傳熱學(xué)基礎(chǔ)試題及答案

1、傳熱學(xué)基礎(chǔ)試題 、選擇題 1. 對(duì)于燃?xì)饧訜釥t：高溫?zé)煔鈌內(nèi)爐壁f外爐壁f空氣的傳熱過程次序?yàn)?B.對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、導(dǎo)熱 D.復(fù)合換熱、對(duì)流換熱、導(dǎo)熱 對(duì)對(duì)流換熱的影響。 D.可能大于、小于 、溫度為77 C的水流經(jīng)27C的壁面, x 104 W/m2 x 104 W/m2 A.復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對(duì)流換熱 C.導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱 2 溫度對(duì)輻射換熱的影響（） A.等于 B大于C小于 3 對(duì)流換熱系數(shù)為1000W/ （ m2 K） 其對(duì)流換熱的熱流密度為（） x 104W/m 2 x 104 W/m2 4 在無內(nèi)熱源、物性為常數(shù)且溫度只沿徑向變化的一維圓筒壁（ti t2,ri 70 10

2、4C.I/d50d104 14. 下列各種方法中，屬于削弱傳熱的方法是() A.增加流體流度B.設(shè)置肋片 C.管內(nèi)加插入物增加流體擾動(dòng) D.采用導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料使導(dǎo)熱熱阻 增加 15. 冷熱流體的溫度給定，換熱器熱流體側(cè)結(jié)垢會(huì)使傳熱壁面的溫度() A.增加B減小C不變D.有時(shí)增加，有時(shí)減小 16. 將保溫瓶的雙層玻璃中間抽成真空，其目的是() A.減少導(dǎo)熱B.減小對(duì)流換熱 C.減少對(duì)流與輻射換熱D.減少導(dǎo)熱與對(duì)流換熱 17. 下列參數(shù)中屬于物性參數(shù)的是() A.傳熱系數(shù)B.導(dǎo)熱系數(shù) C.換熱系數(shù)D.角系數(shù) 18. 已知一順流布置換熱器的熱流體進(jìn)出口溫度分別為300 C和150 C,冷流體進(jìn)出

3、 口溫度分別為50 C和100 C,則其對(duì)數(shù)平均溫差約為 () A.100 CB.124 CC.150 CD.225 C 19. 有一個(gè)由四個(gè)平面組成的四邊形長(zhǎng)通道，其內(nèi)表面分別以1、2、3、4 表示，已知 角系數(shù) X1, 2=,X1, 4=,則 X1, 3 為() A.0.5B.0.65C.一金屬塊的表面黑度為，溫度為 227 C， 它的輻射力是 ()；若表面氧化后，黑度變?yōu)?，其輻射力?() ，將增大，將減小 ，將增大，將減小 21. 在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，決定物體內(nèi)溫度分布的是（） A.導(dǎo)溫系數(shù)B.導(dǎo)熱系數(shù)C.傳熱系數(shù)D.密度 22. 下列哪個(gè)準(zhǔn)則數(shù)反映了流體物性對(duì)對(duì)流換熱的影響（） A.雷諾數(shù)

4、B.雷利數(shù)C.普朗特?cái)?shù) D.努謝爾特?cái)?shù) 23. 單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為（） A. m2 J溫度為20 C的空氣流經(jīng) 50 C的壁面，其 對(duì)流換熱的熱流密度為（） A. lx 10+W7 m2B. 10*V/ /m2C. - xW/m2 D.103W/m2 26. 流體分別在較長(zhǎng)的粗管和細(xì)管內(nèi)作強(qiáng)制紊流對(duì)流換熱，如果流速等條件相同，則 （） A.粗管和細(xì)管的 相同B.粗管內(nèi)的大 C.細(xì)管內(nèi)的-大 D.無法比較 27. 在相同的進(jìn)出口溫度條件下，逆流和順流的平均溫差的關(guān)系為（） A.逆流大于順流 B.順流大于逆流 C.兩者相等 D.無法比較 28. 單位時(shí)間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能為該表面的（

5、） A.有效輻射B.輻射力 C.反射輻射D.黑度 29. （）是在相同溫度條件下輻射能力最強(qiáng)的物體。 A.灰體B.磨光玻璃 C.涂料D.黑體 30. 削弱輻射換熱的有效方法是加遮熱板，而遮熱板表面的黑度應(yīng)（） A.大一點(diǎn)好B.小一點(diǎn)好 C.大、小都一樣 D.無法判斷 31 .對(duì)于過熱器中：高溫?zé)煔鈚外壁t內(nèi)壁t過熱的傳熱過程次序?yàn)椋ǎ?A 復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對(duì)流換熱B 導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱 C 對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、導(dǎo)熱D 復(fù)合換熱、對(duì)流換熱、導(dǎo)熱 32 .溫度對(duì)輻射換熱的影響對(duì)對(duì)流換熱的影響。（） A .等于B .大于C 小于 D .可能大于、小于 33 對(duì)流換熱系數(shù)為1000W/（m 2

6、K）、溫度為77 C的水流經(jīng) 27 C的壁面，其 對(duì)流換熱的熱流密度為（） A. 8x 104 W/m2 X 10 4 W/m2 C. 7X 10 4 W/m 2 D. 5x 104 W/m2 34 流體流過管內(nèi)進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí)，當(dāng)l/d時(shí)，要進(jìn)行入口效應(yīng)的修正。（） A. 50 B.= 80 C.v 50 D. = 100 35 .爐墻內(nèi)壁到外壁的熱傳遞過程為（） A .熱對(duì)流B .復(fù)合換熱 C .對(duì)流換熱 D .導(dǎo)熱 36 下述哪個(gè)參數(shù)表示傳熱過程的強(qiáng)烈程度（） A. k B.入C. a c D. a 37 雷諾準(zhǔn)則反映了的對(duì)比關(guān)系（） A .重力和慣性力B .慣性和粘性力C .重力和粘性力

7、D .浮升力和粘性力 38 .下列何種材料表面的法向黑度為最大 A .磨光的銀 B .無光澤的黃銅C .各種顏色的油漆D .粗糙的沿 39 .在熱平衡的條件下，任何物體對(duì)黑體輻射的吸收率同溫度下該物體的黑度。 （ ） A .大于 B .小于 C .恒等于 D .無法比較 40 五種具有實(shí)際意義的換熱過程為：導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、傳熱過程和（） A .輻射換熱 B .熱輻射 C .熱對(duì)流 D .無法確定 51. 在鍋爐的爐墻中：煙氣內(nèi)壁外壁大氣的熱過和序?yàn)椋骸尽?A.輻射換熱，導(dǎo)熱，復(fù)合換熱B.導(dǎo)熱，對(duì)流換熱，輻射換熱 C.對(duì)流換熱，復(fù)合換熱，導(dǎo)熱D.復(fù)合換熱，對(duì)流換熱，導(dǎo)熱 52. 由表面

8、1和表面2組成的封閉系統(tǒng)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. 流體流過短管內(nèi)進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí)其入口效應(yīng)修正系數(shù)【】 A.=1 B. 1 C. 1 時(shí)，則（） 3 i S 3 . - ar 冊(cè)fQw咲） 83. 管殼式換熱器歸類于（） 間壁式回?zé)崾交旌鲜皆偕?84在一般換熱器設(shè)計(jì)中，考慮表面污染情況用（） 利用系數(shù)污垢系數(shù)傳熱系數(shù)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 85.表示A組分質(zhì)量濃度的符號(hào)是（） C A ：AC B B 二.填空題 1 .如果溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化，則為 0 2. 一般來說，紊流時(shí)的對(duì)流換熱強(qiáng)度要比層流時(shí) o 3. 導(dǎo)熱微分方程式的主要作用是確定 o

9、 4. 研究對(duì)流換熱的主要任務(wù)是求解 ，進(jìn)而確定對(duì)流換熱的熱流量。 5. 物體的輻射力 ，其吸收率o 6. 對(duì)流換熱求解準(zhǔn)則關(guān)系式時(shí)，除可采用解析法外，還可采用和 0 7 .有效輻射為o 。 21. 如果溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化，則為 。 22. 一般來說，紊流時(shí)的對(duì)流換熱強(qiáng)度要比層流時(shí) 。 23. 導(dǎo)熱微分方程式的主要作用是確定 。 24. 當(dāng) d 50時(shí)，要考慮入口段對(duì)整個(gè)管道平均對(duì)流換熱系數(shù)的影響。 25. 一般來說，順排管束的平均對(duì)流換熱系數(shù)要比叉排時(shí)。 26. 膜狀凝結(jié)時(shí)對(duì)流換熱系數(shù)珠狀凝結(jié)。 27. 普朗克定律揭示了 按波長(zhǎng)和溫度的分布規(guī)律。 28. 角系數(shù)僅與因素有關(guān)。 29. 已知某大

10、平壁的厚度為15mm，材料導(dǎo)熱系數(shù)為二Y-，壁面兩側(cè)的溫 度差為150 C,則通過該平壁導(dǎo)熱的熱流密度為 。 30. 已知某流體流過固體壁面時(shí)被加熱，并且-1 1 , - 流體平均溫度為 40 C，則壁面溫度為。 31 .已知某大平壁的厚度為10mm，材料導(dǎo)熱系數(shù)為 45W/(m K)，則通過該 平壁單位導(dǎo)熱面積的導(dǎo)熱熱阻為 。 32 .已知某換熱壁面的污垢熱阻為(m 2 K ),若該換熱壁面剛投入運(yùn)行時(shí) 的傳熱系數(shù)為 340W ( m 2 K ),則該換熱壁面有污垢時(shí)的傳熱系數(shù)為。 33 采用小管徑的管子是對(duì)流換熱的一種措施。 34 壁溫接近換熱系數(shù)一側(cè)流體的溫度。 35 .研究對(duì)流換熱的主

11、要任務(wù)是求解，進(jìn)而確定對(duì)流換熱的熱流量。 36 .熱對(duì)流時(shí)，能量與同時(shí)轉(zhuǎn)移。 37 導(dǎo)熱系數(shù)的大小表征物質(zhì)能力的強(qiáng)弱。 38 一般情況下氣體的對(duì)流換熱系數(shù)液體的對(duì)流換熱系數(shù)。 39 在一定的進(jìn)出口溫度條件下， 的平均溫差最大。 40 是在相同溫度下輻射能力最強(qiáng)的物體。 41. 在一臺(tái)順流式的換熱器中，已知熱流體的進(jìn)出口溫度分別為 180 和 100 ，冷流 體的進(jìn)出口溫度分別為 40 C和80C,則對(duì)數(shù)平均溫差為 。 42. 已知一灰體表面的溫度為127C，黑度為，則其車輛輻射力為 。 43. 為了達(dá)到降低壁溫的目的，肋片應(yīng)裝在 一側(cè)。 44. 灰體就是吸收率與 無關(guān)的物體。 45. 冬季室內(nèi)

12、暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于 換熱。 46. 傳熱系數(shù)的物理意義是指 間溫度差為1時(shí)的傳熱熱流密度。 47. 黑度是表明物體 能力強(qiáng)弱的一個(gè)物理量。 48. 肋壁總效率為 與肋壁側(cè)溫度均為肋基溫度時(shí)的理想散熱量之比。 49. 在一個(gè)傳熱過程中，當(dāng)壁面兩側(cè)換熱熱阻相差較多時(shí)，增大換熱熱阻 一側(cè)的換熱系數(shù)對(duì)于提高傳熱系數(shù)最有效。 50. 12型管殼式換熱器型號(hào)中的2”表示 。 三簡(jiǎn)答題 （每小題 4 分， 40分） 1. 材料導(dǎo)熱系數(shù)入=入o+bt，單層平壁一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱溫度分布如何依 b變 化，為什么 2. 試簡(jiǎn)述導(dǎo)熱問題常見邊界條件。求解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題時(shí)，在利用非穩(wěn) 態(tài)導(dǎo)熱微分方程的同時(shí)，還

13、應(yīng)根據(jù)具體問題給出那些說明此問題具體 特性的補(bǔ)充條件。 3. 各向同性常物性均勻物體中，二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體中任意一點(diǎn)可否 具有兩個(gè)溫度梯度為什么 4. 相似現(xiàn)象應(yīng)滿足什么條件 5. 計(jì)算對(duì)流換熱的換熱系數(shù)h的步驟是什么 6. 寫出畢渥準(zhǔn)則與努塞爾特準(zhǔn)則數(shù)的定義式，并說明它們的物理意義，比 較兩者不同之處。 7氣體輻射有哪些特點(diǎn) 用于一般物體 8. 從基爾霍夫定律可以看出物體的黑度等于吸收率的結(jié)論, 時(shí)的兩個(gè)約束條件是什么灰體是否還需要這些條件嗎 9. 根據(jù)圖1,試從物體內(nèi)部及外部來分析其熱量收支差額Q T h A G 10. 在兩個(gè)物體表面的輻射換熱過程中采用遮熱板可以起到什么作用，為 什么

14、 當(dāng)遮熱板的兩個(gè)表面的黑度不同時(shí)，遮熱板的黑度大的表面朝向溫度 高的方向和溫度低的方向會(huì)帶來什么結(jié)果。 11. 用準(zhǔn)則方程式計(jì)算管內(nèi)紊流對(duì)流換熱系數(shù)時(shí)，為什么對(duì)短管需要進(jìn)行修正（即使用 管長(zhǎng)修正系數(shù)進(jìn)行修正）。 12. 請(qǐng)分析遮熱板的原理及其在削弱輻射換熱中的作用。 13. 簡(jiǎn)述非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本特點(diǎn)。 14什么是臨界熱絕緣直徑平壁外和圓管外敷設(shè)保溫材料是否一定能起到保溫的作 用，為什么 15. 簡(jiǎn)述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。 16. 角系數(shù)有哪些特性 得分 四、計(jì)算題(每小題12分，共24分) 1某一爐墻內(nèi)層由耐火磚、外層由紅磚組成，厚度分別為200mm和100mm, 導(dǎo)熱系

15、數(shù)分別為(m C和(m C),爐墻內(nèi)外側(cè)壁面溫度分別為 700 C 和50 C,試計(jì)算： (1) 該爐墻單位面積的熱損失； (2) 若以導(dǎo)熱系數(shù)為(m C)的保溫板代替紅磚，其它條件不變，為了使?fàn)t 墻單位面積熱損失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保溫板。 2. 如圖4所示，由兩個(gè)平面組成的系統(tǒng)在垂直于紙面方向上是很長(zhǎng)的，試 用代數(shù)法確定角系數(shù)X21，X12。ab=3m bc=4m. a F1 F2 圖4 3. 一內(nèi)徑為 300mm、厚為10mm的鋼管表面包上一層厚為20mm的保溫材料， 鋼材料及保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為48和，鋼管內(nèi)壁及保 溫層外壁溫度分別為 220 C及40 C，管長(zhǎng)為10

16、m。試求該管壁的散熱量。 4. 一內(nèi)徑為75mm、壁厚2.5mm的熱水管，管壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為60 ：二三，管內(nèi)熱水溫度為 90 C，管外空氣溫度為 20 C。管內(nèi)外的換熱系數(shù)分 別為二山和工廠二。試求該熱水管單位長(zhǎng)度的散熱量。 5 .兩塊平行放置的平板1和2，相關(guān)尺寸如圖示。已知：ti =177 C、t 2 =27 C、 e 1 =、 2 =、 Xl,2 =。試用網(wǎng)絡(luò)法求： 兩平板之間的輻射換熱量； 若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少 2m 6 .一臺(tái)逆流式換熱器用水來冷卻潤(rùn)滑油。流量為 2.5kg /s的冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)， 其進(jìn)出口溫度分別為15 C和60 C，比熱為4174J/(

17、kg k);熱油進(jìn)出口溫度 分別為110和70 ,比熱為2190 J/(kg k)。傳熱系數(shù)為 400W ( m 2 k )。 試計(jì)算所需的傳熱面積。 7. 平壁，厚度 =80m m,兩表面溫度分別維持在 20 C和0C ,平壁的高溫面受到流 體的加熱，流體溫度 tf = 100C ,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)二=；：W/(m2k)。當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，試 確定平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)。 8. 壓縮空氣在中間冷卻器的管外橫掠流過，ao =90W/(m 2 k)，冷卻水在管內(nèi)流過 a1 =6000W/(m 2 k)。冷卻管是外徑為 16mm，厚1.5mm的黃銅管。求： 1)此時(shí)的傳熱系數(shù)； 2 )若管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一

18、倍，傳熱系數(shù)有何變化； 3 )若管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)又作何變化。 9. 一平壁水泥泡沫磚構(gòu)成，厚度為50cm，導(dǎo)熱系數(shù)，高 溫面維持200 C、低溫面為50 C。試求： (1 )通過平壁的熱流密度； 2 )維持熱流密度不變時(shí)，計(jì)算在墻壁內(nèi)溫度為70 C處，距離高溫墻面的厚度為 多少 10. 30 C的大銅板，被置于400 C的爐中加熱10分鐘后，測(cè)得銅板溫度上升到 150 C。 已知銅板兩側(cè)與周圍環(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為125W/(m 2 k),銅板的=8440kg /m3, Cp =377J/, = - ：l?7 ，7：。試估算銅板的厚度是多少 得分 五、論述題（6分）試述對(duì)流換

19、熱中換熱系數(shù) h的影響因素 傳熱學(xué)答案 一選擇題； 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、填空題 1.（2分）非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)2.（2分）強(qiáng) 3.

20、（2分）導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布（僅答“溫度分布”或“溫度場(chǎng)”、“導(dǎo) 熱體內(nèi)的溫度場(chǎng)”也可）4. （2分）對(duì)流換熱系數(shù)5. （2分）越大，越大； 6. （2分）相似準(zhǔn)則法，量剛分析法 7. （2分）物體本身輻射與反射輻射 之和8. （2分）越大，越大；9. （2分）相對(duì)性，完整性；10. （2分）減 小傳熱系數(shù)，減小溫差。11.冷熱流體（或熱、冷流體）溫度差為1 C時(shí)的傳熱熱流 )，W/(m 2 K)(或 密度（若答成“表示傳熱過程強(qiáng)烈程度的物理量”也可算對(duì) 流體相變情況 （次序不可顛倒） W/（m 2 C）。 12. 流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)起因流體物性 13. 珠狀凝結(jié)膜狀凝結(jié)膜狀凝結(jié) 14.0.025（m

21、2 K）/W （數(shù)據(jù)和單位各1分） （m2 K）（數(shù)據(jù)和單位各1分） 16. 物體表面與周圍介質(zhì)之間的換熱情況 17. 導(dǎo)熱微分方程 18. tm=tm逆，為溫差修正系數(shù) 19. 灰漫表面（答成“灰表面”也算對(duì)） 21.非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)12.強(qiáng) 23. 導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布（僅答“溫度分布”或“溫度場(chǎng)”、“導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度場(chǎng)”也可） 24. 小于或“”15小或“低” 26.小于17.黑體單色輻射力或 -: 28. 幾何m 2 C 31 .x 10 -4 (m 2 k ） /W （若沒寫單位，扣 分。） 32 .(m 2 k ) 或 309W/( m 2 k )或 308W/ (m 2 k )(若 不寫

22、單位，扣 分） 33 強(qiáng)化34 .較大 35 . 對(duì)流換熱系數(shù)（或aC均可） 36 質(zhì)量（或物質(zhì)） 37 .導(dǎo)熱38 .小于 39 . 逆流40 .黑體 41 .C或 C（若不寫單位，扣分） 42 . m 2或726W/m 2 （若不寫單位 ，扣 分） 43 .冷流體44 .波長(zhǎng)或“入復(fù)合15.復(fù)合 46 .熱冷流體（或冷熱流體也可，熱流體和冷流體）也可） 47.輻射18.肋壁實(shí)際散熱量 49.較大或“大、較高” 20管程數(shù) 三、簡(jiǎn)答 11、（1）在入口段，邊界層有一個(gè)形成的過程，一般由薄變厚， （2）邊界層的變化引起換熱系數(shù)的變化，一般由大變小，考慮到流型的變化，部 長(zhǎng)度上可有波動(dòng)，但總體上在入口段的換熱較強(qiáng)（管長(zhǎng)修正系數(shù)大于1）。 當(dāng)l/d50（或60）時(shí)，短