传热学基础试题及答案

1、传热学基础试题 、选择题 1. 对于燃气加热炉：高温烟气f内炉壁f外炉壁f空气的传热过程次序为 B.对流换热、复合换热、导热 D.复合换热、对流换热、导热 对对流换热的影响。 D.可能大于、小于 、温度为77 C的水流经27C的壁面, x 104 W/m2 x 104 W/m2 A.复合换热、导热、对流换热 C.导热、对流换热、复合换热 2 温度对辐射换热的影响（） A.等于 B大于C小于 3 对流换热系数为1000W/ （ m2 K） 其对流换热的热流密度为（） x 104W/m 2 x 104 W/m2 4 在无内热源、物性为常数且温度只沿径向变化的一维圆筒壁（ti t2,ri 70 10

2、4C.I/d50d104 14. 下列各种方法中，属于削弱传热的方法是() A.增加流体流度B.设置肋片 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻 增加 15. 冷热流体的温度给定，换热器热流体侧结垢会使传热壁面的温度() A.增加B减小C不变D.有时增加，有时减小 16. 将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是() A.减少导热B.减小对流换热 C.减少对流与辐射换热D.减少导热与对流换热 17. 下列参数中属于物性参数的是() A.传热系数B.导热系数 C.换热系数D.角系数 18. 已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为300 C和150 C,冷流体进出

3、 口温度分别为50 C和100 C,则其对数平均温差约为 () A.100 CB.124 CC.150 CD.225 C 19. 有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4 表示，已知 角系数 X1, 2=,X1, 4=,则 X1, 3 为() A.0.5B.0.65C.一金属块的表面黑度为，温度为 227 C， 它的辐射力是 ()；若表面氧化后，黑度变为，其辐射力将 () ，将增大，将减小 ，将增大，将减小 21. 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 22. 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

4、B.雷利数C.普朗特数 D.努谢尔特数 23. 单位面积的导热热阻单位为（） A. m2 J温度为20 C的空气流经 50 C的壁面，其 对流换热的热流密度为（） A. lx 10+W7 m2B. 10*V/ /m2C. - xW/m2 D.103W/m2 26. 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 相同B.粗管内的大 C.细管内的-大 D.无法比较 27. 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 28. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（

5、） A.有效辐射B.辐射力 C.反射辐射D.黑度 29. （）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 30. 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 31 .对于过热器中：高温烟气t外壁t内壁t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 32 .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 33 对流换热系数为1000W/（m 2

6、K）、温度为77 C的水流经 27 C的壁面，其 对流换热的热流密度为（） A. 8x 104 W/m2 X 10 4 W/m2 C. 7X 10 4 W/m 2 D. 5x 104 W/m2 34 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.v 50 D. = 100 35 .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 36 下述哪个参数表示传热过程的强烈程度（） A. k B.入C. a c D. a 37 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

7、D .浮升力和粘性力 38 .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 39 .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 40 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 51. 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B.导热，对流换热，辐射换热 C.对流换热，复合换热，导热D.复合换热，对流换热，导热 52. 由表面

8、1和表面2组成的封闭系统中：X 1,2X 2,1 。 A.等于B.小于C.可能大于，等于， 小于D.大于 53. 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. 1 时，则（） 3 i S 3 . - ar 册fQw咲） 83. 管壳式换热器归类于（） 间壁式回热式混合式再生式 84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 85.表示A组分质量浓度的符号是（） C A ：AC B B 二.填空题 1 .如果温度场随时间变化，则为 0 2. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时 o 3. 导热微分方程式的主要作用是确定 o

9、 4. 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。 5. 物体的辐射力 ，其吸收率o 6. 对流换热求解准则关系式时，除可采用解析法外，还可采用和 0 7 .有效辐射为o 。 21. 如果温度场随时间变化，则为 。 22. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时 。 23. 导热微分方程式的主要作用是确定 。 24. 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。 25. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。 26. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。 27. 普朗克定律揭示了 按波长和温度的分布规律。 28. 角系数仅与因素有关。 29. 已知某大

10、平壁的厚度为15mm，材料导热系数为二Y-，壁面两侧的温 度差为150 C,则通过该平壁导热的热流密度为 。 30. 已知某流体流过固体壁面时被加热，并且-1 1 , - 流体平均温度为 40 C，则壁面温度为。 31 .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 。 32 .已知某换热壁面的污垢热阻为(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。 33 采用小管径的管子是对流换热的一种措施。 34 壁温接近换热系数一侧流体的温度。 35 .研究对流换热的主

11、要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。 36 .热对流时，能量与同时转移。 37 导热系数的大小表征物质能力的强弱。 38 一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。 39 在一定的进出口温度条件下， 的平均温差最大。 40 是在相同温度下辐射能力最强的物体。 41. 在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为 180 和 100 ，冷流 体的进出口温度分别为 40 C和80C,则对数平均温差为 。 42. 已知一灰体表面的温度为127C，黑度为，则其车辆辐射力为 。 43. 为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 一侧。 44. 灰体就是吸收率与 无关的物体。 45. 冬季室内

12、暖气壁面与附近空气之间的换热属于 换热。 46. 传热系数的物理意义是指 间温度差为1时的传热热流密度。 47. 黑度是表明物体 能力强弱的一个物理量。 48. 肋壁总效率为 与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。 49. 在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻 一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。 50. 12型管壳式换热器型号中的2”表示 。 三简答题 （每小题 4 分， 40分） 1. 材料导热系数入=入o+bt，单层平壁一维稳态导热温度分布如何依 b变 化，为什么 2. 试简述导热问题常见边界条件。求解非稳态导热问题时，在利用非稳 态导热微分方程的同时，还

13、应根据具体问题给出那些说明此问题具体 特性的补充条件。 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. 相似现象应满足什么条件 5. 计算对流换热的换热系数h的步骤是什么 6. 写出毕渥准则与努塞尔特准则数的定义式，并说明它们的物理意义，比 较两者不同之处。 7气体辐射有哪些特点 用于一般物体 8. 从基尔霍夫定律可以看出物体的黑度等于吸收率的结论, 时的两个约束条件是什么灰体是否还需要这些条件吗 9. 根据图1,试从物体内部及外部来分析其热量收支差额Q T h A G 10. 在两个物体表面的辐射换热过程中采用遮热板可以起到什么作用，为 什么

14、 当遮热板的两个表面的黑度不同时，遮热板的黑度大的表面朝向温度 高的方向和温度低的方向会带来什么结果。 11. 用准则方程式计算管内紊流对流换热系数时，为什么对短管需要进行修正（即使用 管长修正系数进行修正）。 12. 请分析遮热板的原理及其在削弱辐射换热中的作用。 13. 简述非稳态导热的基本特点。 14什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 15. 简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。 16. 角系数有哪些特性 得分 四、计算题(每小题12分，共24分) 1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

15、数分别为(m C和(m C),炉墙内外侧壁面温度分别为 700 C 和50 C,试计算： (1) 该炉墙单位面积的热损失； (2) 若以导热系数为(m C)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。 2. 如图4所示，由两个平面组成的系统在垂直于纸面方向上是很长的，试 用代数法确定角系数X21，X12。ab=3m bc=4m. a F1 F2 图4 3. 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，钢管内壁及保 温层外壁温度分别为 220 C及40 C，管长为10

16、m。试求该管壁的散热量。 4. 一内径为75mm、壁厚2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为60 ：二三，管内热水温度为 90 C，管外空气温度为 20 C。管内外的换热系数分 别为二山和工厂二。试求该热水管单位长度的散热量。 5 .两块平行放置的平板1和2，相关尺寸如图示。已知：ti =177 C、t 2 =27 C、 e 1 =、 2 =、 Xl,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 2m 6 .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 C和60 C，比热为4174J/(

17、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。 7. 平壁，厚度 =80m m,两表面温度分别维持在 20 C和0C ,平壁的高温面受到流 体的加热，流体温度 tf = 100C ,表面传热系数二=；：W/(m2k)。当处于稳态时，试 确定平壁材料的导热系数。 8. 压缩空气在中间冷却器的管外横掠流过，ao =90W/(m 2 k)，冷却水在管内流过 a1 =6000W/(m 2 k)。冷却管是外径为 16mm，厚1.5mm的黄铜管。求： 1)此时的传热系数； 2 )若管外表面传热系数增加一

18、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。 9. 一平壁水泥泡沫砖构成，厚度为50cm，导热系数，高 温面维持200 C、低温面为50 C。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 C处，距离高温墙面的厚度为 多少 10. 30 C的大铜板，被置于400 C的炉中加热10分钟后，测得铜板温度上升到 150 C。 已知铜板两侧与周围环境间的表面传热系数为125W/(m 2 k),铜板的=8440kg /m3, Cp =377J/, = - ：l?7 ，7：。试估算铜板的厚度是多少 得分 五、论述题（6分）试述对流换

19、热中换热系数 h的影响因素 传热学答案 一选择题； 1. A 2. B 3. D 4. A 6. D 7. C 8. C 9. B 27. A31A 32 B 33 . D 34 C 35 D 36 A 37 B 38 C 39 C40 A 51 A 52. C 53. B 54. A 55. D 56. D 57. D 58. C 59. D 60. C 61. 6 2. 6 3. 64.65. 6 6. 67.6 8.6 9. 70. 7 1. 72.73.74.75.76.77.78.79.80.81. 82.83.84.85. 二、填空题 1.（2分）非稳态温度场2.（2分）强 3.

20、（2分）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）4. （2分）对流换热系数5. （2分）越大，越大； 6. （2分）相似准则法，量刚分析法 7. （2分）物体本身辐射与反射辐射 之和8. （2分）越大，越大；9. （2分）相对性，完整性；10. （2分）减 小传热系数，减小温差。11.冷热流体（或热、冷流体）温度差为1 C时的传热热流 )，W/(m 2 K)(或 密度（若答成“表示传热过程强烈程度的物理量”也可算对 流体相变情况 （次序不可颠倒） W/（m 2 C）。 12. 流动状态流动起因流体物性 13. 珠状凝结膜状凝结膜状凝结 14.0.025（m

21、2 K）/W （数据和单位各1分） （m2 K）（数据和单位各1分） 16. 物体表面与周围介质之间的换热情况 17. 导热微分方程 18. tm=tm逆，为温差修正系数 19. 灰漫表面（答成“灰表面”也算对） 21.非稳态温度场12.强 23. 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） 24. 小于或“”15小或“低” 26.小于17.黑体单色辐射力或 -: 28. 几何m 2 C 31 .x 10 -4 (m 2 k ） /W （若没写单位，扣 分。） 32 .(m 2 k ) 或 309W/( m 2 k )或 308W/ (m 2 k )(若 不写

22、单位，扣 分） 33 强化34 .较大 35 . 对流换热系数（或aC均可） 36 质量（或物质） 37 .导热38 .小于 39 . 逆流40 .黑体 41 .C或 C（若不写单位，扣分） 42 . m 2或726W/m 2 （若不写单位 ，扣 分） 43 .冷流体44 .波长或“入复合15.复合 46 .热冷流体（或冷热流体也可，热流体和冷流体）也可） 47.辐射18.肋壁实际散热量 49.较大或“大、较高” 20管程数 三、简答 11、（1）在入口段，边界层有一个形成的过程，一般由薄变厚， （2）边界层的变化引起换热系数的变化，一般由大变小，考虑到流型的变化，部 长度上可有波动，但总体上在入口段的换热较强（管长修正系数大于1）。 当l/d50（或60）时，短