染而降低效果）； ② 提高接点处的h 值（可采用抽气装置来加大流速）； ③ 管外敷以绝热层，使T w ↑； ④ 加设遮热罩（遮热罩两端是空的，使废气能与接点接触）。 接点与壁面之间有辐射换热，其辐射换热 量即为接点的热损失，这一损失，应通过废气对接点的对流换热进行补偿。 第十二章 传热过程和换热器热计算基础 12.1 冬季室内空气温度t f 1=20℃，室外大气温度t f 2=―10℃，室内空气与壁面的对流换热系数h 1=8W/(m 2·℃)，室外壁面与大气的对流换热系数h 2=20W/(m 2·℃)，已知室内空气的结露温度t d =14℃，若墙壁由λ=0.6W/(m ·℃) 的红砖砌成，为了防止墙壁内表面结露，该墙的厚度至少应为多少？ 解：传热问题热阻网络： 热流密度 2 1212 12111h h t t R R R t t q f f C C f f ++-= ++-= λδλ （1） 若墙壁内壁面温度t =t d =14℃时会结露，由于串联热路中q 处处相等，所以 2 2 12 211h t t R R t t q f w C f w +-= +-= λδλ （2） （1）、（2）联立求解，可求得q 和墙的厚度δ。 12.5 一直径为2mm 、表面温度为90℃的导线，被周围温度为20℃的空气冷却，原先裸线表面与空气的对流换热系数h =22W/(m 2·℃)。
传热学典型习题详解1
绪论部分 一、基本概念 主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。 1、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。 答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进人更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小(20℃，1.01325×105Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m·K)，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。 2、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析原因。 答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。而冬季室外气温比室内低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃)，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。 3、试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。 答：有以下换热环节及热传递方式 (1)由热水到暖气片管到内壁，热传递方式是对流换热(强制对流)； (2)由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热； (3)由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。 4、冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度t高于0℃，有人却发现地面上结有—层簿冰，试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。 解：如图所示。假定地面温度为了T e ，太空温度为T sky ，设过程已达稳态， 空气与地面的表面传热系数为h，地球表面近似看成温度为T c 的黑体，太空可看成温度为T sky 的黑体。则 由热平衡： ， 由于T a ＞0℃，而T sky ＜0℃，因此，地球表面温度T e 有可能低于0℃，即有可能结冰。
传热例题
例1如下图所示的一般化扩展表面，材料导热系数为λ。x 是曲 线坐标，A(x)表示x=0与x=x 之间的对流面积。该表面暴露在表 面传热系数为h 、温度为t∞ 的对流环境中，温度仅沿x 方向发生 变化。Ac(x)表示x 位置处的横截面积。试推导描述该物体截面 温度随坐标x 变化的控制方程式? 以图中dx 微元段为研究对象，列出热平衡关系式 Φ1=Φ2 +Φ3 （a ） 而 所以 以对流形式散失热量 将以上各式代入（a ）式得 ()dx dt x A c λ-=Φ1dx dx d 112Φ+Φ=Φ()dx dx dt x A dx d dx dx d c ??? ??-=Φ=Φ-Φ)(112λ()() ∞-=Φt t x hdA 3
令 得 例2冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到 很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。 答： 棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小(20℃，1.01325×105Pa 时，空气导热系数为 0.0259W/m ?K))，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。 例3利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱耗电量 大还是未结霜的冰箱耗电量大？ 答：当其他条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室（或冷藏室）之间增加了一个附加热阻，因此要达到相同的制冷室温度，必然要求蒸发器处于更低的温度，所以，结霜的冰箱耗电量更大。 例4“善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射力越大，其吸 收比也越大。你认为对吗？ 答：基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件：物体与辐射源处于热平衡，辐射源为黑体。也即物体辐射力越大，其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的黑体辐射。所以上述说法不正确。 例5有一台放置于室外的冷库，从减小冷库冷量损失的角度出 发，冷库外壳颜色应涂成深色还是浅色？ 答：要减少冷库冷损，须尽可能少地吸收外界热量，而尽可能多的向外释放热量。因此冷库应取较浅的颜色，从而使吸收的可见光能量较少，而向外发射的红外线较多。 例6在波长λ﹤2μm 的短波范围内，木板的光谱吸收比小于 铝板，而在长波（λ﹥2μm ）范围内则相反。在木板和铝板 同时长时间放在太阳光下时，哪个温度高？为什么？ 答：波长小于2μm 时，太阳光的辐射能量主要集中在此波段，而对常温下的物体，其辐射波长一般大于2μm 。在同样的太阳条件下，铝板吸收的太阳能多，而在此同时，其向外辐射的能量却少于木板（在长波范围内，铝板吸收比小于木板，由基尔霍夫定律，其发射率亦小于木板）。因此，铝板温度高。 ()()0)(=-+??? ??-∞dx x dA t t h dx dt x A dx d c λ∞-=t t θ()0)(=-??? ??dx x dA h dx d x A dx d c θθλ
传热学计算例题
、室内一根水平放置的无限长的蒸汽管道，其保温层外径d=583 mm，外表面 实测平均温度及空气温度分别为，此时空气与管道外 表面间的自然对流换热的表面传热系数h=3.42 W /(m2 K),墙壁的温度近似取为 室内空气的温度，保温层外表面的发射率 问：(1)此管道外壁的换热必须考虑哪些热量传递方式； (2)计算每米长度管道外壁的总散热量。(12分) 解： (1) 此管道外壁的换热有辐射换热和自然对流换热两种方式。 (2) 把管道每米长度上的散热量记为qi 当仅考虑自然对流时，单位长度上的自然对流散热 qi,c =Z2d h t 二二 dh (j - tt) = 3.14 0.583 3.42 (48 - 23) 二156 .5(W/m) 近似地取墙壁的温度为室内空气温度，于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁 之间的辐射为： qi厂d(T； -T；) 273)4 -(23 273)4 ] = 3.14 0.583 5.67 10》0.9 [(48 =274.7(W /m) 总的散热量为qu qi.c +qi/ = 156.5 +274.7 = 431.2(W/m) 2、如图所示的墙壁，其导热系数为50W/(m・K),厚度为50mm在稳态情况下的墙壁 内的一维温度分布为：t=200-2000x 2，式中t的单位为。C, x单位为m试 2
求： ft (1) 墙壁两侧表面的热流密度； (2) 墙壁内单位体积的内热源生成的热量 t =200 —2000X
解：⑴由傅立叶定律: ① dt W q A dx 所以墙壁两侧的热流密度: (1)由导热微分方程 茫•生=0得: dx 扎 3、一根直径为1 mm 勺铜导线、每米的电阻为2.22 10 。导线外包有厚度为 0.5mm 导热系数为0.15W/(m • K)的绝缘层。限定绝缘层的最高温度为65Q,绝 缘 层 的外表面温度受环境影响，假设为40Q 。试确定该导线的最大允许电流为多少？ 解：(1)以长度为L 的导线为例，导线通电后生成的热量为FRL ,其中的一部分 热量用于导线的升温，其热量为心务中：一部分热量通过绝热层的导热传到大气 中，其热量为：门二 1 ,d 2Ldi 根据能量守恒定律知：FRL ■门述二厶E = 12RL-H d2 In di (-4000X )= 4000 二 x qx 卫=4000. q x _. =4000 50 0.05=10000 _ W | qv 、d 2 t ——'2 dx =-(7000)= 4000 50 二 200000 W/m 3 2L 0 = 0 4 di tw4-
工程热力学习题 第十一章 辐射换热
工程热力学与传热学 第十一章辐射换热习题 1.何谓黑体，灰体？引入黑体，灰体的概念对热辐射理论及辐射换热计算有何意义？ 2.何谓发射率(黑度)，吸收比？写出其定义式。 3.何谓辐射力，辐射强度，有效辐射？ 4.何谓光谱辐射力？写出它与辐射力之间的关系式。 5.何谓漫发射表面？漫发射表面的辐射力与辐射强度有何关系？ 6.简述普朗特定律，维恩位移定律的主要内容。 7.请写出斯沁藩-玻耳兹曼定律的表达式。 8.简述基尔霍夫定律的主要内容，写出表达式，说明其适用条件。 9.有人说：“颜色愈黑的物体发射率愈大”。正确吗？为什么？ 10.太阳能集热器表面一般涂黑色，以加强对太阳辐射的吸收，是否可以将暖气片表面涂成黑色来增加其辐射散热量？ 11.何谓角系数？角系数是物理量还是几何量？ 12.何谓角系数的相对性，完整性和可加性？试用表达式加以说明。 13.绘出3个灰体表面组成的封闭空腔的辐射换热网络，并说明什么是表面辐射热阻，空间辐射热阻？ 14.简述遮热板的原理。 15.何谓大气“温室效应” ？为什么减少CCh的排放就可以降低温室效应？ 16.发射率分别为0.3和0.5的两个大平行平板，其温度分别维持在800 °C和370C,在它们之间放置一个两面发射率均为0.05的辐射遮热板。试计算： (1)没有辐射遮热板时，单位面积的辐射换热量是多少？ (2)有辐射遮热板时，单位面积的辐射换热量是多少？ (3)辐射遮热板的温度。 习题课 有效辐射的计算 17.两块平行放置的平板表面发射率均为0.6,其板间距远小于板的宽度和高度，且两表面温度分别为圮427 °C, t2=27 °C。 试计算：(1)板1的自身辐射；(2)对板1的投入辐射；
辐射传热例题
“辐射传热”例题 例题1：一内部尺寸为1m ?1m ?1m 的电加热箱，各辐射表面均为漫灰表面，内表面温度 为1500K ，发射率为0.8。该电加热箱的一侧面开一面积为5cm ?5cm 的窥视孔，计算：(1) 通过窥视孔的辐射能量？(2) 窥视孔的有效发射率？忽略外界对窥视孔辐射的影响。 解 (1) 忽略外界通过窥视孔射入的辐射能，对于电加热箱 )1()1(22,222222,2222εεα-+=-+=X J E X J E J b 根据角系数的性质 2 1 1,22,211A A X X - =-= 则 ) 1(22 122 22εεε-+= A A E J b 对于窥视孔，根据能量平衡 22,1211,22211J X J J X A J A J ==?= 上述式中 8.02=ε 321105.205.0-?==A m 2 6162=?=A m 2 044.2871500)1067.5(48422=??==-T E b σkW/m 2 则 014.28721==J J kW/m 2 通过窥视孔的辐射能量为 54.717)105.2()10014.287(3311=???=-A J Ｗ (2) 窥视孔的有效发射率为 ) 1(22 122 2 1 εεεε-+== A A E J b 代入相应数据，则 999896.0=ε 例题2：一人工黑体腔上直径为20mm 的圆孔可看作黑体辐射小孔，其辐射力相当于温度 为1600K 的黑体辐射力。一辐射热流量计与该小孔相距1m ，且与该小孔法线方向成600角，热流量计的吸热面积为25m 106.1-?。试求该热流量计所探测到的黑体投入辐射。 解 根据定向辐射强度定义式，可得 ωθd IdA Φd cos =
传热习题及答案
传热习题及答案 传热习题及答案 传热是物理学中一个重要的概念，它涉及到能量的传递和转化。在日常生活中，我们经常会遇到与传热相关的问题，比如为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽， 为什么冬天在火炉旁边会感到温暖等等。下面，我们将介绍一些传热习题，并 给出相应的答案。 1. 为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽？ 答案：这是因为石凳的热传导性能较好，它能够迅速地将人体散发的热量吸收，并传导到石凳的表面，然后再通过空气传递出去。当我们坐在石凳上时，石凳 会不断地吸收我们身体散发的热量，使我们感到凉爽。 2. 为什么冬天在火炉旁边会感到温暖？ 答案：这是因为火炉通过燃烧燃料产生的热量不断地辐射到周围的空气中，然 后通过对流传递给我们周围的物体和空气。当我们靠近火炉时，我们会感受到 火炉散发出来的热量，从而感到温暖。 3. 为什么在冬天穿多层衣服可以保暖？ 答案：穿多层衣服可以有效地减缓热量的传递。每一层衣服之间都存在着空气层，而空气是一个很好的绝缘体，能够阻止热量的传导。当我们穿上多层衣服时，每一层衣服之间的空气层会阻止热量的流失，从而保持我们的身体温暖。4. 为什么夏天穿棉质衣服会感到凉爽？ 答案：棉质衣服是一种透气性较好的材料，它能够帮助汗水蒸发，从而带走体 表的热量。当我们穿上棉质衣服时，它能够吸收我们身体散发的汗水，并通过 蒸发将热量带走，使我们感到凉爽。
5. 为什么在冬天喝热水可以暖身？ 答案：喝热水可以通过消化系统将热量引入我们的身体，从而使我们感到温暖。当我们喝下热水时，它会被我们的胃吸收，然后通过血液循环将热量传递到我 们的全身，从而提高我们的体温。 通过以上习题，我们可以更好地理解传热的原理和应用。传热是一个与我们日 常生活息息相关的概念，它不仅帮助我们解答一些生活中的疑问，还有助于我 们更好地利用能源，提高能源利用效率。希望通过这些习题的学习，大家能够 对传热有更深入的了解。
新大《传热学》复习题及解答第8章 热辐射基本定律和辐射特性
第8章热辐射基本定律和辐射特性（复习题解答） 【复习题8-1】什么叫黑体？在热辐射理论中为什么要引入这一概念？ 答：吸收比α=l的物体叫做黑体。黑体完全吸收投入辐射，从黑体表面发出的辐射都为自身辐射，没有反射，因而黑体辐射的特性反映了物体辐射的规律，这为研究实际物体的辐射提供了理论依据和简化分析的基础。 【复习题8-2］温度均匀的空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性，那么空腔内部壁面的辐射是否也是黑体辐射？ 答：空腔内部壁面不一定是黑体辐射。小孔之所以呈现黑体特性，是因为辐射在空腔内经历了多次的吸收和反射，辐射能基本基本都被内壁面吸收，从小孔射出的辐射能基本为零。 【复习题8-3］试说明，为什么在定义物体的辐射力时要加上“半球空间”及“全部波长”的说明？ 答：因为辐射表面会向半球空间各个方向辐射能量，且辐射能中包含各种波长的电磁波，而辐射力必须包括辐射面辐射出去的所有能量，所以要加上“半球空间”和“全部波长”的说明。 【复习题8-4】黑体的辐射能按波长是怎样分布的？光谱辐射力E根的单位中分母的“n?”代表什么意义？ 答：黑体辐射能按波长的分布服从普朗克定律。光谱辐射力单位中的分母“n?”代表了单位辐射面积“n?”和辐射的电磁波单位波长范围“m”的意思。 【复习题8-5］黑体的辐射能按空间方向是怎样分布的？定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的？ 答：黑体辐射能按空间方向分布服从拦贝特定律。定向辐射强度与空间方向无关并不意味着黑体的辐射能在半球空间是均匀分布的。因为定向辐射强度是指单位可见辐射面积，而在空间不同方向可见辐射面积是不同的，辐射能在各个方向也不同。 【复习题8-6】什么叫光谱吸收比？在不同光源的照耀下，物体常呈现不同的颜色，如何解释？ 答：光谱吸收比是指物体对某一特定波长的投入辐射所吸收的百分比。在光源照射下，物体会吸收一部分辐射，并反射一部分辐射，物体呈现的是反射光的颜色,因而光源不同，
传热学习题及答案
传热学习题及答案 传热学习题及答案 传热学是热力学的一个重要分支，研究热量如何在物质之间传递的过程。在工 程和科学领域中，传热学的知识对于理解和解决各种热传递问题至关重要。下面，我们将提供一些传热学的学习题及其答案，帮助读者巩固对该领域的理解。 1. 对流传热是指什么？请列举几个常见的对流传热的例子。 答案：对流传热是指通过流体（气体或液体）的运动而传递热量的过程。常见 的对流传热例子包括：自然对流（如烟囱中的烟气上升）、强迫对流（如风扇吹过热食物）、冷却系统中的冷却液循环等。 2. 传热过程中的三种传热方式是什么？请分别解释它们。 答案：传热过程中的三种传热方式是导热、对流和辐射。 - 导热是指通过物质内部的分子振动和传递热量的方式。导热通常发生在固体 和液体中，如铁棒两端的温度差会导致热量从高温端传递到低温端。 - 对流是指通过流体的运动传递热量的方式。对流通常发生在气体和液体中， 如热水从底部加热，底部的热水上升并与顶部的冷水交换热量。 - 辐射是指通过电磁波传递热量的方式。辐射传热不需要介质，可以在真空中 传递热量。例如，太阳辐射的热量可以穿过空气和云层到达地球表面。 3. 请解释传热中的热传导方程。 答案：热传导方程是描述导热过程的数学方程。它可以用来计算热量在物质中 的传递速率。热传导方程的一般形式为： q = -kA(dT/dx) 其中，q表示单位时间内通过物质传递的热量，k是物质的热导率，A是传热面
积，dT/dx是温度梯度（温度变化率）。 4. 请解释传热中的对流换热系数。 答案：对流换热系数是描述对流传热过程中热量传递速率的参数。它表示单位 面积上的热量传递速率与温度差之间的比值。对流换热系数取决于流体的性质、流体的速度、流体与固体表面的接触情况等。通常，对流换热系数越大，热量 传递速率越快。 5. 请解释传热中的辐射换热系数。 答案：辐射换热系数是描述辐射传热过程中热量传递速率的参数。它表示单位 面积上的热量传递速率与温度差之间的比值。辐射换热系数取决于物体的表面 特性、温度差、辐射波长等。通常，辐射换热系数越大，热量传递速率越快。 通过以上学习题及答案，我们可以更好地理解传热学的基本概念和原理。传热 学的应用广泛，涉及到许多领域，包括能源、环境工程、材料科学等。深入学 习和理解传热学的知识，对于解决实际问题和提高工程效率都具有重要意义。 希望读者通过这些学习题的练习，能够加深对传热学的理解，并在实践中灵活 运用。
热工学-传热习题
1. 一大平板，高3m ，宽2m ，厚 0.02m ，导热系数为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为1001=t ℃、502=t ℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。 解：解：由傅立叶导热定律： 热阻 0.02 7.407/3245 R K W A λδλ= =⨯⨯＝m 热流量 12 10050 32456750000.02 w w t t A W λδ -Φ=⨯⨯⨯ =－＝ 热流密度 2675000112500 W/m 32 q A Φ==⨯＝ 2. 空气在一根内径50mm ，长2.5m 的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流换热的表面传热系数为h =70W/(m 2·K) ，热流密度为q =5000W/m 2，试求管壁温度及热流量。 解：由牛顿冷却公式：() f w t t h q -=得到 500080151.42C 70 w f q t t h = +=+= 50000.05 2.51963.50 W qA q dl ππΦ===⨯⨯⨯= 3．炉墙由一层耐火砖和一层红砖构成，厚度都为250 mm ，热导率分别为0.6 W/(m ⋅K)和0.4 W/(m ⋅K)，炉墙内外壁面温度分别维持700 ︒C 和80 ︒C 不变。 （1）试求通过炉墙的热流密度； （2）如果用热导率为0.076 W/(m ⋅K)的珍珠岩混凝土保温层代替红砖层并保持通过炉墙的热流密度及其它条件不变，试确定该保温层的厚度。 解：多层平壁的导热量计算: 12 21212 70080595.2W/m 0.2500.250 0.60.4w w t t q δδλλ--==＝＋＋ 又 122212170080 595.20.2500.60.076 w w t t q δδδλλ--==''＝+＋ 得到： 247.5 mm δ=
新苏教版五年级上册科学2.3《热辐射》练习题(含答案)
2.3《热辐射》练习 一、填空题 1、热传递有______、______、_____这三种方式。 2、像太阳、篝火这样直接向周围发射热的方式叫作_______。 3、热传递相同之处都是由温度_____的地方向温度______的地方传递热量。 二、判断题，对的打√，错的打✘。 1、热传递过程中，三种方式是独立存在的。（） 2、热辐射在真空中也能进行。（） 3、太阳能将热通过空气对流传递给地球。（） 4、改变受热物体颜色能使太阳灶加热速度变快。（） 5、固体传热能力最强，液体最弱。（） 6、热辐射是从热源处向四面八方直线传递。（） 三、选择题，将正确的序号填在括号内。 1、观察下列四幅图，热传递方向正确的是( ) (圆点代表热源，箭头代表热传递的方向) 2、火通过哪些方式把热传递给烤火的人?( ) A.热传导 B.对流、热辐射 C.热传导、对流、热辐射 3、下列哪种方式不是热的传播方式?（） A.对流 B.热辐射 C.直射 D.热传导 4、列生活中的常见现象，不属于热传递的是（） A.取暖 B.炒菜 C.穿羽绒服 5、太阳能热水器主要是利用热传递的( )形式吸收能量的。 A.传导 B.对流 C.辐射 6、下列用具的装置是用来避免热传递的是( ) A.热水瓶的玻璃内胆 B.电熨斗底部与衣服接触的金属面 C.电饭锅的内锅
四、连线题：将生活中的现象与对应的热传递方式相连。 电烙铁 阳光照在身上暖暖的热传导 冬天使用暖气使房间变暖热对流 用暖手宝暖手热辐射 太阳灶烧水 五、填写表格：热传导、热对流和热辐射的异同点。 传递方式不同之处相同之处 热传导 热对流 热辐射 六、综合题 1、明明在帮妈妈烧火做饭的时候发现，无论用火焰给锅底的哪个部位加热，最后锅里的水都会沸腾起来。你能解释其中的原因吗？ 2、分析下图热传递方式。 3、请用身边的材料：纸板、锡纸、剪刀、美工刀、热熔胶枪、玻璃管或透明塑料管等制作一个简易太阳灶。
热辐射练习题带答案
热辐射练习题带答案 热辐射练习题带答案 热辐射是我们生活中常见的现象，也是热学领域的重要内容。通过练习题的形式，我们可以更好地理解和掌握热辐射的相关知识。下面是一些热辐射练习题及其答案，希望对大家的学习有所帮助。 1. 什么是热辐射？ 答案：热辐射是物体由于内部热运动而发出的电磁波。它不需要介质传递，可以在真空中传播。 2. 什么是黑体？ 答案：黑体是指完全吸收所有入射电磁波的物体。在热辐射理论中，我们常常使用黑体作为理想化的模型。 3. 热辐射的强度与什么因素有关？ 答案：热辐射的强度与物体的温度有关。根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的强度与物体的温度的四次方成正比。 4. 什么是辐射功率？ 答案：辐射功率是指单位时间内从物体表面发出的辐射能量。根据斯特藩-玻尔兹曼定律，辐射功率与物体的温度的四次方成正比。 5. 什么是辐射能流密度？ 答案：辐射能流密度是指单位时间内通过单位面积的辐射能量。它与辐射功率和物体表面的面积有关。 6. 什么是辐射定律？ 答案：辐射定律描述了黑体辐射的特性。根据普朗克辐射定律，黑体辐射的强
度与频率的平方成正比。根据维恩位移定律，黑体辐射的最大强度对应的频率与温度成正比。 7. 什么是辐射率？ 答案：辐射率是指物体表面辐射能量与黑体辐射能量之比。它是一个介于0和1之间的无量纲量。 8. 什么是辐射平衡？ 答案：辐射平衡是指物体吸收和发射的辐射能量相等的状态。在辐射平衡下，物体的温度保持恒定。 9. 什么是辐射传热？ 答案：辐射传热是指通过热辐射的方式传递热量。与传导和对流传热不同，辐射传热不需要介质传递，可以在真空中传播。 10. 什么是辐射温度？ 答案：辐射温度是指与物体辐射的电磁波频率相对应的温度。根据维恩位移定律，辐射温度与最大辐射强度对应的频率成反比。 通过以上的练习题，我们可以更好地理解和掌握热辐射的相关知识。热辐射作为热学领域的重要内容，不仅在日常生活中有着广泛的应用，也对工程技术和科学研究有着重要的影响。希望大家能够通过不断的学习和实践，进一步提高对热辐射的理解和应用能力。
辐射传热专题
一、辐射传热 依靠电磁波辐射实现热冷物体间热量传递的过程，是一种非接触式传热，在真空中也能进行。物体发出的电磁波，理论上是在整个波谱范围内分布，但在工业上所遇到的温度范围内，有实际意义的是波长位于0.38～1000μm 之间的热辐射,而且大部分位于红外线(又称热射线)区段中0.76～20μm 的范围内。所谓红外线加热,就是利用这一区段的热辐射。研究热辐射规律，对于炉内传热的合理设计十分重要，对于高温炉操作工的劳动保护也有积极意义。当某系统需要保温时，即使此系统的温度不高，辐射传热的影响也不能忽视。如保温瓶胆镀银，就是为了减少由辐射传热造成的热损失。 二、特点 ① 不需要物体直接接触。热辐射不需中间介质，可以在真空中传递，而且在真空中辐射能的传递最有效。 ② 在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化。 ③ 只要温度大于零就有能量辐射。不仅高温物体向低温物体辐射热能，而且低温物体向高温物体辐射热能。 对于大多数的固体和液体： 对于不含颗粒的气体： 三、为研究辐射特性可提出以下理想辐射模型： 黑 体：α=1 ρ=0 τ=0； 白 体：α=0 ρ=1 τ=0； 透明体: α=0 ρ=0 τ=1。 四、基本概念 辐射力E:单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和 (W/m 2) 。 光谱辐射力E λ：单位时间内单位表面积向其上的半球空间的所有方向辐射出去的包含波长λ在内的单位波长内的能量称为光谱辐射力(W/m 2m) 。 五、基本定律 1 ,0=+=ρατ1 ,0=+=ταρ
普朗克定律 ： 式中，λ— 波长，m ； T — 黑体温度，K ； c 1 — 第一辐射常数，3.7419×10-16 W ⋅m 2； c 2 — 第二辐射常数，1.4388×10-2 W ⋅K ； 斯蒂芬—玻尔兹曼机定律： 式中，σ= 5.67×10-8 w/(m 2⋅K 4), c 0 ＝ 5.67w/(m 2 ⋅K 4 ) 维恩位移定律： 兰贝特定律： 1、立体角 定义：立体角为一空间角，即被立体角所切割的球面面积除以球半径的平方称为立体 角，单位：sr( 球面度 )。 2 定向辐射强度I 定义：单位可见面积发射出去的落在空间任意方向的单位立体角中的能量。 六、典型例题 例、如图所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试指出①，②，③3处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设①，②，②处对球心所张立体角相同。 答：由黑体辐射的兰贝特定律知，定向辐射强度与方向无关。故I l ＝I 2=I 3。而三处对球心立体角相当，但与法线方向夹角不同，θ1＞θ2＞θ3。所以①处辐射热流最大，③处最小。 例3、半径为0.3m 的半球覆盖在圆平面上，平面和半球面均为黑表面，而且半球面2的外侧保温绝热。平面又分为表面1和表面3。表面1占3/4，温度保持800K 表面占1/4。温度保持500K 。问：表面2温度是度少？ 解:由几何形状知:1,31,13,13,30x x x x ==== 1,23,21x x == 44 0() 100 b T E T c σ==K m T m ⋅⨯=-3 108976.2λ1 ) (5 12-=-T c b e c E λλλ
传热学课堂例题
传热学课堂例题 绪论：思考题：6．冬夏室内温度相同，穿衣不同人对冷暖的感觉主要取决于散热量的大小。冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。因此在室内温度相同的情况下，冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此人体在冬季通过与墙壁的辐射换热的散热量比夏季要大得多。因此冬季要穿厚一些的绒衣，增大导热热阻，来减少散热。9．暖水瓶热水——内层内侧：对流换热内层内侧——内层外侧：导热内层外侧——外层内侧：热辐射外层内侧——外层外侧：导热外层外侧——空气：对流换热保温措施：a .夹层抽真空，消除对流换热； b.夹层内两侧镀银，减少辐射换热。第二章补充题：例1：用一平底壶烧开水，壶底与水接触面的温度为111oC，通过
壶底的热流密度为42400W/m2，如在壶底结一层水垢厚3mm，??1W/m??C，此时水垢层与水接触面上的温度和通过的热流密度均不变，计算：水垢层与壶底接触面上的温度；单位面积上的导热热阻。解q?42400w/m,tw2?111?C,??3mm?3?10m,? ?1w/m??Cq?tw1?tw22?3??????3?101?3 tw1?q??tw2?42400??3?10?32?111??C m?k/w 分析：水垢层热阻比金属层热阻大得多。换热器中要及时清除水垢。例2：野外工作者常用纸制容器烧水，设厚为的纸的2??/(m?K)，水侧沸腾换热h?2400W/m?K，容器用1100oC的火焰加热，火焰与纸面的h?95W/m?K，若纸的耐火温度为200oC，证明：该纸制容器能耐火。2q?tf1?tf21h1????1h2?tf1?tw11h1 tf2 tf1 ?,? 证明：tw1??C 思考：从耐火角度考虑，纸厚好还是薄好？例3：人对冷热的感觉以皮肤表面的热损
传热学习题--5
第1章绪论 习题 1-1 一大平板，高3m、宽2m、厚0.02m，导热系数为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为t1 = 100℃、t2 = 50℃，试求该平板的热阻、热流量、热流密度。 1-2 一间地下室的混凝土地面的长和宽分别为11m和8m，厚为0.2m。在冬季，上下表面的标称温度分别为17℃和10℃。如果混凝土的热导率为W/(m·K)，通过地面的热损失率是多少如果采用效率为ηf = 的燃气炉对地下室供暖，且天然气的价格为C g = $MJ，每天由热损失造成的费用是多少 1-3 空气在一根内径50mm，长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流传热的表面传热系数为h = 70W/(m2·K)，热流密度为q = 5000W/m2，试求管壁温度及热流量。 1-4 受迫流动的空气流过室内加热设备的一个对流换热器，产生的表面传热系数h = W/(m2·K)，换热器表面温度可认为是常数，为65.6℃，空气温度为18.3℃。若要求的加热功率为8790W，试求所需换热器的换热面积。 1-5 一电炉丝，温度为847℃，长1.5m，直径为2mm，表面发射率为。试计算电炉丝的辐射功率。 — 1-6 夏天，停放的汽车其表面的温度通常平均达40～50℃。设为45℃，表面发射率为，求车子顶面单位面积发射的辐射功率。 1-7 某锅炉炉墙，内层是厚7.5cm、λ = (m·K)的耐火砖，外层是厚0.64cm、λ = 39W/(m·K)的钢板，且在每平方米的炉墙表面上有18只直径为1.9cm的螺栓[λ = 39W/(m·K)]。假定炉墙内、外表面温度均匀，内表面温度为920K，炉外是300K的空气，炉墙外表面的表面传热系数为68 W/(m2 ·K)，求炉墙的总热阻和热流密度。 1-8 有一厚度为δ = 400mm的房屋外墙，热导率为λ = (m·K)。冬季室内空气温度为t1 = 20℃，和墙内壁面之间对流传热的表面传热系数为h1 = 4 W/(m2 ·K)。室外空气温度为t2 = －10℃，和外墙之间对流传热的表面传热系数为h2 = 6W/(m2 ·K)。如果不考虑热辐射，试求通过墙壁的传热系数、单位面积的传热量和内、外壁面温度。 1-9 一双层玻璃窗，宽1.1m、高1.2m、厚3mm，导热系数为(m ·K)；中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为×10-2 W/(m ·K)。室内空气温度为25℃，表面传热系数为20 W/(m2 ·K)；室外温度为－10℃，表面传热系数为15 W/(m2·K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。 第2章导热基本定律及稳态热传导 习题 2-1 一直径为d o，单位体积内热源的生成热Φ的实心长圆柱体，向温度为t∞的流体散热，表面传热系数为h o，试列出圆柱体中稳态温度场的微分方程式及定解条件。 " 2-2 金属实心长棒通电加热，单位长度的热功率等于Φl（单位是W/m），材料的导热系数λ，表面发射率ε、周围气体温度为t f，辐射环境温度为T sur，表面传热系数h均已知，棒的初始温度为t0。试给出此导热问题的数学描述。
热工学-传热习题
1. 一大平板，高3m，宽2m，厚 0.02m，导热系数 为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为 ℃、 ℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。 解：解：由傅立叶导热定律： 热阻 m 热流量 热流密度 2. 空气在一根内径50mm，长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流换热的表面传热系数为h=70W/(m2·K) ，热流密度为q=5000W/m2，试求管壁温度及热流量。 解：由牛顿冷却公式： 得到
3．炉墙由一层耐火砖和一层红砖构成，厚度都为250 mm，热导率分别为0.6 W/(mK)和0.4 W/(mK)，炉墙内外壁面温度分别维持700 C和80 C不变。 （1）试求通过炉墙的热流密度； （2）如果用热导率为0.076 W/(mK)的珍珠岩混凝土保温层代替红砖层并保 持通过炉墙的热流密度及其它条件不变，试确定该保温层的厚度。 解：多层平壁的导热量计算: 又 得到： 4．热电厂有一外径为100 mm的过热蒸汽管道（钢管），用热导率为 W/(mK)的玻璃绵保温。已知钢管外壁面温度为400 C，要求保温层外壁面温度不超过50 C，并且每米长管道的散热损失要小于160 W，试确定保温层的厚度。 解：圆筒壁的稳态导热： 解得
保温层厚度为 5．某过热蒸汽管道的内、外直径分别为150 mm和160 mm ，管壁材料的热导率为45 W/(mK)。管道外包两层保温材料：第一层厚度为40 mm，热导率为0.1 W/(mK)；第二层厚度为50 mm，热导率为0.16 W/(mK)。蒸汽管道内壁面温度为400 C，保温层外壁面温度为50 C。试求：（1）各层导热热阻；（2）每米长蒸汽管道的散热损失；（3）各层间的接触面温度。 解： 圆筒壁的稳态导热计算： 由 ，得：
传热学第九章答案
9-7试确定附图a、b中几何结构的角系数X1,2。 9-8、：如图a、b。求：角系数。 解： (a) 查图8-7得： (b)由扩充了的可知，，由于对称性，可得：， 。 9-9、：三根直径为且相互平行的长管成正三角形布置，中心距为。 求：其中任一根管子所发出的辐射能落到其余两管子以外区域上的百分数。解：先研究两管子可见的半个管子外表间的角系数。如下列图： 利用交叉线法，
将这些关系式代入并整理之，得： ，其中。 因而整个管子外表所发出的辐射能落到另一根管子 上的百分比数为。 9-10、：如图。求：每一对边的角系数、两邻边 的角系数及任一边对管子的角系数。 解：〔1〕先计算任一边对圆管的角系数。如以下列图所示： 设圆管外表为5，那么由对称性知：， 。 〔2〕再计算两邻边的角系数。如图示： ， ， ， 〔弧度〕，， 。 〔3〕计算每一对边角系数。 如图示：。 9-11、：如图。求： 解：，，，从能量分配的观点可以写出： ， 将代入上式，并归 并之得：， 查图〔8-8〕得： 。 9-12、：在煤粉炉炉膛出口有4排凝渣管，其相对节距、比较大，透过前一排管子而落到后一排管子的辐射平面上的来自炉膛的火焰辐射能可认为是均匀分布的。火焰对第一排管子的角系数为。＝5。 求：火焰对凝渣管束总的角系数是多少？火焰辐射能可以透过凝渣管束的百分数是多少？解：根据表中数据，算得落到前四排管子外表上的总能量为： ，
， ， 透过管束的辐射能百分数为1-0.7516=0.2484=24.8％。 9-13、：如图，圆柱外表及平面在垂直于纸面的方向上为无限长。 求证：。 证明：如以下列图所示： 按交叉线法：， ，。 利用几何关系确定： ，,， ，〔r为半径〕， ，， 即。 9-14、：如图，在垂直于纸面的方向上均为无限长。 求：导出从沟槽外表发出的辐射能中落到沟槽外面的局部所占的百分数的计算公式。 解：对三种情形，在开口处做一假想外表，设外表积为，而其余沟槽外表为，那么有，，，于是有： 〔a〕；
传热学例题
例4-1某平壁厚度为0.37m，内表面温度t1为1650℃，外表面温度t2为300℃，平壁材料导热系数（式中t的单位为℃，λ的单位为 W/(m·℃)）。若将导热系数分别按常量（取平均导热系数）和变量计算时，试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。 解：（1）导热系数按常量计算 平壁的平均温度为： 平壁材料的平均导热系数为： 由式可求得导热热通量为： 设壁厚x处的温度为t，则由式可得： 故 上式即为平壁的温度分布关系式，表示平壁距离x和等温表面的温度呈直线关系。 （2）导热系数按变量计算由式得：
或 积分 得（a） 当时，，代入式a，可得： 整理上式得： 解得： 上式即为当λ随t呈线性变化时单层平壁的温度分布关系式，此时温度分布为曲线。 计算结果表明，将导热系数按常量或变量计算时，所得的导热通量是相同的；而温度分布则不同，前者为直线，后者为曲线。 例4-2燃烧炉的平壁由三种材料构成。最内层为耐火砖，厚度为150mm，中间层为绝热转，厚度为290mm，最外层为普通砖，厚度为228mm。已知炉内、外壁表面分别为1016℃和34℃，试求耐火砖和绝热砖间以及绝热砖和普通砖间界面的温度。假设各层接触良好。
解：在求解本题时，需知道各层材料的导热系数λ，但λ值与各层的平均温度有关，即又需知道各层间的界面温度，而界面温度正是题目所待求的。此时需采用试算法，先假设各层平均温度（或界面温度），由手册或附录查得该温度下材料的导热系数（若知道材料的导热系数与温度的函数关系式，则可由该式计算得到λ值），再利用导热速率方程式计算各层间接触界面的温度。若计算结果与所设 的温度不符，则要重新试算。一般经5几次试算后，可得合理的估算值。下面列 出经几次试算后的结果。 耐火砖 绝热砖 普通砖 设t2耐火砖和绝热砖间界面温度，t3绝热砖和普通砖间界面温度。 ， 由式可知： 再由式得： 所以
