第四章 传热 思考题 4-1 根据传热机理的不同,有哪3种基本传热方式
他们的传热机理有何不同
答:(1) 基本传热方式有热传导、热对流和热辐射 3种
(2) 热传导简称导热,是通过物质的分子、原子或自由电子的热运动来传递热量;对流传热是通过冷、热不同部位的流体质点做宏观移动和混合来传递热量;辐射传热是物体因自身具有温度而激发产生电磁波,向空间传播来传递热量
4-2 傅里叶定律 中的负号是什么意思
答:由于 x方向为热流方向,与温度梯度 的方向正好相反
Q是正值,而 是负值,加上负号,故式中加负号
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较,哪个大,哪个小
答: 物质热导率的大小主要与物质种类(固、液、气)和温度有关
一般来说,固体、液体、气体三者的热导率大小顺序:固体>液体>气体
4-4 纯金属与其合金比较,热导率哪个大
答:在各类物质中,纯金属的热导率为,合金的热导率为, 故热导率纯金属比合金大
4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关
答: 大多数非金属的保温材料呈纤维状或多孔结构,其孔隙中含有值小的空气
密度越小,则所含的空气越多
但如果密度太小,孔隙尺寸太长,其中空气的自然对流传热与辐射作用增强,反而使增大
故非金属的保温材料的热导率与密度有关
4-6 在两层平壁中的热传导,有一层的温度差较大,另一层较小,哪一层热阻大
热阻大的原因是什么
答:(1)温度差较大的层热阻较大
(2)对于两层平壁导热,由于单位时间内穿过两层的热量相等,即导热速率相同,采用数学上的等比定律可得
由此可见,热阻大的保温层,分配与该层的温 度差就越大,即温度差与热阻成正比
4-7 在平壁热传导中可以计算平壁总面积A的导热速率Q,也可以计算单位面积的导热速率(即热流密度 )
而圆筒壁热传导中,可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率Q,也可以计算单位圆筒长度的