杨世铭陶文铨的传热学 传热学第三章答案杨世铭

2017-09-02
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文章简介：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

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, 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,即最大限度降低热电偶的时间常数

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。 ccvhA,形状

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?这一阶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 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。Bio时说明传热热阻主要在边界,内部温度趋于均匀,可以用集总参数法进行分析求解;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?