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一、基本概念

1． 肋片效率

与肋壁总效率

是衡量肋片散热有效程度的指标，其表达式为:

②肋壁总效率是指肋侧表面总的实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度的理想散热量之比；肋壁总效率的物理意义为:

2． 肋片效率

和肋壁总效率。

【答案】①肋片效率

【答案】肋片效率表征单个肋片散热的有效程度，它的物理意义是实际散热量与假设整个肋片表面处于肋基温度下的散热量之比。

肋壁总效率是表征整个肋壁散热的有效程度，它的物理意义是整个肋壁的实际散热量与假设整个肋壁均处于肋基温度下的散热量之比。

3． 辐射力

【答案】单位时间内单位表面积上的半球空间的所有方向辐射出去的包含所有波长的辐射能。

二、计算题

4． 俗语说：“冰冻三尺，非一日之寒”。试根据下列数据计算冬天冰冻三尺需几日之寒。设土壤原来温度为4℃，受寒流影响，土壤表面突然下降到—10℃，土壤物性

：

且

和不随冰冻变化。

【答案】本题属第一类边界条件下的半无限大物体的非稳态导热问题。

得由题意

所以：

5． 一初始温度为的固体，被置于室温为的房间中。物体表面的发射率为表面与空气间的表面传热系数为h 。物体的体积为V ，参与换热的面积为A ，比热容和密度分别为c 及热阻可略而不计，试列出物体温度随时间变化的微分方程式。

【答案】该物体在冷却或加热过程中，与周围流体间存在对流换热，与周围环境间存在辐射换热。设环境温度与流体温度相等，则单位时间内对流换热量分别表示为：

由热平衡方程：

注意：当物体被冷却时，

但

故

代入热平衡方程，得：

初始条件：

但

故

当物体被加热时，

这就是热平衡方程等式左边加上“﹣”的原因。

辐射换热量

和内能增量

可

物体的内

6． 为测定某金属的导热系数，进行如下实验。取直径为20mm 的金属长棒，一端放入炉中加热，另一端伸到20℃的空气中，空气与棒之间的表面传热系数为距100mm 的两截面上测得温度分别为

【答案】由题意知，该题目可视为无限长细杆传热问题。

由

得：

即

达到热稳态后，在相

试确定该金属的导热系数。

7． 在一块厚金属板上钻了一个直径为d=2cm的不穿透的小孔，孔深H=4cm, 如图1所示。设孔的表面是发射率为0.6的漫射体，整个金属块处于500℃的温度下，环境温度为20℃, 试确定从孔口向外界辐射的能量。

图1

【答案】补充一假想表面1，其辐射换热网络图如图2所示。

图2

则:

所以有:

8． 以薄壁不锈钢管作导体通电加热在管内流动的气体，管子裸露置于室内，试写出在稳态情况下，该管长dx 微元段的热平衡关系。已知钢管电阻为R ，

【答案】热平衡关系如图所示，热平衡关系式应为：

通电加热量=钢管外表面与室内空气的对流换热量+钢管内表面与管内气体的对流换热量 图中，管内气体的质量流量及其电加热量分别为：

热平衡方程为：

因为1表面为非表面，则

电流为I ，A 。