传热学习题集

传热学试题库第一章概论一、名词解释1热流量单位时间内所传递的热量2热流密度单位传热面上的热流量3导热当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒分子、原子或自由电子的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。4对流传热流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。5辐射传热物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。6总传热过程热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。7对流传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WM2K。对流传热系数表示对流传热能力的大小。8辐射传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是的辐射传热量，单位为WM2K。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。9复合传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是的复合传热量，单位为WM2K。复合传热系数表示复合传热能力的大小。10总传热系数总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。二、填空题1热量传递的三种基本方式为、。（热传导、热对流、热辐射）2热流量是指，单位是。热流密度是指，单位是。（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/M2）3总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数4总传热系数是指，单位是。（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，WM2K）5导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。（WMK，WM2K，WM2K）6复合传热是指，复合传热系数等于之和，单位是。（对流传热与辐射传热之和，对流传热系数与辐射传热系数之和，WM2K）7单位面积热阻RT的单位是；总面积热阻RT的单位是。（M2K/W，K/W）8单位面积导热热阻的表达式为。（/）9单位面积对流传热热阻的表达式为。（1/H）10总传热系数K与单位面积传热热阻RT的关系为。（RT1/K）11总传热系数K与总面积A的传热热阻RT的关系为。（RT1/KA）12稳态传热过程是指。（物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。）13非稳态传热过程是指。（物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。）14某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/M2K，对流传热系数为70W/M2K,其复合传热系数为。（100W/M2K）15由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是。（热辐射）16由烟气向空气预热器传热的主要方式是。（热对流）17已知一传热过程的热阻为0035K/W，温压为70，则其热流量为。（2KW）18一大平壁传热过程的传热系数为100W/M2K，热流体侧的传热系数为200W/M2K，冷流体侧的传热系数为250WM2K，平壁的厚度为5MM，则该平壁的导热系数为，导热热阻为。（5W/MK，0001M2K/W）19总传热方程式可表示为或Q。（KAT，KT）20已知平壁厚002M，热阻为002M2K/W，其导热系数为。（1W/MK）三、选择题1下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动1导热2对流3辐射4复合传热2热流密度Q与热流量的关系为（以下式子A为传热面积，为导热系数，H为对流传热系数）1QA2Q/A3Q4QH3如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将1不变2提高3降低4随机改变4下列哪一种表达式是错误的1QT/2QHT3QKT4QRTT5导热系数的单位是1W/M2K2W/M23W/MK4M2K/W6在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比1传热面积2流体温差3传热系数4传热热阻7在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段1增大系统热阻2增大传热面积3增大传热系数4增大对流传热系数8试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小1从气体到气体传热2从气体到水传热3从油到水传热4从凝结水蒸气到水传热9若已知对流传热系数为78WM2K，则其单位面积对流传热热阻为多少178W/MK21/78MK/W31/78M2K/W478WM2K10单位时间通过单位面积的热量称为什么一般用什么符号表示1热流密度，Q2热流密度，3热流量，Q4热流量，11太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式1导热2热对流3热辐射4以上几种都不是12热流量与温差成正比，与热阻成反比，此规律称为什么1导热基本定律2热路欧姆定律3牛顿冷却公式4传热方程式13传热过程热路图的原理是什么1傅里叶定律2牛顿冷却公式3斯蒂芬波尔兹曼定律4热路欧姆定律14某一传热过程的热流密度Q500W/M2，冷、热流体间的温差为10，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少1K50W/M2K，RT005M2K/W2K002W/M2K，RT50M2K/W3K50W/M2K，RT002M2K/W4K50W/M2K，RT005K/W15平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个1/2/KA31H41/KA四、简答题1试述三种热量传递基本方式的差别，并各举12个实际例子说明。（提示从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式）2请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响如何防止（提示从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况）3试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么（提示写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/MK，W/M2K，W/M2K）4在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处引入热路欧姆定律有何意义（提示分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。）5结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。（提示学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等）6在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。（提示从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主要是人体与墙面的辐射传热的不同）第二章热传导一、名词解释1温度场某一瞬间物体内各点温度分布的总称。一般来说，它是空间坐标和时间坐标的函数。2等温面线由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。3温度梯度在等温面法线方向上最大温度变化率。4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。5导温系数材料传播温度变化能力大小的指标。6稳态导热物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。7非稳态导热物体中各点温度随时间而改变的导热过程。8傅里叶定律在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。9保温隔热材料012W/MK平均温度不高于350时的材料。10肋效率肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。11接触热阻材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻。12定解条件单值性条件使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件，包括初始条件和边界条件。二、填空题1导热基本定律是_定律，可表述为。（傅立叶，）2非稳态导热时，物体内的_场和热流量随_而变化。（温度，时间）3导温系数的表达式为_，单位是_，其物理意义为_。（A/C,M2/S,材料传播温度变化能力的指标）4肋效率的定义为_。（肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。）5按照导热机理，水的气、液、固三种状态中_态下的导热系数最小。（气）6一般，材料的导热系数与_和_有关。（种类，温度）7保温材料是指_的材料（012W/MK平均温度不高于350时）8已知材料的导热系数与温度的关系为01BT，当材料两侧壁温分别为T1、T2时，其平均导热系数可取下的导热系数。（T1T2）/29发电机水冷、氢冷、空冷三种方式中，以方式的效果最好，方式的效果最差。水冷、空冷10第三类边界条件是指已知。物体边界与周围流体间的表面传热系数H及周围流体的温度TF11及其单值性条件可以完整地描述一个具体的导热问题。导热微分方程12第一类边界条件是。（给定物体边界上任何时刻的温度分布）13初始条件是指。（如以某时刻作为时间的起算点，在该时刻导热物体内的温度分布）14通过长圆筒壁导热时，圆筒壁内的温度呈分布规律（对数曲线）15温度梯度表示温度场内的某一地点等温面法线方向的。（温度变化率）16第二类边界条件是指。（给定物体边界上任何时刻的热流密度QW分布）三、选择题1当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧1传热系数较大的一侧（2）传热系数较小的一侧3流体温度较高的一侧（4）流体温度较低的一侧2下列各参数中，属于物性参数的是1肋化系数2导热系数（3）导温系数（4）传热系数3导温系数的物理意义是什么（1）表明材料导热能力的强弱（2）反映了材料的储热能力（3）反映材料传播温度变化的能力（4）表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料4常温下，下列物质中哪一种材料的导热系数较大1纯铜2碳钢3不锈钢4黄铜5温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率1切线方向2法线方向3任意方向4温度降低方向6接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响1出现温差2出现临界热流3促进传热4没有影响7下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的1防止热量或冷量损失2提高热负荷3防止烫伤或冻伤4保持流体温度8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，应将哪种材料放在内层1导热系数较大的材料2导热系数较小的材料3任选一种均可4无法确定9金属含有较多的杂质，则其导热系数将如何变化（1）变大（2）变小（3）不变（4）可能变大，也可能变小10下列材料中，导热材料较差的材料是什么1铝合金2铸铁3不锈钢4普通玻璃11物体之间发生热传导的动力是什么1温度场2温差3等温面4微观粒子运动12下面哪种物质材料具有较大的导热系数（1）水（2）空气（3）水蒸气（4）冰块13通过大平壁导热时，大平壁内的温度分布规律是下述哪一种1直线2双曲线3抛物线4对数曲线14若已知某种气体的密度为0617KGM3，比热为1122KJKGK，导热系数为00484WMK，则其导温系数是多少1143M2S2699106M2S300699M2S4143104M2S15已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30，材料的导热系数是22WMK，通过的热流密度是300WM2，则该平壁的壁厚是多少1220M222M（3）22M4022M16第二类边界条件是什么（1）已知物体边界上的温度分布。（2）已知物体表面与周围介质之间的传热情况。（3）已知物体边界上的热流密度。（4）已知物体边界上流体的温度与流速。17冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么原因1因为铁块的温度比木块低2因为铁块摸上去比木块硬3因为铁块的导热系数比木块大4因为铁块的导温系数比木块大18什么情况下圆筒壁导热可以按平壁处理1当其长度大于其外半径的10倍时2当其长度是其壁厚的10倍时3当其外径大于2倍的内径时4当其外径大于其壁厚的4倍时19温度升高时，气体的导热系数一般随温度会发生怎样的变化1增大2减小3不变4可能增大也可能减小20一般情况下，对于材料的导热系数，下述哪种说法是错误的（1）合金小于纯金属2气体小于固体3液体小于固体4导电体小于非导电体21下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化1内燃机启动过程2内燃机停机（3）内燃机变工况运行4内燃机定速运行22在稳态导热中，已知三层平壁的内外表面温度差为120，三层热阻之比R1、R2、R3123，则各层的温度降为。160、40、20270、40、10（3）20、40、60410、40、7023材料的导热能力与吸热能力之比称为。1放热系数2传热系数（3）导热系数4导温系数24蒸汽管道的内外直径分别为68MM和100MM，导热系数163W/（M），内表面温度为140。今采用玻璃棉垫料保温，20053W/（M）。若要求保温层外表面的温度不超过50，且蒸汽管道允许的热损失QL50W/M，则玻璃棉垫料保温层的厚度至少为。141MM254MM（3）91MM4104MM25导热体中不同温度的等温面将。1互相相交2互不相交（3）互相相切4不定26材料的导温系数是材料和的比值。1吸热能力/导热能力2导热能力/吸热能力（3）比热容/导热系数4导热系数/比热容27固体壁面上敷设肋片后，其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的比值为。1肋壁效率2肋化系数（3）肋片效率4无明确的专用名称28忽略物体内部导热热阻的分析方法称为。1正规状况法2数学分析法（3）数值解法4集总参数法29下列哪个是非稳态导热的表达式1TF（X，Y，Z）2TF（Y，）（3）TF（X，Y）4TF（Z，X）30下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间1BI2FO（3）E4R四、简答题1试解释材料的导热系数与导温系数之间有什么区别和联系。（提示从两者的概念、物理意义、表达式方面加以阐述，如从表达式看，导温系数与导热系数成正比关系A/C，但导温系数不但与材料的导热系数有关，还与材料的热容量或储热能力也有关；从物理意义看，导热系数表征材料导热能力的强弱，导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小，两者都是物性参数。）2试用所学的传热学知识说明用温度计套管测量流体温度时如何提高测温精度。（提示温度计套管可以看作是一根吸热的管状肋等截面直肋，利用等截面直肋计算肋端温度TH的结果，可得采用温度计套管后造成的测量误差T为TTFTH，0MHCTF其中，欲使测量误差T下降，可以采用以下几种措施HHAPMH1降低壁面与流体的温差TFT0，也就是想办法使肋基温度T0接近TF，可以通过对流体通道的外表面采取保温措施来实现。2增大MH值，使分母CHMH增大。具体可以用以下手段实现增加H，延长温度计套管的长度；减小，采用导热系数小的材料做温度计套管，如采用不锈钢管，不要用铜管。因为不锈钢的导热系数比铜和碳钢小。降低，减小温度计套管的壁厚，采用薄壁管。提高H增强温度计套管与流体之间的热交换。3试写出直角坐标系中，一维非稳态无内热源常导热系数导热问题的导热微分方程表达式；并请说明导热问题常见的三类边界条件。提示直角坐标系下一维非稳态无内热源导热问题的导热微分方程式XTAT2第一类边界条件0,TWFWX,第二类边界条件0,XFNTW第三类边界条件0,FWSTHT4在一根蒸汽管道上需要加装一根测温套管，有三种材料可选铜、铝、不锈钢。问选用哪种材料所引起的测温误差最小，为什么为减小测量误差，在套管尺寸的选择上还应注意哪些问题（提示与简答题2的第2点类似，套管材料应选用不锈钢，因给出的三种材料中，不锈钢的导热系数最小）5什么是接触热阻减少固体壁面之间的接触热阻有哪些方法（提示材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻称为接触热阻，接触热阻的存在使相邻的两个表面产生温降温度不连续。接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关，因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法，此外，也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。）第三章对流传热一、名词解释1速度边界层在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。2温度边界层在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。3定性温度确定换热过程中流体物性的温度。4特征尺度对于对流传热起决定作用的几何尺寸。5相似准则如NU,RE,PR,GR,RA由几个变量组成的无量纲的组合量。6强迫对流传热由于机械泵或风机等的作用或其它压差而引起的相对运动。7自然对流传热流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。8大空间自然对流传热传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。9珠状凝结当凝结液不能润湿壁面90时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。10膜状凝结当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角时，可以不考虑入口效应的影响。120（2）30（3）40（4）50四、简答题1试用所学的传热学知识说明用热电偶测量高温气体温度时，产生测量误差的原因有哪些可以采取什么措施来减小测量误差（提示用热电偶测温时同时存在气流对热电偶换热和热电偶向四壁的散热两种情况，热电偶的读数小于气流的实际温度产生误差。所以，引起误差的因素烟气与热电偶间的复合换热小；热电偶与炉膛内壁问的辐射换热大。减小误差的措施减小烟气与热电偶间的换热热阻，如抽气等；增加热电偶与炉膛间的辐射热阻，如加遮热板；设计出计算误差的程序或装置，进行误差补偿。）2试用传热原理说明冬天可以用玻璃温室种植热带植物的原理。（提示可以从可见光、红外线的特性和玻璃的透射比来加以阐述。玻璃在日光短波辐射下是一种透明体，透过率在90以上，使绝大部分阳光可以透过玻璃将温室内物体和空气升温。室内物体所发出的辐射是一种长波辐射红外线，对于长波辐射玻璃的透过串接近于零，几乎是不透明透热的，因此，室内物体升温后所发出的热辐射被玻璃挡在室内不能穿过。玻璃的这种辐射特性，使室内温度不断升高。）3试分析遮热板的原理及其在削弱辐射传热中的作用。（提示可从遮热板能增加系统热阻角度加以说明。1在辐射换热表面之间插入金属或固体薄板，称为遮热板。2其原理是，遮热板的存在增大了系统中的辐射换热热阻，使辐射过程的总热阻增大，系统黑度减少，使辐射换热量减少。3遮热板对于削弱辐射换热具有显著作用，如在两个平行辐射表面之间插入一块同黑度的遮热板，可使辐射换热量减少为原来的12，若采用黑度较小的遮热板，则效果更为显著。）4什么叫黑体、灰体和白体它们分别与黑色物体、灰色物体、白色物体有什么区别在辐射传热中，引入黑体与灰体有什么意义（提示可以从黑体、白体、灰体的定义和有关辐射定律来阐述。根据黑体、白体、灰体的定义可以看出，这些概念都是以热辐射为前提的。灰色、黑色、白色是针对可见光而言的。所谓黑体、白体、灰体并不是指可见光下物体的颜色，灰体概念的提出使基尔霍夫定律无条件成立，与波长、温度无关，使吸收率的确定及辐射换热计算大为简化，因此具有重要的作用；黑体概念的提出使热辐射的吸收和发射具有了理想的参照物。）5玻璃可以透过可见光，为什么在工业热辐射范围内可以作为灰体处理（提示可以从灰体的特性和工业热辐射的特点来论述。所谓灰体是针对热辐射而言的，灰体是指吸收率与波长无关的物体。在红外区段，将大多数实际物体作为灰体处理所引起的误差并不大，一般工业热辐射的温度范围大多处于2000K以下，因此其主要热辐射的波长位于红外区域。许多材料的单色吸收率在可见光范围内和红外范围内有较大的差别，如玻璃在可见光范围内几乎是透明的，但在工业热辐射范围内则几乎是不透明的，并且其光谱吸收比与波长的关系不大，可以作为灰体处理。）6什么是“温室效应”为什么说大气中的C02含量增加会导致温室效应（提示可以从气体辐射的特点和能量平衡来加以说明。CO2气体具有相当强的辐射和吸收能力，属于温室气体。根据气体辐射具有选择性的特点，CO2气体的吸收光带有三段26528、415445、130170M，主要分布于红外区域。太阳辐射是短波辐射，波长范围在038一076M，因此，对于太阳辐射C02气体是透明的，能量可以射入大气层。地面向空间的辐射是长波辐射，主要分布于红外区域，这部分辐射在CO2气体的吸收光带区段C02气体会吸收能量，是不透明的。在正常情况下，地球表面对能量的吸收和释放处于平衡状态，但如果大气中的CO2含量增加会使大气对地面辐射的吸收能力增强，导致大气温度上升，导致了所谓温室效应。）第五章传热过程与传热器一、名词解释1传热过程热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程2复合传热对流传热与辐射传热同时存在的传热过程3污垢系数单位面积的污垢热阻4肋化系数肋侧表面面积与光壁侧表面积之比5顺流两种流体平行流动且方向相同6逆流两种流体平行流动且方向相反7效能换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比8传热单元数传热温差为1K时的热流量与热容量小的流体温度变化1K所吸收或放出的热流量之比它反映了换热器的初投资和运行费用,是一个换热器的综合经济技术指标9临界热绝缘直径对应于最小总热阻或最大传热量的保温层外径二、填空题1与的综合过程称为复合传热。对流传热，辐射传热2某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为20WM2K，对流传热系数为40WM2K，其复合传热系数为。60WM2K3肋化系数是指与之比。加肋后的总换热面积,未加肋时的换热面积4一传热过程的热流密度Q18KWM2，冷、热流体间的温差为30，则传热系数为，单位面积的总传热热阻为。60WM2K，0017M2KW5一传热过程的温压为20，热流量为LKW，则其热阻为。002KW6已知一厚为30MM的平壁，热流体侧的传热系数为100WM2K，冷流体侧的传热系数为250WM2K，平壁材料的导热系数为02WMK，则该平壁传热过程的传热系数为。61WM2K7在一维稳态传热过程中，每个传热环节的热阻分别是001KW、035KW和0009LKW，在热阻为的传热环节上采取强化传热措施效果最好。035KW8某一厚20MM的平壁传热过程的传热系数为45WM2K，热流体侧的传热系数为70WM2K，冷流体侧的传热系数为200WM2K，则该平壁的导热系数为。681WMK9圆管的临界热绝缘直径DC的计算式为，它表示当保温材料外径为DC时，该保温材料的散热量达到。DC2/H,最大值10传热系数是指，单位是。冷热流体温度差为1时的传热热流密度或表示传热过程强烈程度的物理量,WM2K11污垢热阻是指，单位是。污垢换热面的传热热阻与洁净换热面的传热热阻之差,M2K/W12传热器是。冷、热流体进行热量交换以满足工艺要求的设备装置13肋壁总效率是指，其数学表达式。肋侧表面总的实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度的理想散热量之比14传热器的热计算方法有和。平均温压法,传热单元数法15不论是顺流还是逆流型传热器，对数平均温差计算式都可以统一表示成。MINAXILTTM16复杂流型传热器的平均温差TM可以通过逆流布置时的平均温差TM逆来计算，表达式是，其中为。,温差修正系数逆流）MTT17传热过程是指。热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程18传热器的效能是指。换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比19间壁式传热器是指。冷、热两种流体被固体壁面隔开,各自在一侧流动,热量通过固体壁面由热流体传给冷流体的换热设备20在冷、热流体的进出口温度一定的情况下，为了传递相同的热量，比较各种流动型式，采用布置的对数平均温差最大，所需传热面积。逆流,最小三、选择题1加热炉外壁面与环境间的传热属于下述哪种传热方式1辐射传热2导热3对流传热4复合传热2热量传递的三种基本方式是什么1热对流、导热、辐射2复合传热、热辐射、导热3对流传热、导热、传热过程4复合传热、热辐射、传热过程3下述几种方法中，强化传热的方法是哪一种1夹层抽真空2增大当量直径3加肋片4加遮热板4当采用加肋方法强化传热时，肋片应加在会最有效。1传热系数较大一侧2传热系数较小一侧3随便哪一侧4两例同样都加5公式HAT的名称是什么1傅里叶定律2牛顿冷却公式3传热方程式4热路欧姆定律6在某一传热过程中，热流给定，若传热系数增加1倍，冷热流体间的温差将是原来的多少倍11倍22倍33倍405倍7强化传热时，增强传热过程中哪一侧的传热系数最有效1热流体侧2冷流体侧3传热热阻大的一侧4传热热阻小的一侧8若冷、热流体的温度给定，传热器热流体侧结垢后传热壁面的温度将如何改变1增加2减小3不变4有时增加，有时减小9有一板式传热器，热流体进口温度80、出口温度50，冷流体进口温度10、出口温度30，则顺流布置时和逆流布置时的对数平均温差分别为多少1450，4502425，4003448，3994399，44810用NTU法进行换热器的校核计算比较方便是由于下述的哪个理由1流体出口温度可通过查图得到2不需要计算传热系数3不需要计算对数平均温差4不需要进行试算11在相同的进出口温度下，换热器采用哪种流动型式有可能获得最大平均温差1顺流2交叉流3逆流4混合流12对于换热器的顺流与逆流布置，下列哪种说是错误的（1）逆流的平均温差大于等于顺流2逆流的流动阻力大于等于顺流3冷流体出口温度逆流可大于顺流4换热器最高壁温逆流大于等于顺流13临界热绝缘直径是指（1）管道热损失最大时的热绝缘直径（2）管道热损失最小时的热绝缘直径（3）管道完全没有热损失时的热绝缘直径（4）管道热阻最大时的热绝缘直径14增厚圆管外的保温层，管道热损失将如何变化1变大2变小3不变4可能变大，也可能变小15试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最大1从气体到气体传热2从气体到水传热3从油到水传热4从凝结水蒸气到水16下列哪种传热器不是间壁式换热器1板翅式换热器（2）套管式换热器3回转式换热器4螺族板式换热器17高温换热器为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用哪种流动型式（）1逆流2顺流3叉排4顺排18换热器管内为被加热水；管外为烟气，水侧结垢后管壁温度将会如何改变或烟侧积灰后，管壁温度又将如何改变1增大，增大2减小，减小3增大，减小4减小，增大19已知敷设在圆管外的保温材料的导热系数为008WMK,管外环境介质的传热系数为8WM2K，其临界热绝缘直径为1002M2200M30005M450M20已知一传热设备，新投入时传热系数为78WM2K，使用一年后其传热系数为55WM2K，则其污垢热阻10018M2KW20005M2KW300128M2KW40003M2KW21下列哪个是传热单元数12CMIN/CMAX3KA/CMIN4MINAXILT22下列哪个不是增强传热的有效措施1波纹管2逆流3板翅式换热器4在对流传热系数较大侧安装肋片23试计算逆流时的对数平均温差，已知热流体由300冷却到150，而冷流体由50加热到100。112421343144415419热流体和冷流体交替地流过同一流道的换热器称为。1热管换热器2间壁式换热器3回热式换热器4混合式换热器四、简答题1试举出3个隔热保温的措施，并用传热学理论阐明其原理提示可以从导热、对流、辐射等角度举出许多隔热保温的例子例如采用遮热板,可以显著削弱表面之间的辐射换热，从传热学原理上看，遮热板的使用成倍地增加了系统中辐射的表面热阻和空间热阻，使系统黑度减小，辐射换热量大大减少；又如采用夹层结构并抽真空，可以削弱对流换热和导热，从传热角度看，夹层结构可以使强迫对流或大空间自然对流成为有限空间自然对流，使对流换热系数大大减小，抽真空，则杜绝了空气的自然对流，同时也防止了通过空气的导热；再如表面包上高反射率材料或表面镀银，则可以减小辐射表面的吸收比和发射率黑度，增大辐射换热的表面热阻，使辐射换热削弱，等等。2解释为什么许多高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性结构和多层隔热屏结构。提示从削弱导热、对流、辐射换热的途径方面来阐述。高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性结构和多层隔热屏结构，从导热角度看，空气的导热系数远远小于固体材料，因此采用多孔结构可以显著减小保温材料的表观导热系数，阻碍了导热的进行；从对流换热角度看，多孔性材料和多层隔热屏阻隔了空气的大空间流动，使之成为尺度十分有限的微小空间。使空气的自然对流换热难以开展，有效地阻碍了对流换热的进行；从辐射换热角度分析，蜂窝状多孔材料或多层隔热屏相当于使用了多层遮热板，可以成倍地阻碍辐射换热的进行，若再在隔热屏表面镀上高反射率材料，则效果更为显著。3什么叫换热器的顺流布置和逆流布置这两种布置方式有何特点设计时如何选用提示从顺、逆流布置的特点上加以论述。冷、热流体平行流动且方向相同称为顺流，换热器顺流布置具有平均温差较小、所需换热面积大、具有较低的壁温、冷流体出口温度低于热流体出口温度的特点。冷、热流体平行流动但方向相反称为逆流，换热器逆流布置具有平均温差大、所需换热面积小、具有较高壁温、冷流体出口温度可以高于热流体的出口温度的特点。设计中，一般较多选用逆流布置，使换热器更为经济、有效，但同时也要考虑冷、热流体流道布置上的可行性，如果希望得到较高的壁面温度，则可选用逆流布置，反之，如果不希望换热器壁面温度太高，则可以选择顺流布置，或者顺、逆流混合布置方式。4试解释并比较换热器计算的平均温差法和NTU法提示从平均温压法和NTU法的原理、特点上加以阐述。两种方式都可以用于换热器的设计计算和校核计算，平均温差法是利用平均温差来进行换热器的计算，而NTU法是利用换热器效能与传热单元数NTU来进行换热器计算。平均温压法要计算对数平均温压，而NTU法则要计算热容量比、传热单元数或换热器效能。设计计算时，用平均温差法比用NTU法方便，而在校核计算时，用NTU法比用平均温差方便。5请说明在换热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响，如何防止。提示从传热系数或传热热阻角度分析。在换热设备中，水垢、灰垢的存在将使系统中导热热阻大大增加，减小了传热系数，使换热性能恶化，同时还使换热面易于发生腐蚀，并减小了流体的流通截面，较厚的污垢将使流动阻力也增大。此外，热流体侧壁面结垢，会使壁面温度降低，使换热效率下降，而冷流体侧壁面结垢，会导致壁温升高，对于换热管道，甚至造成爆管事故。防止结垢的手段有定期排污、清洗、清灰，加强水处理，保证水质，采用除尘、吹灰设备等。传热过程及换热器部分一、基本概念主要包括传热方程式及换热器设计、对数平均温差、换热器中两流体沿程温度变化曲线、强化传热及热阻分析、传热系数实验测定方法等等。1、对壳管式换热器来说，两种流体在下列情况下，何种走管内，何种走管外1清洁与不清洁的；2腐蚀性大与小的；3温度高与低的；4压力大与小的；5流量大与小的；6粘度大与小的。答1不清洁流体应在管内，因为壳侧清洗比较困难，而管内可定期折开端盖清洗；2腐蚀性大的流体走管内，因为更换管束的代价比更换壳体要低，且如将腐蚀性强的流体置于壳侧，被腐蚀的不仅是壳体，还有管子；3温度低的流体置于壳侧，这样可以减小换热器散热损失；4压力大的流体置于管内，因为管侧耐压高，且低压流体置于壳侧时有利于减小阻力损；5流量大的流体放在管外，横向冲刷管束可使表面传热系数增加；6粘度大的流体放在管外，可使管外侧表面传热系数增加。2、为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的办法，但发现效果并不显著C试分析原因。答冷油器中由于油的粘度较大，对流换热表面传热系数较小，占整个传热过程中热阻的主要部分，而冷却水的对流换热热阻较小，不占主导地位，因而用提高水速的方法，只能减小不占主导地位的水侧热阻，故效果不显著。3、有一台钢管换热器，热水在管内流动，空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。有人提出，为提高冷却效果，采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。请你评价这一方案的合理性。答该换热器管内为水的对流换热，管外为空气的对流换热，主要热阻在管外空气侧，因而在管外加装肋片可强化传热。注意到钢的导热系数虽然小于铜的，但该换热器中管壁导热热阻不是传热过程的主要热阻，因而无需将钢管换成铜管。4、为了简化工程计算，将实际的复合换热突出一个主要矛盾来反映，将其次要因素加以适当考虑或忽略掉，试简述多孔建筑材料导热、房屋外墙内表面的总换热系数、锅炉炉膛高温烟气与水冷壁之间的换热等三种具体情况的主次矛盾。答通过多孔建筑物材料的导热,孔隙内虽有对流和辐射,但导热是主要的,所以热量传递按导热过程进行计算,孔隙中的对流和辐射的因素在导热系数中加以考虑。房屋外墙内表面的总换热系数是考虑了对流和辐射两因素的复合,两者所起作用相当,因对流换热计算简便,将辐射的因素折算在对流换热系数中较方便些。锅炉炉膛高温烟气与水冷壁之间的换热,由于火焰温度高达1000以上,辐射换热量很大,而炉膛烟气流速很小,对流换热相对较小,所以一般忽略对流换热部分,而把火焰与水冷壁之间的换热按辐射换热计算。5、肋片间距的大小对肋壁的换热有何影响答当肋片间距减小时，肋片的数量增多，肋壁的表面积相应地增大,故肋化系数值增大,这对减小热阻有利此外适当减小肋片间距可以增强肋片间流体的扰动,使换热系数H相应提高。但是减小肋片的间距是有限的,一般肋片的间距不小于边界层厚度的两倍,以免肋片间流体的温度升高,降低了传热的温差。6、如何考虑肋片高度L对肋壁传热的影响答肋高L的影响必须同时考虑它对肋片效率F和肋化系数两因素的作用。L增大将使F降低,但却能使肋面积A2增大,从而使增大。因此在其他条件不变的情况下,如能针对具体传热情况,综合考虑上述两项因素,合理地选取L,使1/HF项达一最低值,从而获得最有利的传热系数K值,以达到增强传热的目的。7、试述平均温差法LMTD法和效能传热单元数法NTU法在换热器传热计算中各自的特点答LMTD法和NTU法都可用于换热器的设计计算和校核计算。这两种方法的设计计算繁简程度差不多。但采用LMTD法可以从求出的温差修正系数T的大小看出所选用的流动形式接近逆流程度,有助于流动形式的选择,这是NTU法所做不到的。对于校核计算,两法都要试算传热系数,但是由于LMTD法需反复进行对数计算故较NTU法稍嫌麻烦些,校核计算时如果传热系数已知,则NTU法可直接求得结果,要比LMTD法简便得多。8、热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大为什么答采用水冷时，管道内外均为换热较强的水，两侧流体的换热热阻较小，因而水垢的产生在总热阻中所占的比例较大。而空气冷却时，气侧热组较大，这时，水垢的产生对总热阻影响不大。故水垢产生对采用水冷的管道的传热系数影响较大。二、定量计算主要包括复合换热及传热过程、热阻分析、换热器设计计算、换热器校核计算。1、外径为200MM采暖热水输送保温管道，水平架空铺设于空气温度为5的室外，周围墙壁表面平均温度近似为0，管道采用岩棉保温瓦保温，其导热系数为（W/M）0027000017T（）。管内热水平均温度为100，由接触式温度计测得保温层外表面平均温度为45，表面发射率为09，若忽略管壁的导热热阻，试确定管道散热损失、保温层外表面复合换热系数及保温层的厚度。解管道散热损失包括自然对流散热损失和辐射散热损失两部分。确定自然对流散热损失定性温度则确定辐射散热损失属空腔（A2）与内包壁（A1）之间的辐射换热问题，且。单位管长管道散热损失确定保温层外表面复合换热系数确定保温层的厚度由傅立叶定律积分方法获得。，分离变量得，即得管道外径保温层的厚度为2、一所平顶屋，屋面材料厚02M，导热系数W06W/MK，屋面两侧的材料发射率均为09。冬初，室内温度维持TF118，室内四周墙壁亦为18，且它的面积远大于顶棚面积。天空有效辐射温度为60。室内顶棚表面对流表面传热系数H10529W/M2K，屋顶对流表面传热系数H2211W/M2K，问当室外气温降到多少度时，屋面即开始结霜TW20，此时室内顶棚温度为多少此题是否可算出复合换热表面传热系数及其传热系数解求室内顶棚温度TW1稳态时由热平衡，应有如下关系式成立室内复合换热量导热量室内复合换热量”；因，且结霜时，可得，即解得。求室外气温TF2因”，可得，即注意到传热方向，可以求出复合换热系数HF1、HF2依据，得依据，得求传热系数K3、一蒸汽冷凝器，内侧为TS110的干饱和蒸汽，汽化潜热R2230，外侧为冷却水，进出口水温分别为30和80，已知内外侧换热系数分别为104，及3000，该冷凝器面积A2M2，现为了强化传热在外侧加肋，肋壁面积为原面积的4倍，肋壁总效率09，若忽略冷凝器本身导热热阻，求单位时间冷凝蒸汽量。解对数平均温差，传热系数单位时间冷凝蒸汽量7、设计一台给水加热器，将水从15加热到80，水在管内受迫流动，质量流量为2KG/S，比热为41868KJ/KG。管内径为00116M，外径0019M，用110的饱和蒸汽加热，在加热器为饱和液体。已知管内外的对流传热系数分别为4306W/M2和7153W/M2；汽化潜热R22299KJ/KG；且忽略管壁的导热热阻，试利用NTU法确定所需传热面积。该换热器运行一段时间后，在冷热流体流量及进口温度不变的条件下，只能将水加热到60，试采用对数平均温差法确定运行中产生的污垢热阻。提示一侧流体有相变时，1ENTU。解利用NTU法确定所需传热面积。换热器效能为传热单元数为传热系数为需说明因为管内径为00116M，外径0019M，即管壁较薄，可视为平壁的传热过程。由，得换热器面积为采用对数平均温差法确定运行中产生的污垢热阻。对数平均温差，运行中产生的污垢热阻为热辐射基本定律部分一、基本概念主要包括热辐射基本概念及名词解释、黑体辐射基本定律、实际物体辐射特性及其应用。1、北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下去面的哪一面结箱为什么答霜会结在树叶的上表面。因为清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表回的温度低于摄氏零度，而地球表面温度一般在零度以上。由于相对树叶下表面来说，其上表面需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面温度较高，而上表面温度较低且可能低于零度，因而容易结霜。2、如图所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试指出，3处中何处定向辐射强度最大何处辐射热流最大假设，处对球心所张立体角相同。答由黑体辐射的兰贝特定律知，定向辐射强度与方向无关。故ILI2I3。而三处对球心立体角相当，但与法线方向夹角不同，123。所以处辐射热流最大，处最小。3、有台放置于室外的冷库，从减小冷库冷量损失的角度出发，冷库外壳颜色应涂成深色还是浅色答要减少冷库冷损，须尽可能少地吸收外界热量，而尽可能多地向外释放热量。因此冷库败取较浅的颜色，从而使吸收的可见光能量较少，而向外发射的红外线较多。4、何谓“漫灰表面”有何实际意义答“漫灰表面”是研究实际物体表面时建立的理想体模型漫辐射、漫反射指物体表面在辐射、反射时各方向相同灰表面是指在同一温度下表面的辐射光谱与黑体辐射光谱相似,吸收率也取定值“漫灰表面”的实际意义在于将物体的辐射、反射、吸收等性质理想化,可应用热辐射的基本定律了。大部分工程材料可作为漫辐射表面,并在红外线波长范围内近似看作灰体从而可将基尔霍夫定律应用于辐射换热计算中。5、你以为下述说法“常温下呈红色的物体表示此物体在常温下红色光的单色发射率较其它色光黄、绿、兰的单色发射率为高。”对吗为什么注指无加热源条件下答这一说法不对。因为常温下我们所见到的物体的颜色，是由于物体对可见光的反射造成的红色物体正是由于它对可见光中的黄、绿、蓝等色光的吸收率较大,对红光的吸收率较小,反射率较大形成的根据基而霍夫定律，故常温下呈红色的物体,其常温下的红色光单色发射率较其他色光的单色光发射率要小。6、某楼房室内是用白灰粉刷的,但即使在晴朗的白天,远眺该楼房的窗口时,总觉得里面黑洞洞的,这是为什么答窗口相对于室内面积来说较小,当射线可见光射线等从窗口进入室内时在室内经过多次反复吸收、反射,只有极少的可见光射线从窗口反射出来,由于观察点距离窗口很远,故从窗口反射出来的可见光到达观察点的份额很小,因而就很难反射到远眺人的眼里,所以我们就觉得窗口里面黑洞洞的7、实际物体表面在某一温度T下的单色辐射力随波长的变化曲线与它的单色吸收率的变化曲线有何联系如巳知其单色辐射力变化曲线如图所示，试定性地画出它的单色吸收率变化曲线。答从图中可以分析出，该物体表面为非灰体，根据基尔霍夫定律，即为同一波长线与线之比。该物体单色吸收率变化曲线如图所示。二、定量计算包括建立辐射换热的能量守恒关系式，兰贝特定律的应用，利用物体的光辐（即单色）射特性计算辐射换热，等等。1、白天，投射到大的水平屋顶上的太阳照度GX1100W/M2，室外空气温反T127，有风吹过时空气与屋顶的表面传热系数为H25W/M2K，屋顶下表面绝热，上表面发射率02，且对太阳辐射的吸收比06。求稳定状态下屋顶的温度。设太空温度为绝对零度。解如图所示，稳态时屋顶的热平衡对流散热量辐射散热量太阳辐射热量代入1中得采用试凑法，解得2、已知太阳可视为温度TS5800K的黑体。某选择性表面的光谱吸收比随波长A变化的特性如图所示。当太阳的投入辐射GS800W/M2时，试计算该表面对太阳辐射的总吸收比及单位面积上所吸收的太阳能量。解先计算总吸收比。单位面积上所吸收的太阳能3、有一漫射表面温度T1500K，已知其单色发射率随波长的变化如图所示，试计算表面的全波长总发射率和辐射力。解，即查教材P208表81得，所以辐射换热计算部分一、基本概念主要包括角系数的定义及性质；漫灰表面辐射换热特点；遮热板原理及其应用；气体辐射及太阳辐射特点等。1、简述辐射换热封闭空腔网络法。答求解辐射换热问题时与电学中的欧姆定律相比拟，得出一个封闭空腔网络法。由任意放置的两黑体表面间的辐射换热计算公式，式中EB1EB2相当于电位差，相当于电阻，叫空间热阻；又由灰表面间的某表面净辐射换热公式，式中EB1EB2相当于电位差，相当于电阻，叫表面热阻。具体步骤为首先所有表面必须形成封闭系统，再绘制热阻网络图，其具体方法为每一个物体表面为1个节点（该物体表面应具有相同的温度和表面辐射吸收特性），其热势为有效辐射JI；每两个表面间连接一个相应的空间热阻；每个表面与接地间连接一个表面热阻和“电池”（黑体辐射力EB）；若某角系数为0，即空间热阻，则相应两个表面间可以断开，不连接空间热阻；若某表面绝热，则其为浮动热势，不与接地相连。2、黑体表面与重辐射面相