(最新整理)传热与传质复习

1、(完整)传热与传质复习(完整)传热与传质复习 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)传热与传质复习）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为(完整)传热与传质复习的全部内容。17传热与传质复习考试时间：100分钟考试题型：判断题（10题20分)、填空题(10空20分）、简答分析题（1题10分）、计算

2、题（4题50分）判断填空题：基本概念、小计算简答分析题:基本定义的理解、公式的简单推导、证明、对实际现象的分析计算题：1、稳态导热的计算（平壁、圆筒壁） 2、非稳态导热的计算（集总参数分析法，先算bi)5选2 3、简单的对流换热计算(不试算，注意公式选择，修正项，选对定性温度和定型尺寸) 4、热辐射的简单计算（斯蒂芬波尔兹曼定理，维恩位移定理) 5、传热过程的计算(传热系数、热阻计算）必考 6、换热器的热计算（对数平均温差法、有效度-传热单元数法） 7、单向扩散与等摩尔逆向扩散的通量计算传热与传质模拟题一一、判断题1、等温线一定垂直于绝热边界（)2、在圆筒壁外敷设保温层都可以削弱传热（）3、强

3、迫对流换热系数一般大于自然对流换热系数（）4、温度梯度的方向指向温度降落的方向（）5、集总参数分析法认为温度分布和空间位置无关（）6、无论紊流流动还是层流流动的对流换热过程，热阻主要位于边界层内属于层流流动的部分(）7、单向扩散的(）8、在化学反应中一般通量是计算和(）9、扩散通量为零的组分称为呆滞组分（）10、在sc=1时普朗特类比可转化为雷诺类比（）二、填空题1、厚度，导热系数为常数的大平壁的单位面积导热热阻是_/ 。2、保温材料是指导热系数小于_0.12 w/(mk)_的材料。3、金属含有较多的杂质，则其导热系数将 减小 。4、在传热学中热量传递的基本方式有三种，分别是 热传导 、 热对

4、流 、 热辐射 ；在传质学中质量传递的两种基本方式是 分子扩散 和 对流扩散 。5、对于许多工程材料，在一定的温度范围内,导热系数可以认为是温度的线性函数，即 =0(1+bt) .6、导温系数a称作 热扩散系数 ,它的单位是 2/ ；导温系数大的材料，物体各部分温度趋于一致性的能力 强 .7、无限长圆筒壁的单位管长导热热阻是8、气体在多孔介质中的扩散主要有 斐克扩散 、 努森扩散 、 表面扩散 。9、温度为288k,压力为1bar时，一氧化碳在氮气中的扩散系数为1。94510-5 m2/s,则温度为303k，压力为2bar时，一氧化碳在氮气中的扩散系数为 1。0510-5 m2/s 。10、一

5、维稳态无化学反应常物性时,通过呆滞组分扩散的浓度分布曲线是 指数曲线 ,等摩尔逆向扩散的浓度分布曲线是 直线 ；一维稳态无内热源常物性时，圆筒壁的温度分布曲线是 对数曲线 。三、简答分析题简述传热学在石油工程中的应用：1、在钻井工业中，随井眼的加深地温升高，无论是钻井液中使用的化学处理剂还是粘土颗粒，其化学性能都将受到不良影响，从而使钻井液失去稳定性，因此，预测深井中的井温分布对钻井液的研制起着指导性作用，对快速、优质、安全钻井有重要意义;同时，井内温度分布对固井水泥浆性能、井壁稳定性、岩石破碎及钻头工作性能都有一定影响.2、对稠油和高凝油的开采,加热降粘或维持温度能有效减小流动阻力,提高采收

6、率；水力压裂的压裂液性能也受温度分布的影响。3、石油运输行业中，依据原油受热粘度降低，可减小管输阻力，降低运输难度和运输成本，为后续工艺要求打下基础.四、计算题1、热处理工艺中，常用银球来测定淬火介质的冷却能力.今有直径为20mm的银球，加热到650后置于20的静止水容器中。当银球中心温度均由650变化到450时，用热电偶分别测得的降温速率为180s.在上述温度范围内银的物性参数10500 kgm3，c2.62102，。试求银球与水之间的表面传热系数.解：本题表面传热系数未知，即bi数为未知参数，所以无法判断是否满足集总参数法条件。为此，先假定满足集总参数法条件,然后验算。 ， 由，得：验算b

7、i数:满足集总参数条件，上述分析和计算是合理的。2、采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度.现测得铂丝d=0。1mm，长10mm，电阻0.2，通过电流1.2a，表面温度为200，空气温度为20。已知，空气物性参数见下表。求气流速度。t，pr202.5910-215.061060.7031103.2710-224。2910-60。6872003。9310234。851060。680解:定性温度，特征长度d=0.1mm查表得=3.27102，=24.29106，prm=0。687由换热条件得: 即： 解得 又因 得 ，而 故，3、一台逆流套管式换热器在下列条件下运行,传热系数保持不变，

8、冷流体质流量0。125kg/s，定压比热为4200,入口温度40，出口温度95。热流体质流量0。125kg/s，定压比热为2100,入口温度210, （1)该换热器最大可能的传热量是多少？（2）若冷、热流体侧的对流换热系数及污垢热阻分别为2000 w/（m2k）、0.0004 （m2k)/w、120 w/（m2k)、0.0001(m2k)/w，且可忽略管壁的导热热阻，试利用对数平均温差法确定该套管式换热器的换热面积；并说明为增强换热，应提高哪个换热系数。解：(1）确定换热器最大可能的传热量：(2）确定换热器的面积：根据热平衡方程式 确定热流体出口温度，即:对数平均温差： 换热量：换热系数：换热

9、器的面积为：为增强换热,应提高小的换热系数，即120 w/（m2k）。4、压力为1atm、温度为0的氧+氮二元扩散系，在扩散路径上相距2mm的两点氧气浓度分别为10和20%的容积百分数，已知0和1atm条件下。试分别计算以下两种扩散条件下的氧的通量：（1）氮为呆滞气体；（2）等摩尔逆向扩散。解：（1）（2)传热与传质模拟题二一、判断题1、热传导和热对流都没有能量形式的转化(）2、一般导电性好的金属，导热性也好（)3、毕渥数和努谢尔特数表达式一样，意义和用途也一样(）4、冷热流体进出口温度相同的情况下，逆流的对数平均温差大于顺流（）5、任何情况下，逆流的换热器有效度都大于顺流(）6、在工业高温范

10、围内，辐射主要是可见光（）7、自然界并不存在绝对的黑体、白体和透明体，它们都是理想模型（）8、影响扩散系数的因素主要是温度、压力和系统组分（)9、在传质设备的工程计算中,常用和（)10、稳态导热时通过长圆筒壁内的不同半径柱面上的热流密度相等 (）二、填空题1、雷诺类比假设紊流流动是由 层流底层 和 紊流核心 组成的.2、如果温度不仅随其 空间 变化，而且还随 时间 而变化，则该温度场称之为非稳定温度场。3、边界层内壁面速度梯度及温度梯度 最大 .4、格拉晓夫准则的数值反映 浮升力 与 粘性力 之比.5、太阳辐射最大单色辐射力对应的波长为=0.5m，据此可知太阳的表面温度约为_5795。2 k_

11、.6、普朗克定律确定了黑体单色辐射力eb和 波长 与 绝对温度t 之间的函数关系。7、呆滞组分是指 净通量为零 的组分。8、雷诺类比的结论是。9、有一o2(a）与co2（b）的混合物,温度为294k,压力为1.519105pa，已知ya=0。40，va=0。88 m/s，那么,ca= 24。86 mol/m3 ，= 1.64 kg/ m3 ，na= 。10、已知温度为288k,压力为1bar时,；那么，温度为303k，压力为2atm时,.三、简答分析题有二维温度场和二维浓度场，其中不存在化学反应和内热源，温度和浓度分布都不随时间变化,各种物性参数视为常数，其中的流动也不存在整体流动，不考虑两个

12、场的相互影响。x=0，温度恒为tw0，a组分的浓度为ca0 ；x=a,绝热，a组分的净通量为坐标y的函数；y=0，有温度为tf的流体流过，对流换热系数为，传质膜系数为kc；y=b，恒定热流密度，a组分无净通量。试写出以上关于温度场和a组分浓度场的完整数学描述温度场: 浓度场: 四、计算题1、一双层玻璃窗，宽1。1m，高1.2m,厚3mm，导热系数为1.05w/(mk）；中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用,导热系数为0.026w/（mk)。室内空气温度为25。表面传热系数为20w/(m2k）；室外空气温度为10，表面传热系数为15 w/（m2k）。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃

13、窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同.解：（1）双层玻璃窗情形，由传热过程计算式:(2）单层玻璃窗情形：显然，单层玻璃窗的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。因此，北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温.2、100w灯泡的灯丝温度为2800k，黑度为0。3.试计算；（1）灯丝所必需的最小面积（2）单色辐射力为最大值时的射线波长解:（1） 得：(2）由维恩位移定理，3、在油冷器中,油的进口温度th1=130,流量为0.5 kg/s,比热容为2220 。冷却水的进口温度tc1=15，流量0.3 kg/s，比热容为4182 。换热面积为2。4m2，传热系数.求顺流式和逆流式油冷器的

14、有效度和二流体的出口温度。解：油和水的热容量各为:则热容比为：传热单元数 （1）逆流式：则有，又 即 得到，(2)顺流式：则有,同样方法求冷却水出口温度：得，4、地面上的水层温度为30，厚度为1mm，该处的摩尔分数ya1=0.0295,水蒸发到周围空气之间膜厚度为5mm，该处的摩尔分数为ya2=0。0032，空气温度为30，压力为1atm，试计算这些水蒸发到周围静止空气中需要多少时间。解：以1m2的地面积为计算单位，被蒸发的水的体积：被蒸发的水的质量：被蒸发的水的摩尔数：单位时间单位面积上的扩散速率：查得那么，所以，因此,这些水蒸发到周围静止空气中需要的时间为：传热与传质模拟题三一、判断题1、

15、对流只能发生在流动的流体中（)2、换热系数与导热系数不同，它不是物性参数，而是与流体运动产生的原因，流动的状态,流体有无相变,流体的物性以及壁面的形状位置等许多因素有关（)3、相同温度下，黑体的辐射能力最强（）4、规定边界上的温度称为导热的第二类边界条件（)5、导热系数越大，对流换热系数越大;越大,越大；越大，越大（）6、对于短管和弯管,换热系数通常要比长的直管小些（）7、化学反应中，通常用（）8、等摩尔逆向扩散中，（）9、舍伍德数的物理意义是表面处浓度梯度与总浓度梯度的比值（）10、分子扩散系数的大小表示了物体导热能力的大小（）二、填空题1、多层平壁传热过程中，为增强传热，应设法提高 小 的

16、那个换热系数。2、温度梯度是一个 向量 ， 正向 朝着温度增加的方向.3、由两种不同材料制成的平壁紧密接触时进行的稳态导热过程，若已知1=2，（t1t2)（t2t3），则1 2成立。4、由于物性随温度变化,在对流换热条件下，流场内各处温度不同，自然各处的物性亦异.因此在计算中是以某一特征温度-定性温度来确定物性的。定性温度的选择有以下三种: 流体平均温度 、 壁面平均温度 、 流体与壁面的算术平均值 。5、可见光波长范围是 0。380.76m .6、黑体最大单色辐射力所对应的波长随温度升高向 波长减短 方向移动。其移动规律由 维恩位移 定律给出。7、基尔霍夫定律确立了物体发射辐射的能力与它的_

17、吸收 辐射的能力之间的关系.按照基尔霍夫定律，对灰体表面恒有_=_。8、弯管中,由于 离心力 的作用强化了对流换热，所以弯管修正系数必然 大于 1 。 9、在强迫对流换热中，若流体的流速减小,则对流换热系数将 减小 。10、已知温度为288k,压力为1bar时,；那么，温度为400k，压力为5atm时，。三、简答分析题设,边界条件为x=0时t=tw1,时t=tw2，试求一维稳态导热无内热源，厚度为的平壁内的温度分布和热流密度，并分析平壁内温度分布曲线形状。解：完整的数学描述为：解得：又 ， 积分:那么，又由 ，则有 故温度分布规律为：在时为凸曲线，时为凹曲线 四、计算题1、某热输管道内直径35

18、0mm，外直径400mm，材料导热系数为,在外侧包一层厚度为50mm的保温材料，其导热系数为，若管内表面温度为55,保温材料外表面与空气的对流换热系数为，试求：（1） 单位管长的散热量（2） 保温层内表面的温度解：（1）单位管长的散热量为： （2）得 2、外径为60mm的无缝钢管，壁厚5mm，管内有温度为95的热水，流速25 cm/s。管内表面温度为80.钢管水平放置于20的大气中,近壁面处空气作自然对流,试求管外表面温度及钢管外侧与空气的对流换热系数。(95时水的物性参数为：, ,管内强迫对流无因次准则方程：）解：，为紊流内侧换热系数为单位长度换热量为:由 得管外表面温度为：而 则外侧换热系数为3、某1-1型壳管式换热器利用水的余热预热空气，热水以50 kg/h的流量流过管内，进口温度80，出口温度45。空