传热学题库.doc

一、单项选择题 1. 在引力场的作用下单存导热只发生在 A密实的固体中 B液体中 C 气体中 D 流体中2.大平板采用集总参数法的判别条件是p121 ABi0.1 B Bi=1 C Bi0.1 D Bi=0.13.无相变对流换热分为 A. 强迫对流和 自然对流 B. 沸腾换热和凝结换热4. 实际物体的辐射力比同温度下黑体的辐射力 （黑度 0,tw=fw(x, )第二类边界条件：0,第三类边界条件：0,2. 简述角系数的定义及性质答：定义：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为。（1.5分）性质：（1）相对性，（2）完整性，（3）可加性（1.5分）3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。4. 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）。5.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？答：同类物理现象，同名已定准则相等，单值性条件相似。或者说是两个同类的物理现象并且在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例，则称两现象彼此相似。（3分）五、计算题1.一内直径为200mm 、厚为5mm 的钢管表面包上一层厚为5mm 的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为36 W/(m.K) 和0.05W/(m.K) ，钢管内壁及保温层外壁温度分别为200及30，管长为10m。试求该管壁的散热量。解：已知 d 1 =200mm d 2 =200+2 5=210mm d 3 =210+2 5=220mm m 36W/(m.K) =0.05W/(m.K)t w1 =220 t w3 =30 =2. 某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/(mK)和0.4W/(mK)，炉墙内外侧壁面温度分别为700和60，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为0.1W/(mK)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温板。解：(1)单位面积散热损失： q=1444.4W/m2 (2)以保温板替代红砖，由于炉墙热损失不得高于q0=1kW/m2q0 22()=0.11()=0.044m=44mm 3.将初始温度为400，重量为40g的铝球突然抛入15的空气中。已知对流换热表面传热系数h=40 W/m2K，铝的物性参数为=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kgK，=240W/mK。试用集总参数法确定该铝球由400降至100所需的时间。（忽略辐射换热）一、单项选择题 1. 温度梯度的方向是指向温度 A增加方向 B降低方向 C 不变方向 D 趋于零方向2.大平板采用集总参数法的判别条件是 ABi0.1 B Bi=1 C Bi0.1 B Bi=1 C Bi0.1 D Bi=0.13. 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4. 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5单位面积的导热热阻单位为 A.m2/K B.m2.k/W C. W/ m2.K D.W/m.K6导热系数l是物性参数下面说法正确的是 A.与材料种类有关 B.与材料温度有关 C. 与材料种类、温度都有关 7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8格拉晓夫准则数越大，则表征 A.温差越大 B.粘性力越大 C. .浮升力越大 D 惯性力越大9. 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 10.对流换热系数为100W/(m2.K)、温度为20的空气流经50的壁面，其对流换热的热流密度为 A.1104W/m2 B.2104W/m2 C.2103W/m2 D.3103W/m2二、判断题1. 温度不同的等温面或等温线彼此能相交。 2. 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。 3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处相等的。 4. 导温系数在某种意义上等同于导热系数，其物理意义也相同。 5. 热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式。 6. 雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。 7. 沸腾换热和凝结换热属于相变对流换热。 8. 对流是流体与固体之间的换热，导热是固体与固体之间的传热过程 9. 两物体达到辐射换热平衡时，两物体吸收和放出的热量相等 10.两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形式的二次转化。 三、名词解释1. 热导率 物性参数，热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于1Km的温度梯度作用下产生的热流密度。热导率是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。2.辐射力 单位时间内，物体的每单位面积向半球空间所发射全波长的总能量 3.吸收比 投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例4. 对流换热系数 单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W(m2K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小5. 温度边界层 对流换热时，在传热壁面附近形成的一层温度有很大变化(或温度变化率很大)的薄层四、简答题1.气体辐射的特点解：气体辐射对波长具有选择性气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的2. 分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。 3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。解：毕渥数与努塞尔数的定义式相同，毕渥数是固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比（兰达为固体的导热系数）努塞尔数是壁面上流体的无量纲温度梯度（兰达为流体的导热系数），反映了换热的强度4. 简述角系数的定义及性质答：定义：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为。（1.5分）性质：（1）相对性，（2）完整性，（3）可加性（1.5分）5. 什么情况下可以说两个物理现象是相似的？答：同类物理现象，同名已定准则相等，单值性条件相似。或者说是两个同类的物理现象并且在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例，则称两现象彼此相似。（3分）五、计算题1.已知一模具内冷却水管的直径为10mm, 模具冷却时水与模具为管内强制对流传热，水流平均速度为10m/s，平均温度为20，此时水的PR数为7，热导率为0.6W/m.k，运动粘度为1X10-6m2/s,试计算此时水与模具之间的对流换热系数h。（实验关联式可设为Nuf=0.023Ref0.8Pr0.33）2. 某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/(mK)和0.4W/(mK)，炉墙内外侧壁面温度分别为700和60，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为0.1W/(mK)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温板。3. 将初始温度为400，重量为40g的铝球突然抛入15的空气中。已知对流换热表面传热系数h=40 W/m2K，铝的物性参数为=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kgK，=240W/mK。试用集总参数法确定该铝球由400降至100所需的时间。（忽略辐射换热）4. 解：（4分）可以用集总参数法来求解：（8分）一、单项选择题 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2. 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3. 导温系数的物理意义是 A. 表明材料导热能力的强弱 B. 反映了材料的储热能力 C. 反映材料传播温度变化的能力 D. 表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料4. 根据流体流动的起因不同，把对流换热分为 A强制对流换热和自然对流换热B沸腾换热和凝结换热C紊流换热和层流换热D核态沸腾换热和膜态沸腾换热5.通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为 AW BWm2 CWm DWm36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. 导热系数7雷诺数越大，则表征 A.温差越大 B.粘性力越大 C. .浮升力越大 D 惯性力越大8. 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 9.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 10.对流换热系数为100W/(m2.K)、温度为10的空气流经40的壁面，其对流换热的热流密度为 A.1104W/m2 B.2104W/m2 C.2103W/m2 D.3103W/m2二、判断题（共10分，每题1分）1.灰体的吸收比与投射辐射的波长分布有关。 2. 平面温度场中等温线可以相交。 3. 两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形式的二次转化。 4. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处相等的。 5. 温度梯度的方向和热流的方向一致。 6.格拉晓夫数表征了浮升力与粘性力之比的一种度量。 7. 当一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小与车间大小有关。 8. 与黑体一样，灰体也是一种理想物体，只是在数值上与黑体成折扣关系。 9.两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形式的二次转化。 10. 同温度下，物体辐射力越大，其吸收率越小。 三、名词解释1. 肋壁总效率 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2. 发射率 3.光谱辐射力4. 控制容积 5. 速度边界层四、简答题1. 试用传热学术语说明导热问题常见的三类边界条件？答：第一类边界条件,已知任何时刻物体边界面的温度值；稳态，常量；非稳态，（1分）第二类边界条件，规定了边界上的热流密度值；稳态，常量；非稳态，（1分）第三类边界条件，规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数及周围流体温度。稳态，和为常数；非稳态，和可为时间的函数。（1分）2. 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？解：有以下换热环节及传热方式：由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换热（强制对流）；由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。解：毕渥数与努塞尔数的定义式相同，毕渥数是固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比（兰达为固体的导热系数）努塞尔数是壁面上流体的无量纲温度梯度（兰达为流体的导热系数），反映了换热的强度4. 简述角系数的定义及性质？5. 答：定义：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为。（1.5分）性质：（1）相对性，（2）完整性，（3）可加性（1.5分）5. 写出两个同类现象相似的条件？答：同类物理现象，同名已定准则相等，单值性条件相似。或者说是两个同类的物理现象并且在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例，则称两现象彼此相似。（3分）6. 有两个外形相同的保温杯A 与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A 杯的外表面就可以感觉到热，而B 杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？为什么？答：杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热7.什么是特性长度? 选取特性长度的原则是什么?五、计算题1.一内直径为200mm 、厚为5mm 的钢管表面包上一层厚为5mm 的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为36 W/(m.K) 和0.05W/(m.K) ，钢管内壁及保温层外壁温度分别为200及30，管长为10m。试求该管壁的散热量。2. 一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m，厚3mm，导热系数为1.05 W/mK；中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为0.026 W/mK。室内空气温度为25，表面传热系数为20 W/mK；室外空气温度为-10，表面传热系数为15 W/mK。试计算通过双层玻