题目
必答对于圆筒壁定态导热,传热速率(热通量)和热流密度均为定值A. 正确B. 错误
必答对于圆筒壁定态导热,传热速率(热通量)和热流密度均为定值
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
本题考查圆筒壁定态导热中传热速率、热通量和热流密度的概念及特点。解题思路是分别明确传热速率、热通量和热流密度的定义,再结合圆筒壁定态导热的特性来判断它们是否为定值。
1. 明确相关概念
- 传热速率(热流):单位时间内通过某一截面的热量,用符号$Q$表示,单位为$W$。
- 热通量(热流密度):单位时间内通过单位面积的热量,用符号$q$表示,单位为$W/m^{2}$。
2. 分析圆筒壁定态导热的特性
对于圆筒壁定态导热,在稳态条件下,通过圆筒壁各截面的传热速率$Q$是恒定不变的。这是因为定态导热意味着系统内没有热量的积累或减少,所以单位时间内传入和传出圆筒壁的热量相等,即传热速率为定值。
3. 计算热通量(热流密度)
设圆筒壁的内半径为$r_1$,外半径为$r_2$,长度为$L$。
- 圆筒壁的内表面积$A_1 = 2\pi r_1L$。
- 圆筒壁的外表面积$A_2 = 2\pi r_2L$。
根据热通量$q=\frac{Q}{A}$,可得:- 内表面的热通量$q_1=\frac{Q}{A_1}=\frac{Q}{2\pi r_1L}$。
- 外表面的热通量$q_2=\frac{Q}{A_2}=\frac{Q}{2\pi r_2L}$。
由于$r_1\neq r_2$,所以$q_1\neq q_2$,即热通量(热流密度)不是定值。
综上,“对于圆筒壁定态导热,传热速率(热通量)和热流密度均为定值”这一说法是错误的。