"第四版传热学课后习题答案,包含了从第一章到第十章的全部习题解答,旨在帮助学生巩固和加深对传热学原理的理解,促进实践能力的提升。"
在传热学中,理解并掌握基本概念、定律和公式至关重要。第四版《传热学》由杨世铭和陶文铨编著,书中涵盖的习题答案涵盖了导热、对流换热和辐射换热等核心内容。以下是对部分知识点的详细阐述:
1. **导热与对流换热的区别与联系**:
导热是物体内部因微观粒子热运动导致的热量传递,而对流则涉及流体中宏观位置的相对移动和冷热流体的混合。两者间的联系在于对流过程中通常伴随着导热,同时都需要物质介质。辐射换热则不同,它能在真空中进行,并伴随着能量形式的转换。
2. **傅立叶定律、牛顿冷却公式与斯忒藩-玻耳兹曼定律**:
- 傅立叶定律描述了导热现象,公式为:热量流量Q=-k·(dT/dx),其中k是导热系数,-dΤ/dx是温度梯度,表示热量从高温区域向低温区域流动。
- 牛顿冷却公式用于表示对流换热,Q=h·A·(Ts-Tf),h是表面传热系数,A是表面积,Ts和Tf分别是表面和流体的温度。
- 斯忒藩-玻耳兹曼定律关联了辐射热流密度与物体的热力学温度,公式为:Q=ε·σ·A·T^4,其中ε是物体的发射率,σ是斯忒藩-玻耳兹曼常数,T是温度。
3. **传热参数的单位和性质**:
- 导热系数k的单位是W/(m·K),是物性参数,不随过程改变。
- 表面传热系数h和传热系数K的单位都是W/(m²·K),它们与特定过程如流体速度、温度差等有关。
4. **传热方程的工程意义**:
传热方程式是换热器设计的关键,它提供了计算通过壁面传递热量的通用方法,适用于各种稳态条件下的热交换问题,对于理解和优化工业换热设备的性能至关重要。
5. **水壶烧水现象的传热解释**:
当壶中有水时,水作为良好的导热体,吸收大部分热量,防止金属壶壁过热。水蒸发后的蒸气还有隔热作用。当水烧干后,铝壶直接暴露在火焰下,失去水分保护,导热效率大大提高,使得壶体迅速升温并可能损坏。
以上知识点仅仅是传热学领域的冰山一角,完整的习题答案覆盖了更广泛的理论和应用,对于学习者来说,通过反复练习和理解这些习题,能够深入掌握传热学的基本原理和计算方法,为解决实际工程问题打下坚实基础。