台湾大学大陆招生-室内设计专业介绍

传热学教学辅导资料—作业答案 2009级热能与动力工程专业适用
作业答案（第六次）

补充题
1.总结对流换热边界层理论的要点。
答：(1)边界层厚度δ、δ
t
与壁的尺寸l相比是极小值；
(2)边界层内壁面速度梯度及温度梯度最大；
(3)边界层流动状态分为层流与紊流,而紊 流边界层内,紧贴壁面处仍将是层
流,称为层流底层；
(4)流场可以划分为两个区：边界层 区（粘滞力起作用）和主流区，温度同
样场可以划分为两个区：边界层区（存在温差）和主流区（等温区 域）；
(5) 对流换热热阻主要集中在热边界层区域的导热热阻。
层流边界层的热阻为整个边界层的导热热阻。
紊流边界层的热阻为层流底层的导热热阻。

2.利用对流换热边界层理论分别解释速度、流动起因对表面传热系数h的影
响。
答：速度：处于相同流动状态时，速度越大，会使边界层厚度（紊流层流底
层厚度）减小，造成 边界层导热热阻减小，从而增强了对流换热，即h大。
流动起因：受迫对流的边界层厚度远小于自然对 流，即前者边界层导热热阻
远小于后者。因此，受迫对流换热强度远大于自然对流换热强度。

教材P146-148
7.流体外掠平板，在温
度条件不变的情况下，主流
速度增加时，它的局部和平
均表面传热系数都增加，试
从换热原理进行解释。
答：在主流速度不变的
条件下，边界层发展及局部
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传热学教学辅导资料—作业答案 2009级热能与动力工程专业适用
对流换热系数变化规律如教材P114图5-7所示。当主流速度 增加时，惯性力强
度增加，减弱了粘滞力的扩散强度（粘滞力的扩散将使边界层厚度沿流动方向增
加），从而使在相同位置的边界层厚度减小，则边界层导热热阻减小，局部对流
换热系数增加，平均表 面传热系数也增加。

26. 温度
t
f
=80℃的空气外掠t
w
=30℃的平板，已知
h
x
=
4.4x
−
12
，试求该平板
长为0.3m，宽0.5m时的换热量(仍不计宽度的影响)?
解：

首先确定整个平板的平均对流换热系数。

1
L1
L
−
1
−
1
−
1
22
h=
∫
h
x
dx=
∫
4.4
xdx=
8.8< br>L=
8.8
×
0.3
2
=
16.1
W
2

mK
L
0
L
0
平板的换热量为：
Φ
=
hA
(
t
f
−
t
w
)
=16.1×
(
0.3×0.5
)
×
(
80−30
)
=120.5
W



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