传热学试卷及答案6套

传热学试卷1一、填空题（每小题2分，共16分）1、导温系数a表征了物体的能力；流体粘度v和a的比值组成的无量纲数是。2、强化遮热板作用的方法是和。3、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究传递和传递之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。4、第一类边界条件是。5、若炉膛内的火焰温度在1400°C,则炉膛火焰中最大光谱辐射能量所对应的波长约为。6、一台换热器，冷流体的入口温度为20C,出口温度为50C,热流体入口温度为100C,出口温度为60C，则该换热器的效能为。7、当Pr>1时，热边界层的厚度流动边界层的厚度。8、一个含有内热源的大平板，其导热系数为50巧-K），测得在稳定情况下，其内部温度分布为：t=50-2500x2，则平板内的内热源生成率为W/m3。二、单项选择题（每小题2分，共16分）1、下列表述正确的是。A、对漫射表面，光谱吸收比等于光谱发射率B、吸收比等于发射率C、定向辐射强度与空气方向无关2、绝大多数情况下强制对流时的表面传热系数自然对流的表面传热系数。A、小于B、等于C、大于D、无法比较3、下列材料表面的法向黑度为最小。A、水B、镀锌的铁皮C、各种颜色油漆D、磨光的铭4、在其他条件相同的情况下，下列—物质的导热能力最差。A、合金钢B、空气C、水D、油5、格拉晓夫准则济越大，则表征—。A、浮升力越大B、粘性力越大C、惯性力越大D、动量越大乃4Ad——6、当量直径eP中P表示。A、长度B、宽度C、润湿周长D、周长7、表面辐射热阻与无关。A、表面粗糙度B、表面温度C、表面积D、角系数8、水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取。A、圆筒的长度B、圆筒外径C、圆筒内径D、圆筒壁厚度三、简答与分析题（每小题5分，共20分）1、当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？2、当大气中三原子气体比例增加时，会出现所谓大气温室效应，试说明其原因？3、什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作？4、图1示出了常物性、有均匀内热源济、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（不需要整理）。四、计算题（每小题12分，共48分）1、水以】2松/，的流量在内径为30mm的管内流动，管子内表面温度为100°C，进口处水的温度为40C。试求水被加热到80C时所需管长。（不考虑修正）2、热电偶的热接点可近似地看作球形，已知其直径d=0.5mm,材料的密度P=8500炫/m、比热容°=4007/（kg/K）、导热系数人=110W/（m-K）。热电偶的初始温度为25°C，突然将其放入120°C的气流中，热电偶表面与气流间的表面传热系数为80巧/灼2-K）。试求：⑴热电偶的时间常数；⑵热电偶的过余温度达到初始过余温度的1%时所需要的时间。3、有一圆柱体，如图2所示，表面1温度〈=550K,发射率［=°.8,表面2温度T2=275k，发射率e2=°.4，圆柱面3为绝热表面，角系数、3,1=0'308求：⑴表面1的净辐射损失;⑵绝热面3的温度。4、质量流量为2000kg/h的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从〈=80°C被冷却至《'=30°C，其定压比热容7=2.093灯/（kgK）。进口温度为《=20C的冷水在盘管外流动用来冷却变压器油，出口处水温《'=25C，水的定压比热容Cp2=4.174kJ/（kgK）。水侧表面传热系数为580w/（n2-K），油侧表面传热系数为150W/（n2"K）。钢盘管的导热系数为40W/（m成），污垢热阻总共为。.。007"•K'W。若盘管的直径为04m，管的外径x壁厚为57mmx35mm。求螺旋盘管的最小长度、盘数与水的质量流量。附：管内强制对流实验关联式Nu=0.023Re0.8Pr（湍流）Nu=1.86「RePr当3（层流）"LJ饱和水的热物理性质tCPkg/m3ckJ/(kg•K)人x102w/m•k)Vx106m2/sPr50988.04.17464.80.5563.5460983.24.17965.90.4782.9970977.74.18766.80.4152.55传热学试卷2一、填空题（每小题2分，共16分）1、蒸汽在壁面上凝结有两种形式，即珠状凝结和；通常其中的表面传热系数更大些。2、大空间自然对流换热处于流态时有自模化特征，此时表面传热系数与无关。3、4个等温、常物性表面构成的封闭系统，此系统一共有个角系数。4、有效辐射J由和两部分组成。5、第二类边界条件是。6、实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量之比称为。7、基尔霍夫定律数学表达式为。8、换热器热计算的计算方法有平均温差法和两种方法。二、单项选择题（每小题2分，共16分）1、下列材料在常温下导热系数最大的是。A、纯铜B、纯铁C、黄铜。、天然金刚石2、下列工质Pr的数最小的是。A、水B、空气C、液态金属D、变压器油3、水平圆筒外的自然对流换热的特征长度应取。A、圆筒的长度B、圆筒外径C、圆筒内径D、圆筒壁厚度4、将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是。A、减少导热与对流换热B、减少导热C、减少对流换热D、减少对流和辐射换热5、自然对流换热的Gr数表示—之比的一种度量。A、惯性力与粘性力B、浮升力与粘性力C、浮升力与惯性力6、对于管内湍流换热的实验关联式，当管长较短时，需要进行入口效应修正，其修正系数是一个的值。A、大于1B、小于1C、等于17、饱和水蒸汽在水平圆管外凝结，且/d，圆管的壁温恒定，则以下的方案可以增加单位时间内的凝结水量。A、将圆管垂直放置B、将圆管倾斜放置C、在圆管外面加装低肋管8、定向辐射强度与方向无关的规律称为。A、普朗克定律B、四次方定律C、维恩位移定律D、兰贝特定律三、简答与分析题（每小题5分，共20分）1、某办公室由中央空调系统维持恒温，人们注意到尽管冬夏两季内都是20°C，但感觉却不同。2、一个常物性、含均匀内热源的二维稳态导热问题，在直角坐标系中利用有限差分的数值方法求解，试列出任意内部节点的差分方程（不需要整理）。3、在夏天的室外，人们感觉穿浅颜色的衣服会比深颜色的衣服凉爽，在钢厂的高温车间，工人穿浅颜色或深颜色衣服是否会有区别？并解释。4、换热微分方程与导热问题的第三类边界条件表达式有什么区别？四、计算题（每小题12分，共48分）1、水流过1=10m的直管时，从25C被加热到35C，管子内径为20mm，水在管内的流速为2m/^，求管壁的平均温度是多少？2、直径为30mm的钢球，具有均匀的初始温度450C，突然将其放入温度保持为100C的恒温介质中，已知钢的导热系数为46.5W/（m-幻，比热为0.5sCg-K），密度为7600kg/m3，钢球与介质间的表面换热系数为11.6W2-K），求：钢球的时间常数及钢球被冷却到150C所需的时间。3、下图表示一个半球表面3,其黑度为£3=0.475，并且处于辐射平衡中。被半球表面所覆盖的圆盘的一半为灰体表面，记作表面1，其黑度£1=0.35，温度＜=555K，而圆盘的另一半表面即表面2为T2=333K的黑体。半球的直径为0.3m。试求:⑴画出该系统的辐射网络图；⑵计算表面1和表面2之间的辐射换热量。4、有一台壳管式换热器用来冷却润滑油。冷却水在管内流动，水的入口温度为20°C，出口温度为40°C，流量为3kg/s，热油入口温度为120C，出口温度为60C，传热系数为500W；^2-K)，温差修正系数W=。.97。若水和油的定压比热容分别为项4"/«g-犬)和2.\48kJ/(kg-K)，试求油的流量和所需的传热面积。附：管内强制对流实验关联式Nu=0.023Re0.8Pr(湍流)(DA1一_Nu=1.86RePr—3(层流)"L)饱和水的热物理性质tocPkg/m3ckJ/(kg-K)人X102W/(m-K)VX106m2/sPr30995.64.17461.80.8055.4240992.24.17463.50.6594.3150988.04.17464.80.5563.54传热学试卷3一、四选一填空题（每空2分，共20分）【】在采暖散热器的外部加装肋片是因为它的外表面对流传热系数小；B.导热系数大；C.对流传热系数大；D.导热系数小【】为了提高炉温的测量精度，所采用的热电偶应尽量全裸；B.加套管并带抽气式；C.带套管式；D.无所谓【】实际物体的吸收比取决于它的A.有效辐射特性；B.本身情况和投入辐射特性；C,自身情况；D.投入辐射特性【】要提高遮热板的隔热效果，其遮热板最好采用A.高表面黑度；B,粗糙表面；C.低表面黑度；D.光滑表面【】将叉排布置的管束与顺排布置的管束相比，叉排布置管束的特点是A.传热量小、阻力大；B.传热量小、阻力小；C.传热量大、阻力小；D.传热量大、阻力大【】在凝汽器上加装抽气器的目的是为了A.增加凝汽器进汽阻力；B.减少凝汽器进汽阻力；C,增加凝汽器传热量；D.减少凝汽器传热量【】电厂中的凝汽器是属于A.相变式换热器；B.对流式换热器；C.辐射式换热器；D.导热式换热器【】若使一根较长的热棒在静止环境中尽快冷却下来，最好应将其A.任意放置；B.竖直放置；C.斜着放置；D.水平放置【】太阳能热水器能在严冬季节也可提供热水，它是利用什么原理进行蓄热的A.导热原理；B.温室效应原理；C,对流原理；D.凝结

换热原理【】在工业上常见的温度范围内，不参与辐射换热的气体是A,水蒸气；B,烟气；C,空气；D,煤气二、分析题（每小题4分，共20分）已知厚度为^的两个单层平壁，两侧温度分别维持在r1和t2,试根据图中温度变化曲线确定（a）、（b）图中在40和xd处的导热系数入0、人,哪个大；为什么？''已知A、B两种材料试估计这两种材料的发射的光谱发射率与波长的关系如图（a）、（b）所示率随温度变化的特性；并说明理由。试估计这两种材料的发射3.试用简捷方法确定图中的角系数X］，2和X2温度均为310K的两个物体同置于太阳光的照射下。试根据两物体表面的光谱吸收比随波长变化的图示，确定那种物体可作为灰体处理，为什么？甲、乙两种介质分别在管内、外做强制对流传热。实验测得的传热系数k与两种流体速度的变化情况如图所示。试分析该换热器的主要热阻在那一侧，为什么？三、计算题(每小题12分，共60分)1.在一外径为89mm的蒸汽管道外包覆厚为40mm、平均导热系数为0.11W/m-k的矿渣棉；同时又在其外包覆厚为50mm、平均导热系数为0.12W/m-k的粉煤灰泡沫砖。已知蒸汽管道和粉煤灰泡沫砖的外表面温度分别为500°C和50C。试检查矿渣棉与煤灰泡沫砖交界处是否超温？(已知：粉煤灰泡沫砖的最高允许温度为300C)一块厚50mm的钢板，被加热到400C后置于10C的空气中冷却。设冷却过程中钢板两个侧面的平均表面传热系数为35W/(m2・K),钢板的导热系数为45W/(m-K)，热扩散率为1.37X10rm2/s。试确定使钢板冷却到与空气温度相差10C时所需要的时间。3.水以0.6m/s的流速流过管长20m、管道内截面尺寸为0.1mx0.1m、且管内壁温均匀的直方管时，若将初温30C的水加热到50C,求：①该管段的传热量；②确定管壁与流体的传热温差是否满足要求。4.用壁温低于某饱和温度下的水平钢管来凝结水蒸气。试求在其它条件均相同的情况下，采用下列两种方案中哪种方案能使凝结液产生的更多？①用10根直径d=10mm的钢管呈一横向水平排列;②用1根直径D=100mm

的钢管呈水平布置。今用一个壳侧为单程的壳管式换热器来冷凝100°C的饱和水蒸气，要求每小时内凝结100kg蒸汽。已知该换热器的冷却水流经的钢管管径为20mm、长为1m,其进口水温为25C、出口水温为33C。设该换热器的传热系数为1800W/m2.k。求制作换热器最多所用钢管的根数。传热学试卷4一、四选一填空题（每空2分，共20分）【】靠的非常近的两个等面积平行大平板，可以近似地认为他们之间的角系数为A.0.5B.1C.0D.0.25【】管槽内流体层流流动与湍流流动的分界点的临界Re数一般取做A,4500B.10000C.5000D.1600【】半径为R的钢球，与周围环境间的表面传热系数为h，自身导热系数为入，则可以采用集总参数法分析钢球非稳态温度场变化规律的条件是C.hR/X<0.05D.A.hR/X<0.1B.hR/X<0.2hR/X<0.0333【】可准则数趋近于无穷大，相当于边界条件是

5.A.第一类边界条件第三类边界条件第二类边界条件二者之间没有联系】用同样冰箱储存相同的物质时，耗电量大的是A.结霜的冰箱C.hR/X<0.05D.5.A.第一类边界条件第三类边界条件第二类边界条件二者之间没有联系】用同样冰箱储存相同的物质时，耗电量大的是A.结霜的冰箱未结霜的冰箱结霜的冰箱和未结霜的冰箱D.不确定【】下列各参数中，属于物性参数的是A.传热系数KB.吸收率aC.发射率eD.表面传热系数”【】下列工质中pr数最小的是A,空气B,水C,变压器油D.水银【】按照导热机理，水导热系数最小的状态是A,冰B,液态水C.水蒸汽D,冰水混合物【】当管道外径为d2的管道采取保温措施时，选用材料临界热绝缘直径吃应A.大于d2B.没有要求C.小于d2D.等于d2【】对提高表面传热系数手段是A.降低流速B.增大直径C,采用入口段效应D.采用导热系数小的流体二、分析题（每小题4分，共20分）分别写出Re、Nu、Gr各准则的表达式，并说明各物理含义。凝结换热有哪两种形式？哪种表面传热系数大些？为什么？实际物体的发射率8与其吸收比a从影响因素上看有何区别？当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？试解释为什么高温过热器一般采用顺流与逆流的混合布置？三、计算证明题（每小题12分，共60分）两根不同直径的蒸汽管道，外面都覆盖一层厚度相同、材料相同的热绝缘层。如果管子表面以及热绝缘层外表面的温度都相同，试问：两管每米长度的热损失相同吗？若不同，哪个大？试证明之。有一可忽略其内部导热热阻，初始温度为20°C的小金属球，放入800°C的炉中加热，10秒后该球温度为200C，试确定该球的时间常数；并计算金属球温度上升到300C所需时间？有一烟筒的表面发射率为0.9,表面温度为80C，外径为0.1m。该烟筒垂直穿过室温为20C，墙壁的温度为17C的大房间，烟筒在大房间内的长度为2m。试计算烟筒在大房间的总散热量。水以0.8kg/s的流量在内径为25mm的管内流动，管子内表面温度为100C，进口处水的温度为40C。试求水被加热到80C时每米管长所需热量。（不考虑修正）有一台壳管式换热器用来冷却润滑油。冷却水在管内流动，水的入口温度为20C，出口温度为40C，流量为3kg/s；热油入口温度为120C，出口温度为60C，传热系数为500W/m2k，温差修正系数^=0.97。若水和油的比热分别为4174J/（kg.k）和2148

J/(kg.k)。试求油的流量和所需的传热面积。传热学试卷5一、填空题(每小题2分，共20分)1、物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为。3、如本题附图所示，1、2分别表示两半球表面，则角系数X1,2为相对的第3题附图23、如本题附图所示，1、2分别表示两半球表面，则角系数X1,2为相对的第3题附图4、采用集总参数法的物体，其内部温差趋近于5、采用小直径的管子是对流换热的一种措施。6、凡波长*=038~°.76^m的电磁波，属于。7、由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为。8、时间常数定义式为。9、距离间隔和时间间隔在数值计算方法中称为。10、常物性、无内热源的一维稳态导热微分方程是。二、单项选择题（每小题3分，共30分）1、将初始温度为‘0的小钢球放入温度为18的水槽中，如果用集总参数法来分析，则当经过的时间'=L时，小钢球的温度为。A、t=«+1）/2B、‘=0・632‘+0.36位。C、t=0.368t+0.632七2、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3、下列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、各种颜色油漆D、粗糙的铅4、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5、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6、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、小乃4Ad=—7、当量直径eP中P表示。A、长度B、宽度C、周长D、润湿周长8、空气自然对流换热表面传热系数的数值范围为。A、1~10B、10~20C、20~30D、30~509、对于灰体，吸收率愈大，其发射率。A、愈小B、愈大C、适中D、不变10、物体被加热时，其第三类边界条件可表示为。—/当=私-1)J当=私-1)TOC\o"1-5"\h\zA、"湖七'WB、"如w'W-"当=hl-1)「\dn)w$C、W三、简答与分析题(每小题8分，共40分)1、凝结换热有哪两种形式？哪种表面传热系数大些？为什么？2、试用传热学来解释由于大气污染造成地球气温上升加速的原因？3、在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？4、分别写出Bi、Nu、Gr各准则的定义式，并说明各物理意义？5、为强化传热，可采取哪些具体措施？四、计算题(每小题20分，共60分)1、水以"kg/，的流量在内径为30mm的管内流动，管子内表面温度为100°C,进口处水的温度为40C。试求水被加热到80C时所需管长。（不考虑修正）2、一个厚度10cm的平壁，一侧绝热，另一侧暴露于温度为20C的流体中，内热源由=。.3x106W/m3，对流换热表面的传热系数为450W..；（m2•K），平壁的导热系数为18^饥•K）。试确定平壁中的最高温度及其位置。3、一直径为0.8m的薄壁球形液氧储存容器，被另一个直径为L2m的同心薄壁容器所包围。两容器表面为不透明漫灰表面，发射率均为0.05，两容器表面之间是真空的，如果外表面的温度为27C，内表面的温度为-178C，试求由于蒸发使液氧损失的质量流量。液氧的蒸发潜热2.13x105J/kg。附：管内强制对流实验关联式Nu=0.023Re0.8Pr（湍流）（D\°一一Nu=1.86RePr一3（层流）"L）饱和水的热物理性质表tCPkg/m3ckJ/(kg•K)人x102W/(m•K)Vx106m2/sPr30995.64.17461.80.8055.4240992.24.17463.50.6594.3150988.04.17464.80.5563.5460983.24.17965.90.4782.9970977.74.18766.80.4152.55传热学试卷6一、填空题(每小题2分，共20分)1、凡平均温度不高于350°C时导热系数不大于W/(mK)的材料称为保温材料。2、第一类边界条件是。3、毕渥数Bi的定义式为，傅里叶数Fo的定义式为。4、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究传递和传递之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。5、大空间自然对流换热处于流态时有自模化特征，此时表面传热系数与无关。6、固体辐射表面的有效辐射J由和两部分组成。7、5个等温、常物性表面构成的封闭系统，此系统一共有个角系数。8、无相变对流换热的强化思路是努力减薄，强化的扰动和混合。9、同温度下黑体的辐射力灰体的辐射力。10、换热器热计算的计算方法有平均温差法和两种方法。二、单项选择题（每小题3分，共30分）1、下列材料在常温下导热系数最大的是。A、纯铜B、纯铁C、黄铜。、天然金刚石2、下列工质Pr的数最小的是。A、水B、空气C、液态金属D、变压器油3、水平圆筒外的自然对流换热的特性长度应取。A、圆筒的长度B、圆筒外径C、圆筒内径D、圆筒壁厚度4、将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是。A、减少导热与对流换热B、减少导热C、减少对流换热D、减少对流和辐射换热5、自然对流换热的Gr数表示—之比的一种度量。A、惯性力与粘性力B、浮升力与粘性力C、浮升力与惯性力6、对于管内湍流换热的实验关联式，当管长较短时，需要进行入口效应修正，其修正系数是一个的值。A、大于1B、小于1C、等于17、饱和水蒸汽在水平圆管外凝结，且ld，圆管的壁温恒定，则以下的方案可以增加单位时间内的凝结水量。A、将圆管垂直放置B、将圆管倾斜放置C、在圆管外面加装低肋管8、一根未保温的钢管内通入100°C的饱和水蒸汽，用来加热室内的空气，如果需要增加传热量，则可以通过方法来实现。A