传热学期末考试试题.pdf

学习必备欢迎下载传热学（一）第一部分第一部分 选择题选择题单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是()A.导温系数 B.导热系数C.传热系数 D.密度2.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?()A.雷诺数 B.雷利数C.普朗特数 D.努谢尔特数3.单位面积的导热热阻单位为()A.C.B.D.4.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数()自然对流。A.小于 B.等于C.大于 D.无法比较5.对流换热系数为 100面，其对流换热的热流密度为（）、温度为 20 的空气流经 50 的壁学习必备欢迎下载A.C.B.D.6.流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）A.粗管和细管的C.细管内的相同 B.粗管内的大大 D.无法比较7.在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A.逆流大于顺流 B.顺流大于逆流C.两者相等 D.无法比较8.单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A.有效辐射 B.辐射力C.反射辐射 D.黑度9.（）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。A.灰体 B.磨光玻璃C.涂料 D.黑体10.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）A.大一点好 B.小一点好C.大、小都一样 D.无法判断第二部分第二部分 非选择题非选择题学习必备欢迎下载填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11.如果温度场随时间变化，则为。12.一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。13.导热微分方程式的主要作用是确定。14.当d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。15.一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。16.膜状凝结时对流换热系数 珠状凝结。17.普朗克定律揭示了 按波长和温度的分布规律。18.角系数仅与 因素有关。19.已知某大平壁的厚度为 15mm，材料导热系数为 0.15面两侧的温度差为 150，则通过该平壁导热的热流密度为。20.已知某流体流过固体壁面时被加热，并且流体平均温度为 40 ，则壁面温度为。名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21.导热基本定律22.非稳态导热23.凝结换热24.黑度25.有效辐射，壁学习必备欢迎下载简答题(本大题共 2 小题,每小题 8 分,共 16 分)26.简述非稳态导热的基本特点。27.什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）28.一内径为 300mm、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为 48和 0.1，钢管内壁及保温层外壁温度分别为 220 及 40 ，管长为 10m。试求该管壁的散热量。29.一内径为 75mm、壁厚 2.5mm 的热水管，管壁材料的导热系数为 60，管内热水温度为 90，管外空气温度为 20。管内外的换热系数分别为传热学（一）参考答案传热学（一）参考答案 单项选择题单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1.B 2.C 3.B 4.C 5.D6.C 7.A 8.A 9.D 10.B 填空题填空题(本大题共本大题共 10 10 小题小题,每小题每小题 2 2 分分,共共 20 20 分分)11.非稳态温度场 12.强13.导热体内的温度分布(仅答“温度分布”或“温度场”、“导热体内的温度场”也可)和。试求该热水管单位长度的散热量。学习必备欢迎下载14.小于或“”15 小或“低”16.小于 17.黑体单色辐射力或“18.几何 19.1500W/m 220.80 名词解释名词解释(本大题共本大题共 5 5 小题小题,每小题每小题 4 4 分分,共共 20 20 分分)21.导热基本定律:当导热体中进行纯导热时,通过导热面的热流密度,其值与该处温度梯度的绝对值成正比,而方向与温度梯度相反。22.发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。或：物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。23.蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时,蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。24.物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。25.单位时间内离开单位表面积的总辐射能。简答题（本大题共简答题（本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 8 8 分，共分，共 16 16 分）分）26.（1）随着导热过程的进行,导热体内温度不断变化,好象温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样,习惯上称为导温现象。这在稳态导热中是不存在的。（2）非稳态导热过程中导热体自身参与吸热（或放热），即导热体有储热现象，所以即使对通过平壁的非稳态导热来说，在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的，而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。”学习必备欢迎下载（3）非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态导热。27.（1）对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。（2）平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用，因为增加了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热的目的。（3）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用，虽然增加了一项热阻，但外壁的换热热阻随之减小，所以总热阻有可能减小，也有可能增大。计算题（本大题共计算题（本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 12 12 分，共分，共 24 24 分）分）28.解：已知 d 1=300mm d 2=300+2 10=320mm d 3=320+2 20=360mmm=40 t w1=220 t w2=9591.226W29.解：已知 d 1=75mm=0.075m d 2=75+2 2.5=80mm=0.08mt f1=90 t f2=20 学习必备欢迎下载=572.2W/m传热学（二）传热学（二）第一部分第一部分选择题选择题一、单项选择题（本大题共一、单项选择题（本大题共 10 10 小题，每小题小题，每小题 2 2 分，共分，共 20 20 分）在每小题列出分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。后的括号内。1 对于过热器中：高温烟气外壁内壁过热的传热过程次序为（）A 复合换热、导热、对流换热B 导热、对流换热、复合换热C 对流换热、复合换热、导热D 复合换热、对流换热、导热2 温度对辐射换热的影响 对对流换热的影响。（）A 等于 B 大于 C 小于D 可能大于、小于3 对充换热系数为 1000W/(m 2 K)、温度为 77 的水流经 27 的壁面，其对流换热的热流密度为（）A 8 10 4 W/m 2 B 6 10 4 W/m 2 C 7 10 4 W/m2 D 5 10 4 W/m 2学习必备欢迎下载4 流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（）A 50 B 80 C 50 D 1005 炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）A 热对流 B 复合换热 C 对流换热 D 导热6 下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（）A k B C c D 7 雷诺准则反映了 的对比关系？（）A 重力和惯性力 B 惯性和粘性力C 重力和粘性力 D 浮升力和粘性力8 下列何种材料表面的法向黑度为最大？A 磨光的银 B 无光泽的黄铜C 各种颜色的油漆 D 粗糙的沿9 在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率 同温度下该物体的黑度。（）A 大于 B 小于 C 恒等于 D 无法比较10 五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（）A 辐射换热 B 热辐射 C 热对流 D 无法确定第二部分第二部分非选择题非选择题学习必备欢迎下载二、填空题（本大题共二、填空题（本大题共 10 10 小题，每小题小题，每小题 2 2 分，共分，共 20 20 分）分）11 已知某大平壁的厚度为 10mm，材料导热系数为 45W/(m K)，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。12 已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003（m 2 K），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为 340W（m 2 K），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。13 采用小管径的管子是 对流换热的一种措施。14 壁温接近换热系数 一侧流体的温度。15 研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。16 热对流时，能量与 同时转移。17 导热系数的大小表征物质 能力的强弱。18 一般情况下气体的对流换热系数 液体的对流换热系数。19 在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。20 是在相同温度下辐射能力最强的物体。三、名词解释（本大题共三、名词解释（本大题共 5 5 小题，每小题小题，每小题 4 4 分，共分，共 20 20 分）分）21 稳态导热22 稳态温度场23 热对流24 传热过程25 肋壁总效率学习必备欢迎下载四、简答题（本大题共四、简答题（本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 8 8 分，共分，共 16 16 分）分）26 不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？27 写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？它在导热问题的分析计算中有何作用？五、计算题（本大题共五、计算题（本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 12 12 分，共分，共 24 24 分）分）28 两块平行放置的平板 1 和 2，相关尺寸如图示。已知：t 1=177、t 2=27、1=0.8、2=0.4、X 1，2 0.2。试用网络法求：两平板之间的辐射换热量；若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？29 一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为 2.5kg/s 的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为 15 和 60 ，比热为 4174J/(kg k)；热油进出口温度分别为 110 和 70，比热为 2190 J/(kg k)。传热系数为400W（m 2 k）。试计算所需的传热面积。学习必备欢迎下载传热学（二）参考答案传热学（二）参考答案一、单项选择题（本大题共一、单项选择题（本大题共 10 10 小题，每小题小题，每小题 2 2 分，共分，共 20 20 分）分）1 A 2 B 3 D 4 C 5 D6 A 7 B 8 C 9 C 10 A二、填空题（本大题共二、填空题（本大题共 10 10 小题，每小题小题，每小题 2 2 分，共分，共 20 20 分）分）11 2.22 10 4（m 2 k）/W（若没写单位，扣 0.5 分。）12 308.5W/（m 2 k）或 309W/（m 2 k）或 308W/（m2 k）（若不写单位，扣 0.5 分）13 强化14 较大15 对流换热系数（或 c 均可）16 质量（或物质）17 导热18 小于19 逆流20 黑体三、名词解释（本大题共三、名词解释（本大题共 5 5 小题，每小题小题，每小题 4 4 分，共分，共 20 20 分）分）21 【参考答案】发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。学习必备欢迎下载（或：物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热。）22【参考答案】温度场内各点的温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。）23【参考答案】依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象。24【参考答案】热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程。25【参考答案】肋侧表面总的实际散热量与肋壁测温度均为肋基温度的理想散热量之比。四、简答题）本大题共四、简答题）本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 8 8 分，共分，共 16 16 分）分）26【参考答案及评分标准】（1）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以 c 降低。（3 分）（2）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1%时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40%左右，后果是很严重的。（3 分，答 50%左右也可）（3）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。（2 分）学习必备欢迎下载27 【参考答案及评分标准】（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：（3 分）（2）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。（2 分）（3）作用：确定导热体内的温度分布（或温度场）。（3 分）五、计算题（本大题共五、计算题（本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 12 12，共，共 24 24 分）分）28 【参考答案及评分标准】（1）(3 分)(2 分)=1105.65W（1 分）若两表面为黑体表面，则（3 分）分）2（学习必备欢迎下载=1492.63W（1 分）若不写单位，扣 0.5 分若直接把值代入而没写出公式，也可给分。29 【参考答案及评分标准】已知：q m2=2.5kg/s计算平均温差（2）计算水所吸收的热量（3 分）（3）计算传热面积由得（5 分）(4 分)若不写单位，扣 0.5 分若没写公式，直接把值代入，也可给分。传热学（三）传热学（三）第一部分第一部分 选择题选择题一、单项选择题（本大题一、单项选择题（本大题 10 10 小题，每小题小题，每小题 2 2 分，共分，共 20 20 分）分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确项前的字母填在题后的括号内。1.在锅炉的炉墙中：烟气内壁 外壁 大气的热过和序为:【】A.辐射换热,导热,复合换热学习必备欢迎下载B.导热，对流换热，辐射换热C.对流换热泪盈眶，复合换热，导热D.复合换热，对流换热，导热2.由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中：X 1,2 _ X 2,1。A.等于 B.小于 C.可能大于，等于，小于 D.大于3.流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数【】A.=1 B.1 C.以上两个准则方程式的定性温度均为流体的平均温度（w 的定性温度为管内壁温度）,特性尺度为管内径。传热学（三）参考答案传热学（三）参考答案一、单项选择题（本大题共一、单项选择题（本大题共 10 10 小题，每小题小题，每小题 2 2 分，共分，共 20 20 分）分）1 A 2.C 3.B 4.A 5.D6.D 7.D 8.C 9.D 10.C二、填空题（本大题共二、填空题（本大题共 10 10 小题，每小小题，每小 2 2 分，共分，共 20 20 分）分）11 61.7 C 或 61.7 C(若不写单位,扣 0.5 分)12 725.76W/m 2 或 726W/m 2(若不写单位,扣 0.5 分)13 冷流体14 波长或“”复合 15.复合16 热冷流体(或冷热流体也可，热流体和冷流体)也可)学习必备欢迎下载17.辐射 18.肋壁实际散热量19.较大或“大、“较高”20.管程数三、名词解释（本大题共三、名词解释（本大题共 5 5 小题，每小题小题，每小题 4 4 分，共分，共 20 20 分）分）21【参考答案及评分标准】换热器的实际传热量与最大可能传热量之比。或22【参考答案及评分标准】高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。【参考答案及评分标准】物体内各点温升速度不变的导热过程。【参考答案及评分标准】吸收率等于 1 的物体。【参考答案及评分标准】对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程。四、简答题（本大题共四、简答题（本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 8 8 分，共分，共 16 16 分）分）26【参考答案及评分标准】（1）气体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸收某些波长范围内的能量。（2）气体的辐射（和吸收）是在整个容积中进行的。固体和液体不能穿透热射线，所以它们的辐射（和吸收）只在表面进行。评分标准：（1）答出 4 分：（2）答出 4 分。27【参考答案及评分标准】（1）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。（2）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器，不利于设备的安全运行。学习必备欢迎下载（3）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式，即在烟温较高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。评分标准：（1）答出 2 分；（2）答出 2 分；（3）答出 3 分。五、计算题（本大题共五、计算题（本大题共 2 2 小题，每小题小题，每小题 12 12 分，共分，共 24 24 分）分）28【参考答案及评分标准】29【参考答案及评分标准】传热学传热学(四四)一、填空题（每小题一、填空题（每小题 1 1 分，共分，共 15 15 分）分）1.复合表面传热学系数，单位是。2.二维稳态温度场，在直角坐示系中，可表示为。3.对于一个传热过程，如果固体壁面两侧与流体之间的表面传热数相差比较悬殊，为增强传热效果，采用助壁的形式，常常装在表面传热系数的一侧。4.非稳态导热过程中，称 F 0 为。5.采用集总参数法的物体，其内部温差趋近于。6.建立有限差分离散议程的常用方法之一是用 代替微商。7.在流场中的 内存在较大的速度梯度。8.若两现角的流态及换热均，则它们的 Nu 必定相等。9.管的弯曲半径越小，二次不流的影响就。10.一般工业设备中的凝结换热形式均为。11.高于饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所进行的沸腾，称为。学习必备欢迎下载12.凡波长 =0.380.76 m 的电磁波，属于。13.实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比，称为物体的。14.在辐射换热系统中称为。15.由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为。二、单项选择题（每小题二、单项选择题（每小题 1 1 分，共分，共 25 25 分。从每小题的四个备选答案中，选出分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题后面的括号中。）一个正确答案，并将正确答案的号码写在题后面的括号中。）16.对流换热牛顿冷却定律式为 =aA t（W）指出其中的热阻表达式是（）Aa a17.一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是（）较高的 较低的 相等的 接近的18.当物性参数为常数且无内热源时的导热微分方程式可写为（）19.如果温度场不随时间而变化，即（）20.在非稳态导热时，物体的温度随着（）形状变化 重量变化 时间变化 颜色变化学习必备欢迎下载21.写出的名称（）努谢尔特准则 付立叶准则 毕奥准则 普兰特准则22.结束导热问题数值计算迭代过程的判据之一是（）或23.流体在泵、风机或水压头等作用下产生的流动称为（）自然对流 层流 强制对流 湍流24.普朗特准则 Pr 1 时，则（）1 1 1 /1 025.格拉晓夫准则 Gr 越大，则表征（）浮升力越大 粘性力越大 惯性力越大 动量越大26.当量直径中 U 表示（）长度 宽度 周长 润湿周长27.横掠单管时的对流换热中，特性尺度取（）管长 L 管内径 d i 管外径 d i d 0-d i28.水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取（）圆筒的长度 圆筒外径 圆筒内径 圆筒壁厚度学习必备欢迎下载29.膜状凝结换热中的定性温度取（）蒸汽温度 凝结液温度 凝结液膜层平均温度 饱和温度30.饱和沸腾时，壁温与饱和温度之差称为（）平均温度 绝对温差 相对温差 沸腾温差31.定向辐射强度与方向无关的规律称为（）普朗克定律 四次方定律 维恩定律 兰贝特定律32.灰体的吸收率是（）1 大于 1 定值 变量33.对于灰体，吸收率愈大，其反射率（）愈小 愈大 适中 不变34.角系数是纯几何因素，与物体的黑度（）无关 有关 有较大关系 关系很大35.由辐射物体表面因素产生的热阻称为（）导热热阻 对流热阻 表面热阻 空间热阻36.二氧化碳和水蒸汽在光带内都能够（）吸收辐射 反射辐射 重辐射 不能辐射37.按传热系数的符号单位，从以下列举中选择（）学习必备欢迎下载38.管壳式换热器归类于（）间壁式 回热式 混合式 再生式39.在一般换热器设计中，考虑表面污染情况用（）利用系数 污垢系数 传热系数 表面传热系数40.表示 A 组分质量浓度的符号是（）C A A C B B三、名词解释（每小题三、名词解释（每小题 2 2 分，共分，共 4 4 分）分）41.温度场42.吸收率四、简答题（每小题四、简答题（每小题 3 3 分，共分，共 9 9 分）分）43.简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。44.蒸汽凝结换热中有不凝结气体存在时，对凝结换热有什么影响？45.角系数有哪些特性？五、计算题（每小题五、计算题（每小题 5 5 分，共分，共 15 15 分）分）46.平壁，厚度=80mm，两表面温度分别维持在 20（）和 0 ，平壁的高温面受到流体的加热，流体温度 t f=100 ,表面传热系数W/（m 2 k）。当处于稳态时，试确定平壁材料的导热系数。47.压缩空气在中间冷却器的管外横掠流过，a 0=90W/(m 2 k)，冷却水在管内流过 a 1=6000W/(m 2 k)。冷却管是外径为 16mm，厚 1.5mm 的黄铜管。求：学习必备欢迎下载1）此时的传热系数；2）若管外表面传热系数增加一倍，传热系数有何变化；3）若管内表面传热系数增加一倍，传热系数又作何变化。48.一顺流换热器，其冷流体进出口温度分别为 10 和 30 ，热流体进出口温度分别为 80 和 50 ，试比较对数平均温差和算术平均温差，并说明能否用算术平均温差代替对数平均温差？六、综合计算（每小题六、综合计算（每小题 8 8 分，共分，共 32 32 分）分）49.一平壁水泥泡沫砖构成，厚度为 50cm，导热系数，高温面维持 200 、低温面为 50 。试求：（1）通过平壁的热流密度；（2）维持热流密度不变时，计算在墙壁内温度为 70 处，距离温墙面的厚度为多少？50.30 的大铜板，被置于 400 的炉中加热 10 分钟后，测得铜板温度上升到 150 。已知铜板两侧与周围环境间的表面传热系数为 125W/（m2 k），铜板的=8440kg/m 3，C P=377J/（kg k）,试估算铜板的厚度是多少？51.水以 1.5m/s 的速度流过内径为 25mm 的加热管。管的内壁温度保持100 ，水的进口温度为 15 。若要使水的出口温度达到 85 ，求单位管长换热量。（不考虑修正）。提示：已知：50 的水学习必备欢迎下载52.抽真空的保冷瓶胆是双壁镀银的夹层结构，外壁内表面温度为 30 ，内壁外表面温度为 0 ，镀银壁黑度为 0.03。计算由于辐射换热单位面积人散热量。传热学（四）答案及评分标准传热学（四）答案及评分标准一、填空题：每小题一、填空题：每小题 1 1 分，共分，共 15 15 分。分。1.W/（m 2 k）2.t=f(x,y)3.较小 4.付立叶准则 5.06.差商 7.边界层（流动边界层或速度边界层）8.相似9.越大 10.膜状凝结 11.大容器沸腾 12.可见光13.黑度 14.表面热阻 15.套管式换热器二、单项选择题：每小题二、单项选择题：每小题 1 1 分，共分，共 25 25 分。分。16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.三、名词解释（每小题三、名词解释（每小题 2 2 分，共分，共 4 4 分）分）41.温度场是指某一瞬间物体中各点温度分布的总称。42.外界投射到某物体表面上的辐射能，被该物体吸收的百分数。四、简答题（每小题四、简答题（每小题 3 3 分，共分，共 9 9 分）分）学习必备欢迎下载43.（1）导热系数大，则流体内部、流体与壁面间的导热热阻小，表面传热系数就大。（2）粘度大，流速就低，表面传热系数就小。44.形成气体热阻，使表面传热系数大大减少。45.（1）角系数的相对性（2 分）（2）角系数的完整性（1 分）（3）角系数的可加性五、计算题（每小题五、计算题（每小题 5 5 分，共分，共 15 15 分）分）（1 分）46.由（3 分）得分）47.1）对于管外表面积的传热系数为（22）略计算壁热阻，传热系数为（2 分）传热系数增加了 96%学习必备欢迎下载3)传热系数增加还不到 1%抓住分热阻最大的那个环节进行强化，才能收到显著效果。48.对数算术（1 分）差别（1 分）六、综合计算（每小巧玲珑题六、综合计算（每小巧玲珑题 8 8 分，共分，共 32 32 分）分）49.（2 分）（2 分）由（1 分）有50.设，采用集总数法（2 分）学习必备欢迎下载校核假设分）假设正确（251.定性温度流动为紊流（2 分）52.(2 分)学习必备欢迎下载传热学（五）一填空题（共一填空题（共 2020 分，每题分，每题 2 2 分）分）1导热系数是由式tn是。qtnn定义的，式中符号 q 表示沿 n 方向的，2可以采用集总参数法的物体，其内部的温度变化与坐标。3温度边界层越_，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越_越好。4凝结换热的两种形式是和。5保温材料是指的材料。6Pr(普朗特数)即，它表征了的相对大小。7热辐射是依靠传递能量的，它可以在进行。8同一温度下黑体的辐射能力、吸收能力。9热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了。10.换热器传热计算的两种方法是。评分二单项选择题（共二单项选择题（共 2020 分，每题分，每题 2 2 分）分）1.热量传递的三种基本方式是()A.热对流、导热、辐射B.复合换热、热辐射、导热C.对流换热、导热、传热过程D.复合换热、热辐射、传热过程阅卷人学习必备欢迎下载2.无量纲组合用于对流换热时称为()准则。A.Re(雷诺)B.Pr(普朗特)C.Nu(努谢尔特)D.Gr(格拉晓夫)3.对流换热以()作为基本计算式。A.傅立叶定律B.牛顿冷却公式C.普朗克定律D.热路欧姆定律4.下述几种方法中，强化传热的方法是()。A.夹层抽真空 B.增大当量直径C.增大流速 D.加遮热板5.当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在()会最有效。A.换热系数较大一侧 B.换热系数较小一侧C.随便哪一侧 D.两侧同样都加6.下列各参数中，属于物性参数的是()A.换热系数B.传热系数C.吸收率D.导温系数7.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将()材料放在内层。A.导热系数较大的材料 B.导热系数较小的材料C.任选一种均可 D.不能确定8.物体能够发射热辐射的基本条件是()A.温度大于 0K B.具有传播介质 C.具有较高温度D.表面较黑9.下述哪种气体可以看作热辐射透明体(=1 的气体)?()A.二氧化碳B.空气C.水蒸汽D.二氧化硫气体10灰体的吸收比与投射辐射的波长分布（）A.无关 B.有关C.具有选择性D.具有一定函数关系得分学习必备欢迎下载三简答题（共三简答题（共 2828 分）分）1试比较准则数 Nu 和 Bi 的异同。（6 分）得分2应用准则关联式求管内对流换热系数时，定性温度如何确定？确定定性温度有何用处？（6 分）得分3用热电偶测量炉膛出口的烟气温度，有哪些因素会引起误差?对此可采取哪些措施?（8 分）得分学习必备欢迎下载4有一钢管换热器，热水在管内流动，空气在管间作多次折流，横向冲刷管束以冷却管内热水。拟改造采用管外加肋片并换钢管为铜管来增加冷却效果，试从传热角度来评价这个方案。（8 分）评分四计算题（共四计算题（共 3232 分）分）得分1 一温度为 20的园钢，长 0.3m，直径为 0.06m，热导率为 35 W/(m K)，密度为 7800 kg/m3，比热容为 460J/(kgK)，通过长 6m、温度为 1250的加热炉时表面传热系数为 100 W/(m2K)。如欲将园钢加热到 850，试求园钢通过加热炉的速度。（共 8 分）阅卷人学习必备欢迎下载得分2 用实验测定一薄壁管的流体平均对流换热系数。蒸汽在管外凝结并维持管内壁温度为 100。水在管内流动，流量为 G=0.5kg/s，水温从 15升到45。管的内径 d=50mm，长 L=4.5m。试求管内流体与壁面间的平均换热系数。（已知水在 30时 cp=4174J/(kgK)（6 分）得分3 如图所示的一矩形受热面接受一加热器的辐射加热。该矩形表面长 3m，宽1m，温度 T2=600K，2 0.5。加热器温度 T1=1000K，1 0.8。两表面互相平行，相距为1m。加热系统置于一大房间之中，房间壁温为300K。试求受热面接受的辐射换热量。（假设加热器表面及受热面均是漫射的灰体表面，X1,2=X2,1=0.32）（8 分）学习必备欢迎下载得分t4在一逆流式水-水换热器中，管内为热水，进口温度1=100,出口温度1t=80；管外流过冷水，进口温度t2=20，出口温t2度=70。总换热量=350kW，共有 53 根内径为 16mm、壁厚为 1mm 的管子，管壁导热系数=40W/(mK)，管外流体的表面传热系数 h0=1500 W/(m2K)，管内流体为一个流程。假设管子内、外表面都是洁净的，试确定所需的管子长度。（10 分）准则方程：Nu 0.023Re0.8Pr0.3.(旺盛湍流Re104）Nu1.86(RePrd)3()0.14.(层流Re2300)Lw水的物性简表：1ftf/cpkg/m3102W/(mK)106kg/(ms)106m/s2kJ/(kg K)4.1834.1744.1874.1954.2084.220Prf2045708090100998.2990.1977.7971.8965.3958.459.964.1566.867.468.068.31004601.4406.1355.1314.9282.51.0060.6080.4150.3650.3260.2957.023.932.552.211.951.75传热学（五）答案及评分标准一填空题（共 20 分，每题 2 分）学习必备欢迎下载1热流密度，物体温度沿 n 方向的变化率；2无关；3厚，薄；4珠状凝结和膜状凝结；5导热系数小；6Pra，动量扩散厚度（流动边界层）与能量扩散厚度（热边界层厚度）；7电磁波，真空；8最强，最强；9减小对流换热；10平均温差法和效能-传热单元数法二选择题（共 20 分，每题 2 分）1.A；2.C3.B；4.C；5.B；6.D；7.B；8.A；9.B；10.A三简答题（共 28 分）Nuhl1答：从形式上看，Nu 数(者物理意义却不同。)与 Bi 数(Bihl)完全相同，但二（1）Nu 数中的为流体的 导热系数，而一般 h 未知，因而 Nu 数一般是待定准则。Nu 数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度，他表示流体对流换热的强弱。（3 分）（2）Bi 数中的 为导热物体的导热系数，且一般情况下 h 已知，Bi 数一般是l已定准则。Bi 数的物理意义是导热物体内部导热热阻()与外部对流热阻(相对大小。（3 分）2答：定性温度是指计算流体物性时所采用的温度。（2 分）lh)的应用准则关联式求管内对流换热系数时，定性温度原则上取进出口截面流体温度的平均值。（2 分）学习必备欢迎下载定性温度用以计算流体的物性。在整理实验数据时按定性温度计算物性，则整个流场中的物性就可认为是相应与定性温度下的值，即相当于把物性视为常数，于是物性场相似的条件即自动满足。对同一批实验数据，定性温度不同使所得的准则方程也可能不同。（2 分）3答：热电偶测温产生误差的原因主要有两个：（1）由于热电偶本身向根部导热引起的；（2 分）（2）由于热电偶与周围冷表面辐射传热造成的。（2 分）针对上述两个原因，有效措施为：（1）热电偶的插入深度足够长，第一种测温误差即可避免；（2 分）（2）采用抽气遮热罩式热电偶，减少热电偶的辐射散热量。（2 分）4答：传热效果增强，分析如下：（1）强化传热时，对热阻比较大的一侧流体换热下功夫，往往能收到显著的效果。即在传热温差不变时，改变传热过程中热阻大的那一环节的热阻，可以大大增加传热过程的传热量。（2 分）（2）一般来说，如果要采取加肋片的方式强化传热过程的话，在 h 较小的一侧加肋片才能收到显著的强化效果。（2 分）（3）铜的导热系数（纯铜为 399W/mK）比钢的导热系数(碳钢约为 36.7 W/Mk)大（2 分）。（4）横向冲刷时表面传热系数大。（横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层分离而产生的漩涡，增加了流体的扰动，因而换热强。）（2 分）四计算题（共 32 分）1、解：(1)特征尺寸学习必备欢迎下载12d l(0.06m)20.3mV44lc 0.0136m1Adl 2d20.06m0.3m 2(0.06m)244（2 分）(2)用毕渥数来判断（2 分）100 W/(m2 K)0.0136 m 0.039 0.1MBiV35W/(m K)=hlc此处近似取(3)M 12，所以本题可用集总参数法分析。dt hAt t表示物体被冷却d t tcvd hAd0 t0 t0cV分离变量并积分：ln通过加热炉所需时间hA 0cVt thA exp()t tcV00代入已知数据得8501250100W/(m2K)exp32012507800kg/m 460J/(kg K)0.0136m求解得 548.14s（2 分）6m 0.0109m/s548.14s（2 分）(4)圆钢通过加热炉的速度2解：水的定性温度 tf=(15+45+/2=30学习必备欢迎下载水侧吸热量为 Gcp(tf tf)（2 分）管内换热面积为 A=dL=0.054.5=0.707 园管内对流换热的进出口换热温压：t 10015 85t 10045 55平均换热温压tm(t t)/2 (8555)/2 70（2 分）Gcp(tf tf)0.54174(4515)h 1265AtmAtm0.70770所以/（）（2 分）3解：本题属 3 表面组成封闭系的辐射换热问题，因房间表面积 A3很大，其表面热阻133A3可取为零。因此，J=E 是个已知量，其辐射网络图如下：3b3（2 分）其中1110.811A110.83121210.512A20.533；又因X1,2=X2,1=0.32X1,3=X2，3=1-0.32=0.68Eb1T14 56700W/m2Eb2T24 7348.32W/m2Eb3T34 5.671083004 459.27W/m2A113 3m22A 3m2学习必备欢迎下载（共 2 分）则节点方程组：Eb1 J1J2 J1Eb3 J1 011111A1A1X1,2A1X1,3（1 分）Eb2 J2J1 J2Eb3 J2 012112A2A2X1,2A2X2,3（1 分）带入已知值，得：J1=46143.25；J2=11212.52Eb2 J2 11593W122 A2（1 分）1Eb1 J1126719W111 A1（1 分）表面辐射净换热量为负值表示该表面获得热量。5解：(a)计算管内平均换热系数：（共 4 分）tfqm11(100 80)900c,Pr,cp,见表.（1分）2350 103 4.159(kg/s).(1分）cpt4208 204qm14 4.159Re 19844104.(1分）6d3.140.016 965.30.326 10hi 0.023Re0.8Pr0.3d 3275W/(m20c).（1分）学习必备欢迎下载(b)计算传热系数：（2 分）k011 964.71d21 d210.00118118h0dmhid115004