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其对流换热系数为: a. 当平壁处于垂直形态时:

发布时间: 2019-09-30

建建物理 第三版(柳孝图)中国建建工业出书社 课后习题谜底 1.2 章 1.传热有哪几种体例?各自的机理是什么? 答: 传热的根基体例分为导热、 对流和辐射三种, 其传热机理别离是: (1)导热是由温度分歧的质点(、原子、电子)正在热活动中 惹起的热能传送现象。固体导热是由 于相邻发生的碰撞和电子迁徙所惹起的热能传送; 液体导热 是通过均衡间歇着的振动惹起;气 体导热是通过无规 则活动时互相碰撞而导热。 (2) 对流是因为温度分歧的各部门流体之间发生相对活动、 互相掺 合而传送热能。 (3) 辐射传热以电磁波传送热能。凡是温度髙于绝对零度的物体, 因为物体原子中的电子振动或冲动,就 会从表而向空间辐射出 电磁波。 2.材料导热系数的物理意义是什么?其值受哪些要素的影响取限制? 试列举一些建建材料的例子申明。 答: (1)物理意义 材料导热系数是正在不变传热前提下,lm 厚的材料,两侧表而的温差 为 1°C,正在 1 秒钟内通过 1 平方米面积 传送的热量。它反映了壁体 材料的导热能力。 (2)影响要素 材料导热系数的取值遭到多种要素的限制取影响, 大致包罗以下几个 方而: ①材质的影响。分歧材料的构成成分或布局的分歧,导热机能各不相 同。矿棉、泡沫塑料等材料的导热系数 值较小,砖砌体、钢筋混凝 土等材料的导热系数值较大,金属建建材料如钢材、铝合金等的导热 系数值更大。 ②材料干密度的影响。材料干密度反映材料密实的程度,材料愈密实 干密度愈大,材料内部孔隙愈少,导热 机能愈强。一般来说,干密 度大的材料导热系数也大,特别是像泡沫混凝土、加气混凝土等一类 多孔材料,表示 得很较着;可是也有某些材料破例,如玻璃棉这类 材料存正在一个最佳干密度,即正在该干密度时,其导热系数值最 小。 ③材料含湿量的影响。材料含湿量的增大必然使导热系数值增大。 3. 对流换热系数的物理意义是什么?其值取哪些要素相关?凡是正在 工程中若何取值? 答: (1)物理意义 对流是指温度分歧的各部门流体之间发生相对活动、 互相掺合所惹起 的传送热能。对流换热只发生正在流体之 中或固体概况和取其紧邻的 活动流体之间。 (2) 影响要素 对流换热的强弱次要取决于层流鸿沟层内的换热取流体活动发生的 缘由、流体活动情况、流体取固体壁面温 差、流体的物性、固体壁 面的外形、大小及等要素。 (3) 正在工程中的取值 连系建建围护布局现实环境并为简化计较起见, 凡是只考虑气流情况 是天然对流仍是受迫对流; 构件是处于 垂曲的、 程度的或是倾斜的; 壁面是有益于气流流动仍是晦气于流动; 传热标的目的是由下而上或是由 上而劣等次要 影响要素。 ①本来温度不异的流体或取流体紧邻的固体表而, 因此中某一部门受 热或冷却,温度发生了变化,使流体各 部门之间或者流体取紧邻的 固体概况发生了温度差,构成了对流活动而传送热能。这种因温差而 惹起的对流换热 称为天然对流换热。其对流换热量仍可按式计较, 其对流换热系数为: a. 当平壁处于垂曲形态时: av =2.0 \/(0 -t) b. 当平壁处于程度形态时: 若热流由下而上 ac =2. 5 s/(d - 0 若热流由上而下 ac = 1. 3 7(0 -t) ②当流体各部门之间或者流体取紧邻的固体表而之间存正在着温度差, 但同时流体又遭到外部要素如气流、 泵 等的扰动而发生传热的现象, 称为受迫对流换热。绝大大都建建物是处于大气层内,建建物取空气 紧邻,风成为 次要的扰动要素。受迫对流换热次要取决于温差的大 小、 风速的大小取固体表而的粗拙度。 对于中等粗拙度的固 体概况, 受迫对流换热时的对流换热系数可按下列近似公式计较: 围护布局外概况:ac= (2. 5?6.0) +4.2u 围护布局内概况:ac=2. 5+4. 2u 上两式中,1)暗示风速(m/s),项反映了天然对流换热的影响, 其值取决于温度差的大小。 4. 辐射换热系数的意义是什么?平均角系数的物理意义又是什么? 它们各自受哪些要素的影响? 答: (1)辐射换热系数的寄义 辐射换热系数是指互相可见的两物体概况正在单元温差, 单元而积互相 辐射从而互换热量的能力。 (2) 平均角系数的物理意义 暗示单元时间内, 物体 1 投射到物体 2 的辐射换热量取物体 1 或物体 2 向辐射的总热量的比值。 (3) 要素影响 ①物体概况间的辐射换热量次要取决于各个概况的温度取相对、 发射和接收辐射热的能力。 ②平均角系数的取值取决于两概况的相对、 大小及外形等几何因 素。 5. 何谓不变传热形态?不变传热形态有些什么特征? 答: “不变传热形态” 即正在两个不变温度场之间发生传热过程的形态, 它的特征是温度场即空间中各点的温 度分布不随时间变化而变化。 6. 试阐发封锁空气间层的传热特征,正在围护布局设想中若何使用封 闭空气间层? 答: (1)封锁空气间层的传热特征 封锁空气间层的传热过程是正在无限封锁空间内两个概况之间进行的 热转移过程,是导热、对流和辐射三种传 热体例分析感化的成果。 (2)正在设想中的使用 ①正在建建围护布局中采用封锁空气间层能够添加热阻,而且材料省、 分量轻,是一项无效而经济的手艺办法。 ②若是构制手艺可行,正在围护布局顶用一个“厚”的空气间层不如用 几个“薄”的空气间层。 ③为了无效地削减空气间层的辐射传热量, 能够正在间层表而涂贴反射 材料,一般正在一个概况涂贴,而且是正在 温度较高一侧的概况,以防 止间层内结露。 7. 试求出用统一材料形成的 5 层厚度为 20mm 封锁空气间层的热阻值 取 1 层厚度为 100_的封锁空气间 层的热阻值各为几多? 答:按照表 2-3 可列出下表(单元:m2*K/W) 、热流情况 及材料特征 冬季情况 夏日情况 5 层 20mm 厚 封锁空气间层 的热阻值 1 层 100mm 厚 封锁空气间 层 的热阻值 5 层 20mm 厚 封锁空气间层 的热阻值 1 层 100mm 厚 封 闭空气间层 的热阻值 般 热流向下 0.17X5=0. 85 空 n 热流向上 0.15X5=0. 75 0.17 0-13X5=0. 65 0.13 0.20 0.15X5=0. 75 0.15 IHj 层 垂曲空气间层 0.16X5=0. 80 0.18 0.14X5=0. 70 0.15 单 面 毛吕 箔 间 层 热流向下 0.43X5=2. 15 0.64 0.37X5=1. 85 0.54 热流向上 0.35X5=1.75 0.43 0.28X5=1. 45 垂曲 2 气间层 双 面 专吕 箔 n 间 层 热流向下 0.56X5=2.80 1.01 0.49X5=2. 45 热流向上 0.45X5=2.25 0.57 0.34X5=1. 70 垂曲堃气间层 0.28 0.37 0.39X5=1.95 0.50 0.31X5=1. 55 0.86 0.35 0.49X5=2.45 0.71 0.39X5=1.95 0.50 8. 正在不变传热形态下,为削减围护布局的热丧失,可采纳哪些建建 办法?各自的机理是什么? 答:正在不变传热形态下,为削减围护布局的热丧失,可采纳的办法及 其机理是: (1) 采用热阻大的建建材料,例如隔热或夹胶或反射或双层玻璃, 正在不异的室内、外温差前提下,平壁总 热阻愈大,通过平壁所传出 的热量就愈少。 (2) 削减金属门窗的利用;金厲建建材料如钢材、铝合金等的导热 系数比力大,导热能力也因而大。 (3) 利用保温墙体;操纵保温强体能够使墙体两侧的温度差减小, 以此削减热丧失。 (4) 添加墙体保温隔热层; 通过增大热阻来起到削减热丧失的感化。 (5) (6) 削减采光而积。 屋面添加保温隔热层。 9. 正在简谐热感化下,半无限厚物体的传热有哪些特征? 答:正在简谐热感化下,半无限厚物体的传热次要有三个方面的特征: (1) 平壁表而及内部任一点 x 处的温度, 城市呈现和介质温度周期 Z 不异的简谐波动。 (2) 从介质到壁体概况及内部,温度波动的振幅逐步削减,称为温 度波的衰减。 (3) 从介质到壁体概况及内部,温度波动的相位逐步向后推延,称 为温度波动的相位延迟。 10. 围护布局材料层表而蓄热系数 y 取材料蓄热系数 S 之间有何异 同之处?各合用什么环境? 答: (1)异同点 围护布局材料层表而蓄热系数 y 取材料蓄热系数 s 的物理意义是不异, 其定义式都是材料层概况的热流波动 振幅取概况温度波动振幅的比 值,差别仅正在于计较式的分歧。当鸿沟前提的影响能够忽略不计时, 两者正在数值上 也可视为相等。 (2)合用环境 正在建建热工学中,材料蓄热系数合用于物体正在谐波热感化下,半无限 厚物体概况热流波动的振幅 Aqo 取温 度波动振幅 Af 的比值计较。 材 料层表而蓄热系数合用于工程实践中,无限厚度的材料层,其概况的 热流波动振 幅 Aq 取概况温度波动振幅 Af 的比值计较。 11. 试选择本地一种常用节能墙体材料, 计较其总热阻和总热惰性 目标。 答:略 12. 试计较【例 1.2-3】中图 1.2-21 所示的屋顶构制正在室外单向 温度谐波感化下的总衰减度和延迟时间。 答:略 13. 相对湿度和绝对湿度的彼此关系是什么?为什么说相对湿度 可以或许反映空气的干湿程度,而绝对湿度就不 能? 答: (1)绝对湿度 单元容积空气所含水蒸气的分量称为空气的绝对湿度, 它申明空气正在 某一温度形态下现实所含水蒸气的沉 干燥,容纳水蒸气的能力较强;相对湿度 q值大,则空气比力潮湿, 能容纳水蒸气的能力较弱。当相对湿度 cp 为零时,暗示空气中满是 干空气,即绝对干燥;当 cp 为 100%时,则暗示空气己经达到饱和。 依(p 值的大小就可 间接判断空气的干、湿程度。 14.温度的物理意义是什么?试举例申明糊口中的结露现象,并 注释。 答: (1)温度的物理意义 某一形态的空气,正在含湿量不变的环境下,冷却到它的相对湿度达到 100%时所对应的温度,成为该形态下 空气的温度。 (2)结露现象及其缘由 冬天正在寒冷地域的建建物中,常常看到窗玻璃内表而上有良多露珠, 有的以至结了厚厚的霜。因为玻璃的保 温机能低,其内概况温度远 低于室内空气的温度。当室内较热的空气接触到玻璃概况时,就 正在表而上结成露 水或冰霜。 15. 己知:tF20°C; qi=50%。问:若采用如【例 1.2-2】中图 1.2-20 所示墙体,正在内表而不结露的情 况下,室外气温不得低 于几多?若添加保温层使其传热系数不跨越 1.0W/ (m2-K),此时的室 外气温又不得低 于几多? [注: 【例 1.2-2】 试计较图 1.2-20 所示墙体的总热阻和总传热系数。 若是要求墙体的总传热系数不跨越 1.0W / (m2- K),则还应添加厚度 为几多的保温层(假定拟采用的保温材料的导热系数为 0.035W/ (m-K)) ?] 解: (1) te ①求温度: 当 ti=20° C, (Pi=50%时, 査表可得 P=Ps*(Pi=1175Pa 对照表可知温度为 9.5° C,此温 度相当于 Oi 值。如图所示 ti (2) (3) ②由表査出内概况的换热阻 Ri=0.11 m^KAV 外概况的换热阻 Re=0.04 m^KAV ③由表查出各材料层导热系数值 石灰砂浆内粉刷:入 l=n. m 钢筋混凝土: A 2=1. 74 W/O^K) 水泥砂浆外粉刷:入 3=0.93 W/(th2^K) ④计较壁体的传热阻 R=R1+R2+R3=dl/A l+d2/A 2+d3/A 3 =0. 02/0. 81+0. 2/1. 74+0. 02/0. 93 =0. 025+0. 115+0. 022 =0. 162 ni2^K/W ⑤计较平壁总热阻 平壁的总热阻 R0=Ri+R+Re=0.11+0.162+0.04=0.312 m2.K/W ⑥求外概况温度值 0 i=t i-Ri/RO (t i-te) 解之 te=-9.8° C 即正在内概况不结露的环境下,室外气温不得低于 9.8° Co (2) 若添加保温层使其传热系数不跨越 1.0W/(m2,K),即总热阻 不低于 1.0m2,K/W,同理有 平壁的总热阻 R0=Ri+R+Re=0. 11+1+0. 04=1. 15 ni2,K/W 求外概况温度值 0 i=t i-Ri/RO (ti~te) 解之 te=-89. 7。C 16. 为什么正在施工现场拆卸保温材料之前, 应使保温材料先放置正在 现场一段时间? 答:正在施工现场拆卸保温材料之前,应使保温材料先放置正在现场一段 时间的缘由是为了使其达到热湿均衡。 把一块干的材料放置正在湿空 气中,材料试件会从空气中接收水分,呈现吸湿现象。颠末放置一段 时间后, 材 料试件可取所处的空气 (必然的气暖和相对湿度前提下) 之间构成热湿均衡,即材料的温度取四周空气温度分歧 (热均衡), 试件的分量将不再发生变化(湿均衡)。

建建物理 第三版(柳孝图)中国建建工业出书社 课后习题谜底 1.2 章 1.传热有哪几种体例?各自的机理是什么? 答: 传热的根基体例分为导热、 对流和辐射三种,其传热机理别离是: (1)导热是由建建物理 第三版(柳孝图)中国建建工业出书社 课后习题谜底 1.2章_工学_高档教育_教育专区。