题目
多层材料组成的复合墙体,在稳定传热状态下,流经每一层材料的热流大小( )。A. 相等B. 不相等,流经热阻大的层的热流小,流经热阻小的层的热流大C. 要视具体情况而定D. 不相等,从里往外热流逐层递减
多层材料组成的复合墙体,在稳定传热状态下,流经每一层材料的热流大小( )。
A. 相等
B. 不相等,流经热阻大的层的热流小,流经热阻小的层的热流大
C. 要视具体情况而定
D. 不相等,从里往外热流逐层递减
题目解答
答案
A. 相等
解析
考查要点:本题主要考查多层平壁稳定传热条件下热流分布规律的理解,需明确热流密度与热阻的关系。
解题核心思路:
在稳定传热状态下,复合墙体各层的热流密度(单位面积的热流)必须相等,否则会导致热量在某一层积聚,破坏热平衡。总热流(单位时间传递的热量)在各层面积相同的情况下也相等。热阻的差异会影响各层的温度差,但不会改变热流的大小。
破题关键点:
- 热流连续性:热量通过各层的总量必须一致,否则无法保持稳定传热。
- 热阻的作用:热阻大的层会导致更大的温度降,但热流密度始终保持恒定。
在稳定传热条件下,复合墙体的热量传递满足以下规律:
-
热流密度相等
假设复合墙体由 $n$ 层材料组成,每层的热流密度为 $q$,则根据热传导定律,每层的热流密度满足:
$q = \frac{\Delta T_i}{R_i} \quad (i=1,2,\dots,n)$
其中 $\Delta T_i$ 是第 $i$ 层的温差,$R_i$ 是第 $i$ 层的热阻。
由于总热流 $Q = q \cdot A$($A$ 为传热面积),若各层面积相同,则总热流 $Q$ 在各层大小相等。 -
热阻与温度差的关系
总热阻 $R_{\text{总}} = R_1 + R_2 + \dots + R_n$,总温差 $\Delta T_{\text{总}} = q \cdot R_{\text{总}}$。
热阻大的层对应的温差更大,但热流密度 $q$ 保持不变。
选项分析:
- A. 相等:正确。热流密度和总热流在各层均相等。
- B. 不相等:错误。混淆了热流与温度差的关系,热阻影响温差而非热流大小。
- C. 视具体情况:错误。稳定传热条件下热流必然相等。
- D. 逐层递减:错误。热流在各层保持恒定。