傳熱學(xué)--華電保定

1、傳熱學(xué)復(fù)習(xí)題 -復(fù)習(xí)題按章節(jié)分類第1章 緒論選擇1（華電，06）為了對一電廠省煤器的換熱進行強化，提高 B 的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)效果會會最明顯。(A) 管內(nèi)水側(cè)         (B) 管外煙氣側(cè)        (C) 一樣3（華電，07）常溫下，碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)在下列哪個范圍( B )(A) 0.1-10；(B) 20-60；(C) 100-150；(D) 150-1903（華電，07）常溫下，碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)在下列哪個范圍( B )(A) 0.1-10；(B) 20-60；(C)

2、100-150；(D) 150-190填空1（華電，03）為了強化換熱器的換熱效果，應(yīng)主要降低表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 小    （大；?。┑囊粋?cè)的熱阻。2（華電，03）國家標準規(guī)定，凡平均溫度不高于時導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12 的材料稱為保溫材料。1（華電，04）下列材料在常溫下導(dǎo)熱系數(shù)最大的是 a  。   (a). 純銅；(b). 純鐵；(c). 黃銅；(d). 不銹鋼1（華電，05）下列物質(zhì)在常溫下導(dǎo)熱系數(shù)最小的是（ B ）。   (A) 水  

3、;        (B) 空氣        (C) 玻璃        (D) 巖棉板簡答計算第2章 穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)選擇1（華電，08）對于描述溫度場的等溫線而言，以下正確的是（C）2（A） 不同溫度的等溫線可以相交 （B）等溫線不可以封閉（C）可以終止于邊界2（華電，08）冬天，在室外放置時間很長的兩個物體，一個為金屬材料，一個為木質(zhì)材料，兩物體形狀、大小相同，但手摸上去感覺的冷熱程度不一樣，這主要是由于（A）2（A）兩種材料的導(dǎo)熱系數(shù)不同 （B）兩種材料的密度不同

4、7（華電，08）某廠鍋爐正常運行時，采用裸露的熱電偶測量省煤器入口區(qū)域的煙氣溫度，如果測量系統(tǒng)工作正常，穩(wěn)定后，測得的煙氣溫度（A）2（A）小于煙氣實際溫度 （B）大于煙氣實際溫度 （C）等于煙氣實際溫度填空3（華電，08）一無內(nèi)熱源的無限大平板中的溫度分布可以表示成的形式，其中、和為已知的常數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)為。此時刻在的表面處的熱流密度為4（華電，03）在圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題中, 當(dāng)內(nèi)壁溫度 小于外壁溫度 時, 其壁內(nèi)溫度分布應(yīng)為下圖中的   。22.（華電，06）在圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題中, 當(dāng)內(nèi)壁溫度小于外壁溫度時，其壁內(nèi)溫度分布應(yīng)為附圖中的 A  （A；B；C）。

5、9（華電，03）一無內(nèi)熱源的無限大平板中的溫度分布可以表示成的形式，其中和為已知的常數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)為。此時刻在的表面處的熱流密度為。22（華電，04）通過單層圓筒壁導(dǎo)熱的熱阻表達式為。3（華電，04）一個含有內(nèi)熱源的大平板，其導(dǎo)熱系數(shù)為，測得在穩(wěn)定情況下，其內(nèi)部溫度分布為：，則平板內(nèi)的內(nèi)熱源生成率為。29（華電，04）一個肋片，測得其肋基處溫度為，周圍氣體溫度為30，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取，肋片表面積為，查得該肋片的效率為0.6，則該肋片的實際散熱量為 。22（華電，05）對于等截面的直肋片，沿著肋片的高度方向，肋片橫截面上導(dǎo)熱的熱流量逐漸（ B  ）。(A) 變

6、大         (B) 變小        (C) 不變        (D) 不確定4（華電，05）對于等溫線而言，以下不正確的描述是（  A   ）。(A)不同溫度的等溫線可以相交    (B) 等溫線可以封閉 (C) 等溫線可以終止于邊界3（華電，06）一個肋片，測得其肋基處溫度為，周圍氣體溫度為，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)取，肋片表面積為，查得該肋片的效率為0.5，則該肋片的實際散熱量為 

7、 。4（華電，06）壁面絕熱的情況屬于 B 邊界條件。(A) 第一類         (B) 第二類        (C) 第三類1（華電，07）對于等截面的直肋，沿著肋片的高度方向，肋片橫截面上導(dǎo)熱的熱流量逐（B）(A) 變大（B）變?。–）不變（D）不確定1（華電，07）對于等截面的直肋，沿著肋片的高度方向，肋片橫截面上導(dǎo)熱的熱流量逐（B）(A) 變大（B）變?。–）不變（D）不確定簡答1（華電，08）你是否做過測量材料導(dǎo)熱系數(shù)的實驗？若做過，簡述其實驗基本原理，若沒有做過，自己設(shè)計一個測量

8、材料導(dǎo)熱系數(shù)的實驗系統(tǒng)。6答：做過測量材料導(dǎo)熱系數(shù)的實驗。原理：將被測量的元件做成厚度為，半徑為的圓片，其中。將實驗元件放在接觸緊湊的兩溫度不同的被加熱的平板之間，由于可以認為只有在厚度方向的傳熱。測量出其換熱量及兩平板的溫度和，由公式：可以得出1（華電，07）用文字語言說明下面用數(shù)學(xué)描述給出的導(dǎo)熱問題。2常物性、無內(nèi)熱源、一維非穩(wěn)態(tài)、無限大平板導(dǎo)熱問題。平板一側(cè)絕熱，另一側(cè)為第三類邊界條件，對流傳熱系數(shù)為，流體溫度為，初始時刻溫度為。1寫出傅立葉導(dǎo)熱定律的數(shù)學(xué)表達式，式中沒有出現(xiàn)時間變量，為什么同樣可以分析非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題？（華電，02）5分析室內(nèi)暖氣片的散熱過程，各個環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？

9、在熱水溫度一定的情況下，你能提出一些提高暖氣片散熱量的措施嗎？（華電，02）1（華電，06）一火車車窗尺寸寬為，高，玻璃的厚度是，假如在冬天，室內(nèi)和室外的溫度分別為和和，內(nèi)側(cè)的表面?zhèn)鳠醾鳠嵯禂?shù)，外側(cè)的表面?zhèn)鳠醾鳠嵯禂?shù)為。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為，不考慮內(nèi)外側(cè)與環(huán)境的輻射換熱。（1）計算通過此車窗的散熱量；（2）若采用中間真空的雙層玻璃窗，在其它條件不變的情況下，列出計算車窗的散熱量的關(guān)系式。只列出關(guān)系式，不需要計算，玻璃的表面發(fā)射率為 2解： 車窗的面積，通過此車窗的散熱量 換熱系數(shù)為：車窗的散熱量為：1（華電，06）一火車車窗尺寸寬為，高，玻璃的厚度是，假如在冬天，室內(nèi)和室外的溫度分別為和和，內(nèi)側(cè)的

10、表面?zhèn)鳠醾鳠嵯禂?shù)，外側(cè)的表面?zhèn)鳠醾鳠嵯禂?shù)為。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為，不考慮內(nèi)外側(cè)與環(huán)境的輻射換熱。（1）計算通過此車窗的散熱量；（2）若采用中間真空的雙層玻璃窗，在其它條件不變的情況下，列出計算車窗的散熱量的關(guān)系式。只列出關(guān)系式，不需要計算，玻璃的表面發(fā)射率為 2解： 車窗的面積，通過此車窗的散熱量 換熱系數(shù)為：車窗的散熱量為：計算四、（25分（華電，08）廠房內(nèi)有一外徑為蒸汽管道，其外部敷設(shè)有厚度為的保溫材料，保溫層內(nèi)側(cè)壁溫為，保溫層外側(cè)壁溫為，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)為：61試計算該蒸汽管道單位長度上的導(dǎo)熱量。解：，該蒸汽管道單位長度上的導(dǎo)熱量為：1（華電，05）一厚為的金屬大平板，一側(cè)絕熱，另一側(cè)暴

11、露于溫度為的空氣中，表面與空氣之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為，通電后平板內(nèi)相當(dāng)于有的均勻內(nèi)熱源，平板的導(dǎo)熱系數(shù)為。（1）寫出描述該問題的數(shù)學(xué)描述（導(dǎo)熱微分方程和邊界條件）；解：該問題導(dǎo)熱微分方程和邊界條件（2）確定平板中的最高溫度及其位置。解：由導(dǎo)熱微分方程和邊界條件解得溫度分布為：所以當(dāng)時溫度取得最大值，即：1（華電，07）一有4種材料組成的復(fù)合平面，其斷面如附圖3所示，復(fù)合壁的上下表面絕熱，兩側(cè)與流體僅進行對流換熱，取垂直于紙面方向單位長度進行分析。 畫出系統(tǒng)的熱阻分析圖； 若已知：復(fù)合壁的幾何尺寸如下：，四種材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為：，；兩側(cè)的流體溫度和表面換熱系數(shù)分別為：，；計算通過該復(fù)合壁面的傳熱

12、量； 該問題是否為嚴格的一維問題。（1）（2）（3）不一定，在B與C相接觸的面上，是否發(fā)生傳熱與溫度是否相同有關(guān)，而溫度的分布與B和C的導(dǎo)溫系數(shù)有關(guān)。第3章 非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)選擇2（華電，07）對于一個非穩(wěn)態(tài)的導(dǎo)熱問題，下面那一種情況下，更適合采用集總參數(shù)法進行分析（C）3(A) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很大，表面對流換熱也很強；(B) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，表面對流換熱也很強；(C) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很大，表面對流換熱也很弱；(D) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很大，導(dǎo)熱體的尺寸很大。2（華電，07）對于一個非穩(wěn)態(tài)的導(dǎo)熱問題，下面那一種情況下，更適合采用集總參數(shù)法進行分析（C）3(A) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很大，表面對

13、流換熱也很強；(B) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，表面對流換熱也很強；(C) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很大，表面對流換熱也很弱；(D) 導(dǎo)熱體的導(dǎo)熱系數(shù)很大，導(dǎo)熱體的尺寸很大。填空簡答三、（華電，08）（15分）厚度為的無限大平板，材料的導(dǎo)熱系數(shù)為，初始時內(nèi)部溫度均勻為，然后將其放置于介質(zhì)溫度為的流體中進行冷卻，流體是流動的，故可以流體的溫度不變，兩側(cè)表面與流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為。試定性畫出下面幾種情況下平壁內(nèi)溫度隨時間變化情況（含初始、最終和兩個中間時刻的溫度分布即可）。（1）平壁的厚度等于，材料的導(dǎo)熱系數(shù)為等于，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為等于。解：,符合集中參數(shù)法，內(nèi)部熱阻可忽略。1線：，初始時刻；2線，3線為中

14、間時刻；4線為最終時刻。（2）平壁的厚度等于，材料的導(dǎo)熱系數(shù)為等于，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為等于。解：，此種情況表示內(nèi)部熱阻遠遠大于外部熱阻，1線：，初始時刻；2線，3線為中間時刻；4線為最終時刻。4（華電，03）試說明Bi數(shù)的物理意義，和 各代表什么樣的換熱條件？有認為代表絕熱工況，你是否贊同這一觀點，為什么？3答：（1），其中，為表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，為物體導(dǎo)熱系數(shù)，為物體的特征長度。數(shù)表示物體導(dǎo)熱傳熱熱阻與表面換熱熱阻的比值，即：，當(dāng)時，即，導(dǎo)熱熱阻遠小于表面換熱熱阻，為第三類邊界條件；當(dāng)時，即，此時表面換熱熱阻遠小于導(dǎo)熱熱阻，為第一類邊界條件；（2）不贊同，代表絕熱工況是不正確的，表示邊界熱阻相對于內(nèi)部

15、熱阻較大，邊界上有熱流；而絕熱工況是邊界上沒有熱流。4（華電，05）試說明數(shù)的物理意義，和 各代表什么樣的換熱條件？有人認為代表絕熱工況，你是否贊同這一觀點，為什么？答：數(shù)是物體內(nèi)外熱阻之比的相對值，說明傳熱熱阻主要在邊界上，內(nèi)部溫度趨于均勻，可以用集總參數(shù)法進行分析求解；說明傳熱熱阻主要在內(nèi)部，可以近似認為壁面溫度就是流體溫度；代表絕熱工況是不正確的，表示邊界熱阻相對于內(nèi)部熱阻較大，邊界上有熱流；而絕熱工況是邊界上沒有熱流。2（華電，06）煤粉顆粒在進入爐膛的加熱升溫過程可以當(dāng)作一個集總體來分析，試列出在著火之前描述其溫度變化微分方程式，并注明式中各符號的名稱。對于集總體，有，即煤顆粒內(nèi)部溫

16、度均勻，則有微分方程式及定解條件為;其中：煤粉顆粒半徑，煤粉顆粒密度，煤粉顆粒比熱容，對流換熱系數(shù)，煤粉顆粒任一時刻的溫度，煙氣溫度，加熱時間。計算第4章 熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值解法選擇填空6（華電，04）畢渥準則數(shù)的表達式為，傅里葉準則數(shù)的表達式為。簡答2（華電，07）如附圖2所示一個常物性、內(nèi)熱源均勻為的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱體，其右側(cè)有溫度為的流體，且與改壁面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為。列出圖4中的有限差分方程式。1（華電，03）一個常物性、無內(nèi)熱源的二維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，在直角坐標系中利用數(shù)值方法進行求解，試列出內(nèi)部節(jié)點的顯示格式差分方程。1（華電，05）一個常物性、含均勻內(nèi)熱源的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，在直角坐標系中

17、利用有限差分的數(shù)值方法進行求解，試列出任意內(nèi)部節(jié)點的差分方程。1（華電，04）如附圖2所示一個常物性、無內(nèi)熱源的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，列出圖中角部節(jié)點A的差分方程式。2（華電，04）一塊大平板，一側(cè)被電加熱器均勻加熱，另一側(cè)為第三類邊界條件，通電前平板處于環(huán)境溫度 ，電熱器給出恒定的熱流密度。現(xiàn)突然合上開關(guān)。畫出初始狀態(tài)和最后穩(wěn)定以及中間兩個時刻平板內(nèi)的溫度分布曲線。答：如圖所示：初始時刻為1線，此時大平板的溫度為。中間時刻兩條曲線為1和2線。最后穩(wěn)定后的溫度分布為4線。1（華電，06）一個常物性、含均勻內(nèi)熱源的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，在直角坐標系中利用有限差分的數(shù)值方法進行求解，試列出任意內(nèi)部節(jié)點的差

18、分方程。節(jié)點方程為：計算第5章 對流傳熱的理論基礎(chǔ)選擇6（華電，08）在室內(nèi)一根未保溫的鋼管內(nèi)通入的飽和水蒸氣，用來加熱室內(nèi)空氣，如果要強化傳熱效果，下面方法中那一種最有效（B）（A）采用內(nèi)螺紋管 （B）在管外安裝肋片 （C）改用銅管9（華電，08）對于粘度很大的油，當(dāng)進行外掠平板的對流換熱時，在同一位置，其流動邊界層厚度和溫度邊界層厚度的關(guān)系是（B）（A） (B) (C) 填空8（華電，03）在常溫下下列工質(zhì)的數(shù)最小的是  （.水； .空氣； .水銀； .11號潤滑油）。8（華電，04）對于粘度很大的油，當(dāng)進行外掠平板的對流換熱時，在同一位置，其流動邊界層厚度和溫度邊界層厚度的關(guān)系

19、是：  （；  ）3（華電，05）在橫掠管束的對流換熱中，平均的表面對流換熱系數(shù)隨管排數(shù)的增加（在前幾排）而（  A   ）。(A) 增加         (B) 不變        (C) 變小        (D) 不確定8（華電，05）對于粘度很小的液態(tài)金屬，當(dāng)進行外掠平板的對流換熱時，在同一位置，其流動邊界層厚度和溫度邊界層厚度的關(guān)系是（  C  &

20、#160;）。 (A) （B） （C） 簡答6影響自然對流換熱的因素有哪些？（華電，02）二、（華電，02）12分 一個功率為的電烙鐵，其形狀可近似看作一個半徑很小的短圓柱，初始放在室內(nèi)，然后瞬間通電加熱。（1）分析并列出加熱過程中烙鐵溫度隨時間變化的微分方程式（注明式中符號的名稱）；（2）給出最終穩(wěn)定后確定烙鐵溫度的關(guān)系式。2（華電，04）以外掠平板的對流換熱為例，對流換熱問題的數(shù)學(xué)描述包括哪些方程（只需要文字敘述即可）？ 理論上如何求得表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)？5答：對流換熱問題的數(shù)學(xué)描述包括：能量方程；動量方程；質(zhì)量方程。以上方程加上定解條件并結(jié)合對流換熱微分方程，可解得某處的對流換熱系數(shù)

21、，積分得對流換熱系數(shù)。5（華電，05）影響自然對流換熱的因素有哪些？大空間和有限空間的自然對流換熱是如何劃分的？7答：影響自然對流換熱的因素有：流體流動起因；流體有無相變；流體流動狀態(tài)；換熱表面的幾何因素；流體的物理性質(zhì)。所謂無限大空間是指邊界層可以自由生長的空間；而有限空間是指邊界層相互干擾的空間。計算3（華電，06）溫度為的空氣以的速度橫向掠過直徑為的圓管，管壁表面溫度保持在，試計算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和每米管長的換熱量。已知：確定平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的準則式為：式中：及的值見附表1；定性溫度為；特征尺度為管子外徑；特征速度為來流速度。空氣的物性參數(shù)見附表2解：定性溫度為：查附表2得：，流動處于湍流區(qū)

22、查附表1：，每米管長的換熱量為：    附表1 4400.9110.3354040000.6830.4664000400000.1930.618附表2:空氣的物性參數(shù)表2201.2051.0052.5921.415.60.703301.1651.0052.6722.9160.701401.1281.0052.7624.316.960.699501.9931.0052.8325.717.950.698601.061.0052.927.218.970.696701.0291.0092.9628.620.020.6942（華電，07）采用一個電加熱管對冷水進行加熱。加熱管的內(nèi)徑為

23、，管子外表面均勻地繞著電阻帶作為加熱器，其外還包有保溫層，加熱管總長。已知冷水的溫度為，希望每小時能提供3、溫度為的熱水。 計算該電加熱器的功率應(yīng)為多少（忽略保溫層的散熱損失）； 估計出口處管子的內(nèi)壁溫度為多少。附錄1：飽和水的熱物理性質(zhì)：10999.74.19157.413061.3069.5220998.24.18359.910041.0067.0230995.74.17461.8801.50.8055.4240992.24.17463.5653.30.6594.3150988.14.17464.8549.40.5563.5460983.14.17965.9469.90.4782.9970

24、977.84.18766.8406.10.4152.55附錄1：推薦的管內(nèi)對流換熱的實驗關(guān)聯(lián)式：層流：，湍流：。 定性溫度為：（其中是冷水溫度，是熱水溫度）所以飽和水的熱物理性質(zhì)為：，。電加熱器的功率為： 特征長度為流速為：所以處于湍流第6章 單相對流傳熱的實驗關(guān)聯(lián)式選擇4（華電，07）在橫掠管束的對流換熱中，每排管子上的表面對流換熱系數(shù)隨管排數(shù)的增加（在前幾排）而 ( A )(A) 增加；(B) 不變；(C) 變小；(D) 不確定6（華電，07）研究對流換熱的一種方法是比擬法，它是指通過研究熱量 傳遞 和 動量傳遞之間的共性，以建立表滿傳熱系數(shù)與阻力系數(shù)相互關(guān)系的方法。填空5（華電，03）研

25、究對流換熱的一種方法是比擬法，它是指通過研究 熱量 傳遞和 動量 傳遞之間的共性，以建立表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與阻力系數(shù)相互關(guān)系的方法。510（華電，03）自然對流換熱的格拉曉夫數(shù)表示  （.慣性力與粘性力； .浮升力與粘性力； . 浮升力與慣性力）之比的一種度量。65（華電，04）對于管內(nèi)湍流換熱的實驗關(guān)聯(lián)式，當(dāng)管長較短時，需要進行入口效應(yīng)修正，其修正系數(shù)是一個（大于1；小于1）的值。6（華電，06）自然對流換熱實驗的自模化是指表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與  A  無關(guān)的現(xiàn)象。6（A）特征尺度         （B）

26、定性溫度（C）表面幾何形狀    （D）壁面換熱條件4（華電，07）在橫掠管束的對流換熱中，每排管子上的表面對流換熱系數(shù)隨管排數(shù)的增加（在前幾排）而 ( A )(A) 增加；(B) 不變；(C) 變?。?D) 不確定簡答4（華電，08）夏天，從冰箱拿出來的一個長圓柱形冰塊懸吊在室內(nèi)，過一段時間后，其上部和下部相比，那個地方溶化的更快？并解釋。6答：上部溶化更快些。 如圖2所示，在長圓柱的頂部的自然對流換熱系數(shù)最大。 由于冷空氣下沉作用，使得在下部的換熱溫差下降。 在下部形成液膜層，增大換熱熱阻。圖23（華電，07）如果把一塊溫度低于環(huán)境溫度的大平板豎直地置于空氣中，試畫出平

27、板上流動及局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分布的示意圖。5（華電，03）解釋螺旋管、短管和小管徑管強化傳熱的原理。6答：管內(nèi)的傳熱熱阻主要集中在邊界層處，螺旋管的作用是增加流體在管內(nèi)擾動，破壞邊界層，減薄邊界層厚度，螺旋管內(nèi)的流體在向前運動的過程中連續(xù)地改變方向，因此會在橫截面上引起二次環(huán)流而強化傳熱。短管的作用主要是加強入口段效應(yīng)以強化傳熱，在入口段流體流速增加，邊界層減薄，從而強化傳熱。小管徑管：相同質(zhì)量流體通過小管徑管的流速大于大管徑管，可以減薄邊界層厚度，增加表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，減小表面?zhèn)鳠釤嶙?，強化傳熱。相同質(zhì)量流體用多根小管徑管代替大管徑管可以增加比表面積，強化傳熱。3（華電，06）對于一個處于湍流流動

28、的管內(nèi)對流換熱，示意畫出局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨管長的變化，并解釋其原因。6答：應(yīng)為入口段產(chǎn)生入口段效應(yīng)，在入口段形成了較薄的邊界層，強化了傳熱，所以，在入口段較大，又由于湍流的振動和混合作用使流動到充分發(fā)展階段后，傳熱系數(shù)趨于穩(wěn)定。 計算3上面計算的對流散熱量與導(dǎo)熱量是否相等？為什么？答：，即對流換熱量與導(dǎo)熱量不相等，因為存在輻射換熱，對流換熱系數(shù)接近于自然對流換熱范圍，所以輻射換熱的影響不能忽略。附注：空氣橫掠圓管對流換熱實驗關(guān)聯(lián)式為式中：及的值見表1，定性溫度為，特征長度為管外徑，特征速度為來流速度。空氣的物性參數(shù)見表2。表10.440.9890.3304400.9110.3354040000

29、.6830.4664000400000.1930.6184000040000000.02660.805表2101.2471.0052.5120.014.160.705201.2051.0052.5921.415.060.703301.1651.0052.6722.916.000.701401.1281.0052.7624.316.960.699501.0931.0052.8325.717.950.6982若室外空氣溫度為，空氣以的速度橫向吹過該管道，試計算單位長度上外側(cè)的對流散熱量。，以此為定性溫度；查得：，流動處于湍流區(qū)，3（華電，06）溫度為的空氣以的速度橫向掠過直徑為的圓管，管壁表面溫度

30、保持在，試計算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和每米管長的換熱量。已知：確定平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的準則式為：式中：及的值見附表1；定性溫度為；特征尺度為管子外徑；特征速度為來流速度?？諝獾奈镄詤?shù)見附表2解：定性溫度為：查附表2得：，流動處于湍流區(qū)查附表1：，每米管長的換熱量為：    附表1 4400.9110.3354040000.6830.4664000400000.1930.618附表2:空氣的物性參數(shù)表2201.2051.0052.5921.415.60.703301.1651.0052.6722.9160.701401.1281.0052.7624.316.960.699501.993

31、1.0052.8325.717.950.698601.061.0052.927.218.970.696701.0291.0092.9628.620.020.6942（華電，03）某高壓鍋爐的低溫省煤器采用叉排、逆流布置，管子為，橫向節(jié)距，縱向節(jié)距，總的受熱面積為，已知煙氣的入口溫度為，通過省煤器的實際煙氣流量為，煙氣平均流速（最小截面處）為，給水的入口溫度為，給水流量為。管材的導(dǎo)熱系數(shù)為，壁面的灰污熱阻取，忽略煙氣側(cè)輻射換熱的影響和管內(nèi)側(cè)對流換熱熱阻。（1） 計算煙氣側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；（2） 計算受熱面的總傳熱系數(shù)，為何忽略管內(nèi)側(cè)對流換熱熱阻？（3） 該受熱面積能否將給水溫度加熱到？附注：(1

32、) 推薦的外掠叉排管束對流換熱實驗關(guān)聯(lián)式為：   ，       ，           式中定性溫度為管束進出口流體的平均溫度， 按管束的平均壁溫計算，特征速度為最小截面處的平均流速，特征尺度取管子外徑。（2）煙氣和水的物性參數(shù)：煙氣在平均溫度下的熱物理性質(zhì)如下：0.57        1.135        5.25        52  &

33、#160;     0.645          水的定壓比熱近似取3（華電，04）（20分）有一塊鋁合金板，表面溫度被均勻加熱到，然后垂直地懸掛在一房間內(nèi)進行冷卻，室內(nèi)環(huán)境空氣溫度和周圍墻壁溫度分別為和。已知板的面積是，厚度為，表面發(fā)射率（黑度）為0.25。（1）假定在冷卻過程中任何時刻，板的內(nèi)部溫度均勻，建立一個表示板的溫度隨時間而變化的關(guān)系式。（2）計算在冷卻的最初時刻，表面換熱系數(shù) 為多少？（3）計算在冷卻的最初時刻，它的冷卻速率（K/s）為多少？附：（1）鋁合金板的密度取，比熱?。唬?）推薦的自然對流換熱的實驗關(guān)聯(lián)

34、式：，對于符合理想氣 體性質(zhì)的氣體，格拉曉夫準則數(shù)中的體積膨脹系數(shù)，定性溫度取邊界層的算術(shù)平均溫度，式中由下表確定：加熱面形狀與位置流動情況示意流態(tài)系數(shù)系數(shù)適用范圍豎平板或豎圓柱層流0.591/41043×109過渡0.02920.393×1092×1010湍流0.111/3>2×1010（3）干空氣的熱物理性質(zhì)如下： t/1000.9461.0093.2123.130.6881200.8981.0093.3425.450.6861400.8541.0133.4927.80.684第7章 相變對流傳熱選擇6（華電，05）努塞爾在對純凈蒸氣層流膜狀凝

35、結(jié)換熱進行理論分析求解時，忽略了液膜流動過程中的（  C   ）。7(A) 重力         (B) 粘性力        (C) 慣性力5（華電，06）在努塞爾關(guān)于膜狀凝結(jié)理論分析的8條假定中，最主要的是下面那一條 B （A）常物性          （B）膜內(nèi)溫度分布是線性的（C）蒸汽是靜止的    （D）液膜的過冷度可以忽略5（華電，07）對大容器的沸騰換熱，工程上一

36、般將其控制 在下面的那種情況？(B)7(A) 自然對流；(B) 核態(tài)沸騰；(C) 過渡沸騰；(D) 穩(wěn)定膜態(tài)沸騰10（華電，08）格拉曉夫數(shù)的數(shù)值增大，表示（B）（） 慣性力的作用相對增大 （B）浮升力的作用相對增大（C）粘滯力的作用相對增大填空4（華電，04）大空間飽和沸騰曲線可分為自然對流、核態(tài)沸騰 、過渡沸騰 和 穩(wěn)定膜態(tài)沸騰  四個階段。76（華電，03）蒸氣與低于飽和溫度的壁面接觸時有兩種不同的凝結(jié)方式，它們分別是 珠狀凝結(jié) 和 膜狀凝結(jié) 。77（華電，06）大容器飽和沸騰曲線可分為自然對流、核態(tài)沸騰 、過渡沸騰和 

37、;穩(wěn)定膜態(tài)沸騰四個階段。簡答5（華電，07）什么情況屬于膜狀凝結(jié)？從換熱表面的結(jié)構(gòu)和布置形式而言，強化膜狀凝結(jié)換熱的基本思想是什么？7 凝結(jié)換熱時蒸汽在壁面上凝結(jié)過程中形成均勻的液膜。（1）換熱表面的結(jié)構(gòu)：采用螺紋管可以破壞液膜強化傳熱，采用的凝結(jié)表面應(yīng)該能夠?qū)σ耗て饠_動作用，使液膜層減薄。（2）布置方式：應(yīng)盡可能使凝結(jié)面垂直布置，使液膜迅速下流，減薄液膜層（3）外部強制對流：施加一定速度的氣體破壞液膜。4沸騰換熱過程的臨界熱流密度是如何定義的？對電加熱沸騰換熱的設(shè)備，控制臨界熱流密度有何意義? （華電，02）3（華電，03）如本題附圖中所示放置于大容器內(nèi)的小容器中的水能否發(fā)生沸騰現(xiàn)象？并解釋

38、。答：沸騰換熱是在液體內(nèi)部固液面上形成氣泡從而實現(xiàn)熱量由固體傳遞給液體的現(xiàn)象。由此，其產(chǎn)生條件是固體表面溫度高于液體飽和溫度 ，又因為大小容器介質(zhì)均為水，則小容器沸騰 傳熱的驅(qū)動力，則小容器中的水不能沸騰。4（華電，04）為什么少量的不凝結(jié)氣體存在就會使凝結(jié)換熱大大惡化？7答： 不凝結(jié)氣體的存在會降低水蒸氣的分壓，從而降低水蒸氣開始凝結(jié)的凝結(jié)溫度，使蒸氣降低到更低的溫度才能放出汽化潛熱，使凝結(jié)換熱惡化。 由于不凝結(jié)氣體的存在使得蒸汽的熱量向壁面?zhèn)鬟f過程中增加了一個熱阻，而且不凝結(jié)氣體的熱阻很大，所以使凝結(jié)換熱大大惡化。3（華電，05）畫出大容器飽和沸騰曲線，并注明各個區(qū)域的名稱，解釋臨界熱流密

39、度的概念。在核態(tài)沸騰與過渡沸騰區(qū)段，熱流密度q隨溫差增大而增大，而在兩區(qū)段過渡時，達到的最大熱流密度，稱為臨界熱流密度。4（華電，06）解釋不凝結(jié)氣體存在對膜狀凝結(jié)過程的影響。答：不凝結(jié)氣體是指是在工業(yè)凝氣設(shè)備的凝結(jié)溫度下不會凝結(jié)的氣體。水蒸氣凝結(jié)時，不凝結(jié)氣體積聚在液膜附近，蒸汽與液膜進行換熱時必須通過這個氣體層的熱阻，從而使對流換熱系數(shù)降低，對膜狀凝結(jié)起到了負面的影響。2（華電，08）相對于靜止蒸汽的膜狀凝結(jié)過程，蒸汽的流動對其膜狀凝結(jié)有何影響，并簡單解釋。答： 當(dāng)蒸汽以一定的流速流動時，可以沖刷液膜層使液膜層減薄，強化蒸汽的凝結(jié)換熱。 當(dāng)蒸汽的流動方向與液膜層的流動方向一致時，蒸汽的流動

40、可以拉伸液膜層，使液膜層減薄，強化蒸汽的凝結(jié)換熱。 當(dāng)蒸汽的流動方向與液膜層的流動方向相反時，蒸汽的流動可以減緩液膜層的下流增加液膜層的厚度，消弱了蒸汽的凝結(jié)換熱。計算第8章 熱輻射基本定律和輻射特性選擇9（華電，05）描述黑體輻射能量在空間方向分布規(guī)律的是（  B   ）。8        (A) 普朗克定律                (B) 蘭貝特定律        (C) 維恩位移定律&

41、#160;       (D) 斯忒藩波爾茲曼定律8（華電，06）下面材料中表面的法向發(fā)射率最大的是 C  。（A）鍍鋅的鐵皮       （B）磨光的黃銅（C）各種顏色的油漆  （D）磨光的鉻8（華電，07）兩種材料的光譜吸收比隨波長的變化近似表示如附圖1所示，如選用其中一種作為太陽能集熱器表面的圖層，那一種合適(A)8 (A)材料A；(B)材料B；(C)都一樣9（華電，07）關(guān)于氣體輻射，下列描述中正確的是(D)(A)二氧化碳、水蒸氣和氮氣都屬于輻射性氣體；(B)氣體的輻射和吸收特

42、性近似于灰體；(C)氣體的輻射和吸收特性與容積有關(guān)，與其溫度無關(guān)；(D) 以上都不對；4（華電，08）下面關(guān)于實際物體熱輻射特性的標書中，正確的是（C）（A）光譜吸收比等于常數(shù) （B）光譜發(fā)射率等于常數(shù)（C）定向輻射強度與空間方向有關(guān)填空3（華電，03）若爐膛內(nèi)的火焰溫度在，則爐膛火焰中最大光譜輻射能量所對應(yīng)的波長約為。10（華電，04）一個可近似認為是漫射灰體的表面，其溫度為，表面的發(fā)射率為0.5，測得該平板得到的投入輻射為，此時該平板的有效輻射為 。85（華電，05）工程上主要的輻射性氣體包括  二氧化碳   、  水蒸氣 

43、60;  、二氧化硫、甲烷、氟里昂和一氧化碳等，氣體輻射具有 選擇性   和   容積性   的特點。89（華電，06）工程上主要的輻射性氣體包括 二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫、甲烷、氟里昂和一氧化碳等，氣體輻射具有 選擇性 和 容積性 的特點。7（華電，07）揭示黑體輻射能按照波長分布規(guī)律的物理定律是(A)普朗克定律； (B)蘭貝特定律；(C)維恩位移定律；(D)斯忒潘波爾茲曼定律簡答5（華電，08）主要的輻射性氣體有哪些？氣體輻射有何特點?8答：主要的輻射性氣體有：臭氧、二氧化碳、水蒸氣、二氧化碳、甲烷

44、、氯氟烴和含氫氯氟烴（氟里昂）等三原子、多原子以及結(jié)構(gòu)不對稱的雙原子氣體(一氧化碳)。氣體的輻射特性： 氣體輻射對波長具有選擇性； 氣體輻射是在整個容器中進行的，與容器的形狀有關(guān)； 不同氣體的輻射和吸收本領(lǐng)不同。3寫出基爾霍夫定律的不同數(shù)學(xué)表達式，并給出其適用的條件（華電，02）。1（華電，04）解釋定向輻射強度和輻射力，對于黑體，給出二者的關(guān)系式。答：定向輻射強度：單位時間內(nèi)，單位有效可見面積發(fā)射出去落在單位立體角上的輻射能。定向輻射強度與方向無關(guān)，即：。輻射力：單位時間內(nèi)，單位有效面積輻射出去落在單位立體角上的輻射能。2（華電，05）什么是黑體、灰體？它們和黑顏色物體、灰顏色物體有何區(qū)別？

45、答：發(fā)射率為1的物體為黑體；光譜吸收比與波長無關(guān)的物體稱為灰體；黑色的物體是物體吸收了可見光中所有的波長的光；灰顏色的物體是物體吸收了可見光中此波段的光。5（華電，06）在夏天的室外，人們感覺穿淺顏色的衣服會比深顏色衣服涼爽，在鋼廠的高溫車間，工人穿淺顏色或深顏色衣服是否會有區(qū)別？并解釋。8答：不會有明顯的區(qū)別。深色衣服易吸收可見光，淺色衣服易反射可見光，兩種衣服對其他波段的輻射波吸收與反射能力沒有區(qū)別。在室外，太陽輻射以可見光為主，所以穿淺色衣服涼爽一些；在鋼廠的高溫車間，熱輻射以紅外線為主，所以工人穿深色與淺色的衣服沒有差別。3（華電，08）對于表面的輻射性質(zhì)，什么樣的表面屬于漫射表面？什

46、么樣的表面屬于灰表面?答： 符合蘭貝特定律的表面是漫射表面，即：單位時間物體單位可見面積向半球空間的單位立體角發(fā)射出去的輻射能為定值。定向輻射強度在半球空間各個方向的輻射相等，即：定向輻射強度與方向無關(guān)。 光譜吸收比與波長無關(guān)的物體稱為灰體，即：=常數(shù)。工程上的物體一般都低于，此時，物體的光譜吸收比不隨波長而變化，可以認為是灰體表面。計算第9章 輻射傳熱的計算選擇5（華電，08）測得爐膛火焰溫度為，從爐膛的觀火孔中透出的最大光譜輻射能量所對應(yīng)的波長約為（填空7（華電，03）一長圓管被置于方形通道的正中間，如本題附圖所示，則角系數(shù)為。97（華電，04）附圖1中表面1對表面2的角系數(shù)為 

47、 0.125     。已知，7（華電，05）附圖1中表面1對表面2的角系數(shù)為   0.125    。已知，10（華電，05）一個可近似認為是漫射灰體的表面，其溫度為，表面的發(fā)射率為0.7， 測得該平板得到的投入輻射為，此時該平板的有效輻射為  。10（華電，06）附圖中表面1對表面2的角系數(shù)為。圖中各表面在垂直紙面的方向位無限長 簡答2（華電，03）利用遮熱板可以減少兩個輻射表面之間的輻射量。若保持兩側(cè)平板溫度不變，所放遮熱板的位置對減弱輻射換熱量的效果有無影響？若遮熱板兩側(cè)的發(fā)射率（黑度）不同，正向與反向放置

48、對減弱輻射換熱量又有無區(qū)別？遮熱板的溫度有無區(qū)別？9答：設(shè)如圖所示，（1）與位置無關(guān)。（2）由圖知遮熱板兩側(cè)的發(fā)射率不同時，遮熱板正向、反向放置時對減弱輻射換熱量沒有區(qū)別。（3）由于遮熱板兩面的發(fā)射率不同，則兩面對輻射熱流的熱阻不同，所以遮熱板的溫度有區(qū)別。6（華電，03）由三個表面組成了一個封閉的系統(tǒng)，其中表面3為重輻射面，畫出該系統(tǒng)輻射換熱的網(wǎng)絡(luò)圖，注明各熱阻的表達式。答：系統(tǒng)輻射換熱的網(wǎng)絡(luò)圖如下所示：5（華電，04）太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)通常是將一組集熱管放在一個密封的箱體內(nèi)，上面是透明的玻璃板。解釋為何采用這樣的結(jié)構(gòu)，對集熱管表面的涂層有什么樣的要求？8答：集熱管放在密封的箱體內(nèi)是為了防止

49、集熱管與外面空氣對流換熱放出熱量；太陽有效輻射大部分集中在短波范圍內(nèi)，集熱管上的玻璃對太陽輻射的短波是透明的，短波可以通過玻璃被集熱管吸收；集熱管的輻射集中在紅外線范 圍內(nèi)，玻璃對紅外線是不透明的，玻璃將集熱管輻射的紅外線阻擋在集箱內(nèi) 起到保溫作用。 集熱管表面的涂層應(yīng)是表面發(fā)射率小的材料，即：集熱管的表面換熱熱阻大，使集熱管的有效輻射減小。6（華電，06）畫出附圖中三個表面輻射換熱的網(wǎng)絡(luò)圖，并標出各個熱阻的表達式。已知半球表面3是一個絕熱表面4（華電，07）用熱電偶來測量一個大直徑管道中氣體的溫度，試分析測量溫度的準確性，為了減小誤差可采用哪些措施？3（1）熱電偶的結(jié)點與大直徑管道間有輻射傳

50、熱。（2）熱電偶向管壁導(dǎo)熱使熱量散失。由此導(dǎo)致熱電偶結(jié)點溫度比氣體溫度低，產(chǎn)生測量誤差。采取措施：（1）加遮熱罩，減少向管壁的輻射傳熱。（2）采用抽氣的方法增加對流傳熱使結(jié)點溫度接近氣體溫度。（3）減小熱電偶的，減少向管壁的導(dǎo)熱量，對管壁采取保溫措施。計算五、(15分)如圖1所示直徑為的半球形幾何體，半球表面3是絕熱的，底面被一直徑分為兩個部分。已知表面1溫度為，表面2溫度為，表面1與表面2的發(fā)射率分別為0.3和0.7。1畫出三個表面輻射換熱網(wǎng)絡(luò)圖，并標出各個熱阻的表達式。2計算表面1的凈輻射熱損失3計算表面3的溫度。答：1如圖所示2 所以表面1的凈輻射熱損失為3因為表面1和表面3的換熱量等于

51、表面1和表面3的換熱量，即=四、（華電，02）12分 直徑為的球內(nèi)表面，被一水平面劃分成相等的上、下兩部分，上、下部分的結(jié)合處完全絕熱。上半球溫度為，發(fā)射率為0.8；下半球溫度為，發(fā)射率為0.6。球面為漫射灰體。試確定上、下兩球表面的輻射換熱量？ 1（華電，03）在考慮一建筑物冬天的采暖設(shè)計中，需要確定墻壁的散熱情況，已知墻壁的厚度為，墻壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為，要求室內(nèi)的空氣溫度在，墻壁外側(cè)和內(nèi)側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為和，計算下面兩種情況下通過墻壁的熱流密度為多少？（1） 在白天，室外空氣的平均溫度為-5，該墻壁外側(cè)實際吸收環(huán)境的總輻射能為；（2）在夜晚，室外空氣的平均溫度為，天空的有效輻

52、射溫度為，墻壁的發(fā)射率為0.85。1（華電，04）（11分）儲存液氮的鋼瓶采用中間抽真空的雙層結(jié)構(gòu)。若剛裝入液氮后，內(nèi)筒壁的溫度為，外筒壁的溫度為-，內(nèi)、外筒壁的面積分別近似為和，內(nèi)、外筒表面的發(fā)射率均為0.45。（1）計算此時單位時間鋼瓶的散熱量？由角系數(shù)的性質(zhì)得：，可解得：， 單位時間鋼瓶的散熱量為：（2）為進一步減少散熱損失，可采用哪些方法？答： 在內(nèi)、外筒涂上發(fā)射率低的材料，增加表面熱阻。 在內(nèi)、外筒之間安裝遮熱板，減少內(nèi)、外筒之間的換熱。2（華電，05）有一暖水瓶膽，可近似看成直徑為，高為的圓柱體，瓶膽夾層（很薄）抽成真空，其表面發(fā)射率（黑度）均為0.05，盛滿開水的初始瞬間，夾層兩

53、壁溫度可近似取為 和。 （1）試求此時通過瓶膽散熱的熱流量？其中：，（2）計算此時暖瓶內(nèi)水溫的平均下降速度？水的物性參數(shù)見附錄。由能量平衡方程：得到：3（華電，07）兩個相互平行且正對著的正方形平面被放置到了一個便面很大的房間，平面的邊長、且相距。兩平面的溫度分別為，兩平面的背面絕熱，房間墻壁的溫度為。畫出下面兩種情況下兩表面之間輻射換熱的網(wǎng)絡(luò)圖，并計算表面1的凈輻射換熱量。已知兩表面間的角系數(shù)解：因為 則 同理， 兩表面均為黑體材料；計算各熱阻： 兩平面均為發(fā)射率的漫射灰體材料。計算各熱阻：第10章 傳熱過程分析與換熱器的計算選擇填空10（華電，07）一臺純逆流布置的換熱器，冷流體的入口溫度

54、為，出口溫度為，熱流體入口溫度為，出口溫度為，該換熱器的對數(shù)平均溫差為 。判斷簡答2在對實際傳熱問題的分析計算中，采用合理的假設(shè)可以使問題得到很大的簡化，請舉兩個導(dǎo)熱問題的例子給以說明（華電，02）。2（華電，06）在一臺逆流式換熱器中，的油被水冷卻到，油的比熱容為，水的質(zhì)量流量為，比熱容為。水的進出口溫度分別為 和。（1）換熱器的總傳熱系數(shù)為，計算此換熱器的面積。（2）油的質(zhì)量流量為多少？（3）若換熱器的管壁很薄，可以近似看成是通過平壁的傳熱過程，且測得油側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為，水側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為，計算換熱器的總污垢熱阻。解： 油的進出口溫度為：，水的進出口溫度為：，對數(shù)平均溫差為：換熱量為：

55、由式：得： 由能量平衡方程： 有污垢后的換熱系數(shù)為：污垢熱阻為：計算三、（華電，02）15分 在一對流換熱的實驗中，的水以的速度流入內(nèi)徑為、外徑為、長的管子。管子外表面均勻地繞著電阻帶作為加熱器，其外還包有保溫層。加熱器的總功率為，通過保溫層的散熱損失為，試確定： （1） 管子出口處的平均水溫；（2） 管子內(nèi)表面的傳熱系數(shù)；（3） 管子外表面的平均壁溫。水的物性參數(shù)如下：，；管材的導(dǎo)熱系數(shù)為；管內(nèi)對流換熱的實驗關(guān)聯(lián)式：層流：，紊流：，不需考慮入口效應(yīng)五、（華電，02）15分考察一同心套管式換熱器，該換熱器的特點是具有均勻的總傳熱系數(shù)，并在下列條件下工作： 質(zhì)量流量比熱容進口溫度出口溫度冷流體0.12542004095熱流體0.1252100210求：熱流體出口溫度，換熱器的效能是多少，對于最小的尺寸和重量要求, 換熱器應(yīng)以順流式還是逆流式工作? 對于這兩種流