(完整word版)傳熱學(xué)儲運試題1

1、以上三式定性溫度均取流體已知溫度。q中的 t=5 Co2005-2006學(xué)年第一學(xué)期期末考試題答案專業(yè)班級：儲運03-班課程名稱：傳熱學(xué)第1頁 共3頁一、簡答題（本大題18分，每小題3分）1、導(dǎo)熱問題常見的三類邊界條件（文字?jǐn)⑹龌蛴脭?shù)學(xué)式表達(dá)）。2、用一支插入裝油的鐵套管中的玻璃水銀溫度計來測量儲氣筒里的空氣溫度，請分析如何減小測試誤差。3、 強(qiáng)化膜狀凝結(jié)換熱的基本原則及實現(xiàn)方法是什么？4、寫岀兩個同類現(xiàn)象相似的條件。5、簡述角系數(shù)的定義及性質(zhì)6、實際物體發(fā)射率的定義二、計算題（本大題60分，每小題12分）1、某房間墻壁（從外到內(nèi)）由一層厚度為240郴 的磚和一層厚度為20咖 的灰泥構(gòu)成。冬季

2、外壁面溫度為一10 C，內(nèi)壁面溫度為18C時。求通過該墻體的熱流密度是多少？兩層材料接觸面的溫度是多少？已知磚的導(dǎo)熱系數(shù)a二。皿心K），灰泥的導(dǎo)熱系數(shù)a = 0.58"加K）。2、熱電偶的熱接點近似認(rèn)為是直徑0.5朋m的球形，熱電偶材料的P二,"400川壞疋，2 = 20叫加K。熱電偶表面與氣流間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)溫度為10C。(1)管內(nèi)流動的對流換熱實驗關(guān)聯(lián)式熱電偶初始溫度為25C，突然將其放入120C的氣流中, h = 95卯/詔疋，試求熱電偶的過余溫度達(dá)到初始過余溫度的1 %時所需的時間為多少？這時熱電偶的指示溫度為多少？3、一大車間中有一橫置管道，長為5m直徑為

3、119mm表面溫度為127C，發(fā)射率（黑度）為 0.6，房間墻壁溫度為27C，求其 輻射換熱量是多少？4、 用一裸露的熱電偶測試圓管中氣流的溫度，熱電偶的指示值 t1=170 C。已知管壁溫度tw=90C， 氣流對熱接點的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 h= 50W/ （m2 - K），熱接點的表面發(fā)射率 =0.6。試確定氣流的真 實溫度，測溫誤差，并簡要說明如何減小誤差。5、換熱器中熱流體由300C冷卻至150C，而冷流體由50C被加熱至100C。該換熱器的總換熱量為522.25x10 W已知傳熱系數(shù)47W（用蟲），試計算逆流時的對數(shù)平均溫差，加熱器所需的面積?三、綜合題（本大題22分）有一架空蒸汽管道，管

4、道內(nèi)徑為$ =300mm管壁厚度5mm其導(dǎo)熱系數(shù)為36 W/（m- K）。外包有入b=0.04 W/ （m - K）的保溫材料，厚度為40mm管道內(nèi)流有130C的干飽和蒸汽，流速為 41m/s;管道外空氣風(fēng) 速為0， 備注：(I023R嚴(yán) P嚴(yán)（2）管外橫掠的對流換熱實驗關(guān)聯(lián)式M = （U?4R 嚴(yán)（3）管外自然對流換熱實驗關(guān)聯(lián)式遍二a5（G P滬（4）空氣的熱物性:P (kg/m3)cp(kJ/ kg - K)W/(m- K)Pr10C1.2471.0052.5114.160.705（5）干飽和蒸汽熱物性Cp (kg/m3)Cp(kJ/ kg - K)4 2W/(m- K)（用 ）Pr130

5、1.4952.1762.768.801.04求：1、管內(nèi)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。（7分）2、管外的對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。（7分）3、每m蒸汽管道的總熱阻及總傳熱系數(shù)。（4分）4、每小時每米蒸汽管道的散熱量。（4分）2005 2006學(xué)年 第3學(xué)期 傳熱學(xué)課程期末考試試卷（A卷）答案及評分標(biāo)準(zhǔn)本試卷共三道大題，滿分100分。一、簡答題（本大題18分，每小題3分）1、導(dǎo)熱問題常見的三類邊界條件（文字?jǐn)⑹龌蛴脭?shù)學(xué)式表達(dá)）。答：第一類邊界條件，已知任何時刻物體邊界面的溫度值；穩(wěn)態(tài)，片=常量；非穩(wěn)態(tài)，（1分） 第二類邊界條件，規(guī)定了邊界上的熱流密度值;穩(wěn)態(tài)，仏二常量；非穩(wěn)態(tài)，（1 分）第三類邊界條件，

6、規(guī)定了邊界上物體與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)力及周圍流體溫度。二純wTy）fJI I穩(wěn)態(tài)，A和為常數(shù)；非穩(wěn)態(tài)，/!和可為時間的函數(shù)。（1分）2、用一支插入裝油的鐵套管中的玻璃水銀溫度計來測量儲氣筒里的空氣溫度，請分析如何減小測試 誤差。88-答：通過肋壁計算式可知減小測試誤差即減小肋頂端過余溫度巾，由此可采取以下措施減小測試誤差。選用導(dǎo)熱系數(shù)更小的材料做套管;(0.5 分)盡量增加套管高度，并減小壁厚;(1分)強(qiáng)化流體與套管間的換熱；（1分）在儲氣筒外包以保溫材料。（0.5分）3、強(qiáng)化膜狀凝結(jié)換熱的基本原則及實現(xiàn)方法是什么？答：基本原則：盡量減薄粘滯在換熱表面上的液膜的厚度；（2分）實現(xiàn)方法：包

7、括用各種帶有尖鋒的表面使在其上冷凝的液膜減薄，以及使已凝結(jié)的液體盡快從換熱表面上排泄掉。（1分）4、寫岀兩個同類現(xiàn)象相似的條件。答：單值性條件相似，同名已定準(zhǔn)則相等。（3 分）5、簡述角系數(shù)的定義及性質(zhì)答：定義：表面1發(fā)岀的輻射能中落到表面2上的百分?jǐn)?shù)稱為表面1對表面2的角系數(shù)，記為竝2。（ 1.5分）性質(zhì)：（1）相對性，（2）完整性，（3）可加性（1.5分） 6、實際物體發(fā)射率的定義答：實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值稱為實際物體的發(fā)射率, 二、計算題（本大題60分，每小題12分） 1、某房間墻壁（從外到內(nèi)）由一層厚度為 240 的磚層和一層厚度為20加 的灰泥構(gòu)成。冬季 外壁面溫

8、度為一 10 c，內(nèi)壁面溫度為18C時。求通過該墻體的熱流密度是多少？兩層材料接觸 面的溫度是多少？已知磚的導(dǎo)熱系數(shù)幾（加K），灰泥的導(dǎo)熱系數(shù)肛（加K）。解：令磚層為1層，灰泥層為2層。外壁面為1,內(nèi)壁面為2,中間接觸面為3。二仇2 7誠）二 14（7°）= -2 = 46 5tn/°空+20 24 十 0.02 0.543+0.0345 0.577'（6分）怨Z血一址丄巴= 46 5!亦0.24（5分）= 15.25c（ 1 分）2、熱電偶的熱接點近似認(rèn)為是直徑0.5酬!的球形，熱電偶材料的少8930畑伽*4他 .2 = 2（iWlm K。熱電偶初始溫度為25C，

9、突然將其放入120C的氣流中,熱電偶表面與氣流間對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 刃二95阿/擁2 疋，試求熱電偶的過余溫度達(dá)到初始過余溫度的1 %時所需的時間為多少？這時熱電偶的指示溫度為多少?，生 95x0.25曲=510-51解：乂20可以采用集總參數(shù)法。（4分）20注卩（4分）& 一=唧（一一r） = 0.018930x400xjx3,14x（0.25xlO-V%25-120（2分）"14.4s（ 1分）（ = 119.5 c（ 1 分）3、一大車間中放有一橫置管道，長為 5m直徑為119mm表面溫度為127C，發(fā)射率（黑度）為0.6， 房間墻壁溫度為27C，求其輻射換熱量是多少

10、？解：此題可以看成一小物體（橫置管道）放在一大空間內(nèi)（大車間）的兩灰表面之間的輻射換熱問題。（2分）0=島勺-£） （6 分）= 56Jx滬燈.MxO.lSjx擁（127 + 27羅-（27 + 2?肋（3分）= 1112.65那（1分）4、用一裸露的熱電偶測試圓管中氣流的溫度，熱電偶的指示值t1=170 C。已知管壁溫度tw=90C,熱接點的表面發(fā)射率 =0.6，氣流對熱接點的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 h= 50W/ （m2 - K）。試確定 氣流的真實溫度，測溫誤差，并簡要說明如何減小誤差。解：（爲(wèi)1-爲(wèi)2）=恥（fff）（4分）爲(wèi)=4°也廠刃40.6x5.67x10（2

11、73+170）*-（273+90/= 50；/-170）站分）1呂4一4% =7.8 %（1 分）減小誤差的方法：減小輻射換熱，可在熱電偶位置加遮熱套管；增加對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，采取抽 氣式遮熱罩。（2分）5、換熱器中熱流體由300C冷卻至150C，而冷流體由50C被加熱至100C。該換熱器的總換熱量為22.25x10 W已知傳熱系數(shù)K = ?5陽愀 乂），試計算逆流時的對數(shù)平均溫差，加熱器所 需的換熱面積?解：A/'=V-Zj'* = 300-100 = 200 （ 2分）川二-汕0-血WOc拉三r-i-1山InA/"0 二磁Af（ 3分）三、綜合題（本大題22分

12、） 有一架空蒸汽管道，管道內(nèi)徑為 W/ （m - K）的保溫材料，厚度為 速為0,溫度為10Co1、管內(nèi)對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。（2分）200-100 卄=144 3I200In10075x1443C（ 4分）（1 分）$ =300mm管壁厚度5mm其導(dǎo)熱系數(shù)為36 W/（m- K）。外包有 入b=0.0440mm管道內(nèi)流有130C的干飽和蒸汽，流速為 41m/s；管道外空氣風(fēng)（7分）解：管內(nèi)流動的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式恥二O,（I23R嚴(yán)初（1 分）p=L495如肚C廠2176好蟲K肛2滄10飭切恐10胡汕汎04（1分）a L>f 41x0.3M; = 0.023xxl.O4* =1723.803（5分）2、管外的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。（7分）解：管外自然對流準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式 定性溫度為管外流體溫度10C血=噸時（1分）p = 1.247Ag/C = 1.005U/,/i = 2.51x10-= 0.705,9.8X（0.3+0.01 + 0.08?x5（1416x103'Or =絲竺=一遼沁r一_ = 2.33x10Nu - 0 5x（2.33x10 x 0.705）* 三 32.33 加Nu -a（1分）0.39（5分）3、每m蒸汽管道的總熱阻及總傳熱系數(shù)。（