傳熱學(xué)第四版課后題答案第五章

1、第五章第五章復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題1、試用簡明的語言說明熱邊界層的概念。答：在壁面附近的一個(gè)薄層內(nèi)，流體溫度在壁面的法線方向上發(fā)生劇烈變化，而在此薄層之外，流體的溫度梯度幾乎為零，固體表面附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的這一薄層稱為溫度邊界層或熱邊界層。2、與完全的能量方程相比，邊界層能量方程最重要的特點(diǎn)是什么？答：與完全的能量方程相比，它忽略了主流方向溫度的次變化率??22xA，因此僅適用于邊界層內(nèi)，不適用整個(gè)流體。3、式（5—4）與導(dǎo)熱問題的第三類

2、邊界條件式（2—17）有什么區(qū)別？答：0??????yytth?（5—4）)()(fwtthht??????（2—11）式（5—4）中的h是未知量，而式（2—17）中的h是作為已知的邊界條件給出，此外（2—17）中的?為固體導(dǎo)熱系數(shù)而此式為流體導(dǎo)熱系數(shù)，式（5—4）將用來導(dǎo)出一個(gè)包括h的無量綱數(shù)，只是局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，而整個(gè)換熱表面的表面系數(shù)應(yīng)該把牛頓冷卻公式應(yīng)用到整個(gè)表面而得出。4、式（5—4）表面，在邊界上垂直壁面的熱量傳遞完全依靠

3、導(dǎo)熱，那么在對流換熱中，流體的流動(dòng)起什么作用？答：固體表面所形成的邊界層的厚度除了與流體的粘性有關(guān)外還與主流區(qū)的速度有關(guān)，流動(dòng)速度越大，邊界層越薄，因此導(dǎo)熱的熱阻也就越小，因此起到影響傳熱大小5、對流換熱問題完整的數(shù)字描述應(yīng)包括什么內(nèi)容？既然對大多數(shù)實(shí)際對流傳熱問題尚無法求得其精確解，那么建立對流換熱問題的數(shù)字描述有什么意義？答：對流換熱問題完整的數(shù)字描述應(yīng)包括：對流換熱微分方程組及定解條件，定解條件包括，（1）初始條件（2）邊界條件（

4、速度、壓力及溫度）建立對流換熱問題的數(shù)字描述目的在于找出影響對流換熱中各物理量之間的相互制約關(guān)系，每一種關(guān)系都必須滿足動(dòng)量，能量和質(zhì)量守恒關(guān)系，避免在研究遺漏某種物理因素?；靖拍钆c定性分析基本概念與定性分析51、對于流體外標(biāo)平板的流動(dòng)，試用數(shù)量級分析的方法，從動(dòng)量方程引出邊界層厚度的如下變化關(guān)系式：xxRe1~?解：對于流體外標(biāo)平板的流動(dòng)，其動(dòng)量方程為：221xyuvdxdyuvxyu???????????54、已知：某一電子器件的外

5、殼可以簡化成如圖所示形狀。cht?t。求：定性地畫出空腔截面上空氣流動(dòng)的圖像。解：55、已知：輸送大電流的導(dǎo)線稱為母線，一種母線的截面形狀如圖所示，內(nèi)管為導(dǎo)體，其中通以大電流，外管起保護(hù)導(dǎo)體的作用。設(shè)母線水平走向，內(nèi)外管間充滿空氣。求：分析內(nèi)管中所產(chǎn)生的熱量是怎樣散失到周圍環(huán)境的。并定性地畫出截面上空氣流動(dòng)的圖像。解：散熱方式：（1）環(huán)形空間中的空氣自然對流（2）內(nèi)環(huán)與外環(huán)表面間的輻射換熱。56、已知：如圖，高速飛行部件中廣泛采用的鈍體

6、是一個(gè)軸對稱的物體。求：畫出鈍體表面上沿x方向的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的大致圖像，并分析滯止點(diǎn)s附近邊界層流動(dòng)的狀態(tài)。（層流或湍流）。解：在外掠鈍體的對流換熱中，滯止點(diǎn)處的換熱強(qiáng)度是很高的。該處的流動(dòng)幾乎總處層流狀態(tài)，對流換熱的強(qiáng)烈程度隨離開滯止點(diǎn)距離的增加而下降。57溫度為80℃的平板置于來流溫度為20℃的氣流中假設(shè)平板表面中某點(diǎn)在垂直于壁面方向的溫度梯度為40mm℃，試確定該處的熱流密度邊界層概念及分析邊界層概念及分析58、已知：介質(zhì)為2