传热学复习题
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第1章 绪论
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5.（浙江大学2003年真题） 诗歌“火烤胸前暖，风吹背后寒”热情歌颂了我国志士在严寒东北的艰苦条件下抗击日本侵略的英雄气概，也生动描述了不同传热方式的特点。你能分析出是哪几种传热方式使人在严冬的野外用篝火取暖时有这样的感受？（2003浙大）
答：诗歌“火烤胸前暖，风吹背后寒”中包含了多种传热方式。第一句描述了人在人在严冬的野外用篝火取暖时的感受，其中包含的传热方式有辐射换热、另外由于野外有风所以还存在（强制）对流换热。 3.（浙江大学2005年真题）
描述物质内部导热机理的物理模型有哪些？它们分别描述哪些物质内部的导热过程？（2005浙大）
气体：导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。气体的温度越高，其分子的运动动能越大，不同能量水平的分子相互碰撞的结果，使热量从高温处传到低温处。
导电固体：导电固体中有相当多的自由电子，它们在晶格之间像气体分子那样运动，自由电子的运动在导电固体的导热中起着主要作用。
非导电固体：非导电固体导热是通过晶格结构的振动，即原子分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
液体：液体的导热认为介于气体和固体之间。
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1.（浙江大学2007年真题）
在传热温差给定的传热过程中，热流量增加1倍，冷热流体间的总热阻是原来
1的 。 （2007浙大）
2
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2.（浙江大学2003年真题）
为较准确测量管道内流体的温度，测温套管材料有紫铜、不锈钢和玻璃，选用哪种材料好？为什么？（2003浙大）（第二章）
答：在三种材料中选用紫铜比较好。由温度计套管测温误差热阻分析图 R1 R2 R3
tf t0tH t∞
0其中，R1、R2分别代表套管顶端与环境间的换热热阻及顶端与根部间的导
热热阻。R3为管道外侧与环境间的换热热阻。由热阻分析图可知为了更准确的测定温度应减小R1，增大R2及R3。所以在本题中应选择导热系数较小的紫铜来增大R2以提高温度测量的准确性。
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第2章 稳态热传导
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2.（浙江大学2007年真题）
第3章 非稳态热传导
测温用热电偶结点可近似看作直径为0.5mm的金属球。已知所测处的换热系数为
热电偶的导热系数??40W/(m?K)，密度??8900kg/m3，h?20W/(m2?K)，
（2007浙大） cp?2.0kJ/(kg?K)。试求：
（1）该系统能否看成集总参数系统？
（2）如果能看成集总参数系统，其时间常数为多少？
（3）若热电偶初始温度为20℃，所测流体温度为100℃，热电偶温度升到98℃需要多少时间？要想把升温时间减少可采取哪些措施？ 解：
20?0.5?10?3??0.00025?0.1 ⑴ 毕渥数Bi??40hD因此系统可以看成集总参数系统。
⑵ 时间常数：?c??cpVhA?4?0.5?10?3?8900?2000????3?2??0.5?10?20?4?3.14???2???323?74.167s
⑶ 由式：
?hA?t?t??exp???? t0?t??c??????98?100????exp????exp???
20?100?74.167???c?得 ??273.6s
需要273.6s。
热电偶的时间常数是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。时间常数越小，热电偶越能迅速反映出流体温度的变动，即时间常数升温时间减小。 时间常数取决于热电偶的几何参数V?A?，物理性质??,c?，换热系数?h?。
热电偶对流体温度变化的反应快慢取决于其自身的热容量??cv?及表面换热条件?hA?。热容量越小，温度变化越快，表面换热条件越好（hA越大），单位时间内传递热量越多，则升温时间越少。
2.（浙江大学2008年真题）水银温度计的水银泡近似可以看作圆柱形，长15mm，直径3mm。初始温度为15℃。今将其插入100℃的气体中，设水银泡与气体的表面传热系数为20.63W/(m2?K)，水银的导热系数为10.353W/(m?K)，比热为0.136kJ/(kg?K)，密度为13.6t/m3，试求插入2分钟后温度计所显示的温度。若要使温度计在2分钟内的测量精度提高，请你提出可以采取的措施。（2008浙大） 解：
Bi?hl20.63?0.003?0.006?0.1，可采用集总参数法
10.353??d2A??dl??()?1.48?10?4m2
4?d2?V????l?1.06?10?7m3
?4?则
?hA?t?t??exp????，??120s t0?t???cV?9 ?t?86.℃
提高精度采取的措施：进一步减小水银泡体积，采用遮热罩抽气式测温。