一、填空题(20分,每空2分).doc

一、填空题（20分，每空2分）（1）影响强制对流换热的主要因素有（ ）。（2）影响膜状凝结换热的主要热阻是（ ）。（3）在热辐射中，把（ ）称为灰体。（4）通常，把（ ）材料称为保温材料。（5）有效辐射是（ ），它包括（）两部分。（6）傅立叶定理的数学表达式是（ ）。一、名词解释 (每题2分，共10分)1,导热傅里叶定律 2,努塞尔准则 3,空间辐射热阻 4,有效辐射 二、 选择题(每题2分，共10分)(1)某流体在两根几何尺寸完全相同的圆管内受迫流动换热,一管保持壁面温度均匀并恒定不变,另一管保持壁面热流均匀并恒定不变。若两管内流体的Re数和Pr数别相等，此两管内的换热现象是（ ） （a）相似的 （b）不相似的 （c）可以相似也可以不相似 (2)壳管式换热器，在管外各管间(壳侧)常设有一些圆缺形挡板，挡板的作用是：（） (a)提高换热器壳侧的表面传热系数 (b)支撑管束(c)提高换热器壳侧的表面传热系数和支撑管束 (3）当外径为的管道采用保温措施时，应当选用临界热绝缘直径 为（ ）的材料。（a） (b)= (c) (4) 对于黑体有T2897.6，它是由( )最早推出的（a） 普朗克 （b）维恩 （c）斯蒂芬 后来它可由（）导出（a）普朗克定律 （b）维恩定律 （c）斯蒂芬玻尔兹曼定律(5）换热器热力计算主要基于：（ ）（a）热平衡方程式 （b）传热方程式 （c）热平衡方程式和传热方程式二、问答题（40分，每题10分）（1）写出Bi准则，并说明（1）；（2）时，无限大平壁内温度随时间变化的特征，并作图说明之。 （4）试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。 1）无限大平壁在稳态导热时，有如下不同的温度分布曲线，已知平壁导热系数为常数，试列出满足附图所示曲线的其它条件。 题1（1）附图(2)空气横掠圆管时，对流换热实验关联式为，当流速为零时，对流换热量是否为 零？为什么？(3)两块大平板中间放置的三块平板，可起到减少辐射传热的作用，故称第三块平板为遮热板。 问： a.遮热板的位置移动，不在正中间，遮热效果是否受影响？ b.如果遮热板两表面的发射率不同，板的朝向会不会影响遮热效果？c.如果遮热板是有一定厚度的非金属板，与金属遮热板比较，其遮热效果可能有怎样的变化？ (4)有一冷油器，用冷却水冷却变压器油，实验测得其传热系数k有如图所示特性。 问：a.该换热器的主要热阻在哪一侧？ b.如两种流体流速相差不多，你认为流体甲是水还是油，为什么？ 一、试分别指出下列两式的不同之处：（10分，每题5分）（1 ）对流换热微分方程 与导热问题中的第三类边界条件表达式（2）数与数：二、问答题(15分)一半球形真空辐射炉，球心处有一个尺寸不大的圆盘形黑体辐射加热元件，如图所示。试指出图中A、B、C三处中何处定向辐射强度最大？何处辐射热流密度最大？三、问答题（10分）试说明下列各式中哪些是正确的：（1） （2） （3） （4） （5）三、 问答题（每题5分，共25分）（1）说明定向辐射力和热辐射强度的区别，以及它们之间的关系？ （2）你认为常温下呈红色的物体在常温下红色的光谱发射率较其它单色光（如黄、绿、蓝等）的光谱发射率是高还是低？（3）各向同性常物性均匀物体中，二维稳态导热时，物体中任意一点可否具有两个温度梯度？为什么？（4）为什么在管内强制对流换热计算中必须区分长管和短管？流态不同时（层流和湍流），长管、短管对全管长平均表面传热系数的影响有什么不同？（5）换热器计算中为什么要用“平均传热温差”的概念？目前广泛应用的对数温差计算公式是不是严格精确的平均温差？说明你的判断及理由？四、计算题（55分）（1）（10分）将初始温度为的热电偶突然放入的空气中，10秒后测得热电偶的温度为，试问热电偶温度要升至需要多少时间？ (2) (10分) 用来测定绝热材料导热系数的装置是一个中心装有电热器的空心铝球，球的内、外半径和分别为0.15m和0.18m。在一次实验中，球的外表面均匀浇铸了厚0.12m的绝热层。球外空气的温度为，绝热层外表面与空气的表面传热系数h为，稳态时测得热电器的功率为80W，铝球的表面温度为？已知铝的导热系数，试求绝热层的导热系数为多少？ （3）(10分)有一边长为1m的正方体形黑壳盒子，底部表面1的温度为，顶部表面2的温度为，其它所有垂直表面为3，其温度为。若已知底部表面对4个垂直表面中一个面的角系数,求（a）底顶两表面底辐射换热量，（b）底表面的净换热量二、简答题（每题4分，共20分）(1)试说明的物理意义，表面上看与、的表达式相同，其差别是什么？ 在表示非稳定导热的解的诺谟图（无限大平板等的海斯勒图）中，中心温度（以为参变量）随几乎均按直线规律变化，试说明为什么？ (2)以等截面直肋为例，试用热阻的概念简要说明在什么条件下采用肋化表面可以得到强化 换热的效果，何时则得不到强化换热的效果（仅考虑一侧壁面与流体间的换热）。 (3)为什么称大容器饱和沸腾中的临界热流为沸腾危机或烧毁点？ (4)不凝性气体的存在为什么会使膜状凝结换热恶化？一、简答题 （1）热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理如何？自然界是否存在单一的热量传递方式？试举例说明。 （2）我们为什么把肋片的散热归入一维稳态导热问题？肋片效率是如何定义的，它与哪些因素有关？增大肋片效率有哪些措施？这样做是否一定经济合理？ （3）对流表面传热系数是怎样定义的？它与哪些因素有关？常用哪些途径去求解对流换热问题？ （4）流体流过平板会在流动方向上产生速度边界层和热边界层（如果流体与壁面存在温差），要边界层的厚度远小于流动方向上平板长度的条件是什么？而速度边界层和热边界层的相对厚度与什么因素有关？ （5）什么是灰体？在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足什么条件？而又为什么必须满足这样的条件？ 一、概念题（40分）（1）画出水在一个大气压下的饱和沸腾曲线，指出沸腾区的划分及其主要特征；给出过热度（过余温度）与热流密度的大致数值。 （2）写出雷诺数Re、努赛尔数Nu、格拉晓夫数Gr、普朗特数Pr的表达式，并说明它们的物理意义。 （3）腔体内表面积为，发射率，腔体开口面积为，已知其辐射功率70W，求腔体内壁温度T。若内壁仍保持这个温度， 但变为0.15，问辐射功率为多少？ （4）在太阳能热利用中，总希望固体表面对太阳光的热吸收比大，而其本身的发射率小，假定：太阳为5800K的黑体，而固体表面温度为，试写出及的计算式，并说明它们虽然却不违背基尔霍夫定律，为什么？ （5）证明：对于漫射灰表面（兰贝特表面），辐射力E（即全波