传热学试题库

1、传热学试题库第一章概论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

2、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单位为W/(m2 K)。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单位为W/(m2-K)。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单位为W/(mK)。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

3、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，W/(m2-K)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。(W/(mK),W/(m2K),W/(m2K)6 .复合传热是指,复合传热系数等于之和，单位(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

4、,7 .单位面积热阻rt的单位是;总面积热阻Rt的单位是。mm2K/W,K/W)8 .单位面积导热热阻的表达式为。(8/入)名词解释1K是的对流传热量,1K是的辐射传热量,1K是的复合传热量,W/(m2,K)9 .单位面积对流传热热阻的表达式为。11/h)10 .总传热系数K与单位面积彳热热阻rt的关系为。(rt=1/K)11 .总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为。(Rt=1/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

5、为30W/(m2K),对流传热系数为70W/(m2K),其复合传热系数为。1100W/(m2.K)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0.035K/W,温压为70C,则其热流量为。(2kW)18 .一大平壁传热过程的传热系数为100W/(m2.K),热流体侧的传热系数为200W/(m2K),冷流体侧的传热系数为250W/(m2K),平壁的厚度为5mm,则该平壁的导热系数为,导热热阻为。(5W/(m.K),0.001(m2.K)/W)19 .总传热方程式可表示为j=或q=。(KAAt,KAt)2

6、.K/W,其导热系数为。11W/(m-K)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，入为导热系数，h为对流传热系数):(1)q=()A(2)q=(t)/A(3)q=入 e(4)q=h3 .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)提高降低(4)随机改变4 .下列哪一种表达式是错误的？()(1)q=XAt/S(2)q=hAt(3)q=kAt(4)qAt5 .导热系数的单位是：()(1)W/(m2K)(2)W/m2W/(mK)(4)m2.

7、K/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78W/(m2.K),则其单位面积对流传热热阻为多少？(1)78W/(m-K)(2)1/78m-K/W(3)1/78m2 K/W(4)78W/(m2K

8、)10 .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，q(2)热流密度，j(3)热流量，q(4)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q=500W/m2,冷、热流体间的温差为10C,其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少？()

9、(1)K=50W/(m2.K),rt2.K/W(2)K=0.02W/(m2.K),rt=50m2.K/W(3)K=50W/(m2.K),rt2K/W(4)K=50W/(m2.K),rt15 .平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个？(1)B/入(2)8/(KA)(3)1/h(4)1/(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

10、)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/(m2-K),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，

11、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)五计算题1 .有一大平壁，厚度为8,材料的导热系数为入，平壁一侧的对流传热系数为hi,流体温度为tf1，另一侧的复合传热系数为h2，环境温度为tf2，对于通过平壁的传热过程，试分析下列六种情形下壁温tw1、tw2的情况：8/入一0;(2)hi；(3)h2oo-(4)8/入=0,hi=h2；(5)8/入=0,hi=2h2；(6)8/入=0,hih2o(i)twi=tw2；(2)twi=tfi；(3)tw2=tf2；(4)twi=tw2=(tfi+tf2)/2；( 5)twi=tw2=2/3tfi-i/3tf2；(6)t

12、wi=tw2=i/3tfi-2/3tf2)2有一测量板状材料导热系数的仪器，一侧为加热面，另一侧为冷却面，两侧温度维持均匀、恒定，板状材料的两面与热面和冷面接触良好，无温度降，并且四周绝热良好，无散热。已知热面温度为i50，冷面温度为802。试确定板状材料的导热系数。(入=0.2079W/(mK)3 .墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为8i=200mm和82=80mm,导热系数分别为入i=0.8W/(m.K)和入2=0.iiW/(m K),炉墙内、外两侧表面温度分别为twi=600C和tw2=50CO试求炉墙单位面积的热损失.2)4.一暖房玻璃的表面积为i0m2,内、外表面温度分别为twi=i

13、0C和tw2=5C,玻璃厚度为3.5mm,玻璃的导热系数为i.4W/(mK).试求通过玻璃的散热量.()=20kW)5.一暖房玻璃的表面积为i0m2，玻璃厚度为3.5mm，玻璃的导热系数为i.4W/(m.K)，玻璃内侧空气温度为tfi=i8C,对流传热系数hi=5W/(m2.K),外侧空气温度为tf2=2C,对流传热系数h2=20W/(m2K).试求通过玻璃的散热量及内、外侧玻璃表面的温度。(),twi=5.33C,tw2=5.i7C)6. C,室外空气温度为25C。已知管外壁与空气的复合传热系数为iiW/(m2.K),试计算该热力管道的散热量.()=i2i.75kW)7.平均温度为120c的

14、过热蒸汽在直径(内径)为60mm的管道内流动，已知管内单位长度的散热热流密度为245W/m，蒸汽与管壁的对流传热系数为500W(m2.K)，试求管内壁面温度。(tw2=)8.有一表面积为i.5m2、表面黑度为i的散热片在宇宙飞船的舱外向温度为0K的宇宙空间散热，已知散热片的表面温度为87C,试求其散热量。（）=1428.5W）9.234、表面黑度为1的物体在壁温为25c的大型真空舱内，已知该物体的表面温度为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=入/cp,m2/s,材料传播温度变化能力的指标）150C,试分别求该物体向外发射的总

15、辐射能及与真空舱壁面的净辐射传热量。（）,（）净=684.07W）10.有一表面积为2m2、表面黑度为l的平板型物体，一侧表面（表面温度为150C）面向温度恒为25C的大型冷却舱，已知该表面与冷却舱内空气的对流传热系数为25W/（m.K）,平板厚度为15mm,平板的导热系数为1.15W/（mK）,试求：（1）该平板面向冷却舱一侧表面的复合传热系数；（2）该平板另一侧的表面温度。（h=35.95W/（m2.K）,tw2=208.6C）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（

16、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1K/m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：入 wW/（mK）（平均温度不高于350c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

17、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。.3t(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.(入 wW/(m-K)(平均温度不高于350c时)8 .已知材料的导热系数与温度的关系为入=入o(1+bt),当材料两侧壁温分别为ti、t2时，其平均导热系

18、数可取下的导热系数。(ti+t2)/2)4肋效率的定义为。9 .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tf)11 .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

19、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I(2)碳钢(3)不锈钢(4)黄铜5 .

20、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？

21、(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？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0.617kg/m3,比热为1.122kJ/(kgK),导热系数为0.0484W/(m.K),则其导温系数是多少？()2/sX10-6m2/

22、s2x1056m2/s15 .已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30C,材料的导热系数是22W/(m.K),通过的热流密度是300W/m2,则该平壁的壁厚是多少？()(1)220m(2)22m(3)2.2m16 .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。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？()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

23、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120C,三层热阻之比R入1、R入2、R入3=1：2:3,则各层的温度降为。(1)60C、40C、20C(2)70C、40C、10C(3)20C、40C、60c(4)10C、40C、70C23 .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5已知物体边界上的热流密度。6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

24、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24 .蒸汽管道的内外直径分别为68mm和100mm导热系数入1=63W/(m.C),内表面温度为140C。今采用玻璃棉垫料保温，入2=0.053W/(m.C)。若要求保温层外表面的温度不超过50C,且蒸汽管道允许的热损失qi=50W/m则玻璃棉垫料保温层的厚度至少为。(1)41mm(2)54mm(3)91mm(4)104mm2

25、5 .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？(1)t=f(x,y,z)(2)t=f(y,p)(3)t=f(x,y)(4)t=f(z

26、,x)30 .下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间？(1)Bi(2)Fo(3)Re(4)Pr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=X/cp),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

27、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At为At=tf-th=-tft-,其中ch(mH)(1)降低壁面与流体的温差(tf-t0),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ch(mH)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；减小入，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8,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

28、程表达式；并请说明导热问题常见的三类边界条件。，3k4丘士上一口-工t2t(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ax第一类边界条件：T0,tw=fw(X,T)第二类边界条件：T0,fw(X,)nw第三类边界条件：T0,shtwtfnw4 .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

29、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。)6 .管外包两种不同导热系数材料以减少热损失，若12,试问如何布置合理？7 .某一维导热平板，平板两侧表面温度分别为TI和丁2,厚度为。在这个温度范围内导热系数与温度的关系为1/T,求平板内的温度分布？8 .有人认为， 傅里叶定律并不显含时间， 因此不能用来计算非

30、稳态导热的热量。 你认为对吗？9 .导热是由于微观粒子的扩散作用形成的。迄今为止，描述物质内部导热机理的物理模型有哪些？用它们可以分别描述哪些物质内部的导热过程？10 .用稳定法平板导热仪对某厂提供的保温试材的导热系数进行测定，试验时从低温开始，依次在6个不同温度下测得6个导热系数值。 这些数据表明该材料的导热系数随温度升高而下降，这一规律与绝热保温材料的导热机理不符，经检查未发现实验装置有问题，试分析问题可能出在哪里？11 .在超低温工程中要使用导热系数很低的超级保温材料。如果要你去研制一种这样的新mHhPhAHpH,欲使测量误差At下降，可以采用以下几种措施:保温材料，试从导热机理出发设计

31、一种超级保温材料，列出你为降低导热系数采取了哪些措施？并解释其物理原因？试对比分析在气体中由分子热运动产生的热量迁移与在金属中自由电子热运动产生的能量迁移这两个物理模型的共同点和差异之处。在任意直角坐标系下，对于以下两种关于第三类边界条件的表达形式，你认为哪个对,哪个不对，或者无法判别？陈述你的判断和理由。在测量金属导热系数的实验中，为什么通常把试件制作成细而长的棒？高温下气体导热系数的测定有何困难？在实际中能否用常温下的数据来替代？肋化系数，肋效率和肋壁效率是如何定义的？在选用和设计肋片时它们有何用途？有两根材料不同，厚度均为2的等截面直肋A和B,处于相同的换热环境中，肋基温度均为To,肋端

32、绝热，它们的表面均被温度为Tf、对流换热系数h为常数的流体所冷却，且/1/h。现测得材料A和B内的温度分布如图所示，试分析材料A和B导热系数的大小。为测量管道内流体的温度，可采用温度计套管。实用中常常布置成如图所示的斜插形式，试从传热学的角度解释其合理性。24 .覆盖热绝缘层是否在任何情况下都能减少热损失？保温层是否越厚越好？25 .对室内冷冻管道和热力管道的保温层设计有何不同？26 .在管道内部贴上一层保温材料，是否存在某一临界绝热直径？为什么？27 .非稳态导热的正规状况阶段或充分发展阶段在物理过程及数学处理上有什么特点？28 .有人认为，当非稳态导热过程经历时间很长时，采用诺模图计算所得

33、到的结果是错误的。理由是：这个图表明，物体中各点的过余温度与中心截面过余温度的比值仅与几何位置和毕渥数Bi有关，而与时间无关。但当时间趋于无限大时，物体中各点的温度应趋于流体温度，所以两者是有矛盾的。你如何看待这一问题？29 .有人这样分析：在一维无限大平板中心温度的诺模图中，当越小时，/(h)越小，此时其他参数不变时，c/i越小，即表明c越小，平板中心温度就越接近于流体温度。这说明物体被流体加热时，其越小(CP一定)反而温升越快，与事实不符。请指出上述分析错误在什么地方？12.13.h(TfTx0)x0h(Tx0Tf)x014.15.17.18.一维常物性稳态导热中，温度分布与导热系数无关的

34、条件有哪些？发生在一个短圆柱中的导热问题，在哪些情况下可以按一维导热问题来处理？扩展表面中的导热问题可以按一维处理的条件什么？有人认为，只要扩展表面细长，就可以按一维问题处理，你同意这种观点吗？某材料导热系数与温度的关系为o(1bT2),式中o,b为常数，若用这种材料制成平板，试求其单位面积的热阻表达式。对于如图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？热面冷面(a)夹层冷面在下(b)夹层热面在下19.20.21.23.30 .试分析当Fo0,048m。)2.外径为250mm的钢管，若在其外表面包以6.5mm石棉(

35、入1=0.166W/(m-K),再在其外包以25mm的玻璃纤维(入2=0.043W/(m-K),玻璃纤维外表面温度为38C,钢管温度为315C,求单位长度钢管的热损失和两保温层界面的温度。(提示：这是一个一维通过双层圆筒壁的导热问题。答案：q=399.8W/m,twm=295.6C。由于钢管的管径比较大，保温层厚度相对较薄，可忽略管径曲率的影响，若用平壁公式计算，则答案为ql=394,8W/m,twm=297.5C,热流密度的误差为-1.25%,壁温的误差为+0.0064%,由此可见，用平壁公式计算圆筒壁的导热问题，要求管径足够大或d外/d内90?）时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续

36、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）070(2)Re104(3)l/d50(4)l/d10417 .对流传热以作为基本计算式。(1)傅里叶定律(2)牛顿冷却公式(3)普朗克定律(4)欧姆定律18 .从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好？(1)水冷(2)氢冷(3)气冷(4)水沸腾冷却19 .相变传热的特征为。(1)工质比体积变化较大(2)汽化潜热(3)(1)+(2)(4)工质比体积较大20 .冷却液润湿壁面的能力取决于。(1)液体的表面张力(2)液体与壁面间的附着力(3)(1)+(2)(4)(1)或(2

37、)21 .在饱和沸腾时，随着的增高，将会出现个换热规律全然不同的区域。壁面I寸热度，4(2)壁面过热度，6(3)热流密度，4(4)热流密度，622 .对流传热微分方程组共有几类方程？(1)2(2)3(3_4(4)523 .凝结液能很好的润湿壁面，形成完整的膜向下流动，称为。(1)凝结(2)膜状凝结(3)珠状凝结(4)稳态凝结24 .下列哪个不是影响对流传热的主要因素？(1)流动起因；(2)tw；(3)&；(4)换热面的几何形状。25 .对于Pr数，下列说法哪个是错误的？(1)它是动力粘度与热扩散率的比值；(2)它是研究对流传热最常用的重要准则；(3)对于层流流动，当Pr=1时，8=8t

38、;(4)它反映了流体中热量扩散和动量扩散的相对程度。26 .自由对流传热的流态主要取决于的数值。(1)Pr(2)Fo(3)ReGr27.如果流体的流动是由流体内部温差产生的密度差引起的，称为。(1)强迫对流(2)自由运动(3)湍流对流(4)层流对流28 .对流传热微分方程组包括。I、付立叶定律n、对流传热微分方程出、基尔霍夫定律W、连续性方程V、动量微分方程VI、能量微分方程(1) nniivv(2)Inmiv(3)nwvvi(4)mivvvi29 .Num其特征温度为。(1)流体温度平均温度(3)壁面温度(4)不定30 .当流体外掠圆管时，10Re50(或60)时，短管的上述影响可忽略不计，

39、当l/d50(或60)时，则必须考虑入口段的影响。7层流时的对流传热系数是否总是小于湍流时的对流传热系数?为什么?(提示：该问题同样可以从入口效应角度加以阐述。在入口段边界层厚度从零开始增厚，若采用短管，尽管处于层流工况，由于边界层较薄，对流换热系数可以大于紊流状况。)8什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机?(提示：用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例，(1)沸腾过程中，随着壁面过热度At的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段，临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应的最大热流密度；(2)当加热热流大于临界热流密度

40、时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇集形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数迅速下降，传热恶化；(3)汽膜的存在使壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000以上(水)，使设备烧毁。)9试述不凝性气体影响膜状凝结传热的原因。(提示：少量不凝性气体的存在就将使凝结换热系数减小，这可以从换热热阻增加和蒸汽饱和温度下降两方面加以阐述。(1)含有不凝性气体的蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层，将蒸汽隔开，蒸汽凝结必须穿过气层，使换热热阻大大增加；(2)随着蒸汽的凝

41、结，液膜表面气体分压力增大，使凝结蒸汽的分压力降低，液膜表面蒸汽的饱和温度降低，减少了有效冷凝温差，削弱了凝结换热。)五、计算题1.平均温度为40CC、内径为0.025m、长度1.5m的圆管。求油的对流传热系数和机油得到的加热量。(提示：这是一个油在圆管内进行强制对流换热的问题。答案：hc=88.9W/(m2.K),;418.9W。)2.温度为30c的风以5m/s的速度吹过一太阳能集热器表面，该表面可看作为正方形平面，一条边与来流方向垂直，表面尺寸为2.0X2.0m2,问当表面温度达到60C时被风带走的热量为多少？1/2Pr3,（当Re5Xl05）,特征尺寸为流体经过的板长（顺着来流方向的长度

42、）,定性温度为tm=（t“+tw）/2。（提示：这是一个流体通过平面的对流换热问题，可以通过计算雷诺数Re来判断用上述哪一个公式计算。得到努谢尔特数Nu后可得到流过平板的对流换热系数，再根据牛顿冷却公式得到换热量。答案：选用湍流公式，被风带走的热量为2.23kW。）3.一空气预热器中，烟气在直圆管内流过，管内径di=45mm,管长1.5m,烟气流速12m/s,平均烟气温度300C,管壁温度150C,试求单管的对流传热量.（提示：这是一个烟气在圆管内强制对流换热问题。答案：单管的对流换热量为2.21kW。）（提示：这是一个水在非圆形通道内强制对流换热问题，环形通道的尺寸用当量直径来计算。答案：对

43、流换热系数为11616.1W（m2.K）。）5 .有进口温度为80c的热水流过内径为20mm的螺旋管， 螺旋的直径为150mm， 已知水的流速为0.5m/s,螺旋管内壁的平均温度为35C,为了使水的出口温度低于40C,问需要多长的管子或螺旋数至少要几个？（提示：这是一个流体在弯管内的强制对流换热问题。答案：至少需要4.566m管子，或螺旋数至少10个。）6 .有一空冷器，空气在其中横向掠过管束传热，管排的横向间距S1=32mm,纵向间距s2=24mm,管子外径d=16mm,沿空气流动方向布置了6排管子，顺排排列。空气进入管束前的流速为6m/s,空气进、出口平均温度为140C,管壁表面温度为60

44、C,试计算其平均对流传热系数。（提示：这是一个空气横掠顺排管束的对流换热问题，计算雷诺数时要注意将空气进口流速转换为最窄截面流速计算。答案：平均对流换热系数为126.35W/（m2.K）。）7 .初温为30c的水以1.0kg/s的流量流经一套管式传热器的环形通道，水蒸气在内管中凝结，使内管外壁的温度维持在100C,传热器的散热损失可忽略不计。环形夹层内管的外径d1为40mm、外管内径d2为60mm,试确定把水加热到50C,套管要多长。已知水侧表面对流传热系数：Nuf=0.110.71d0.023RefPrfl,l1l。wl（提示：这是一个水在环形通道内流动的强制对流换热问题，计算公式已知，环形

45、通道的尺寸用当量直径来计算。答案：需要套管的长度为2.883m。）4.有一套管式给水预热器，内管的外径为为0.5m。给水在套管的环形流道内以加热，给水进、出预热器的温度分别为求内管外表面对水的对流传热系数。d=12mm,外管的内径d2=18mm,管长1.5m/s的流速流动，给水在预热器内被25c和85C,预热器内管壁温为95c.试8.某一矩形烟道，截面积为800mmx700mm,烟道长20m,烟道内恒壁温，tw=70C,现有tf（0）=230C的烟气流过该烟道，质量流量qm=1.6kg/s,试计算烟气的出口温度。已知通道内传热计算式:NuffPrfl,对于恒壁温下的管内流动有:hUx,其中U为

46、截面周长，h为对流传热系数，tf为流体平qmCp均温度，tf=0.5tf（x）+tf（0）（提示：这是一个烟气在矩形通道内流动冷却的换热问题，计算公式已知，由于烟气的出口温度未知，需要首先假设烟气出口温度来得到定性温度，然后根据计算结果校核出口温度，若假设值的偏差大于允许值，则代入重算，直至达到计算精度。答案：烟气出口温度为184.7C。）9.有一块长1m、宽1m的平板竖直放置于20c的空气中，板的一侧绝热，另一侧表面温度维持在60C,试计算该竖板的自然对流散热量。如果该板未绝热的一侧改为水平朝上或朝下放置，则其自然对流散热量又各为多少？（提示：这是竖板或水平板在空气中自然对流散热的换热问题。

47、答案：该平板竖直放置，自然对流散热量为160W;未绝热一侧改为水平朝上放置，自然对流散热量变为240W;未绝热一侧改为水平朝下放置，自然对流散热量变为50.49W。由此可见，平板热面朝上放置时的散热量最大，热面向下放置时的散热量最小，竖直放置的散热量介于两者之间。）10.有一水平放置的的热水管道，用保温材料保温，保温层外径200mm,外表面平均温度45C,周围空气温度15C,管道长度为1500m,试计算该蒸汽管道上由于自然对流而引起的散热量。（提示：这是水平管道外的自然对流换热问题。答案：自然对流散热量为135.9kW。）第四章辐射传热一、名词解释1 .热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动状态

48、改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。2 .吸收比：投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。3 .反射比：投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。4 .穿透比：投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。5 .黑体：吸收比a=1的物体。6 .白体：反射比p=l的物体（漫射表面）7 .透明体：透射比=1的物体8.灰体：光谱吸收比与波长无关的理想物体。9 .黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值，即物体发射能力接近黑体的程度。10.辐射力：单位时间内物体的单位辐射面积向外界（半球空间）发射的全部波长的辐射能。11 .漫反射表面：如果不论外界辐射是以一束射线沿某一方向

49、投入还是从整个半球空间均匀投入，物体表面在半球空间范围内各方向上都有均匀的反射辐射度Lr,则该表面称为漫反射表面。12 .角系数：从表面1发出的辐射能直接落到表面2上的百分数。13 .有效辐射：单位时间内从单位面积离开的总辐射能，即发射辐射和反射辐射之和。14 .投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能。15.定向辐射度：单位时间内，单位可见辐射面积在某一方向p的单位立体角内所发出的总辐射能（发射辐射和反射辐射），称为在该方向的定向辐射度。16 .漫射表面：如该表面既是漫发射表面，又是漫反射表面，则该表面称为漫射表面。17 .定向辐射力：单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射

50、的辐射能。18 .表面辐射热阻：由表面的辐射特性所引起的热阻。tf(x)tf(0)tftw19 .遮热板：在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以削弱辐射传热。20 .重辐射面：辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。二、填空题1 .热辐射是由于产生的电磁波辐射。热辐射波长的单位是,在工业范围内，热辐射的波段主要集中于区段。（热的原因，Wm,红外）2 .太阳与地球间的热量传递属于传热方式。（辐射）3 .黑体是指的物体，白体是指的物体，透明体是指的物体。灰体是的物体。（吸收比为0,反射比为0,投射比为0,光谱吸收比与波长无关的）4 .基尔霍夫定律表明，善于辐射的物体也善于,在同温度

51、下，黑体具有的辐射力，实际物体的吸收率永远1。（吸收，最大，小于）5 .有效辐射是之和。（发射辐射和反射辐射）6 .一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知A12,X1,2,则X2,1=。（）7 .将任意形状气体的辐射折合成一个假想的当量半球， 半球内气体与所研究的气体具有,球内气体对球心的辐射效果等于,该当量半球的半径称为。（相同的温度、压力和成份，所研究的气体对指定地点的辐射，平均射线行程）8 .物体的光谱辐射力与同温度下之比，称为物体的光谱发射率。（黑体的光谱辐射力）9 .角系数具有、的特性。（相对性、完整性、分解性）10 .表面辐射热阻应用于辐射传热计算，其值可用数学式表示为。1（灰漫

52、表面（或灰表面即可）,）A11 .气体辐射具有2个特点：;。（气体的辐射和吸收对波长具有明显的选择性，气体的辐射和吸收在整个容积中进行）12 .基尔霍夫定律指出了物体的与之间的关系。13 .辐射传热的空间热阻主要与有关。（两个表面之间的角系数及辐射换热面积）14 .辐射减弱系数是指射线经过单位长度时的能量与的能量之比。(被气体所吸收，投射)15 .辐射传热的表面热阻主要与有关。(表面黑度和辐射换热面积)16 .普朗克定律揭示了黑体光谱辐射力按变化的分布规律。(波长与热力学温度)17 .热辐射能量投射到物体表面上时，占投入辐射的百分比称为投射比。(穿透物体的辐射能)18 .在热平衡条件下，任何物

53、体对黑体辐射的吸收比恒等于。(同温度下该物体的黑度)19 .角系数相对性用公式可写成。(A1X1,2=A2X2,1)20 .增强或削弱辐射传热的原则是改变和。(系统黑度，温度条件)三、选择题1.有一个由六个平面组成的六边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4、5、6表示，已知角系数X12=0.1、X14=0.25,X15=0.25,X16=0.12,贝UX13为：()(1)0.35(2)0.72(3)0.37(4)0.282.一金属块的表面发射率为0.4,温度为227C,它的表面热车射力是多少？若表面氧化后发射率变成0.9,其表面热辐射力将如何改变？(1)1417.5W/m2,将增大(2)14

54、17.5W/m2,将减小(3)60.22W/m2,将增大(4)60.22W/m2,将减小3.影响物体表面黑度的主要因素是：(1)物质种类、表面温度、表面状况(2)表面温度、表面状况、辐射强度(3)物质种类、表面温度、表面颜色(4)表面颜色、表面温度、表面光洁度4.在两块平行的黑度相同的大平板之间插入一块同样黑度的遮热板后，两平板之间的辐射传热量与未加遮热板时相比减少了：()(1)0.2倍(3)2倍(4)3倍5.对于边长为15m的立方体内的气体辐射，气体对整个包壁辐射的平均射线行程等于：(1)15m(2)7.5m(3)9m(4)4.5m6.在同温度条件下的全波谱辐射和吸收，下列哪种说法是正确的(

55、1)物体的辐射能力越强其吸收比越大(2)物体的吸收比越大其反射比越大(3)物体的吸收比越大其黑度越小(4)物体的吸收比越大其辐射透射比越大7.下列哪个定律可用来计算黑体光谱辐射力？(1)斯蒂芬波尔兹曼定律(2)基尔霍夫定律(3)斯蒂芬公式(4)普朗克定律8.单位时间内离开单位表面积的总辐射能称为什么？(1)有效辐射(2)辐射力(3)辐射强度(4)反射辐射9.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是：热辐射(2)热对流(3)导热(4)都不是10.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是什么？么？()(1)基尔霍夫定律，黑体辐射力(2)斯蒂芬波尔兹曼定律.黑体辐射力(3)普朗克定律，光谱辐射力(4)四次

56、方定律，背景辐射力20、一般不能将气体当作灰体处理的原因是什么？(1)因为气体含灰(2)因为气体辐射在整个容积中进行(3)因为气体辐射对波长有诜择性(4)因为气体的辐射能力很弱，可以看作热辐射的透明体22 .能够全部吸收各种波长辐射能的理想物体称为(1)黑体(2)白体(3)灰体(4)透明体23 .单位时间内离开表面单位面积的总辐射能被定义为(1)减少导热(2)减少对流传热(3)减少对流与辐射传热(4)减少导热与对流传热11.在保温瓶内胆上镀银的目的是什么？()(1)削弱导热传热削弱辐射传热(3)削弱对流传热(4)同时削弱导热、对流与辐射传热12.有一个由两个圆筒表面组成的环形长通道，其外筒的内

57、径是d1/d2=2,问角系数X1,2与X2,1,分别为多少？(1)X12=05X2,1=l(2)X1,2=0.25,X2,1(3)X1,2=1,X2,1=0.25(4)X1,2=0.5,X2,113.物体能够发射热辐射的最基本条件是下述哪一个？(1)温度大于0K(2)具有传播介质(3)真空状态(4)表面较黑14.下述哪种气体可以看作热辐射透明体(T=l的气体)?(1)二氧化碳(2)空气(3)水蒸气(4)二氧化硫气体15.下列各种辐射中哪种辐射的光谱不能看作是连续的？(d1,内筒的外径是d2,且)(1)灰体辐射(2)黑体辐射(3)发光火焰辐射气体辐射16.烟道中有一支热电偶，热电偶表达式应为下述

58、哪一个？(黑度s1)与烟道内壁面(黑度e2)辐射传热的系统黑度gs)111.(1)1(2)e1(3)1(4)017、某一封闭系统只有1、2两个表面，A1=2A2,X1,2=0.25,则X2,1及X2,2各为多少？(1)X2,1=0.5,X2,2=0.25(2)X2,1=0.25,X2,2=0.5(3)X2,1=0.5,X2,2=0.5(4)X2,1=0.25,X2,2=0.7518、下述关于辐射传热的表面热阻的表达方式中正确的是哪一个？1(1)A1XI,2A(2)一111彳1一一112A19、 公式EbT4上(其中100C0=5.67W/(m2K4)是什么定律的表达式？其中Eb指的是什(1)投

59、入辐射(2)吸收辐射(3)有效辐射(4)反射辐射24 .对于气体来说，吸收能力差的物体能力。(1)反射，差(2)反射，好(3)穿透，差(4)穿透，好25 .黑体的绝对温度之比为3,则其辐射力之比为(1) 1(2)3(3)9(4)8126 .黑度分别为0.3和0.8相距甚近的两块大平行平板之间进行辐射传热， 试问当其间设置黑度为0.04的磨光铝制遮热板后，传热量减小为原来传热量的百分比最接近于下列那数？(1) 5%(2)10%(3)15%(4)20%27 .对于固体和液体来说，吸收能力大的物体能力。反射，差(2)反射，好(3)穿透，差(4)穿透，好28.描述黑体表面辐射能量按空间方向的分布规律称

60、为(1)普朗克定律(2)兰贝特定律(3)斯帝芬-玻尔兹曼定律(4)基尔霍夫定律29.描述黑体的光谱辐射力与波长和绝对温度之间的函数关系称为。普朗克定律(2)维恩定律(3)斯帝芬-玻尔兹曼定律(4)基尔霍夫定律30 .下列哪个属于表面辐射热阻？(1)1/(AX)(1-E)/(A)(3)8/(入A)(4)1/(aA)31 .一般工程上所用的管道，当L/d时，可以不考虑入口效应的影响。(1)20(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