传热学答案总结2007

1、浙江大学传热学 2007 年一、填空121.2.固体的导热系数，特征长度，固体内部导热热阻与其界面上换热热阻13. R A1 X1,24.光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体5. t2ta x26.规定了边界上任何时刻的温度值； 规定了边界上任何时刻的热流密度值为零； 规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数 h及周围流体的温度t f7.单原子气体和分子结构对称的双原子气体，不对称的双原子和多原子气体8.在导热现象中时间内通过给定截面的热量正比例于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。材料导热性能的优劣1129.10.效应修正系数：温差影响，段影响，

2、非圆形截面的管道11.大c1.247 1.005103 14.1610612. Pr 0.707a0.025113.自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、稳定膜态沸腾1 1 1 0.025m2 K / W114. R RR081015. tm tm 逆二简答题1.解：换热器中应用肋片主要目的是强化换热和降低换热器壁温，当换热器一侧的热阻较大时，应对热阻较大一侧进行强化换热，而加装肋片是一种较为有效的方法。当换热器热流体一侧的传热系数较大而热阻较大时，加装肋片强化换热后，可降低壁温。换热器管内单相流时，加装肋片后，还可以减薄或破坏边界层，以增加流体的扰动，强化换热器传热。2.解：在封闭空腔的壁面上开一个

3、小孔，设法使空腔壁面保持均匀的温度，这时空腔上的小孔就具有黑体辐射的特性。这种带有小孔的温度均匀的空腔就是一个黑体模型。这时因为当辐射能经小孔射入空腔时，在空腔内要经过多次吸收和反射，而每经过一次吸收，辐射能就按照内壁的吸收率的份额被减弱一次，最终能离开小孔的能量是微乎其微的，可以认为完全被吸收在空腔内部。所以就辐射特性而言，小孔具有黑体表面一样的性质。另一方面，在这样的等温空腔内部，辐射是均匀而且各向同性的，空腔内表面上的辐射（指有效辐射，包括表面的自身辐射及反射辐射在内），就是同温度下的黑体辐射。因此，带小孔的等温空腔可以看成黑体。3.解： 2h散热量为最大值时的直径 d称为临界热绝缘直径

4、。00在圆管外加保温层，既可能使散热量减少，也可能使散热量增加。这是因为保温层的加入一方面使导热热阻增加，另一方面可使对流热阻减少。若外直径为 di 的圆管外绝热层使直径为d0 （ d0 di ），圆管外表面温度为twi ，绝缘层表面外侧流体温度和表面传热系数分别 (twi t f 0 ) 为tf 0 和h0 。则 1 ln d0 1 l2dih0d0从上式可以看出：保温层的加厚（即d0 增大）一方面使导热热阻Rln d0 增加，另一方面使对流热阻R 11减小。可以证明，当2dcdcvh d i0 0d () 0 即 Bi h0dcr 2 时，达到极值点。即以d 为分界点，如圆管crdd0外径

5、小于dcr 时，随着直径d0 的增加，散热量增加；若圆管外径大于dcr ，则散热量随d0 增加而减小。直径dcr 即称为临界热绝缘直径。4.解：a cpNu hlPr vaRe ulv由管内及管外强迫对流换热的实验关联式：Nu c Rem Prn 知 h c Rem Prnl ul m v nc a lvnm c ul vlv cp clu vm1 m mn nmcnp其中 、v 、 、cp 为流体的物性参数；由上式知：对流换热系数h 随流体密度 和比热cp 的增加而减小；对流换热系数h 随流体导热系数的增加而增加；当mn 时，n-m0，对流换热系数h 随运动粘度 的增加而减小；当m0，对流换

6、热系数 h 随运动粘度的增加而增加。5.解：首先，在流体条件一样的条件下，横向冲刷管束与流体在管外纵向冲刷时，在管束表面形成的边界层是不一样的，流体横向冲刷管束时，当流体的雷诺数达到一定的数值时，在管束表面会形成边界层的分离，产生扰流脱体，产生旋涡，尾流会继续对后面的管子产生影响，从而加强了流体的扰动，增强了换热系数，而对于流体在管外纵向冲刷，由于流体流向与管道轴向一致，边界层就不会产生分离，这样在其他条件一样的条件下，纵向冲刷的换热系数就比横向冲刷时的传热系数小。三计算题1.解：已知：t 30 oc ，t 100 oc ，t 60 oc ，q 0.2 kg，q 0.1kg，ss水m水m油油油

7、di =25 mm ， do =45 mm 。设需要的为l ，换热量 。由热平衡关系 ： qct t qct t代入数据，m水 水水水m油 油 油油qct t qct t 0.2 417（8 30） 0.1 2131100 60tm水 水水水m油 油 油油水得=40.2 oc ， t 59.8oc ， t 30 oc ， =8524 Wt水maxmin tmax tmin59.8 30 29.8 42.57 oc再由对数平均温差： t=ln tmaxmln 59.80.70tmin305.56 h油 0.045对于油侧，由机油的 Nu =5.56，即0.138Wm2.Kh油 =17.05q2d

8、 u 对 于 水 侧 ， 由 流 量 公 式 ：代 入 数 据 得 m水 i 40.02520.2994m u 3.14，即u 0 . 4 1s4Re udi再由代入数据得Re udi 994 0.41 0.025 1.41104725106再由Nu 0 . 0 2 30R8e0P 4rNu h水di h 0.025 0.0231.41104 0 8 4.850 4即得0.625h水 =2255.25W m2 .K再 由以 圆 管外 侧 面积 为 基 准 的 传 热 系 数 公 式11 16.95 W（其中，忽略壁面k m2.K1 d110.04510 h水 dih油2255.250.0251

9、7.05的导热热阻）由 传热方程 kA0tm k d0 l tm即8 5 2 41 6 . 9 5 3 . 1 4 l0 .0 4 54 2 . 5 7得 l 83.60m2.解：1）运用集总参数系统的判断公式： Bi hl 0.1 20 0.25103由 Bi hl 0.125103 0.1 可知，该系统能看成集40总参数系统。2）根据时间常数的定义式：8900 2.0103 4 0.25103 3 cVhA 3 74.17s20 4 0.25103 2c t 3）由公式t tcV009 8e x p 1 1 00即 =273.61 s得7 4 . 1 72 01 0 04）要想把时间减少可采取那些措施：要减少时间常数， cV即减少，从公式中可以看到，想把时间减少可chA采取那些措施有：改善表面换热条件（增大hA ），减少热电偶自身热浙大客栈专业提供，笔记资料联系容量（减少cV ）可以减少时间。3.解:由上面简答题第二题证明：空腔中的辐射具有下列两个重要的性质 1）辐射是各向同性的（同一点任意方向上的辐射强度相等）和均匀的（各点的辐射强度相等）。2）辐射恒等于黑体辐射。封闭空腔中任一点的辐射力一定等于黑体辐射，所以只要在封闭空腔的壁面上开一个小孔，从孔中射出的辐射就与温度为腔壁温度的黑体辐射