此時(shí)的流速。

解：

ql?h?d?tw?tf?,h??d?tw?tf?30ql??17.8??0.1?10?5??40?20??2833W/m?K?2?

定性溫度tm?20?402℃，?6??0.0267W/?m?K?,??16?10Nu?28330.0267?0.1?101/0.466?3m/s,Pr?0.701

2?10.61。先按表5-5中的第三種情況計(jì)算，?10.61????0.683???6?Nu?Re???0.683??側(cè)u?2.1459?360，符合第二種情形的適用范圍。

?57.6m/s?d故得：Re?16?10?360?30.1?10。

34、已知：可以把人看成是高1.75m、直徑為0.35m的圓柱體。表面溫度為31℃，一個(gè)馬拉松運(yùn)動(dòng)員在2.5h內(nèi)跑完全程（41842.8m），空氣是靜止的，溫度為15℃。不計(jì)柱體兩端面的散熱，不計(jì)出汗散失的部分。

求：此運(yùn)動(dòng)員跑完全程后的散熱量。

u?41842.842.5?3600?4.649m/s

解：平均速度，定性溫度

?62tm?31?152?23℃，空氣的物性為：??0.0261W/?m?K?,??15.34?10Re?4.649?0.3515.34?1?6m/s,Pr?0.702，?106072??4?104，按表5-5.有：

?0.0266?1060720.805 Nu?0.0266Re0.805?295.5，h?295.5?0.0261/0.35?22W/m?K, ??Ah?t?3.1416?0.35?1.75?22??31?15??677.3W

在兩個(gè)半小時(shí)內(nèi)共散熱2.5?3600?677.3?6095960?6.096?10J6-

37、已知：如圖，最小截面處的空氣流速為3.8m/s，tf?2?6?35℃，肋片的平均表面溫度為65℃，??98W/?m?K?,肋根溫度維持定值:s1/d?s2/d?2,d?10mm,規(guī)定肋片的mH值不應(yīng)大于1.5.在流動(dòng)方向上排數(shù)大于10.求：肋片應(yīng)多高

解：采用外掠管束的公式來計(jì)算肋束與氣流間的對(duì)流換熱，定性溫度“

tm?35?652?50℃，??0.0283W/?m?K?,??17.95?10?2117?6m/s，Re?3.8?0.0117.95?10?6，由表（5-7）查得C?0.482,m?0.556，34.05?0.02830.01?96.4W/?m?KNu?0.482?21170.556?34.05,h?

?，?d98?0.018-

15、已知材料AB的光譜發(fā)射率????與波長(zhǎng)的關(guān)系如附圖所示，試估計(jì)這兩種材料的發(fā)射率?m?4h?4?96.4?19.83,?H?1.隨溫度變化的特性，并說明理由。

解：A隨穩(wěn)定的降低而降低；B隨溫度的降低而升高。理由：溫度升高，熱輻射中的短波比例增加。9—30、已知：如圖，（1）所有內(nèi)表面均是500K的黑體；（2）所有內(nèi)表面均是?＝0.6的漫射體，溫度均為500K。求：從小孔向外輻射的能量。解：設(shè)小孔面積為2A2，內(nèi)腔總表面壁為

2A1，則：

2A2??r1?3.1416?0.016?8.04?10m?1，A1??r2??d1H???r2?r12222?22?3.1416?0.02?0.04?0.04??0.02?0.016?x1,2?A2A1?8.04?10?4?3?6.736?10????3m，42

4x2,1?1，6.736?10?0.1194?1,2?A2?0?T1?T2?。，?441??1/?2?1?x2,1??1/?1?1?x1,2???2?1??1,2?8.04?10（1）1,??1,2??5.67?5?2.85W?4；

8.04?10?5.67?54（2）?2?1，?1?0.6，1?0.1194?1/0.6?1??2.64W9-

45、已知：用裸露的熱電偶測(cè)定圓管氣流的溫度，熱電偶的指示值為t1＝170℃。管壁溫度tw＝90℃，氣流對(duì)熱節(jié)點(diǎn)的對(duì)流換熱系數(shù)為h＝50W/（m·K），熱節(jié)點(diǎn)表面發(fā)射率為?＝0.6。求：氣流的真實(shí)溫度及測(cè)溫誤差。解：h?tf?t1????0?T1?Tw442

?，tf?t1?4?C0??T1?h40.6?5.67?Tw??44??170???4.43?3.63???????50?100??????100?

184.4?1704

?170?14.?1℃84，測(cè)溫誤差：.4184.4?100％?7.8％

第三篇：傳熱學(xué)復(fù)習(xí)題及其答案經(jīng)典總結(jié)

傳熱學(xué)復(fù)習(xí)題及其答案（Ⅰ部分）

一、概念題

1、試分析室內(nèi)暖氣片的散熱過程，各個(gè)環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？以暖氣片管內(nèi)走熱水為例。

答：有以下?lián)Q熱環(huán)節(jié)及傳熱方式：

（1）

由熱水到暖氣片管道內(nèi)壁，熱傳遞方式為強(qiáng)制對(duì)流換熱；

（2）

由暖氣片管道內(nèi)壁到外壁，熱傳遞方式為固體導(dǎo)熱；

（3）

由暖氣片管道外壁到室內(nèi)空氣，熱傳遞方式有自然對(duì)流換熱和輻射換熱。

2、試分析冬季建筑室內(nèi)空氣與室外空氣通過墻壁的換熱過程，各個(gè)環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？

答：有以下?lián)Q熱環(huán)節(jié)及傳熱方式：

（1）

室內(nèi)空氣到墻體內(nèi)壁，熱傳遞方式為自然對(duì)流換熱和輻射換熱；

（2）

墻的內(nèi)壁到外壁，熱傳遞方式為固體導(dǎo)熱；

（3）

墻的外壁到室外空氣，熱傳遞方式有對(duì)流換熱和輻射換熱。

3、何謂非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正規(guī)階段？寫出其主要特點(diǎn)。

答：物體在加熱或冷卻過程中，物體內(nèi)各處溫度隨時(shí)間的變化率具有一定的規(guī)律，物體初始溫度分布的影響逐漸消失，這個(gè)階段稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正規(guī)階段。

4、分別寫出Nu、Re、Pr、Bi數(shù)的表達(dá)式，并說明其物理意義。

答：（1）努塞爾(Nusselt)數(shù)，它表示表面上無量綱溫度梯度的大小。（2）雷諾(Reynolds)數(shù)，它表示慣性力和粘性力的相對(duì)大小。

（3）普朗特?cái)?shù)，它表示動(dòng)量擴(kuò)散厚度和能量擴(kuò)散厚度的相對(duì)大小。

（4）畢渥數(shù)，它表示導(dǎo)熱體內(nèi)部熱阻與外部熱阻的相對(duì)大小。

5、豎壁傾斜后其凝結(jié)換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是增加還是減??？為什么？。

答：豎壁傾斜后，使液膜順壁面流動(dòng)的力不再是重力而是重力的一部分，液膜流

動(dòng)變慢，從而熱阻增加，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)減小。另外，從表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)公式知，公式中的亦要換成，從而h減小。

6、按照導(dǎo)熱機(jī)理，水的氣、液、固三種狀態(tài)中那種狀態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)最大？

答：根據(jù)導(dǎo)熱機(jī)理可知，固體導(dǎo)熱系數(shù)大于液體導(dǎo)熱系數(shù)；液體導(dǎo)熱系數(shù)大于氣體導(dǎo)熱系數(shù)。所以水的氣、液、固三種狀態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)依次增大。

7、熱擴(kuò)散系數(shù)是表征什么的物理量？它與導(dǎo)熱系數(shù)的區(qū)別是什么？

答：熱擴(kuò)散率，與導(dǎo)熱系數(shù)一樣都是物性參數(shù)，它是表征物體傳遞溫度的能力大小，亦稱為導(dǎo)溫系數(shù)，熱擴(kuò)散率取決于導(dǎo)熱系數(shù)

和的綜合影響；而導(dǎo)熱系數(shù)是反映物體的導(dǎo)熱能力大小的物性參數(shù)。一般情況下，穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的溫度分布取決于物體的導(dǎo)熱系數(shù)，但非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的溫度分布不僅取決于物體的導(dǎo)熱系數(shù)，還取決于物體的導(dǎo)溫系數(shù)。

8、集總參數(shù)法的適用條件是什么？滿足集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部溫度分布有何特點(diǎn)？

答：集總參數(shù)法的適用條件是Bi<0.1，應(yīng)用于物體的導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)大，或者幾何尺寸很小，或表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)極低；其特點(diǎn)是當(dāng)物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻遠(yuǎn)小于外部對(duì)流換熱熱阻時(shí)，物體內(nèi)部在同一時(shí)刻均處于同一溫度，物體內(nèi)部的溫度僅是時(shí)間的函數(shù)，而與位置無關(guān)。

9、灰體的含義？

答：灰體是指物體單色輻射力與同溫度黑體單色輻射力隨波長(zhǎng)的變化曲線相似，或它的單色發(fā)射率不隨波長(zhǎng)變化的物體；或單色吸收比與波長(zhǎng)無關(guān)的物體，即單色吸收比為常數(shù)的物體。

10、漫射表面？

答：通常把服從蘭貝特定律的表面稱為漫射表面，即該表面的定向輻射強(qiáng)度與方向無關(guān)?；蛭矬w發(fā)射的輻射強(qiáng)度與方向無關(guān)的性質(zhì)叫漫輻射，具有這樣性質(zhì)的表面稱為漫射表面。

11、氣體的熱邊界層與流動(dòng)邊界層的相對(duì)大?。?/p>

答：由于，對(duì)于氣體來說，所以氣體的熱邊界層的厚度大于流動(dòng)邊界層的厚度。

12、沸騰換熱的臨界熱流密度的含義是什么？

答：在泡態(tài)沸騰階段時(shí)，液體溫度與壁面溫度之差若進(jìn)一步增大，汽泡在表面上生成、長(zhǎng)大，隨后引因浮力作用而離開表面。沸騰的液體主體溫度這時(shí)有一定的過熱度，故汽泡通過液體層時(shí)還會(huì)繼續(xù)被加熱、膨脹，直到逸出液面，由于氣泡的大量迅速生成和它的劇烈運(yùn)動(dòng)，換熱強(qiáng)度劇增，熱流密度隨的提高而急劇增大，直到達(dá)到熱流密度的峰值，此時(shí)的熱流密度稱為臨界熱流密度。當(dāng)進(jìn)一步增大時(shí)，熱流密度又開始下降。

13、影響強(qiáng)制對(duì)流換熱的表面換熱系數(shù)的因素有哪些？

答：影響強(qiáng)制對(duì)流換熱的表面換熱系數(shù)的因素有流態(tài)、流體的物性、換熱表面的幾何因素等，用函數(shù)表示為。

14、；利用同一冰箱儲(chǔ)存相同的物質(zhì)時(shí)，試問結(jié)霜的冰箱耗電量大還是未結(jié)霜冰箱耗電量大？為什么？

答：在其它條件相同時(shí)，冰箱的結(jié)霜相當(dāng)于在冰箱的蒸發(fā)器和冰箱的冷凍室（或冷藏室）之間增加了一個(gè)附加的熱阻，因此，冷凍室（或冷藏室）要達(dá)到相同的溫度，必須要求蒸發(fā)器處于更低的溫度。所以，結(jié)霜的冰箱的耗電量要大。

16、圓管臨界熱絕緣直徑與哪些因素有關(guān)？

答：圓管臨界熱絕緣直徑，根據(jù)公式加以分析（略）。

17、為什么珠狀凝結(jié)表面換熱系數(shù)比膜狀凝結(jié)表面換熱系數(shù)大？

答：膜狀凝結(jié)換熱時(shí)

沿整個(gè)壁面形成一層液膜，并且在重力的作用下流動(dòng)，凝結(jié)放出的汽化潛熱必須通過液膜，因此，液膜厚度直接影響了熱量傳遞。

珠狀凝結(jié)換熱時(shí)，凝結(jié)液體不能很好的浸潤(rùn)壁面，僅在壁面上形成許多小液珠，此時(shí)壁面的部分表面與蒸汽直接接觸，因此，換熱速率遠(yuǎn)大于膜狀凝結(jié)換熱。

18、不凝結(jié)氣體對(duì)表面凝結(jié)換熱強(qiáng)弱有何影響？

答：不凝結(jié)氣體的存在，一方面使凝結(jié)表面附近蒸汽的分壓力降低，從而蒸汽飽和溫度降低，使得傳熱驅(qū)動(dòng)力即溫差減??；另一方面，凝結(jié)蒸汽穿過不凝結(jié)氣體層到達(dá)壁面依靠的是擴(kuò)散，從而增加了阻力。因此，上述兩方面原因?qū)е履Y(jié)換熱時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低。

19、空氣橫掠垂直管束時(shí)，沿流動(dòng)方向管排數(shù)越多，換熱越強(qiáng)，而蒸汽在水平管束外凝結(jié)時(shí)，沿液膜流動(dòng)方向管排數(shù)越多，換熱強(qiáng)度降低，為什么？

答：空氣橫掠垂直管束時(shí)，沿流動(dòng)方向管排數(shù)越多，氣流擾動(dòng)越強(qiáng)，換熱越強(qiáng)，而蒸汽在水平管束外凝結(jié)時(shí)，沿液膜流動(dòng)方向管排數(shù)越多，凝結(jié)液膜越厚，凝結(jié)換熱熱阻越大，換熱強(qiáng)度降低。

20、寫出時(shí)間常數(shù)的表達(dá)式，時(shí)間常數(shù)是從什么導(dǎo)熱問題中定義出來的？它與哪些因素有關(guān)？

答：時(shí)間常數(shù)的表達(dá)式為，是從非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題中定義出來的，它不僅取決于幾何參數(shù)和物性參數(shù)，還取決于換熱條件h。

21、什么是物體表面的發(fā)射率？它與哪些因素有關(guān)？

答：實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比稱為該物體的發(fā)射率，物體的發(fā)射率只取決于物體的表面特性（物體的種類、表面狀況和溫度），而與外界條件無關(guān)。

22、什么是物體表面的吸收比（率）？它與哪些因素有關(guān)？

答：物體對(duì)投入輻射所吸收的百分?jǐn)?shù)稱為該物體的吸收比（率），物體的吸收比（率）只取決于物體的表面特性（物體的種類、表面狀況和溫度），對(duì)于全波長(zhǎng)的特性還與投射能量的波長(zhǎng)分布有關(guān)關(guān)。

23、何謂遮熱板（罩）？

答：插入兩個(gè)輻射換熱表面之間的用于削弱兩個(gè)表面之間輻射換熱的薄板或罩。

24、黑體輻射包括哪幾個(gè)定律？

答：普朗克定律、維恩位移定律、斯蒂芬－玻爾茲曼定律、蘭貝特定律。

25、其它條件相同時(shí)，同一根管子橫向沖刷與縱向沖刷相比，哪個(gè)的表面換熱系數(shù)大？為什么？

答：同一根管子橫向沖刷比縱向沖刷相比的表面換熱系數(shù)大。因?yàn)榭v向沖刷時(shí)相當(dāng)于外掠平板的流動(dòng)，熱邊界層較厚，熱阻較大；而橫向沖刷時(shí)熱邊界層較薄且在邊界層由于分離而產(chǎn)生的旋渦，增加了流體擾動(dòng)，因而換熱增強(qiáng)。

26、下列三種關(guān)聯(lián)式描述的是那種對(duì)流換熱？，答：描述的是無相變的強(qiáng)迫對(duì)流換熱，且自然對(duì)流不可忽略；

描述的是自然對(duì)流可忽略的無相變的強(qiáng)迫對(duì)流換熱；描述的是自然對(duì)流換熱。

27、寫出輻射換熱中兩表面間的平均角系數(shù)的表達(dá)式，并說明其物理意義。

答：平均角系數(shù)X1,2=，它表示A1表面發(fā)射出的輻射能中直接落到另一表面A2上的百分?jǐn)?shù)?；蛘咚硎倦x開A1表面的輻射能中直接落到另一表面A2上的百分?jǐn)?shù)。

28、表面輻射熱阻

答：當(dāng)物體表面不是黑體時(shí)，該表面不能全部吸收外來投射的輻射能量，這相當(dāng)于表面存在熱阻，該熱阻稱為表面輻射熱阻，常以表示。

29、有效輻射

答：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)離開單位面積的總輻射能為該表面的有效輻射J，它包括輻射表面的自身的輻射E和該表面對(duì)投射輻射G的反射輻射，即。

30、換熱器的污垢熱阻

答：換熱設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間以后，在管壁產(chǎn)生污垢層，由于污垢的導(dǎo)熱系數(shù)較小，熱阻不可以忽略，這種由于污垢生成的產(chǎn)生的熱阻稱為污垢熱阻。

31、在寒冷的北方地區(qū)，建房用磚采用實(shí)心磚還是多孔的空心磚好？為什么？

答：采用空心磚較好，因?yàn)榭招拇u內(nèi)部充滿著空氣，而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較小，熱阻較大，空心磚導(dǎo)熱性較之實(shí)心磚差，同一條件下空心磚的房間的散熱量小保溫性好。

32、下列材料中導(dǎo)熱系數(shù)最大的是

（純銅）

(a)

純銅

(b)純鐵

(c)黃銅

(d)天然金剛石

33、什么是雷諾類比律（寫出表達(dá)式）？它的應(yīng)用條件是什么？答：雷諾類比率：，條件：Pr=1，34、下列工質(zhì)的普朗特?cái)?shù)最小的是

（液態(tài)金屬）

(a)水

(b)

空氣

(c)液態(tài)金屬

(d)變壓器油

35、為什么多層平壁中的溫度分布曲線不是一條連續(xù)的直線而是一條折線？

36、對(duì)管殼式換熱器來說，兩種工質(zhì)在下列哪種情況下，何種工質(zhì)走管內(nèi)，何種工質(zhì)走管外？

(1)

清潔的和不清潔的工質(zhì)(2)腐蝕性大與小的工質(zhì)(3)高溫與低溫的工質(zhì)

(2)

答：（1）不清潔流體應(yīng)在管內(nèi)，因?yàn)闅?cè)清洗比較困難，而管內(nèi)可以拆開端蓋進(jìn)行清洗；（2）腐蝕性大的流體走管內(nèi)，因?yàn)楦鼡Q管束的代價(jià)比更換殼體要低，且如將腐蝕性大的流體走殼程，被腐蝕的不僅是殼體，還有管子外側(cè)。

（3）溫度低的流體置于殼側(cè)，這樣可以減小換熱器的散熱損失。

37、北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜。試問樹葉上、下表面的哪一面上容易結(jié)霜？為什么？

答：霜會(huì)容易結(jié)在樹葉的上表面，因?yàn)闃淙~上表面朝向太空，而太空表面的溫度會(huì)低于攝氏零度；下表面朝向地面，而地球表面的溫度一般在零度以上。相對(duì)于下表面來說，樹葉上表面向外輻射熱量較多，溫度下降的快，一旦低于零度時(shí)便會(huì)結(jié)霜。

38、什么是物體的發(fā)射率和吸收率？二者在什么條件下相等？

答：實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體的輻射力之比稱為該物體的發(fā)射率；投射到物體表面的總能量中被吸收的能量所占的份額是物體的吸收率。由基爾霍夫定律可知：當(dāng)物體表面為漫灰表面時(shí)，二者相等。

39、窗玻璃對(duì)紅外線幾乎是不透過的，但為什么隔著玻璃曬太陽卻使人感到暖和？

答：窗玻璃對(duì)紅外線幾乎不透過，但對(duì)可見光則是可透過的，當(dāng)隔著玻璃曬太陽時(shí)，太陽光可以穿過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，而室內(nèi)物體發(fā)出的紅外線卻被阻隔在室內(nèi)，因房間內(nèi)溫度越來越高，從而感到暖和。

40、對(duì)流換熱過程微分方程式與導(dǎo)熱過程的第三類邊界條件表達(dá)式有什么不同之處？

答：對(duì)流換熱過程微分方程式與導(dǎo)熱過程的第三類邊界條件表達(dá)式都可以用下式表示，但是，前者的導(dǎo)熱系數(shù)為流體的導(dǎo)熱系數(shù)，而且表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h是未知的；后者的導(dǎo)熱系數(shù)為固體的導(dǎo)熱系數(shù)，而且表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h是已知的。

41、寫出豎平壁上膜狀凝結(jié)的冷凝雷諾數(shù)的表達(dá)式。

答：冷凝雷諾數(shù)：,或者，其中

42、為什么用電加熱時(shí)容易發(fā)生電熱管壁被燒毀的現(xiàn)象？而采用蒸汽加熱時(shí)則不會(huì)？

答：用電加熱時(shí)，加熱方式屬于表面熱流密度可控制的，而采用蒸汽加熱時(shí)則屬于壁面溫度可控制的情形。由大容器飽和沸騰曲線可知，當(dāng)熱流密度一旦超過臨界熱流密度時(shí)，工況就有可能很快跳至穩(wěn)定的膜態(tài)沸騰，使得表面溫度快速上升，當(dāng)超過壁面得燒毀溫度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的燒毀；采用蒸汽加熱由于壁面溫度可控制，就容易控制壁面的溫升，避免設(shè)備壁面溫度過度升高，使其溫度始終低于設(shè)備的燒毀溫度。

43、用熱電偶監(jiān)測(cè)氣流溫度隨時(shí)間變化規(guī)律時(shí)，應(yīng)如何選擇熱電偶節(jié)點(diǎn)的大小？

答：在其它條件相同時(shí)，熱電偶節(jié)點(diǎn)越大，它的溫度變化一定幅度所需要吸收（或放出）的熱量越多，此時(shí)雖然節(jié)點(diǎn)換熱表面積也有所增大，但其增大的幅度小于體積增大的幅度。故綜合地講，節(jié)點(diǎn)大的熱電偶在相同的時(shí)間內(nèi)吸收熱量所產(chǎn)生的溫升要小一些。由定義知，為節(jié)點(diǎn)的半徑，顯然，節(jié)點(diǎn)半徑越小，時(shí)間常數(shù)越小，熱電偶的相應(yīng)速度越快。

44、由導(dǎo)熱微分方程可知，非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱只與熱擴(kuò)散率有關(guān)，而與導(dǎo)熱系數(shù)無關(guān)。你認(rèn)為對(duì)嗎？

答：由于描述一個(gè)導(dǎo)熱問題的完整數(shù)學(xué)表達(dá)，不僅包括控制方程，還包括定解條件。雖然非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱控制方程只與熱擴(kuò)散率有關(guān)，但邊界條件中卻有可能包括導(dǎo)熱系數(shù)。因此，上述觀點(diǎn)不正確。

45、由對(duì)流換微分方程可知，該式中沒有出現(xiàn)流速，有人因此認(rèn)為表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流體速度場(chǎng)無關(guān)。你認(rèn)為對(duì)嗎？

答：這種說法不正確，因?yàn)樵诿枋隽鲃?dòng)的能量方程中，對(duì)流項(xiàng)含有流體速度，要獲得流體的溫度場(chǎng)，必須先獲得流體的速度場(chǎng)，在對(duì)流換熱中流動(dòng)與換熱是密不可分的。因此，對(duì)流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流體速度有關(guān)。

46、什么是等溫線？在連續(xù)的溫度場(chǎng)中，等溫線的特點(diǎn)是什么？

47.大平壁在等溫介質(zhì)中冷卻的冷卻率與哪些因素有關(guān)

48、何謂集總參數(shù)法？其應(yīng)用的條件是什么？應(yīng)怎樣選擇定型尺寸？

答：集總參數(shù)法是忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的簡(jiǎn)化分析方法。應(yīng)用于物體的導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)大，或者幾何尺寸很小，或表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)極低。集總參數(shù)法的適用條件是對(duì)于平板Bi<0.1，對(duì)于圓柱Bi<0.05，對(duì)于球Bi<0.033。

49、寫出計(jì)算一維等截面直肋散熱量的公式。

50、簡(jiǎn)述遮熱罩削弱輻射換熱的基本思想。

51、判定兩個(gè)物理現(xiàn)象相似的條件是什么？

1.同名的以定特征數(shù)相等；2.單值性條件相似

52、試述強(qiáng)化管內(nèi)流體對(duì)流換熱采用的方法，并簡(jiǎn)述理由。

54、影響膜狀凝結(jié)換熱的主要熱阻是什么？

55、大空間飽和沸騰有哪三種狀態(tài)？什么是沸騰換熱的臨界熱負(fù)荷？

答：核態(tài)沸騰、過渡沸騰、穩(wěn)定膜態(tài)沸騰。由大容器飽和沸騰曲線可知，當(dāng)熱流密度一旦超過臨界熱流密度時(shí)，工況就有可能很快跳至穩(wěn)定的膜態(tài)沸騰，使得表面溫度快速上升，當(dāng)超過壁面得燒毀溫度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的燒毀，這個(gè)臨界熱負(fù)荷為沸騰換熱的臨界熱負(fù)荷。

56、寫出傅立葉定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并解釋其物理意義。

57、簡(jiǎn)要說明太陽能集熱器采用的選擇性表面應(yīng)具備的性質(zhì)和作用原理。

58、試用傳熱學(xué)理論解釋熱水瓶的保溫原理。

59、無內(nèi)熱源，常物性二維導(dǎo)熱物體在某一瞬時(shí)的溫度分布為t＝2y2cosx。試說明該導(dǎo)熱物體在x＝0，y=1處的溫度是隨時(shí)間增加逐漸升高，還是逐漸降低。

答：由導(dǎo)熱控制方程，得：

當(dāng)時(shí)，故該點(diǎn)溫度隨時(shí)間增加而升高。

60、工程中應(yīng)用多孔性材料作保溫隔熱,使用時(shí)應(yīng)注意什么問題?為什么?

答：應(yīng)注意防潮。保溫材料的一個(gè)共同特點(diǎn)是它們經(jīng)常呈多孔狀，或者具有纖維結(jié)構(gòu)，其中的熱量傳遞是導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、熱輻射三種傳熱機(jī)理聯(lián)合作用的綜合過程。如果保溫材料受潮，水分將替代孔隙中的空氣，這樣不僅水分的導(dǎo)熱系數(shù)高于空氣，而且對(duì)流換熱強(qiáng)度大幅度增加，這樣材料保溫性能會(huì)急劇下降。

61、用套管溫度計(jì)測(cè)量容器內(nèi)的流體溫度，為了減小測(cè)溫誤差，套管材料選用銅還是不銹鋼?

答：由于套管溫度計(jì)的套管可以視為一維等截面直助，要減小測(cè)溫誤差(即使套管頂部溫度tH盡量接近流體溫度tf)，應(yīng)盡量減小沿套管長(zhǎng)度流向容器壁面的熱量，即增大該方向的熱阻。所以，從套管樹料上說應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)更小的不銹鋼。

62、兩種幾何尺寸完全相同的等截面直肋，在完全相同的對(duì)流環(huán)境(即表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流體溫皮均相同)下，沿肋高方向溫度分布曲線如圖所示。請(qǐng)判斷兩種材料導(dǎo)熱系數(shù)的大小和肋效率的高低?

答：對(duì)一維肋片，導(dǎo)熱系數(shù)越高時(shí)，沿肋高方向熱阻越小，因而沿肋高方向的溫度變化(降落或上升)越小。因此曲線1對(duì)應(yīng)的是導(dǎo)熱系數(shù)大的材料．曲線2對(duì)應(yīng)導(dǎo)熱系數(shù)小的材料。而且，由肋效率的定義知，曲線1的肋效率高于曲線2。

63、一維無內(nèi)熱源、平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的溫度場(chǎng)如圖所示。試說明它的導(dǎo)熱系數(shù)λ是隨溫度增加而增加，還是隨溫度增加而減小?

答:由傅立葉里葉定律，圖中隨x增加而減小，因而隨2增加x而增加，而溫度t隨x增加而降低，所以導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度增加而減小。

64、夏季在維持20℃的室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適，而冬季在保持22℃的室內(nèi)工作時(shí)，卻必須穿絨衣才覺得舒服。試從傳熱的觀點(diǎn)分析原因。

答：首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度的不同。夏季室外溫度比室內(nèi)氣溫高，因此通過墻壁的熱量傳遞方向是出室外傳向室內(nèi)。而冬季室外氣溫比室內(nèi)低，通過墻壁的熱量傳遞方向是由室內(nèi)傳向室外。因此冬季和夏季墻壁內(nèi)表面溫度不同，夏季高而冬季低。因此，盡管冬季室內(nèi)溫度(22℃)比夏季略高(20℃)，但人體在冬季通過輻射與墻壁的散熱比夏季高很多。根據(jù)上題人體對(duì)冷感的感受主要是散熱量的原理，在冬季散熱量大，因此要穿厚一些的絨衣。

65、冬天，經(jīng)過在白天太陽底下曬過的棉被，晚上蓋起來感到很暖和，并且經(jīng)過拍打以后，效果更加明顯。試解釋原因。

答：棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙里進(jìn)人更多的空氣。而空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導(dǎo)熱，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)較小(20℃，1.01325×105Pa時(shí)，空氣導(dǎo)熱系數(shù)為0.0259W/(m·K)，具有良好的保溫性能。而經(jīng)過拍打的棉被可以讓更多的空氣進(jìn)入，因而效果更明顯。

66、由對(duì)流換熱微分方程知，該式中沒有出現(xiàn)流速，有人因此得出結(jié)論：表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h與流體速度場(chǎng)無關(guān)。試判斷這種說法的正確性?

答：這種說法不正確，因?yàn)樵诿枋隽鲃?dòng)的能量微分方程中，對(duì)流項(xiàng)含有流體速度，即要獲得流體的溫度場(chǎng)，必須先獲得其速度場(chǎng)，“流動(dòng)與換熱密不可分”。因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)必與流體速度場(chǎng)有關(guān)。

67、在流體溫度邊界層中，何處溫度梯度的絕對(duì)值最大?為什么?有人說對(duì)一定表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體，可以用貼壁處溫度梯度絕對(duì)值的大小來判斷表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的大小，你認(rèn)為對(duì)嗎?

答：在溫度邊界層中，貼壁處流體溫度梯度的絕對(duì)值最大，因?yàn)楸诿媾c流體間的熱量交換都要通過貼壁處不動(dòng)的薄流體層，因而這里換熱最劇烈。由對(duì)流換熱微分方程，對(duì)一定表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體λ與△t均保持為常數(shù)，因而可用絕對(duì)值的大小來判斷表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的大小。

68、簡(jiǎn)述邊界層理論的基本論點(diǎn)。

答：邊界層厚度δ、δt與壁的尺寸l相比是極小值；

邊界層內(nèi)壁面速度梯度及溫度梯度最大；

邊界層流動(dòng)狀態(tài)分為層流與紊流,而紊流邊界層內(nèi),緊貼壁面處仍將是層流,稱為層流底層；

流場(chǎng)可以劃分為兩個(gè)區(qū)：邊界層區(qū)（粘滯力起作用）和主流區(qū)，溫度同樣場(chǎng)可以劃分為兩個(gè)區(qū)：邊界層區(qū)（存在溫差）和主流區(qū)（等溫區(qū)域）；

對(duì)流換熱熱阻主要集中在熱邊界層區(qū)域的導(dǎo)熱熱阻。層流邊界層的熱阻為整個(gè)邊界層的導(dǎo)熱熱阻。紊流邊界層的熱阻為層流底層的導(dǎo)熱熱阻

69、有若干個(gè)同類物理現(xiàn)象,怎樣才能說明其單值性條件相似。試設(shè)想用什么方法對(duì)以實(shí)現(xiàn)物體表面溫度恒定、表面熱流量恒定的邊界條件?

答：所謂單值條件是指包含在準(zhǔn)則中的各已知物理量，即影響過程特點(diǎn)的那些條件──時(shí)間條件、物理?xiàng)l件、邊界條件。所謂單值性條件相似,首先是時(shí)間條件相似(穩(wěn)態(tài)過程不存在此條件)。然后,幾何條件、邊界條件及物理?xiàng)l件要分別成比例。采用飽和蒸汽（或飽和液體）加熱（或冷卻）可實(shí)現(xiàn)物體表面溫度恒定的邊界條件，而采用電加熱可實(shí)現(xiàn)表面熱流量恒定的邊界條件。

70、對(duì)皆內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱，為何采用短管和彎管可以強(qiáng)化流體的換熱?

答：采用短管，主要是利用流體在管內(nèi)換熱處于入口段溫度邊界層較薄，因而換熱強(qiáng)的特點(diǎn)，即所謂的“入口效應(yīng)”，從而強(qiáng)化換熱。而對(duì)于彎管，流體流經(jīng)彎管時(shí)，由于離心力作用，在橫截面上產(chǎn)生二次環(huán)流，增加了擾動(dòng)，從而強(qiáng)化了換熱。

71、在地球表面某實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)的自然對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)，到太空中是否仍然有效，為什么？

答：該實(shí)驗(yàn)到太空中無法得到地面上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因?yàn)樽匀粚?duì)流是由流體內(nèi)部的溫度差從而引起密度差并在重力的作用下引起的。在太空中實(shí)驗(yàn)裝置格處于失重狀態(tài)，因而無法形成自然對(duì)流，所以無法得到頂期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

72、在對(duì)流溫度差大小相同的條件下,在夏季和冬季,屋頂天花板內(nèi)表面的對(duì)流放熱系數(shù)是否相同?為什么?

答：在夏季和冬季兩種情況下,雖然它們的對(duì)流溫差相同,但它們的內(nèi)表面的對(duì)流放熱系數(shù)卻不一定相等。原因:在夏季tf＜tw,在冬季tf＞tw,即在夏季,溫度較高的水平壁面在上,溫度較低的空氣在下,自然對(duì)流不易產(chǎn)生,因此放熱系數(shù)較低.反之,在冬季,溫度較低的水平壁面在上,而溫度較高的空氣在下,自然對(duì)流運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)烈,因此,放熱系數(shù)較高。

73、試述沸騰換熱過程中熱量傳遞的途徑。

答：半徑R≥Rmin的汽泡在核心處形成之后,隨著進(jìn)一步地的加熱,它的體積將不斷增大,此時(shí)的熱量是以導(dǎo)熱方式輸入,其途徑一是由汽泡周圍的過熱液體通過汽液界面輸入,另一是直接由汽泡下面的汽固界面輸入,由于液體的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于蒸汽,故熱量傳遞的主要途徑為前者。

當(dāng)汽泡離開壁面升入液體后,周圍過熱液體繼續(xù)對(duì)它進(jìn)行加熱,直到逸出液面,進(jìn)入蒸汽空間。

74、兩滴完全相同的水滴在大氣壓下分別滴在表面溫度為120℃和400℃的鐵板上，試問滴在哪塊板上的水滴先被燒干，為什么?

答：在大氣壓下發(fā)生沸騰換熱時(shí)，上述兩水滴的過熱度分別是℃和℃，由大容器飽和沸騰曲線，前者表面發(fā)生的是核態(tài)沸騰，后者發(fā)生膜態(tài)沸騰。雖然前者傳熱溫差小，但其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，從而表面熱流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的鐵板上先被燒干。

75、有—臺(tái)放置于室外的冷庫，從減小冷庫冷量損失的角度出發(fā)，冷庫外殼顏色應(yīng)涂成深色還是淺色?

答：要減少冷庫冷損，須盡可能少地吸收外界熱量，而盡可能多地向外釋放熱量。因此冷庫敗取較淺的顏色，從而使吸收的可見光能量較少，而向外發(fā)射的紅外線較多。

76、何謂“漫─灰表面”?有何實(shí)際意義?

答：“漫─灰表面”是研究實(shí)際物體表面時(shí)建立的理想體模型.漫輻射、漫反射指物體表面在輻射、反射時(shí)各方向相同.灰表面是指在同一溫度下表面的輻射光譜與黑體輻射光譜相似,吸收率也取定值.“漫─灰表面”的實(shí)際意義在于將物體的輻射、反射、吸收等性質(zhì)理想化,可應(yīng)用熱輻射的基本定律了。大部分工程材料可作為漫輻射表面,并在紅外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)近似看作灰體.從而可將基爾霍夫定律應(yīng)用于輻射換熱計(jì)算中。

77、某樓房室內(nèi)是用白灰粉刷的,但即使在晴朗的白天,遠(yuǎn)眺該樓房的窗口時(shí),總覺得里面黑洞洞的,這是為什么?

答：窗口相對(duì)于室內(nèi)面積來說較小,當(dāng)射線(可見光射線等)從窗口進(jìn)入室內(nèi)時(shí)在室內(nèi)經(jīng)過多次反復(fù)吸收、反射,只有極少的可見光射線從窗口反射出來,由于觀察點(diǎn)距離窗口很遠(yuǎn),故從窗口反射出來的可見光到達(dá)觀察點(diǎn)的份額很小,因而就很難反射到遠(yuǎn)眺人的眼里,所以我們就覺得窗口里面黑洞洞的.78、黑體表面與重輻射面相比，均有J=Eb。這是否意味著黑體表面與重輻射面具有相同的性質(zhì)？

答：雖然黑體表面與重輻射面均具有J=Eb的特點(diǎn)，但二者具有不同的性質(zhì)。黑體表面的溫度不依賴于其他參與輻射的表面，相當(dāng)于源熱勢(shì)。而重輻射面的溫度則是浮動(dòng)的，取決于參與輻射的其他表面。

79、要增強(qiáng)物體間的輻射換熱，有人提出用發(fā)射率ε大的材料。而根據(jù)基爾霍夫定律，對(duì)漫灰表面ε＝α，即發(fā)射率大的物體同時(shí)其吸收率也大。有人因此得出結(jié)論：用增大發(fā)射率ε的方法無法增強(qiáng)輻射換熱。請(qǐng)判斷這種說法的正確性，并說明理由。

答：在其他條件不變時(shí)，由物體的表面熱阻可知，當(dāng)ε越大時(shí)，物體的表面輻射熱阻越小，因而可以增強(qiáng)輻射換熱。因此，上述說法不正確。

80、對(duì)殼管式換熱器來說，兩種流體在下列情況下，何種走管內(nèi)，何種走管外？

(1)清潔與不清潔的；(2)腐蝕性大與小的；(3)溫度高與低的；(4)壓力大與小的；(5)流量大與小的；(6)粘度大與小的。

答：(1)不清潔流體應(yīng)在管內(nèi)，因?yàn)闅?cè)清洗比較困難，而管內(nèi)可定期折開端蓋清洗；(2)腐蝕性大的流體走管內(nèi)，因?yàn)楦鼡Q管束的代價(jià)比更換殼體要低，且如將腐蝕性強(qiáng)的流體置于殼側(cè)，被腐蝕的不僅是殼體，還有管子；(3)溫度低的流體置于殼側(cè)，這樣可以減小換熱器散熱損失；(4)壓力大的流體置于管內(nèi)，因?yàn)楣軅?cè)耐壓高，且低壓流體置于殼側(cè)時(shí)有利于減小阻力損；(5)流量大的流體放在管外，橫向沖刷管束可使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加；(6)粘度大的流體放在管外，可使管外側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加。

二、計(jì)算題

（一）計(jì)算題解題方略

1、穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題

（1）截面直肋肋片的傳熱量和肋端溫度的求解。

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

（2）單層及多層平壁在第三類邊界條件

（7）

（8）

（9）

下導(dǎo)熱問題的計(jì)算，（3）單層及多層圓筒壁在第三類邊界條件下導(dǎo)熱

每米供熱管道的散熱損失。

2、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題

（1）集總參數(shù)法求解任意形狀物體（如熱電偶）的瞬態(tài)冷卻或加熱問題。

（2）公式法或諾謨圖法求解任意形狀物體（如熱電偶或平板）的瞬態(tài)冷卻或加熱問題。

3、對(duì)流換熱問題

（1）外掠平板或管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱問題在不同流態(tài)下的換熱分析及計(jì)算。

（2）橫掠單管或管束的自然或強(qiáng)制對(duì)流換熱問題的計(jì)算。

4、輻射換熱問題

（1）兩個(gè)和三個(gè)非凹面組成的封閉腔體，各個(gè)表面之間的輻射換熱問題的計(jì)算，（2）兩個(gè)平行平板之間的輻射換熱問題的計(jì)算。

5、注意事項(xiàng)

（1）

對(duì)流換熱問題中，當(dāng)流體為氣流時(shí)，有時(shí)需要同時(shí)考慮對(duì)流和輻射換熱；

（2）

對(duì)于長(zhǎng)直的園管換熱問題，往往要計(jì)算單位管長(zhǎng)的換熱量；

（3）

對(duì)于管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流換熱問題，應(yīng)注意層流和紊流時(shí)的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的選取，而且流體定性溫度的在不同邊界條件下（如常壁溫和常熱流邊界條件）確定方法有兩種：算數(shù)平均法和對(duì)數(shù)平均法。

（4）

注意多個(gè)非凹面組成的封閉腔體，各個(gè)表面之間的輻射換熱問題的計(jì)算中的某個(gè)表面的凈輻射熱量與任意兩個(gè)表面之間的輻射換熱量的區(qū)別與聯(lián)系。

（二）計(jì)算題例題

1、室內(nèi)一根水平放置的無限長(zhǎng)的蒸汽管道，其保溫層外徑d=583

mm，外表面實(shí)測(cè)平均溫度及空氣溫度分別為，此時(shí)空氣與管道外表面間的自然對(duì)流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=3.42

W

/(m2

K),墻壁的溫度近似取為室內(nèi)空氣的溫度，保溫層外表面的發(fā)射率

問：（1）

此管道外壁的換熱必須考慮哪些熱量傳遞方式；

（2）計(jì)算每米長(zhǎng)度管道外壁的總散熱量。(12分)

解：

（1）此管道外壁的換熱有輻射換熱和自然對(duì)流換熱兩種方式。

（2）把管道每米長(zhǎng)度上的散熱量記為

當(dāng)僅考慮自然對(duì)流時(shí)，單位長(zhǎng)度上的自然對(duì)流散熱

近似地取墻壁的溫度為室內(nèi)空氣溫度，于是每米長(zhǎng)度管道外表面與室內(nèi)物體及墻壁之間的輻射為：

總的散熱量為

x

t

O2、如圖所示的墻壁，其導(dǎo)熱系數(shù)為50W/(m·K),厚度為50mm，在穩(wěn)態(tài)情況下的墻壁內(nèi)的一維溫度分布為：t=200-2000x2，式中t的單位為0C，x單位為m。試求：

(1)墻壁兩側(cè)表面的熱流密度；

(2)墻壁內(nèi)單位體積的內(nèi)熱源生成的熱量。

解：(1)由傅立葉定律：

所以墻壁兩側(cè)的熱流密度：

(3)

由導(dǎo)熱微分方程得：

3、一根直徑為1mm的銅導(dǎo)線，每米的電阻為。導(dǎo)線外包有厚度為0.5mm，導(dǎo)熱系數(shù)為0.15W/(m·K)的絕緣層。限定絕緣層的最高溫度為650C，絕緣層的外表面溫度受環(huán)境影響，假設(shè)為400C。試確定該導(dǎo)線的最大允許電流為多少？

解：(1)以長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線為例，導(dǎo)線通電后生成的熱量為,其中的一部分熱量用于導(dǎo)線的升溫，其熱量為：一部分熱量通過絕熱層的導(dǎo)熱傳到大氣中，其熱量為：。

根據(jù)能量守恒定律知：

即

(2)當(dāng)導(dǎo)線達(dá)到最高溫度時(shí)，導(dǎo)線處于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，，4、解：以長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線為例，通電后生成的熱量為I2RL。所生成的熱量，一部分通過絕緣層以導(dǎo)熱方式傳遞到大氣中，另一部分熱量則用于導(dǎo)線溫度的升高。

(1)

導(dǎo)熱熱量

(2)

溫度的升高所需要的熱量

(3)根據(jù)能量守恒定律有：

(4)當(dāng)時(shí)，導(dǎo)線處于最高溫度。于是，即

4、初溫為250C的熱電偶被置于溫度為2500C的氣流中，設(shè)熱電偶節(jié)點(diǎn)可以近似看成球形，要使其時(shí)間常數(shù)，問熱節(jié)點(diǎn)的直徑為多大？忽略熱電偶引線的影響，且熱節(jié)點(diǎn)與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h=300W

/(m2

K)，熱節(jié)點(diǎn)材料的物性參數(shù)為：導(dǎo)熱系數(shù)為20W/(m·K)，如果氣流與熱節(jié)點(diǎn)間存在著輻射換熱，且保持熱電偶時(shí)間常數(shù)不變，則對(duì)所需熱節(jié)點(diǎn)直徑大小有和影響？

解：（1）

解：由于熱電偶的直徑較小，一般滿足集總參數(shù)條件，時(shí)間常數(shù)為,故熱電偶直徑：

驗(yàn)證畢渥數(shù)Bi是否滿足集總參數(shù)法：

滿足集總參數(shù)法條件。

(2)若熱節(jié)點(diǎn)與氣流間存在輻射換熱，則總的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h（包括對(duì)流和輻射）將增加，由知，要保持不變，可以使增加，即熱節(jié)點(diǎn)的直徑增加。

5、空氣以10m/s速度外掠0.8m長(zhǎng)的平板，故熱電偶的直徑：

驗(yàn)證Bi數(shù)是否滿足集總參數(shù)法：

說明上述假設(shè)是正確的。

5、空氣以10m/s速度外掠0.8m的長(zhǎng)平板，,，計(jì)算該平板在臨界雷諾數(shù)下的、全板平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)以及換熱量。（層流時(shí)平板表面局部努塞爾數(shù)，紊流時(shí)平板表面局部努塞爾數(shù)，板寬為1m，已知，定性溫度時(shí)的物性參數(shù)為：，）

解：(1)根據(jù)臨界雷諾數(shù)求解由層流轉(zhuǎn)變到紊流時(shí)的臨界長(zhǎng)度,此時(shí)空氣得物性參數(shù)為：，由于板長(zhǎng)是0.8m，所以，整個(gè)平板表面的邊界層的流態(tài)皆為層流

(2)板長(zhǎng)為0.8m時(shí)，整個(gè)平板表面的邊界層的雷諾數(shù)為：

解：臨界長(zhǎng)度

由于板長(zhǎng)為0.8m，所以整個(gè)平板表面的流動(dòng)邊界層流態(tài)皆為層流。此時(shí)

當(dāng)平板長(zhǎng)度為0.8m時(shí)，雷諾數(shù)

全板平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù):

全板平均表面換熱量

6、一厚度為2δ的無限大平壁，導(dǎo)熱系數(shù)λ為常量，壁內(nèi)具有均勻的內(nèi)熱源Φ(單位為W/m3)，邊界條件為x＝0，t=tw1；x=2δ，t=tw2；tw1＞tw2。試求平壁內(nèi)的穩(wěn)態(tài)溫度分布t(x)及最高溫度的位置xtmax，并畫出溫度分布的示意圖。

解建立數(shù)學(xué)描述如下：，，據(jù)可得最高溫度的位置xtmax，即。

溫度分布的示意圖見圖。

7、金屬實(shí)心長(zhǎng)棒通電加熱,單位長(zhǎng)度的熱功率等于Φl(單位是W/m)，材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ，表面發(fā)射率ε、周圍氣體溫度為tf，輻射環(huán)境溫度為Tsur，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h均已知，棒的初始溫度為t0。試給出此導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)描述。

解：此導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)描述

8、熱處理工藝中，常用銀球來測(cè)定淬火介質(zhì)的冷卻能力。今有兩個(gè)直徑均為20mm的銀球，加熱到650℃后分別置于20℃的靜止水和20℃的循環(huán)水容器中。當(dāng)兩個(gè)銀球中心溫度均由650℃變化到450℃時(shí)，用熱電偶分別測(cè)得兩種情況下的降溫速率分別為180℃／s及360℃／s。在上述溫度范圍內(nèi)銀的物性參數(shù)ρ＝10

500

kg／m3，c＝2．62×102J／(kg·K)，＝360w／(m·K)。試求兩種情況下銀球與水之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

解：本題表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)未知，即Bi數(shù)為未知參數(shù)，所以無法判斷是否滿足集總參數(shù)法條件。為此．先假定滿足集總參數(shù)法條件，然后驗(yàn)算。

(1)對(duì)靜止水情形，由

且，故：

驗(yàn)算Bi數(shù)：

滿足集總參數(shù)條件。

(2)對(duì)循環(huán)水情形，同理，驗(yàn)算，不滿足集總參數(shù)法條件。改用諾謨圖。

此時(shí)。

查圖得，故：

9、初始溫度為300℃，直徑為12cm，高為12cm的短鋼柱體，被置于溫度為30℃的大油槽中，其全部表面均可受到油的冷卻，冷卻過程中鋼柱體與油的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為300w／(m2·K)。鋼柱體的導(dǎo)熱系數(shù)＝48W／(m·K)，熱擴(kuò)散率a=1×10-5

m2/s。試確定5min后鋼柱體中的最大溫差。

解：本題屬二維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，可采用相應(yīng)的無限長(zhǎng)圓柱體和無限大平板的乘積解求解。顯然，圓柱體內(nèi)最高溫度位于柱體中心，最低溫度位于柱體的上、下邊角處。

對(duì)無限長(zhǎng)圓柱：，查教材附錄2圖l，得：，由附錄2圖2，得：，其中表示表面過于溫度。

所以：

對(duì)無限大平板：

由教材圖3—6得：，由教材圖3—7得：

所以

所以短圓柱中的最低溫度：

即：℃

短圓柱中最高溫度：

℃

故5min后鋼柱體中最大溫差：℃

10、溫度為50℃，壓力為1.01325×105Pa的空氣，平行掠過一塊表面溫度為100℃的平板上表面，平板下表面絕熱。平板沿流動(dòng)方向長(zhǎng)度為0.2m，寬度為0.1m。按平板長(zhǎng)度計(jì)算的Re數(shù)為4×l04。試確定：

(1)平板表面與空氣間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱量；

(2)如果空氣流速增加一倍，壓力增加到10.1325×105Pa，平板表面與空氣的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱量。

解：本題為空氣外掠平板強(qiáng)制對(duì)流換熱問題。

(1)由于Re＝4×104＜5×105，屬層流狀態(tài)。故：

空氣定性溫度：℃

空氣的物性參數(shù)為，Pr=0.70

故：

W/（m2.K）

散熱量W

(2)若流速增加一倍，壓力，則，而：，故：

所以：，屬湍流。

據(jù)教材式(5—42b)=961

W/（m2·K）

散熱量：W11、用熱線風(fēng)速儀測(cè)定氣流速度的試驗(yàn)中．將直徑為0.1mm的電熱絲與來流方向垂直放置，來流溫度為25℃，電熱絲溫度為55℃，測(cè)得電加熱功率為20W／m。假定除對(duì)流外其他熱損失可忽略不計(jì)。試確定此時(shí)的來流速度。

解本題為空氣外掠圓柱體強(qiáng)制對(duì)流換熱問題。

由題意，＝20

W/m，由牛頓冷卻公式

W/（m2·K）

定性溫度：℃

空氣的物性值：，m2/s，由此得：

假設(shè)Re數(shù)之值范圍在40-4000，有：，其中C=0.683，n=0.466

即：，得Re=233.12符合上述假設(shè)范圍。

故：m/s12、一所平頂屋，屋面材料厚δ＝0.2m，導(dǎo)熱系數(shù)λw=0.6W/(m·K)，屋面兩側(cè)的材料發(fā)射率ε均為0.9。冬初，室內(nèi)溫度維持tf1＝18℃，室內(nèi)四周墻壁亦為18℃，且它的面積遠(yuǎn)大于頂棚面積。天空有效輻射溫度為-60℃。室內(nèi)頂棚表面對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1＝0.529W/(m2·K)，屋頂對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=21.1W/(m2·K)，問當(dāng)室外氣溫降到多少度時(shí)，屋面即開始結(jié)霜(tw2＝0℃)，此時(shí)室內(nèi)頂棚溫度為多少?此題是否可算出復(fù)合換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及其傳熱系數(shù)?

解：⑴求室內(nèi)頂棚溫度tw1

穩(wěn)態(tài)時(shí)由熱平衡，應(yīng)有如下關(guān)系式成立：

室內(nèi)復(fù)合換熱量Φ’=導(dǎo)熱量Φ=室內(nèi)復(fù)合換熱量Φ”；

因Φ’=Φ，且結(jié)霜時(shí)℃，可得：，即

解得：℃。

⑵求室外氣溫tf2

因Φ”=Φ，可得：，即：

℃

⑶注意到傳熱方向，可以求出復(fù)合換熱系數(shù)hf1、hf2

依據(jù)，得

依據(jù)，得

⑷求傳熱系數(shù)K13、一蒸汽冷凝器，內(nèi)側(cè)為ts=110℃的干飽和蒸汽，汽化潛熱r=2230，外側(cè)為冷卻水，進(jìn)出口水溫分別為30℃和80℃，已知內(nèi)外側(cè)換熱系數(shù)分別為104，及3000，該冷凝器面積A=2m2，現(xiàn)為了強(qiáng)化傳熱在外側(cè)加肋，肋壁面積為原面積的4倍，肋壁總效率η=0.9，若忽略冷凝器本身導(dǎo)熱熱阻，求單位時(shí)間冷凝蒸汽量。

解：對(duì)數(shù)平均溫差：℃，℃

℃

傳熱系數(shù)

單位時(shí)間冷凝蒸汽量：

14、一臺(tái)逆流套管式換熱器在下列條件下運(yùn)行，傳熱系數(shù)保持不變，冷流體質(zhì)流量0.125kg/s，定壓比熱為4200J/kg℃，入口溫度40℃，出口溫度95℃。熱流體質(zhì)流量0.125kg/s，定壓比熱為2100J/kg℃，入口溫度210℃，(1)該換熱器最大可能的傳熱量及效能分別是多少？(2)若冷、熱流體側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)及污垢熱阻分別為2000W/m2℃、0.0004m2℃/W、120W/m2℃、0.0001m2℃/W，且可忽略管壁的導(dǎo)熱熱阻，試?yán)脤?duì)數(shù)平均溫差法確定該套管式換熱器的換熱面積。

解：（1）確定換熱器最大可能的傳熱量：

確定換熱器的效能：

根據(jù)熱平衡方程式確定熱流體出口溫度，即：

℃

確定換熱器的面積：

對(duì)數(shù)平均溫差：℃，℃

℃

1．熱交換器的總傳熱系數(shù)與傳熱方程：。

能量守恒方程(不計(jì)散熱損失)：

該式與一般傳熱方程的區(qū)別在于傳熱溫差是沿程變化的。

2．對(duì)數(shù)平均溫差是在若干簡(jiǎn)化假設(shè)條件下得出的換熱器沿程傳熱溫差的積分平均值。對(duì)各種不同流動(dòng)布置形式的換熱器有，ε△t稱為溫差修正系數(shù)。

第四篇：南昌大學(xué)傳熱學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作業(yè)匯總

1.傳熱的基本方式是（A）。

（A)導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射；（B）導(dǎo)熱、對(duì)流換熱和輻射；

（C）導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射換熱；（D）導(dǎo)熱、對(duì)流換熱和輻射換熱。2.按照導(dǎo)熱機(jī)理，水的三種狀態(tài)下(C)的導(dǎo)熱系數(shù)最小。（A）冰；（B）液態(tài)水；（C）水蒸汽；（D）不確定。

3.當(dāng)外徑為d2的管道采取保溫措施時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用臨界熱絕緣直徑dc（C）的材料。（A）大于d2；（B）dc沒有要求；（C）小于d2；（D）不確定。4.通過有內(nèi)熱源的大平壁的導(dǎo)熱，其內(nèi)的溫度分布為(D)，熱流密度()。（A）直線，常量；（B）曲線，常量；（C）直線，變量；（D）曲線，變量。5.熱力管道外用導(dǎo)熱系數(shù)大和小兩層保溫材料保溫, 下列說法正確的是（A）。

（A）將導(dǎo)熱系數(shù)小的材料放在內(nèi)測(cè)，則保溫效果好；（B）將導(dǎo)熱系數(shù)大的材料放在內(nèi)測(cè)，則保溫效果好；（C）無論保溫材料怎么放置，保溫效果一樣；（D）無法確定。

6.凡平均溫度不高于350℃，導(dǎo)熱系數(shù)不大于(B)W／m·℃的材料稱為保溫材料。（A）0.2；（B）0.12；（C）0.02；（D）0.18 7.一維常物性穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱物體中，溫度分布與導(dǎo)熱系數(shù)無關(guān)的條件是（A）。（A）無內(nèi)熱源；（B）內(nèi)熱源為定值；（C）負(fù)內(nèi)熱源；（D）正內(nèi)熱源。

8.物性參數(shù)為常數(shù)的一圓柱導(dǎo)線，通過的電流均勻發(fā)熱，導(dǎo)線與空氣間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)恒定，建立導(dǎo)線的導(dǎo)熱微分方程采用（C）。

（A）直角坐標(biāo)下一維有內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程；（B）直角坐標(biāo)下一維有內(nèi)熱源的不穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分熱方程；（C）柱坐標(biāo)下一維有內(nèi)熱源的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分熱方程；（D）柱坐標(biāo)下一維有內(nèi)熱源的不穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分熱方程。

9.冬天時(shí)節(jié)，被子經(jīng)過白天晾曬，晚上人蓋著感覺暖和，是因?yàn)椋–）。（A）被子中蓄存了熱量，晚上釋放出來了；（B）被子變厚了；（C）被子的導(dǎo)熱系數(shù)變小了；（D）被子外表面的對(duì)流換熱減小了。

1．下列那種情況內(nèi)燃機(jī)汽缸溫度場(chǎng)不會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化？ D A.內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)過程 B.內(nèi)燃機(jī)停機(jī) C.內(nèi)燃機(jī)變工況運(yùn) D.內(nèi)燃機(jī)定速運(yùn)行

2．冬天用手分別觸摸置于同一環(huán)境中的木塊和鐵塊，感到鐵塊很涼，這是什么原因? D A.因?yàn)殍F塊的溫度比木塊低 B.因?yàn)殍F塊摸上去比木塊硬 C.因?yàn)殍F塊的導(dǎo)熱系數(shù)比木塊大 D.因?yàn)殍F塊的導(dǎo)溫系數(shù)比木塊大 3．忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的分析方法稱為(D)。

A.正規(guī)狀況法 B.數(shù)學(xué)分析法 C.數(shù)值解法 D.集總參數(shù)法 4．下列哪個(gè)是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的表達(dá)式？ B A.t=f（x，y，z）B.t=f（y，τ）C.t=f（x，y）D.t=f（z，x）5．下列那個(gè)表示非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的無因次時(shí)間？B A.Bi B.Fo C.Ｒe D.Ｐr

1.影響強(qiáng)制對(duì)流換熱的主要因素有、、、。

2.溫度邊界層越 對(duì)流換熱系數(shù)越大，流體剛流入管道作層流換熱，其局部對(duì)流換熱系數(shù)沿管長(zhǎng)逐漸。這是由于。

3.減小管內(nèi)湍流對(duì)流傳熱熱阻的方法有、、、。4.反映對(duì)流換熱強(qiáng)度的準(zhǔn)則為。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為。二.選擇題：

1.流體在管內(nèi)流動(dòng)進(jìn)行對(duì)流換熱，當(dāng)進(jìn)入充分發(fā)展段時(shí)，沿程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)hx將（）。A．增大； B.不變； C.減大； D.不確定。

2.一種流體以相同的速度在相同的溫度及邊界條件下沿管內(nèi)作受迫紊流換熱，兩個(gè)管子的直徑分別是d1和d2，其中d1

A.Nu=f(Re,Pr)； B.Nu=f(Re)； C.Nu=f(Gr,Pr)； D.Nu=f(Gr)5.無限空間自然對(duì)流，在常壁溫或常熱流邊界條件下，當(dāng)流態(tài)達(dá)到旺盛紊流時(shí)，沿程對(duì)流換熱系數(shù)hx將（）。

A.增大； B.不變； C.減??； D.不確定

6.什么條件下，熱邊界層厚度與流動(dòng)邊界層厚度是相等的（）。A.Pr<1； B.Pr=1； C.Pr>1； D.不確定。

7.無限空間自然對(duì)流，在常壁溫或常熱流邊界條件下，當(dāng)流態(tài)達(dá)到旺盛紊流時(shí)，沿程對(duì)流換熱系數(shù)hx將（）。

（A）增大；（B）不變；（C）減??；（D）不確定。

8.由于蒸汽中存在空氣，會(huì)使水蒸汽凝結(jié)時(shí)換熱系數(shù)()。（A）增大；（B）不變；（C）減?。唬―）不確定。

9.什么條件下，熱邊界層厚度與流動(dòng)邊界層厚度是相等的（）。（A）Pr<1；（B）Pr>1；（C）Pr=1；（D）不確定。

（一、1 液體有無相變 流體的流動(dòng)狀態(tài) 換熱表面的幾何因素 流體的物理性質(zhì) 2 薄 減小 邊界層厚度沿管長(zhǎng)逐漸增厚 3 增加流速 使用短管 改變流體物性 增加換熱面積 4努賽爾準(zhǔn)則 Nu=hl/λ

二、1B 2D 3A 4C 5B 6B 7.B 8.C 9.C）

0.10.20.21.純凈飽和蒸汽膜狀凝結(jié)的主要熱阻是。2.大容器飽和沸騰曲線可分為、、、四個(gè)區(qū)域，其中 具有溫差小，熱流大的傳熱特點(diǎn)。

3.在蒸汽凝結(jié)過程中，凝結(jié)的傳熱系數(shù)大于 凝結(jié)。

二、名詞解釋

1.黑體 2.輻射力 3.灰體 4.有效輻射 5.定向輻射力 6.重輻射面

1.液膜的導(dǎo)熱熱阻

2.自然對(duì)流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰 核態(tài)沸騰 3.珠狀 膜狀

1.黑體：吸收比a=1的物體。

2.輻射力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體的單位輻射面積向外界發(fā)射的全部波長(zhǎng)的輻射能。3.灰體：光譜吸收比與波長(zhǎng)無關(guān)的理想物體。

4.有效輻射：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從單位面積離開的總輻射能，包括發(fā)射輻射和反射輻射。5.定向輻射力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，單位可見輻射面積在某一方向p的單位立體角內(nèi)所發(fā)出的總輻射能。

6.重輻射面：輻射傳熱系統(tǒng)中表面溫度未定而凈輻射傳熱量為0的表面。

一.選擇題: 1.面積為A2的空腔2與面積為A1的內(nèi)包小凸物1之間的角系數(shù)X2,1為（）。

（A）1；（B）A1/A2；（C）A2/A1；（D）A1×A2。

2.兩表面發(fā)射率均為ε的無限大平行平板，若在其間加入兩個(gè)表面發(fā)射率也為ε的遮熱板，則傳熱量減少為原來的（）。

（A）1/5；（B）1/4；（C）1/3；（D）1/2。

3.北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉常常結(jié)霜。問樹葉結(jié)霜的表面是()。（A）上表面；（B）下表面；（C）上、下表面；（D）不確定。4.等邊三角形無限長(zhǎng)柱孔，任意兩表面之間的角系數(shù)為（）。（A）1／3；（B）1／4；（C）1／8；（D）1／2。

5.黑體的有效輻射 其本身輻射，而灰體的有效輻射 其本身輻射。（）A.等于 等于 B.等于 大于 C.大于 大于 D.大于 等于 6.下列哪種氣體可以看作熱輻射透明體?()（A）二氧化碳；（B）空氣；（C）水蒸氣；（D）二氧化硫。7.黑體的絕對(duì)溫度之比為2,則其輻射力之比為()（A）2；（B）4；（C）8；（D）16。

8.描述黑體表面的輻射能量按空間方向的分布規(guī)律為()（A）普朗克定律；（B）蘭貝特定律；（C）斯蒂芬-玻爾茲曼定律；（D）基爾霍夫定律。二。問答題：

為什么一般不能將氣體當(dāng)作灰體處理？

B C A D B B D B 因?yàn)闅怏w輻射對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性，只有輻射與波長(zhǎng)無關(guān)的物體才可以稱為灰體,所以一般不能將氣體當(dāng)成灰體來處理。

單選第一章

1．下列哪幾種傳熱過程不需要有物體的宏觀運(yùn)動(dòng)?(A)導(dǎo)熱(B)對(duì)流(C)輻射(D)復(fù)合傳熱

2．熱流密度q與熱流量的關(guān)系為（以下式子A為傳熱面積，λ為導(dǎo)熱系數(shù)，h為對(duì)流傳熱系數(shù)）：

(A)q＝φA(B)q＝φ/A(C)q=λφ(D)q＝hφ

3．如果在水冷壁的管子里結(jié)了一層水垢，其他條件不變，管壁溫度與無水垢時(shí)相比將：(A)不變(B)提高(C)降低(D)隨機(jī)改變 4．下列哪一種表達(dá)式是錯(cuò)誤的?()(A)q＝λΔt/δ(B)q＝hΔt(C)q＝kΔt(D)q＝rtΔt 5．導(dǎo)熱系數(shù)的單位是：()(A)W/(m2.K)(B)W/m2(C)W/(m·K)(D)m2.K/W 6．在傳熱過程中，系統(tǒng)傳熱量與下列哪一個(gè)參數(shù)成反比?()(A)傳熱面積(B)流體溫差(C)傳熱系數(shù)(D)傳熱熱阻

7.在穩(wěn)態(tài)傳熱過程中，傳熱溫差一定，如果希望系統(tǒng)傳熱量增大，則不能采用下述哪種手段?()(A)增大系統(tǒng)熱阻(B)增大傳熱面積(C)增大傳熱系數(shù)(D)增大對(duì)流傳熱系數(shù) 8.試判斷下述幾種傳熱過程中哪一種的傳熱系數(shù)最小?

(A)從氣體到氣體傳熱(B)從氣體到水傳熱(C)從油到水傳熱(D)從凝結(jié)水蒸氣到水傳熱

9．若已知對(duì)流傳熱系數(shù)為78W／(m2.K)，則其單位面積對(duì)流傳熱熱阻為多少?(A)78W/(m·K)(B)1/78m·K/W(C)1/78m2·K/W(D)78W／(m2·K)10．單位時(shí)間通過單位面積的熱量稱為什么?一般用什么符號(hào)表示?(A)熱流密度，q(B)熱流密度，φ(C)熱流量，q(D)熱流量，φ 11．太陽與地球間的熱量傳遞屬于下述哪種傳熱方式?(A)導(dǎo)熱(B)熱對(duì)流(C)熱輻射(D)以上幾種都不是 12．熱流量與溫差成正比，與熱阻成反比，此規(guī)律稱為什么?（A）導(dǎo)熱基本定律(B)熱路歐姆定律(C)牛頓冷卻公式(D)傳熱方程式

第五篇：傳熱學(xué)論文

地球的溫室效應(yīng)分析：原因及其對(duì)策

內(nèi)燃1301趙坤

摘要：地球自有人類出現(xiàn)至今，已為人類的生存提供了維持生命所必須的條件,但人類社會(huì)的發(fā)展和對(duì)地球的開發(fā)利用，使得地球正遭受著毀滅性破壞。工業(yè)化革命以來，人類的活動(dòng)增加了大氣中的溫室氣體，導(dǎo)致了地球升溫，全球氣候不斷惡化??

關(guān)鍵詞：全球變暖 溫室效應(yīng) 二氧化碳 對(duì)策

何為溫室效應(yīng)

溫室效應(yīng)，是指“大氣中的溫室氣體通過對(duì)長(zhǎng)波輻射的吸收而阻止地表熱能耗散，從而導(dǎo)致地表溫度增高的現(xiàn)象”。溫室效應(yīng)，又稱“花房效應(yīng)”，是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。大氣中的二氧化碳濃度增加，阻止地球熱量的散失，使地球發(fā)生可感覺到的氣溫升高，這就是有名的“溫室效應(yīng)”。破壞大氣層與地面間紅外線輻射正常關(guān)系，吸收地球釋放出來的紅外線輻射，就像“溫室”一樣，促使地球氣溫升高的氣體稱為“溫室氣體”。

溫室效應(yīng)的一般機(jī)理

溫室效應(yīng)是由太陽——大氣——地球系的物理學(xué)相互作用造成的,包含以下關(guān)鍵因素。

（1）太陽的溫度大約為5800K它外發(fā)射光線,產(chǎn)生許多波長(zhǎng)的光,波譜范圍從紫外線到紅外線,在550μm左右的可見光部分最大。

（2）這些光線的大部分通過大氣傳到地面,其中一部分被陸地或海洋表面吸收。

（3）地球表面也發(fā)射輻射,地球輻射的波長(zhǎng)范圍從接近紅外線區(qū)域到遠(yuǎn)離紅外線區(qū)域,峰值大約為10μm,比太陽光的波長(zhǎng)長(zhǎng)得多。如果沒有大氣存在,這個(gè)通量將與太陽入射通量平衡。

（4）無云的大氣層對(duì)太陽光是相當(dāng)透明的,但對(duì)于地球的紅外輻射的透明程度則小得多,因此,大氣被加熱了,隨后地球表面也顯著增暖。

（5）大氣中含有吸收紅外輻射的所謂“溫室氣體”,包括水汽、二氧化碳、甲烷、氧化氮、臭氧和一些濃度更低但仍強(qiáng)烈吸引紅外輻射的氣體,如氯氟烴類。所有這些溫室氣體都在一個(gè)或多個(gè)狹窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收紅外輻射,形成紅外吸收帶。由于含有自然吸收紅外輻射氣體的大氣造成了大氣的整個(gè)較低部分變暖,升溫幅度超過30K,這一現(xiàn)象常常被稱為自然溫室效應(yīng)。這種增溫還可以被認(rèn)為是由于發(fā)射紅外輻射的有效高度增加而產(chǎn)生的。大氣低層對(duì)于紅外輻射不再是透明的,所以地球向外輻射就從更高的高度上發(fā)射,結(jié)果使得地球表面變得更暖。

溫室效應(yīng)加劇的原因

人類活動(dòng)使溫室氣體含量增加

大氣中的溫室氣體,主要有六種,包括:二氧化碳、一氧化二氟烴類物質(zhì)。關(guān)于每種溫室氣體含量增加的原因,具體分析如下:（1）二氧化碳(CO2)。在對(duì)大氣釋放CO2方面,最重要的人類活動(dòng)是交通、電力等部門對(duì)化石燃料的消耗,全球每年因此接受到的碳量19世紀(jì)中期為1億噸左右,到本世紀(jì)80年代已達(dá)57億噸。CO2增加的另一個(gè)原因是地球陸地植物系統(tǒng)的破壞,近幾十年來,森林的砍伐和破壞日益嚴(yán)重,導(dǎo)致大氣中CO2濃度增加。

（2）一氧化二氮(N2O)。海洋是一氧化二氮的一個(gè)重要來源。無機(jī)氮肥的大量使用和石化燃料及生物體的燃燒也能釋放出一定量的一氧化二氮。工業(yè)革命前一氧化二氮的濃度為288cm3·m-3,目前已增加到310cm3·m-3。據(jù)以往的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行推斷,大氣中一氧化二氮的年增加率仍將保持在0.25%左右。

（3）甲烷最重要的來源是沼澤、稻田和反芻動(dòng)物,這三項(xiàng)占總排放量的60%左右。天然氣、煤的采掘和有機(jī)廢棄物的燃燒等人類活動(dòng)也產(chǎn)生甲烷。

（4）臭氧(O3)臭氧在大氣層的上部濃度最高,并且形成我們所熟悉的臭氧層，其可以吸收大氣中過量的紫外輻射,使生物的免疫系統(tǒng)免受損害。然而,近年來,在大氣層的下部,一定數(shù)量的人造物質(zhì)聚集起來,生成了低空臭氧,并且還在不斷生成。

（5）氯氟烴(CFCS)氯氟烴完全是人工合成物質(zhì),因其無毒、有惰性,而被廣泛應(yīng)用于滅火劑、制冷劑等化工產(chǎn)品的制造。從上個(gè)世紀(jì)來,人工合成的鹵素碳化物不斷大量排入大氣,使其在大氣中的濃度迅速上升, 它們不僅濃度高,保留時(shí)間也很長(zhǎng),因而其對(duì)環(huán)境的影響也是長(zhǎng)期的。

人類活動(dòng)導(dǎo)致溫室氣體被吸收量的減少

大氣中任何氣體的含量,都是由其排放量與被吸收量之間的平衡來決定的。但是,人類活動(dòng)破壞了這種平衡,導(dǎo)致溫室氣體含量增加。如對(duì)CO2氣體,自然界主要是通過植物的光合作用進(jìn)行吸收的。而人類對(duì)森林的大規(guī)模砍伐,卻降低了自然界對(duì)CO2的吸收能力,破壞了CO2的排放量與被吸收量之間的平衡,導(dǎo)致CO2大氣含量增加。

溫室效應(yīng)帶來的后果

自然災(zāi)害

溫室效應(yīng)加速，地球升溫，大氣惡化，必然氣候帶遷移，冰川消融，海面上漲，自然災(zāi)害頻頻發(fā)生。一系列變化，人類和地球面臨嚴(yán)峻的威脅。溫室效應(yīng)帶來的自然災(zāi)害現(xiàn)總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

(一)海平面上升今后50或100年內(nèi)，全球溫度升高幾攝氏度，海洋發(fā)生膨脹，山地冰川融化，和格林蘭冰原南緣可能后退，海平面會(huì)升高0.2一1.5米。海平面升高，嚴(yán)重危及沿海地區(qū)的居住條件和生態(tài)系統(tǒng)。

(二)颶風(fēng)和大風(fēng)暴頻繁 海洋升溫，使其逐漸增多的水蒸氣在大氣中產(chǎn)生更強(qiáng)烈的對(duì)流，其結(jié)果咫風(fēng)和大風(fēng)暴更為頻繁。已知太平洋周圍易受臺(tái)風(fēng)襲擊的地區(qū)在過去20年間大約增加了1/6。

（三）干旱地區(qū)增加 地球升溫加速水份蒸發(fā)而減少河流流量，也就是說大氣中水蒸氣增多，意味著某些地區(qū)干早概率增加，預(yù)計(jì)2030年，低緯地區(qū)酷暑季節(jié)干早的概率增加到每3年一次，而50年代僅20年一次。

（四）地震 環(huán)境因子太陽活動(dòng)和氣象與地震之間存在某些聯(lián)系，對(duì)地震的發(fā)生常常起有調(diào)制和觸發(fā)的作用。溫度效應(yīng)的加速，地溫升高大氣變化，以及太陽表面劇烈活動(dòng)釋放的能量，無疑影響到地震發(fā)生的頻度和強(qiáng)度。

對(duì)生態(tài)的影響

有人曾經(jīng)說過,環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞比戰(zhàn)爭(zhēng)給人類帶來的威脅更大,而由溫室效應(yīng)引起的地球表面溫度上升正在破壞著地球上的生態(tài)平衡,這主要表現(xiàn)在植物、動(dòng)物和昆蟲出現(xiàn)遷移現(xiàn)象,以適應(yīng)氣候變化;一些動(dòng)植物因不適應(yīng)環(huán)境而被毀滅，嚴(yán)重的影響著生物多樣性。另外，一些農(nóng)作物的產(chǎn)量由于氣溫上升而下降,甚至無收;沙漠地區(qū)由此不斷擴(kuò)大;森林面積不斷減小;干旱連年發(fā)生。這種生態(tài)平衡的破壞對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展勢(shì)必產(chǎn)生不良影響。

促進(jìn)疾病的蔓延

溫室效應(yīng)造成的氣溫升高和臭氧層變薄而引起的紫外線輻射加強(qiáng)會(huì)使某些疾病蔓延,同時(shí)也會(huì)損害人體自身對(duì)疾病的預(yù)防能力。紫外線的輻射不僅會(huì)導(dǎo)致癌癥,而且還會(huì)改變或消除免疫系統(tǒng),加劇了一些與皮膚有關(guān)的疾病的產(chǎn)生,如麻瘋病、天花、皮膚潰瘍和皰疹等。例如，由于氣溫升高,在南美洲和中美洲由吸血蝙蝠傳染的狂犬病、登萊熱和黃熱病有可能傳播到北美洲。例外據(jù)證實(shí),臭氧層的臭氧量減少1%,放射到地面的紫外線則增多2%,皮膚癌的發(fā)病率相應(yīng)增多4%—6%,過量的紫外線還可以加速艾滋病的發(fā)病率,甚至引起天然電磁場(chǎng)的變化,影響人類的整個(gè)健康。

溫室效應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略

溫室效應(yīng)已引起全世界的密切關(guān)注并就此展開了熱烈討論。近年來各有關(guān)專家已相繼展開了一系列的地區(qū)性和國(guó)際性會(huì)議，共同商討具體措施和對(duì)策。現(xiàn)總結(jié)如下：

（1）減少CO2的排放量 此是最有生命力的預(yù)防，能措施、替代能源(太陽能如光電池、生物質(zhì)能)，或從煤、石油改為天然氣和其他含碳量低的然料，停止焚燒和砍伐森林并大面植樹造林。提出并制定“空氣法”，即向每個(gè)國(guó)家規(guī)定污染權(quán)，使二氧化碳等的排放量保持在一個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)之下。

（2）改變交通工具,完善機(jī)動(dòng)車輛 汽車尾氣是大氣中CO2的主要來源,因而改變交通工具由機(jī)械代替機(jī)動(dòng)對(duì)控制溫室效應(yīng)將起重大作用；另外加速研究新的裝置安裝在各種機(jī)動(dòng)車輛上來吸收、凈化其所排放的廢氣也是控制溫室效應(yīng)的重要措施。

（3）限制氯氟烴的生產(chǎn),研制新的制冷劑,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣霧劑,是緩解溫室效應(yīng)的途徑之一。另外，面對(duì)著如此嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，僅僅是某一個(gè)個(gè)人或國(guó)家的努力是不可能取得成功的，它需要我們?nèi)澜缛祟惖墓餐?，通力合作。溫室效?yīng)和臭氧層的破壞是全球性的“災(zāi)難”,因此,各國(guó)有關(guān)的專家、學(xué)者應(yīng)通力合作,共同研究,并制定出科學(xué)的方法,緩解現(xiàn)存問題,控制未來新的溫室效應(yīng)的再形成。（4）保護(hù)森林的對(duì)策方案

今日以熱帶雨林為生的全球森林，正在遭到人為持續(xù)不斷的急劇破壞。有效的因應(yīng)對(duì)策，便是趕快停止這種毫無節(jié)制的森林破壞，另一方面實(shí)施大規(guī)模的造林工作，努力促進(jìn)森林再生。目前由於森林破壞而被釋放到大氣中的二氧化碳，根據(jù)估計(jì)每年約在1～2gt.碳量左右。倘若各國(guó)認(rèn)真推動(dòng)節(jié)制砍伐與森林再生計(jì)劃，到了二○五○年，可能會(huì)使整個(gè)生物圈每年吸收相當(dāng)於0.7gt.碳量的二氧化碳。具結(jié)果得以降低七%左右的溫室效應(yīng)。

（5）改善其他各種場(chǎng)合的能源使用效率 是要改善其他各種場(chǎng)合的能源使用效率。今日人類生活，到處都在大量使用能源，其中尤以住宅和辦公室的冷暖氣設(shè)備為最。因此，對(duì)於提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地，這對(duì)二○五○年為止的地球溫暖化，預(yù)計(jì)可以達(dá)到八%左右的抑制效果。

（6）鼓勵(lì)使用天然瓦斯作為當(dāng)前的主要能源 因?yàn)樘烊煌咚馆^少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯，此案則是希望更進(jìn)一步推廣這種運(yùn)動(dòng)。惟其抑制溫暖化的效果并不太大，頂多只有一%的程度左右。（7）鼓勵(lì)使用太陽能

譬如推動(dòng)所謂「陽光計(jì)劃」之類。這方面的努力能使化石燃料用量相對(duì)減少，因此對(duì)於降低溫室效應(yīng)具備直接效果。不過，就算積極推動(dòng)此項(xiàng)方案，對(duì)於二○五○年為止的溫暖化，只具四%左右的抑制效果。其效果似乎未如人們的期待。

（8）開發(fā)替代能源

利用生物能源(Biomass Energy)作為新的乾凈能源。亦即利用植物經(jīng)由光合作用制造出來的有機(jī)物充當(dāng)燃料，藉以取代石油等既有的高污染性能源。燃燒生物能源也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，這點(diǎn)固然是和化石燃料相同，不過生物能源系從大自然中不斷吸取二氧化碳作為原料，故可成為重覆循環(huán)的再生能源，達(dá)到抑制二氧化碳濃度增長(zhǎng)的效果。

結(jié)論

伴隨著人類社會(huì)文明進(jìn)步而來的溫室效應(yīng)已在無聲無息地危及著人類的生存環(huán)境，因此加速對(duì)其形成原因及后果的研究對(duì)實(shí)施合理的對(duì)策來緩和清除由此而產(chǎn)生的后果具有重要的實(shí)際意義?？刂茰厥覛怏w排放,保護(hù)大氣環(huán)境,不僅與我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是一致，同時(shí)也是全世界人民的共同愿望。我們每個(gè)人的手里都緊握著珍貴的資源、能源,掌握著一份民族生息發(fā)展的“命脈”。已有52位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者和700多名美國(guó)權(quán)威科學(xué)家簽名上書政府，力促聯(lián)合各國(guó)通力合作，采取對(duì)策，以“穩(wěn)定”全球的氣候，“遏住”地球的危機(jī)。成之毀之、愛損之在于我們的一舉一動(dòng)。為了我們的今天更為了我們后代的明天，為了地球的長(zhǎng)久，全世界人民更應(yīng)該團(tuán)結(jié)起來，共同應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。

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