传热学模拟试卷与答案汇编.doc

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流传热学模拟试卷与答案汇编【精品文档】第 12 页传热学模拟试卷与答案汇编传热学模拟 试卷 一、 单选题 1、一个表面的吸收比和( )无关。 a 投射表面温度 b 吸收表面温度 c 吸收表面面积 d投射表面性质 2、在一维平板瞬态导热问题中，可采用近似拟合公式(即第一项近似解)进行计算的条件是( )。 a Fo<0.2 b Bi>0.1 c Bi<0.1 d Fo>0.2 3、 管内强迫层流充分发展段，如其他条件不变，半径增大时对流换热表面传热系数会( )。 a 增大 b 不变 c 减小 d 先减后增 4、 通过无内热源、常物性、对称第一类边界条件的平壁非稳态导热正规状况阶段，温度分布包括以下特性( )。 xa 线性 b仅是位置的函数 c 不再受边界条件的影响 d 仅与Fo和有关 ,5、 蒸汽含有不凝结气体时，凝结换热的效果会( )。 a 减弱 b 无影响 c 增强 d 可能增强，也可能减弱 6、 下面哪种方法能够减少蒸汽通道内热电偶测温误差( )。 a热电偶靠近通道内壁 b增加热节点黑度 c 减小气流流速 d 通道外保温 、 通过圆筒壁的传热过程，传热面上的总热阻与( )无关。 7a 两侧流体流速 b 计算基准面积 c 壁厚 d 固体壁物性 o8、 一个温度为27C的表面在红外线范围内可看作灰体，那么在的近,8m红外范围内当波长增加时，灰体的光谱辐射力会( )。 a 持续增加 b持续减少 c 先增后减 d 先减后增 9、 是否可以通过安置肋片来强化换热，主要取决于( )。 a 肋片材料 b 对流传热系数 c Bi 准则 d 肋高 10、流体强迫外掠平板时，边界层厚度会( )。 a一直增加 b 逐渐减小 c 先增后减 d 保持不变 二、名词解释 1 膜状凝结 2 傅立叶定律 3 强制对流 4 漫灰表面 5 格拉晓夫数Gr 三、简答题: 1、导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，若平壁两侧都给定第二类边界条件，问能否唯一地确定平壁中的温度分布? 为什么? 1 2、如图所示，在一个稳态、二维导热的温度场中划分网格，水平节点之间的间距为x，竖直节点之间的间距为y，导热系数为，粗黑线为边界，边界为绝热边界，请写出节点1和2的用于数值计算的节点方程。 3 2 1 5 4 3、某流体横掠平板，其热扩散率为a，运动粘度为，且a>，请画出流动边界层和温度边界层的发展规律，并说明为什么。 4、一换热器，重油从300?冷却到180?，而石油从20?被加热到150?，如换热器流动方式安排成(1)顺流;(2)逆流，问平均温差各为若干? 参考答案: 1、不会。因为稳态、无内热源的条件下，通过各个截面的热流量为常数，即只有一个边界条件。 t,tt,tyx,41212、节点1: ，,0,x2y2,t,tt,tt,t,yy325212 节点2: ,，,，,x,0x2x2y,3、热扩散率a决定了温度边界层的发展状况，粘度决定了速度边界层的发展状况。当a>时，表明温度边界层厚度将大于速度边界层厚度。 oo4、顺流时:平均温差:,t',300,20,280C,t",180,150,30C280,30o,t,111.93C m280ln30oo逆流时:平均温差:,t',300,150,150C,t",180,20,160C160,150o,t,154.94C m160ln150四、计算题 1、如图所示，某管道由三个漫灰表面(宽度均为1米)组成，A表面绝热，3其他两表面的参数如图所示。求(1)单位长度上表面A的净辐射热损失;(2)12 绝热表面A的温度;(3)如果的数值发生变化，是否会影响上面两个计算,33结果, 22、蒸汽在换热管外冷凝时的表面传热系数为h=10000W/mk，换热管的内外直o径分别为25毫米和28毫米，管壁导热系数为110W/mK。管内冷却水的质量流速为0.4kg/s。求解(1)管内水对流换热的表面传热系数;(2)基于换热管外,42表面积的整体传热系数。已知:水:c=4.18kJ/Kgk, ,9.6，10N,s/mp6,0.6W/m,K, Pr=6.6;蒸汽汽化潜热h= 2.414x10 J/kg。 fg参考答案: E,E12bbq,q,12 1.解: (1),1,11,12，1,AAF，(1/AF，1/AF)A11112113223222F=F=F=0.5; A=A=A=1X1=1m 1213231234,844E,A,T,1，5.67，10，1000,5.67，10W b1114,84E,A,T,1，5.67，10，700,13614W b22245.67，10,13614q,q,9874W 121,0.3311,0.5，,10.330.5，(1/0.5，1/0.5)0.5,1,1,0.33421(2) J,E,q,5.67，10,9874,36653W/m b111,A0.3311,1,1,0.522J,E，q,13614，9874,23488W/m b212,A0.522J,JJ,J21332,J=0.5(J+J) = 30070.5W/m 3121/AF1/AF1132231/41/4T,(E/,),(J/,),853K b333(3) 无影响 3 ，m44，0.44 2.解: (1)紊流，可以选用D-B Re,2.12，10i,4,D,3.14，0.025，9.6，10icorrelation计算管内的对流传热系数: 0.80.440.80.4 Nu,0.023RePr,0.023*(2.12，10)，6.6,141.45iiNu,k141.5*1102i h,3395(W/mK)iD0.025iln(D/D)111oi(2) ,，UAhAhA2,KLooooiitDDln(D/D)1111280.025ln(28/25)oooi,，,， UhhD2K100003395*252*110ooiitU,2250W/mKo2传热学模拟试题 一、 单选题 1、两表面间的空间辐射热阻和( )有关。 a 表面粗糙度 b 表面温度 c 表面面积 d材料物性 2、在( )条件下，不能用Heisler图线求解非稳态导热问题。 a Bi<0.1 b 第一类边界条件 c Fo<0.2 d Fo>0.2 、 在管内强迫层流充分发展段，如其他条件不变，Re增大时壁面上流体的无3量纲温度梯度会( )。 a 增大 b 不变 c 减小 d 先减后增 4、 通过无内热源、导热系数随温度线性变化、平壁的稳态导热，随着壁厚x的变化，热流密度的数值按( )规律变化。 a 抛物线性 b 不变 c 线性 d 对数曲线 5、 蒸汽流速不为零时，则凝结换热的效果会( )。 a 减弱 b 无影响 c 增强 d 可能增强，也可能减弱 6、 下面哪种方法不利于减少蒸汽通道内热电偶测温误差( )。 a 减小热节点黑度b 加遮热罩 c 减小气流流速 d 通道外保温 7、 通过圆筒壁的传热过程，以内侧面积为基准的单位面积上的导热热阻随外径的增加会( )。 a 增大 b 减小 c 不变 d 可能增大，也可能减小 4 8、 黑体的最大光谱辐射力所对应的波长会随温度的升高向( )移动。 a 短波 b 先短波，后长波 c 长波 d 先长波，后短波 9、 傳熱壁面一侧安置肋片，一定会( )传热。 a 强化 b 减弱 c 不影响 d 可能强化，也可能减弱 10、流体流过平板时，在( )下可以直接对局部表面传热系数从0到L积分得到平均表面传热系数的表达式。 a t为常数 b t为常数 c t-t为常数 d t+t为常数 w fwfwf二、名词解释 1 灰体 2 基尔霍夫定律 3 自然对流 4 肋片效率 5 努谢尔数Nu 三、简答题: 1、甲、乙两组采用完全相同的两个球壁导热装置分别测量矿渣和煤灰的导热系数，假定物性为常数。如果两组测得的内、外壁平均温度相同，试预测他们得到的温度分布是否一样,为什么, 2、什么是非稳态导热显示格式的不稳定性含义,试说明二维、无内热源、非稳态导热内部节点的稳定性条件。 、试画出稳定层流膜状凝结时，引入Nusselt假设后膜内温度分布和速度分布。 3o oo 4、一个简单逆流式换热器，热流体t=80C，t”=40C，冷流体t=15C，t”=381122oC，试定性画出温度分布曲线并求其平均对数温差。 参考答案: 1 相同。因为二者的微分方程相同，边界条件一样，所以解也一致。 2 若时间步长过大，会得到不合理的解，对时间步长的限制是:Fo<0.5。 3 oo4 ,t,80,38,42C ,t,40,15,25Cmaxmin5 ,t,tomaxmin,t,32.77C ,tmaxln,tmin四、计算题 T,550K,0.8111、有一圆柱体，如图所示，表面1温度，发射率，表面2温度X,0.308T,275K,0.43,122，发射率，圆柱面3为绝热表面，角系数。求:(1)表面1的净辐射损失;(2)绝热面3的温度。 1 0.3m32 0.6m2、 一内径为0.16m的蒸汽管道，壁厚为8mm，管外包有厚度为200mm的保温层。已知管材的导热系数=45W/(m.K)，保温材料的导热系数=0.1W/(m.K)。122管内蒸气温度t=300?，蒸汽与管内壁的表面传热系数 h=150W/(m.K)，周围f112空气温度t=20?，空气与保温层外表面的表面传热系数h=10W/(m.K)，求单f22位管长的散热损失和外壁面温度。 参考答案: 2A,，0.6，0.3,0.18,A,A,，0.3,0.09,3121 , A0.18,3X,X,，0.308,0.6161,33,1X,1,0.616,0.384A0.09,1,21, 1,0.811,0.41,RR120.8，0.09,0.36,0.4，0.09,0.06, 1128.9118.0R,12,RR1323AX0.09,，0.384,1120.09,，0.616, 116.0(，)/,RRR132312,，28.918.0，2 445.67，(5.5,2.75),2,4.31，10(W)111，16.00.360.06 6 14232J,E,R,5.67，5.5,4.31，10，,4.81，10(W/m)b11110.36, 14232J,E，,R,5.67，2.75，4.31，10，,2.61，10(W/m)b22120.06, 113332J,(J，J),(4.81，10，2.61，10),3.71，10(W/m)31222 3J3.71，10344,506(K)T3,8J,E5.67，103b3 ? dd32lnlndd212 解:单位长度上导热热阻: ,，,1.887R,22121R,0.0132 内表面对流热阻: hA11 外表面对流热阻: R,0.0552hhA2t,tf1f2,143.2W 1.887，0.0132，0.055外表面温度 ot,t，,R,27.88C 222fh传热学 模拟试卷 一、 选择题 1、在太阳能集热器的吸收板表面通常会覆以选择性涂层，作用是表面的吸收太阳光的能力比自身的辐射能力高出很多倍。请问该现象与基尔霍夫定律(发射率=吸收率)是否相矛盾。( ) A是 B不是 2、请问下面哪一种不是换热器中常见的强化传热的措施( )。 A珠状凝结 B 扩展表面 C 降低管内流速 D管内加装扰流装置 3、维持一种管内强制对流的层流充分发展段状态，如其他条件不变，Re数的增大将引起对流换热表面传热系数的( )。 A 增大 B 不变 C 减小 D 不确定 4、黑体的最大光谱辐射力所对应的波长会随温度的升高向( )方向移动。 A 短波 B 先短波，后长波 C 长波 D 先长波，后短波 7 5、在一维平板瞬态导热问题中，可采用海斯勒曲线(即第一项近似解)进行计算的条件是( )。 A Fo<0.2 B Bi>0.1 C Bi<0.1 D Fo>0.2 6、下面哪种方法不利于减少蒸汽通道内热电偶的测温误差( )。 A加装遮热罩 B增加热节点发射率 C 增加气流流速 D 通道外保温 7、通过圆筒壁的传热过程，传热面上的总热阻与( )无关。 A 固体壁面物性 B 壁厚 C计算基准面积 D 两侧流体的表面传热系数 8、某一维有内热源无限大平板的稳态导热过程，对应温度场的分布将按照( )规律变化(假设导热系数、内热源均为常数)。 A对数曲线 B线性 C不变 D抛物线 9、如下图所示的三个表面，关于角系数的说法哪种是正确的 ( )。 A X=X+X B X=X+X C X?X+XD 无法确1+2,31,32,3 3,1+23,13,2 3,1+23,13,2 定 10、 一般情况下，工程应用中的蒸发器都工作在核态沸腾区域，主要原因是该过程( )。 A 对流换热较强，过热度较小 B对流换热较强，过热度较大 C对流换热较弱，过热度较小 D对流换热较弱，过热度较大 二、名词解释 1 临界绝缘直径 2 有效辐射 3 自然对流 4 换热器内对数平均温差 三、简答题 1、请说明冬季建筑室内暖气片的散热过程中有哪些换热环节,各个环节有什么样的换热形式? 2、在膜状凝结换热中，若蒸汽以一定速度相对于液膜流动，表面传热系数会怎样变化,为什么,若蒸汽中含有不凝结气体，表面传热系数又会怎样变化，为8 什么, 3、分别写出Bi、Nu 、Pr数的表达式，并说明其物理意义。 4、导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，(1)若平壁两侧给定第一ttw1w2类边界条件和，请问平壁内部温度分布是否与导热系数有关，为什么, (2)相同的平壁厚度，仍给定上述第一类边界条件，若选用另一种不同物性的材料，热流密度是否变化，为什么, 参考答案: 1、有三个环节。第一个环节:热水通过对流和辐射的形式把热量传递给固体壁面;第二个环节:热量以导热的形式通过固体壁面;第三个环节:热量以对流和辐射的形式传给室内空气。 2、若蒸汽流动方向与液膜流动方向相同，则蒸汽与液膜之间的摩擦力会使液膜厚度减小，传热系数会增加。若蒸汽流动方向与液膜流动方向相反，则蒸汽与液膜之间的摩擦力会使液膜厚度增加，传热系数相应减小。若蒸汽中含有不凝结气体，在凝结表面不凝结气体会聚集，浓度升高，从而隔绝蒸汽和固体壁面，导致传热系数的急剧下降。 3、Bi=hl/，代表固体内部导热热阻与界面上对流换热热阻之比。Nu=hl/，代表壁面上流体的无量纲温度梯度。Pr=/a，代表动量扩散能力与热量扩散能力度量。 4、与导热系数无关。根据平壁内温度的分布关系式:t=(t-t)/x+t，可知温度分布与导211热系数无关。 四、计算题 ,(1，bt)01、一厚为0.02m平板试件导热系数按的关系变化，平板两侧施加2的热流密度为1000 W/m，分别测得两侧的壁温为100?、40?，1/2板厚处的,(1，bt),00温度为76?。试确定导热系数表达式中的和b，并定性画出平板内温度分布曲线。 2、平均温度为20?、流速为0.16m/s的水在壁温为0?、内径为0.15m、长度为10 m的直管内流动，试求表面传热系数及对流传热量(水的物性参数为:-62=0.597 W/(m?)，=1.006×10m/s，Pr=7.02)。 参考答案: 1. 该过程为一维平板变导热系数的稳态导热过程，此时傅里叶定律可表示为(面积不变): dT,qA，建立坐标后，可知 dx在x=0时， T=100， x=0.01, T=76, x=0.02, T=40 沿轴向的热流密度为1000，因此可得 9 1007676100，, 1000(1(),，b020.0140764076，,1000(1() ,，b020.01求解方程得，b=0.5, ,0.0093w/mk0温度场呈抛物线分布，上凸。 ud0.16*0.152. ，圆管内为紊流充分发展状态。 Re,23856.9,10000,6,x100610流体被冷却，因此 D-B 公式为 0.80.3 Nu,0.023RePr,131.1Nu,2h,522W/mk d传热量 q,hA(Tm,Ts),49197.34W10