2023年传热学期末复习试题库含参考答案

传热学试题

第一章概论

一、名词解释

1.热流量：单位时间内所传递H勺热量

2.热流密度：单位传热面上H勺热流量

3.导热：当物体内有温度差或两个不一样温度H勺物体接触时，在物体各部分之间不发生相对

位移H勺状况下，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时热量传递过程，

称为表面对流传热，简称对流传热。

5.辐射传热：物体不停向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸取。同步，物体也不停接

受周围物体辐射给它的热能C这样，物体发出和接受过程的综合成果产生了物体间通过热辐

射而进行日勺热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。

6.总传热过程：热量从温度较高的流体通过固体壁传递给另一侧温度较低流体出J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1K是的对流传热量，

单位为W/(m2-K)o对流传热系数表达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1K是的辐射传热量，

单位为W/(m2•K)o辐射传热系数表达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1K是的复合传热量,

单位为N/(m2-K)o复合传热系数表达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。数值上表达传热温差为1K时，单位传

热面积在单位时间内的传热量。

二、填空题

1.热量传递的三种基本方式为、、o

(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o

(单位时间内所传递的I热量，W,单位传热面上的(热流量，W/nf)

3.总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。

(热量从温度较高日勺流体通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o

(传热温差为1K时7单位传热面积在单位时间内的传热量，W/(m2•K))

5.导热系数H勺单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单

位是。

(W/(m•K),W/(m2•K),W/(m2•K))

6.复合传热是指,复合传热系数等于之和，单位

是O

(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，w/(m2•K))

7.单位面积热阻口口勺单位是；总面积热阻R的单位是。

(m2•K/W,K/W)

8.单位面积导热热阻的体现式为o

(6/X)

9.单位面积对流传热热阻的体现式为o

(1/h)

10.总传热系数K与单位面积传热热阻rt口勺关系为o

(rt=l/K)

11.总传热系数K与总面积A时传热热阻R,的关系为o

(R,=1/KA)

12.稳态传热过程是指o

(物体中各点温度不随时间而变化日勺热量传递过程。)

13.非稳态传热过程是指o

(物体中各点温度随时间而变化的热量传递过程。)

14.某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热日勺辐射传热系数为30W/(m2.K),对流传热系数

为70W/(m2.K),其复合传热系数为o

(100W/(m2.K))

15.由炉膛火焰向水冷壁传热H勺重要方式是o

(热辐射)

16.由烟气向空气预热器传热口勺重要方式是o

(热对流)

5.导热系数的单位是：()

(l)W/(m2.K)(2)W/m2(3)W/(m・K)(4)m2.K/W

6.在传热过程中，系统传热量与下列哪一种参数成反比？()

(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，假如但愿系统传热量增大，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/(nAK),则其单位面积对流传热热阻为多少？

(1)78W/(m・K)(2)l/78m•K/W

(3)l/78d•K/W(4)78W/(m2•K)

10.单位时间通过单位面积H勺热量称为何?一般用什么符号表达？

(1)热流密度,Q(2)热流密度，(1)

(3)热流量，q(4)热流量，4)

11.太阳与地球间的I热量传递属于下述哪种传热方式？

(1)导热(2)热对流

(3)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，此规律称为何？

(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10℃,其传热系数和单位

面积的总传热热阻各为多少？()

?2

(l)K=50W/(m.K),rt=0.05m.K/W

22

(2)K=0.02W/(m.K),rt=50m.K/W

(3)K=50W/(£K),rt=0.02nf.K/W

2

(4)K=50W/(m.K),rt=0.05K/W

15.平板H勺单位面积导热热阻H勺计算式应为哪一种？

⑴5//(2)6/(KA)(3)1/h(4)1/(KA)

四、简答题

1.试述三种热量传递基本方式H勺差异，并各举1〜2个实际例子阐明。

(提醒：从三种热量传递基本方式的定义及特点来辨别这三种热传递方式)

2.请阐明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响？怎样防止？

(提醒：从传热过程各个环节的热阻口勺角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的

影响状况)

3.试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数H勺差异，它们各自的单位是什么？

（提醒：写出三个系数的I定义并比较,单位分别为W/（m・K）,W/（m2-K）,V（m2-K））

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？

（提醒：分析热阻与温压口勺关系，热路图在传热过程分析中H勺作用。）

5.结合你的工作实践，举一种传热过程口勺实例，分析它是由哪些基本热量传递方式构成的。

（提醒：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。

（提醒：从分析不一样季节时墙体日勺传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热互换过程来解

释这一现象（重要是人体与墙面的辐射传热时不一样））

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H勺总称。一般来说，它是空间坐标和时间坐标H勺函

数。

2.等温面（线）：由物体内温度相似H勺点所连成的面（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/mH勺温度梯度作

用下产生H勺热流密度。热导率是材料固有的热物理性质，表达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口勺指标。

6.稳态导热：物体中各点温度不随时间而变化的导热过程。

7.非稳态导热：物体中各点温度随时间而变化的导热过程。

8.傅里叶定律：在各向同性均质日勺导热物体中，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W0.12W/（m・K）（平均温度不高于350℃时）的材料。

10.肋效率：肋片实际散热量与肋片最大也许散热量之比。

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。

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.导温系数的体现式为___,单位是______,其物理意义为_____o

（a=X/cP,mVs,材料传播温度变化能力的指标）

4.肋效率H勺定义为。

（肋片实际散热量与肋片最大也许散热量之比。）

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.

（AWO.12W/（m•K）（平均温度不高于350℃时））

8.已知材料的导热系数与温度的关系为人=入。（1+忧），当材料两侧壁温分别为匕、t2时，

其平均导热系数可取F的导热系数。

（（ti+t2）/2）

9.发电机水冷、氢冷、空冷三种方式中，以方式的效果最佳，方

式F、J效果最差。

（水冷、空冷）

10.第三类边界条件是指已知o

（物体边界与周围流体间H勺表面传热系数h及周围流体的温度t）

11.及其单值性条件可以完整地描述一种详细日勺导热问题。

（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H勺温度分布）

13.初始条件是指o

（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I温度呈分布规律.

(对数曲线)

15.温度梯度表达温度场内的某一地点等温面法线方向的o

(温度变化率)

16.第二类边界条件是指o

(给定物体边界上任何时刻日勺热流密度q*分布)

三、选择题

1.当采用加肋片的措施增强传热时，最有效日勺措施是将肋片加在哪一侧？()

(1)传热系数较大口勺•一侧(2)传热系数较小的一侧

(3)流体温度较高日勺一侧(4)流体温度较低日勺一侧

2.下列各参数中，属于物性参数於J是：

(1)肋化系数(2)导热系数(3)导温系数(4)传热系数

3.导温系数出J物理意义是什么？

(1)表明材料导热能力的强弱

(2)反应了材料的储热能力

(3)反应材料传播温度变化的能力

(4)表明导热系数大H勺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(2)碳钢

(3)不锈钢(4)黄铜

5.温度梯度表达温度场内的I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)温度减少方向

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？

(D出现温差(2)出现临界热流

(3)增进传热(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口勺目的？

(1)防止热量(或冷量)损失(2)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一样的保温材料进行保温，为了到iA很好的(保温效果,

应将哪种材料放在内层？

(1)导热系数较大日勺材料(2)导热系数较小的材料

(3)任选一种均可(4)无法确定

9.金属具有较多H勺杂质，则其导热系数将怎样变化？

(1)变大(2)变小

(3)不变(4)也许变大，也也许变小

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)一般玻璃

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⑷冰块

13.通过大平壁导热时，大平壁内口勺温度分布规律是下述哪一种？

(1)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/•，比热为1.122kJ/(kg•K),导热系数为

0.0484W/(m.K),则其导温系数是多少？()

(1)14.3m2/s(2)69.9X106诏/s

(3)0.0699m2/s(4)1.43X10m2/s

15.已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃,材料H勺导热系数是22W/通过的热

流密度是300W/痛，则该平壁的壁厚是多少？()

(l)220m(2)22m(3)2.2m(4)0.22m

16.第二类边界条件是什么？

(1)已知物体边界上H勺温度分布。

(2)已知物体表面与周围介质之间的传热状况。

(3)已知物体边界上的热流密度。

(4)已知物体边界上流体II勺温度与流速。

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)由于铁块H勺温度比木块低(2)由于铁块摸上去比木块硬

(3)由于铁块H勺导热系数比木块大(4)由于铁块的导温系数比木块大

18.什么状况下圆筒壁导热可以按平壁处理？

(1)当其长度不小于其外半径的10倍时(2)当其长度是其壁厚的10倍时

(3)当其外径不小于2倍H勺内径时(4)当其外径不小于其壁厚的4倍时

19.温度升高时，气体的I导热系数一般随温度会发生怎样的变化？()

(1)增大(2)减小

(3)不变(4)也许增大也也许减小

20.一般状况下，对于材料日勺导热系数，下述哪种说法是错误的？

(1)合金不不小于纯金属(2)气体不不小于固体

(3)液体不不小于固体(4)导电体不不小于非导电体

21.下列那种状况内燃机汽缸温度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H勺内外表面温度差为120℃,三层热阻之比RN1、R入2、

R入3=1：2：3,则各层日勺温度降为o

(1)60℃、40℃、20℃(2)70℃、40℃、10℃(3)20℃、40℃、60℃

(4)10340℃>70℃

23.材料的导热能力与吸热能力之比称为o

(1)放热系数(2)传热系数(3)导热系数(4)导温系数

24.蒸汽管道的内外直径分别为68mm和100mm,导热系数入1=63W/(m.℃),内表面温度

为140C。今采用玻璃棉垫料保温，X2=0.053W/(m.℃)o若规定保温层外表面W、J温度不

超过50C,且蒸汽管道容许的热损失ql=50W/m,则玻璃棉垫料保温层H勺厚度至少为o

(l)41mm(2)54mm(3)91mm(4)104mm

25.导热体中不一样温度时等温面将o

(1)互相相交⑵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J比值。

(1)吸热能力/导热能力(2)导热能力/吸热能力Q3)比热容/导热系数(4)导热系

数/比热容

27.固体壁面上敷设助片后，其实际散热量与假设整个肋表面处在肋基温度下日勺散热量的

比值为O

(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.忽视物体内部导热热阻的分析措施称为o

(1)正规状况法(2)数学分析法(3)数值解法⑷集总参数法

29.下列哪个是非稳态导热日勺体现式？

(1)t=f(x,y,z)(2)《%TJ(3)t=f(x,y)(4)t=f(z,x)

30.下列那个表达非稳态导热过程时无因次时间？

(l)Bi(2)Fo(3)Re(4)Pr

四、简答题

1.试解释材料口勺导热系数与导温系数之间有什么区别和联络。

(提醒：从两者的概念、物理意义、体现式方面加以论述，如从体现式看，导温系数与导

热系数成正比关系（a二入/cP）,但导温系数不仅与材料的J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H勺强弱，导温系数表征材

料传播温度变化H勺能力H勺大小，两者都是物性参数。）

2.试用所学的传热学知识阐明用温度计套管测量流体温度时怎样提高测温精度。

（提醒：温度计套管可以看作是一根吸热的管状肋（等截面直肋），运用等截面直肋计算肋

端温度3日勺成果'可得采用温度计套管后导致的测量误差At为其中

mH二跌欲使测量误差At下降'可以采用如下几种措施:

（1）减少壁面与流体口勺温差也就是想措施使肋基温度t。靠近可以通过对流体

通道的外表面采用保温措施来实现。

⑵增大（mH）值，使分母ch（mH）增大。详细可以用如下手段实现：①增长H,延长温度计

套管的长度；②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。由于不锈钢的导热系数比铜和碳钢小。②减少6,减小温度计套管的壁厚，采用薄壁

管。④提高h增强温度计套管与流体之间口勺热互换。）

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日勺导热微分方程体现

式；并请阐明导热问题常见的三类边界条件。

提醒：直角坐标系下一维非稳态无内热源导热问题H勺导热微分方程式包孕

（

drd2x

第一类边界条件：T>0,t=fw（X,T）

第二类边界条件:=A（x"）

第三类边界条件：T>0,-4.三=h[tyv-tf)

\on)w

4.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，为何？为减小测量误差，在套管尺寸H勺选择上还应注意

哪些问题？

(提醒：与简答题2H勺第(2)点类似，套管材料应选用不锈钢，因给出H勺三种材料中，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措施？

(提醒：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

外热阻称为接触热阻，接触热阻口勺存在使相邻的两个表面产生温降(温度不持续)。接触热阻

重要与表面粗糙度、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日勺措施，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c)

第三章对流传热

一、名词解释

1.速度边界层：在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。

2.温度边界层：在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。

3.定性温度：确定换热过程中流体物性的温度。

4.特性尺度：对于对流传热起决定作用的几何尺寸。

5.相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由几种变量构成的无量纲日勺组合量。

6.强迫对流传热：由于机械（泵或风机等）H勺作用或其他压差而引起的相对运动。

7.自然对流传热：流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。

8.大空间自然对流传热：传然面上边界层的形成和发展不受周围物体H勺干扰时的自然对流

传热。

9.珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面（。>90。）时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成

持续的液膜。

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

液体到壁面口勺交角）0<90。，凝结液在壁面上形成一层完整口勺液膜。

11.核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度不不小于汽泡脱离

加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增长。

12.膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液

界面上，但由于蒸汽的导然系数远不不小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下

降。

二、填空题

1.影响自然对流传热系数日勺重要原因

:、、、、、

_O

（流动起因，流动速度，流体有无相变，壁面日勺几何形状、大小和位置，流体的热物理性

质）

2.速度边界层是指。

（在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。）

温度边界层是指。

（在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化H勺薄层。）

3.流体刚刚流入恒壁温的管道作层流传热时，其局部对流传热系数沿管长逐渐,

这是由于o

（减小，边界层厚度沿管长逐渐增厚）

4.温度边界层越对流传热系数越小，强化传热应使温度边界层

越O

（厚，薄）

5.流体流过弯曲日勺管道或螺旋管时，对流传热系数会,这是由

于o

（增大，离心力的作用产生了二次环流增强了扰动）

6.流体横掠管束时，一般状况下，布置的平均对流传热系数要比

布置时高。

（叉排，顺排）

7.管外流动传热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相似时，以向冲

刷方向传热更为强烈。

（横向）

8.对流传热微分方程式口勺体现式为o其中，ax是,X

（Q\

是，△t是，—t是O

（〃，=—4］史］,局部换热系数，流体导热系数，主流流体温度与壁温之差，贴壁处流

体H勺法向温度变化率）

9,纯净饱和蒸气膜状凝结的重要热阻是o

（液膜H勺导热热阻）

10.大容器饱和沸腾曲线可分为、、、四

个区域，其中具有温差小、热流大的传热特点。

（自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾，核态沸腾）

11.雷诺比拟采用模型，其成果在Pr=条件下与试验解相吻合.

（单层，1）

12.沸腾的临界热通量是指o

（当壁面过热度大到某一程度时，汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜，即由

核态沸腾开始向膜态沸腾过渡，出现临界点日勺热流密度）

13.格拉晓夫准则日勺物理意义；体现式Gr=o

（流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量，眄△”:）

V

14.减小管内湍流对流传热热阻的措施

有、、、o

（增长流速，采用短管。变化流体物性，增长换热面积，扰流，采用导热系数大出J流体

用小管径等）

15.反应对流传热强度的准则称为准则。

（努塞尔）

16.普朗特准则PrH勺数学体现式为，它表征了H勺相

对大小。

（v/a,动量传递与热量传递）

17.管内充足发展湍流的传热系数与平均流速U的次方成比.，与内

径D的次方成比。

（0.8,正，0.2,反）

18.大空间自然对流处在湍流状态时有自模化特性，此时传热系数与无关。

（尺寸）

19.自然对流传热在条件下发生有关特性尺度L的自模化现象…

（湍流）

20.在蒸汽日勺凝结过程中，凝结的传热系数不小于凝结。

（珠状，膜状）

21.自然对流传热是指o

（流体在浮升力作用下的对流传热）

22.管槽内对流传热H勺入口效应是指。

（流体入口段由于热边界层较薄而具有较高的对流传热系数）

23.流体在大空间沿竖壁作刍然对流传热时，对于湍流工况，其对流传热系数正比于竖壁

高度的次方。

(0)

24.大容器沸腾曲线分为、、、四个区段。

(自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾)

三、选择题

1.下列各参数中，属于物性参数的是：

(1)传热系数K

(2)吸取率Q

(3)普朗特数Pr

(4)传热系数n

2.流体纯自然对流传热日勺准则方程可写成

(l)Nu=f(Re,Pr)(2)Nu=f(Gr,Pr)

(3)Nu=f(Re,Gr,Pr)(4)Nu=f(Bi,Fo)

3.流体擦过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降重要发生在：

(1)主流区(2)湍流边界层(3)层流底层

(4)缓冲区(5)湍流关键区

4.空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：

(1)要小时多(2)要大得多

(3)十分靠近(4)不可比较

5.沸腾的临界热流量q<.是：

(1)从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点

(2)从自由流动过渡到核态沸腾的转折点

(3)从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点

(4)从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点

6.流体在大空间沿竖壁自然时流传热时，在湍流状态下；对流传热系数正比于竖壁高度的

()

(1)0次方(2)0.8次方(3)1/4次方(4)1/3次方

7.液体沸腾时，汽泡内口勺压力不小于汽泡外液体口勺压力，重要由于下列哪个原因导致的？

(1)传热温差(2)表面张力(3)浮升力(4)重力

8.定型准则是指：

(1)包括定型尺寸日勺准则(2)所有由已知量构成的准则

(3)具有待求量的准则(4)待定准则

9.工程中，较为常用的沸腾工况是指：

(1)膜态沸腾(2)核态沸腾(3)自然对流沸腾(4)以上都不是

10.下述哪种手段对提高对流传热系数无效？

(1)提高流速(2)增大管径

(3)采用入口效应(4)采用导热系数大的流体

1k已知某气体的密度为1.26kg/m3,比热为1.02kJ/(kg-K),导热系数为

0.025W/(m*K),粘度为15.1X106m2A，其Pr(普朗特)准则数为多少?()

(1)0.78(2)0.02(3)0.7(4)0.62

12.Nu(努谢尔特)准则反应：()

⑴惯性力和粘滞力的I相对大小(2)对流传热强度

(3)浮升力和粘滞力的相对大小(4)导热能力大小

13.描述浮升力与黏滞力的J相对大小的准则数称为：

(1)Re(2)Gr⑶Pr(4)Ra

14.当管长远不小于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结传热系数与竖放时相例怎样?

(1)横放时大

(2)两者差不多

(3)竖放时大

(4)无法比较

15.无量纲组合丝称为何准则？

(1)雷诺Re(2)普朗特Pr

(3)努谢尔特Nu(4)格拉晓夫Gr

16.判断管内湍流强制对流与否需要进行人口效应修正的I根据是什么？

(l)l/d^70(2)Re2104

⑶l/d<50(4)l/d<104

17.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佳？

(1)水冷(2)氢冷(3)气冷(4)水沸腾冷却

19.相变传热的特性为。

(1)工质比体积变化较大(2)汽化潜热⑶(1)+(2)(4)工质比体积较大

20.冷却液润湿壁面日勺能力取决于o

(1)液体的表面张力(2)液体与壁面间的附着力⑶(1)+(2)(4)(1)或(2)

21.在饱和沸腾时，伴随H勺增高，将会出现个换热规律全然不

一样的区域。

(1)壁面过热度，4(2)壁面过热度，6(3)热流密度，4(4)热流密度，6

22.对流传热微分方程组共有几类方程？

(1)2(2)3⑶4(4)5

23.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重要原因？

(1)流动起因；

(2)tw；

(3)£;

(4)换热面H勺几何形状。

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=l时，6=6t；

(4)它反应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重要取决于日勺数值。

(l)Pr(2)Fo(3)Re(4)Gr

27.假如流体的流动是由流体内部温差产生的密度差引起的，称为o

(1)强迫对流⑵自由茜动(3)湍流对流(4)层流对流

28.对流传热微分方程组包括o

I、付立叶定律【【、对流传热微分方程HI、基尔霍夫定律IV、持续性方程V、

动量微分方程VI、能量微分方程

⑴niimrv(2)Inniiv(3)nivvvi⑷niwvvi

29.Nu其特性温度为o

(1)流体温度⑵平均温度(3)壁面温度(4)不定

30.当流体外掠圆管时，10<Re<L5*"其边界层为，脱体发生在处。其

局部换热系数抵达最值O

⑴湍流，140。，低⑵层流，140。，高(3)湍流，82。，低(4)层流，

8岑_,低

3L自然对流传热的准则方程为o

'/x0.14111

(1)Nuf=1.80RerP,空『卢⑵.冲巧=0一664Re/P*Num=O.53(Gi-Pr)3

(4).NUm=0.943(QJa.Pr)3

32.影响膜状换热系数的重要原因是

⑴蒸汽流速(2)不凝结气体(3)表面粗糙度(4)(1)+(2)

四、简答题

1.影响强迫对流传热的流体物性有哪些?它们分别对对流传热系数有什么影响？

（提醒：影响强迫对流换热系数H勺原因及其影响状况可以通过度析强迫对流传热试验关联

式，将各无量纲量展开整顿后加以表述。）

2.试举几种强化管内强迫对流传热的措施（至少五个）。

（提醒：通过度析强迫对流换热系数H勺影响原因及增强扰动、采用人口效应和弯管效应等

措施来提出某些强化手段，如增大流速、采用机械搅拌等。）

3.试比较强迫对流横掠管束传热中管束叉排与顺排的优缺陷。

（提醒：强迫对流横掠管束换热中，管束叉排与顺排口勺优缺陷重要可以从换热强度和流

动阻力两方面加以论述：（1）管束叉排使流体在弯曲的通道中流动，流体扰动剧烈，对流换热

系数较大，同步流动阻力也较大；（2）顺排管束中流体在较为平直日勺通道中流动，扰动较弱，

对流换热系数不不小于叉排管束，其流阻也较小；（3）顺排管束由于通道平直比叉排管束轻易

清洗。）

4.为何横向冲刷管束与流体在管外纵向冲刷相比，横向冲刷的传热系数大？

（提醒：从边界层理论的角度加以论述：纵向冲刷轻易形成较厚的边界层，其层流层较厚

且不易破坏。有三个原因导致横向冲刷比纵向冲刷H勺换热系数大：①弯曲的表面引起复杂的

流动，边界层较薄且不易稳定：②管径小，流体到第二个管子时易导致强烈扰动；②流体直

接冲击换热表面。）

5.为何电厂凝汽器中，水蒸气与管壁之间的传热可以不考虑辐射传热？

（提醒：可以从如下3个方面加以论述：（1）在电厂凝汽器中，水蒸气在管壁上凝结，凝结

换热系数约为4500—18000W/（n?.K）,对流换热量很大；（2）水蒸气与壁面之间的温差较

小，因而辐射换热量较小；（3）与对流换热相比，辐射换热所占日勺份额可以忽视不计。）

6.用准则方程式计算管内湍流对流传热系数时，对短管为何要进行修正？

（提醒：从热边界层厚度方面加以论述：（1）在入口段，边界层的形成过程一般由薄变厚；

⑵边界层的变化引起换热系数由大到小变化，考虑到流型H勺变化，局部长度上可有波动，但

总体上在入口段的换热较强（管长修正系数不小于1）；（3）当l/d>50（或60）时，短管的

上述影响可忽视不计，当1/dV50（或60）时，则必须考虑入口段的影响。

7.层流时时对流传热系数与否总是不不小于湍流时口勺对流传热系数？为何？

（提醒：该问题同样可以从入口效应角度加以论述。在入口段边界层厚度从零开始增厚，

若采用短管，尽管处在层流工况，由于边界层较薄，对流换热系数可以不小于紊流状况。）

8.什么叫临界热流密度?为何当加热热流不小于临界热流密度时会出现沸腾危机？

（提醒：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，伴随壁

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）当加热热流不小

于临界热流密度时，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H勺存在使

壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量不小于临界热流密

度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000C以上（水），使设备烧

毁。）

9.试述不凝性气体影响膜状凝结传热口勺原因。

（提醒：少许不凝性气体H勺存在就将使凝结换热系数减小，这可以从换热热阻增长和蒸

汽饱和温度下降两方面加以论述。（1）具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，使换热热阻大大增长；（2）伴随蒸汽的

凝结，液膜表面气体分压力增大，使凝结蒸汽的分压力减少，液膜表面蒸汽口勺饱和温度减

少，减少了有效冷凝温差，减弱了凝结换热。）

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口勺热运动状态变化，而将部分内能转换成电磁波的能量发

射出去的过程。

2.吸取比：投射到物体表面日勺热辐射中被物体所吸取的比例。

3.反射比：投射到物体表面日勺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H勺热辐射中穿透物体W、J比例。

5.黑体：吸取比Q=1的物体。

6.白体：反射比的物体（漫射表面）

7.透明体：透射比T=1H勺物体

8.灰体：光谱吸取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，即物体发射能力靠近黑体H勺程

度O

10.辐射力：单位时间内物体口勺单位辐射面积向外界（半球空间）发射口勺所有波长的辐射能。

11.漫反射表面：假如不管外界辐射是以一束射线沿某一方向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均有均匀的反射辐射度L,则该表

面称为漫反射表面。

12.角系数：从表面1发出H勺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的辐射能。

18.表面辐射热阻：由表面日勺辐射特性所引起的热阻。

19.遮热板：在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以减弱辐射传热。

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。热辐射波长曰勺单位是,在

工业范围内，热辐射日勺波段重要集中于区段。

（热的原因，Um,红外）

2.太阳与地球间H勺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

口勺物体。灰体是口勺物体。

（吸取比为0,反射比为0,投射比为0,光谱吸取比与波长无关日勺）

4.基尔霍夫定律表明，善于辐射日勺物体也善于,在同温度下，黑体具有

H勺辐射力，实际物体H勺吸取率永远lo

（吸取，最大，不不小于）

5.有效辐射是之和。

（发射辐射和反射辐射）

6.一b种由两个表面所构成的I封闭系统中，若已知A]=0.5A2,Xi,2=0.6,则Xz,i=。

（0.3）

7.将任意形状气体日勺辐射折合成一种假想的当量半球，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,该当量半球日勺

半径称为o

（相似H勺温度、压力和成分，所研究的气体对指定地点H勺辐射，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H勺光谱辐射力）

9.角系数具有、、曰勺特性。

（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，其值可用数学式表达

为o

（灰漫表面（或灰表面即可），上）

cA

11.气体辐射具有2个特点:

①；②O

（气体的辐射和吸取对波长具有明显的选择性，气体H勺辐射和吸取在整个容积中进行）

12.基尔霍夫定律指出了物体的与之间的关系。

（辐射力，吸取碧）

13.辐射传热H勺空间热阻重要与有关。

（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通过单位长度时的能量与的能量

之比。

（被气体所吸取，投射）

15.辐射传热时表面热阻重要与有关。

（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，占投入辐射的比例称为投射比。

（穿透物体的辐射能）

18.在热平衡条件下，任何物体对黑体辐射的吸取比恒等于o

（同温度下该物体的黑度）

19.角系数相对性用公式可写成o

（AIXI,2=A2X2,1）

20.增强或减弱辐射传热口勺原则是变化和。

(系统黑度，温度条件)

三、选择题

1.有一种由六个平面构成日勺六边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4、5、6表达，已知

角系数％2=0.1、X14=0.25,X15=0.25,X16=0.12,则人为：()

(1)0.35(2)0.72(3)0.37(4)0.28

2.一金属块的J表面发射率为0.4,温度为227C,它的表面热辐射力是多少?若表面氧化后

发射率变成0.9,其表面热辐射力将怎样变化？

(D1417.5W//,将增大(2)1417.5W/m2,将减小

(3)60.22W/m?,将增人(4)60.22W/m2,将减小

3.影响物体表面黑度日勺重要原因是：

(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H勺黑度相似的大平板之间插入一块同样黑度H勺遮热板后，两平板之间H勺辐射

传热量与未加遮热板时相比减少了：()

⑴0.2倍(2)0.5倍(3)2倍(4)3倍

5.对于边长为15m时立方体内H勺气体辐射，气体对整个包壁辐射H勺平均射线行程等于：

(l)15m(2)7.5m(3)9m(4)4.5m

6.在同温度条件下的全波谱辐射和吸取，下列哪种说法是对的的

(1)物体的辐射能力越强其吸取比越大

(2)物体的吸取比越大其反射比越大

(3)物体的吸取比越大其黑度越小

(4)物体的吸取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何？

⑴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重要方式是：

(1)热辐射(2)热对流(3)导热(4)都不是

10.将保温瓶日勺双层玻璃中间抽成真空，其目的是什么？

(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)减弱导热传热(2)减弱辐射传热

(3)减弱对流传热(4)同步减弱导热、对流与辐射传热

12.有一种由两个圆筒表面构成H勺环形长通道，其外筒的内径是d”内筒的外径是d2,且

d./drf,问角系数X"与Xz»分别为多少？()

(1)XL2=O.5,X2,尸1⑵30.25,X2>1=0.5

(3)X112=1,X2I1=0.25(4)X1I2=0.5,X2I1=0.25

13.物体可以发射热辐射的最基本条件是下述哪一种?

⑴温度不小于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(丁=1的气体)？()

(1)二氧化碳(2)空气(3)水蒸气(4)二氧化硫气体

15.下列多种辐射中哪种辐射口勺光谱不能看作是持续的？()

(1)灰体辐射(2)黑体辐射(3)发光火焰辐射(4)气体辐射

16.烟道中有一支热电偶，热电偶(黑度J)与烟道内壁面(黑度辐射传热口勺系统黑度

体现式应为下述哪一种？()

--1-1

(1)1(2)£1(3)—+——1(4)0

.£\%.

17、某一封闭系统只有1、2两个表面,A尸2A2,X1,2=0.25,则X.及X-各为多少?

(1)X2.1=0.5,X2,2=0.25(2)X2,.=0.25,X：Jl2=0.5

(3)X2,i=O.5,X2,2=O.5(4)X2,尸0.25,X,2=0.75

18、下述有关辐射传热的表面热阻的体现方式中对内的是哪一种?

(1)—⑵上(3)-+—-1仞三

A{Xl2\-£句邑*

2

19、公式舔=(工］(其中C0=5.67W/(mK'))是什么定律H勺体现式？其中Eb指的是什么？

UooJ

()

(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)四次方定律，背景辐射力

20、一般不能将气体当作灰体处理H勺原因是什么？

(1)由于气体含灰

(2)由于气体辐射在整个容积中进行

(3)由于气体辐射对波长有选择性

(4)由于气体的辐射能力很弱，可以看作热辐射日勺透明体

22.可以所有吸取多种波长辐射能的理想物体称为o

⑴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日勺总辐射能被定义为o

(1)投入辐射(2)吸取辐射(3)有效辐射(4)反射辐射

24.对于气体来说，吸取能力差出J物体能力o

(1)反射，差(2)反射，好(3)穿透，差(4)穿透,好

25.黑体的I绝对温度之比为3,则其辐射力之比为

(1)1(2)3(3)9(4)81

26.黑度分别为0.3和0.8相距甚近H勺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，传热量减小为本来传热量的比例最靠近于下列

那数？