傳熱學(xué)試題KU1

1、傳熱學(xué)（一） 第一部分 選擇題    單項(xiàng)選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）在每小題列出的四個選項(xiàng)中只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。   1. 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   2. 下列哪個準(zhǔn)則數(shù)反映了流體物性對對流換熱的影響 ?( )  &

2、#160;    A. 雷諾數(shù) B. 雷利數(shù)       C. 普朗特數(shù) D. 努謝爾特數(shù)   3. 單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為 ( )       A. B.       C. D.   4. 絕大多數(shù)情況下強(qiáng)制對流時的對流換熱系數(shù) ( ) 自然對流。       A. 小于 B

3、. 等于       C. 大于 D. 無法比較   5. 對流換熱系數(shù)為 100 、溫度為 20 的空氣流經(jīng) 50 的壁面，其對流換熱的熱流密度為（ ）       A. B.       C. D.   6. 流體分別在較長的粗管和細(xì)管內(nèi)作強(qiáng)制紊流對流換熱，如果流速等條件相同，則（ ）       A. 粗管和細(xì)管

4、的 相同 B. 粗管內(nèi)的 大       C. 細(xì)管內(nèi)的 大 D. 無法比較   7. 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   8. 單位時間內(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   9. （ ）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   10. 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

6、      C. 大、小都一樣 D. 無法判斷  1.B 2.C 3.B 4.C 5.D   6.C 7.A 8.A 9.D 10.B 第二部分 非選擇題    填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   11. 如果溫度場隨時間變化，則為 。 非穩(wěn)態(tài)溫度場   12. 一般來說，紊流時的對流換熱強(qiáng)度要比層流時 。 強(qiáng)   13. 導(dǎo)熱微分方程式的主要作用是確定 。 導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布 ( 僅答“溫度分布

7、”或“溫度場”、“導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度場”也可 )   14. 當(dāng) d 50 時，要考慮入口段對整個管道平均對流換熱系數(shù)的影響。 小于或“”   15. 一般來說，順排管束的平均對流換熱系數(shù)要比叉排時 。 小或 “ 低 ”   16. 膜狀凝結(jié)時對流換熱系數(shù) 珠狀凝結(jié)。 小于   17. 普朗克定律揭示了 按波長和溫度的分布規(guī)律。 黑體單色輻射力或 “ ”   18. 角系數(shù)僅與 因素有關(guān)。 幾何   19. 已知某大平壁的厚度為 15mm ，材料導(dǎo)熱系數(shù)為 0.15 ，壁面兩側(cè)的

8、溫度差為 150 ，則通過該平壁導(dǎo)熱的熱流密度為 。 1500W/m 2   20. 已知某流體流過固體壁面時被加熱，并且 ， 流體平均溫度為 40 ，則壁面溫度為 。 80    名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）   21. 導(dǎo)熱基本定律 當(dāng)導(dǎo)熱體中進(jìn)行純導(dǎo)熱時 , 通過導(dǎo)熱面的熱流密度 , 其值與該處溫度梯度的絕對值成正比 , 而方向與溫度梯度相反。   22. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 發(fā)生在非穩(wěn)態(tài)溫度場內(nèi)的導(dǎo)熱過程稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。     或：物體中的溫

9、度分布隨時間而變化的導(dǎo)熱稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。   23. 凝結(jié)換熱 蒸汽同低于其飽和溫度的冷壁面接觸時 , 蒸汽就會在壁面上發(fā)生凝結(jié)過程成為流液體。   24. 黑度 物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比。   25. 有效輻射 . 單位時間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能。    簡答題 ( 本大題共 2 小題 , 每小題 8 分 , 共 16 分 )   26. 簡述非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本特點(diǎn)。 （ 1 ）隨著導(dǎo)熱過程的進(jìn)行 , 導(dǎo)熱體內(nèi)溫度不斷變化 , 好象溫度會從物體的一部分逐漸向另一部分轉(zhuǎn)播一樣 ,

10、習(xí)慣上稱為導(dǎo)溫現(xiàn)象。這在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中是不存在的。       （ 2 ）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中導(dǎo)熱體自身參與吸熱（或放熱），即導(dǎo)熱體有儲熱現(xiàn)象，所以即使對通過平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱來說，在與熱流方向相垂直的不同截面上的熱流量也是處處不等的，而在一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中通過各層的熱流量是相等的。       （ 3 ）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中的溫度梯度及兩側(cè)壁溫差遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。   27. 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？ （ 1 ）對應(yīng)

11、于總熱阻為極小值時的隔熱層外徑稱為臨界熱絕緣直徑。       （ 2 ）平壁外敷設(shè)保溫材料一定能起到保溫的作用，因?yàn)樵黾恿艘豁?xiàng)導(dǎo)熱熱阻，從而增大了總熱阻，達(dá)到削弱傳熱的目的。       （ 3 ）圓筒壁外敷設(shè)保溫材料不一定能起到保溫的作用，雖然增加了一項(xiàng)熱阻，但外壁的換熱熱阻隨之減小，所以總熱阻有可能減小，也有可能增大。   計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）   28. 一內(nèi)徑為 300mm 、厚為 10

12、mm 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 0.1 ，鋼管內(nèi)壁及保溫層外壁溫度分別為 220 及 40 ，管長為 10m 。試求該管壁的散熱量。 解：已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mm m           t w1 =220 t w2 =40         &#

13、160;                     =9591.226W   29. 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 ，管內(nèi)熱水溫度為 90 ，管外空氣溫度為 20 。管內(nèi)外的換熱系數(shù)分別為 和 。試求該熱水管單位長度的散熱量。 解：已知 d 1 =75mm=0.075m d 2 =75+2 × 2.5=80mm=

14、0.08m t f1 =90 t f2           =20                               =572.2W/m 傳熱學(xué)（二）   第一部分選擇題

15、 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）在每小題列出的四個選項(xiàng)中只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。   1 對于過熱器中：高溫?zé)煔馔獗趦?nèi)壁過熱的傳熱過程次序?yàn)椋ǎ?      A 復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對流換熱         B 導(dǎo)熱、對流換熱、復(fù)合換熱       C 對流換熱、復(fù)合換熱、導(dǎo)熱   

16、;    D 復(fù)合換熱、對流換熱、導(dǎo)熱   2 溫度對輻射換熱的影響 對對流換熱的影響。（）       A 等于 B 大于 C 小于 D 可能大于、小于   3 對充換熱系數(shù)為 1000W/(m 2 · K) 、溫度為 77 的水流經(jīng) 27 的壁面，其對流換熱的熱流密度為（）       A 8 × 10 4 W/m 2 B 6 × 10 4 W/m 2 C 7 &

17、#215; 10 4 W/m 2 D 5 × 10 4 W/m 2   4 流體流過管內(nèi)進(jìn)行對流換熱時，當(dāng) l/d 時，要進(jìn)行入口效應(yīng)的修正。（）       A 50 B 80 C 50 D 100   5 爐墻內(nèi)壁到外壁的熱傳遞過程為（）       A 熱對流 B 復(fù)合換熱 C 對流換熱 D 導(dǎo)熱   6 下述哪個參數(shù)表示傳熱過程的強(qiáng)烈程度？（）     

18、60; A k B C c D   7 雷諾準(zhǔn)則反映了 的對比關(guān)系？（）       A 重力和慣性力 B 慣性和粘性力       C 重力和粘性力 D 浮升力和粘性力   8 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 &#

19、160; 9 在熱平衡的條件下，任何物體對黑體輻射的吸收率 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   10 五種具有實(shí)際意義的換熱過程為：導(dǎo)熱、對流換熱、復(fù)合換熱、傳熱過程和（）       A 輻射換熱 B 熱輻射 C 熱對流 D 無法確定 第二部分非選擇題 二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   11 已知某大平壁的厚度為 10mm ，材料導(dǎo)熱系

20、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 。 2.22 × 10 4 （ m 2 · k ） /W （若沒寫單位，扣 0.5 分。）   12 已知某換熱壁面的污垢熱阻為 0.0003 （ m 2 · K ），若該換熱壁面剛投入運(yùn)行時的傳熱系數(shù)為 340W （ m 2 · K ），則該換熱壁面有污垢時的傳熱系數(shù)為。 308.5W/ （ m 2 · k ） 或 309W/ （ m 2 · k ）或 308W/ （ m 2 · k ） （若不寫單位，扣 0.5 分） &#

21、160; 13 采用小管徑的管子是 對流換熱的一種措施。 強(qiáng)化   14 壁溫接近換熱系數(shù) 一側(cè)流體的溫度。 較大   15 研究對流換熱的主要任務(wù)是求解 ，進(jìn)而確定對流換熱的熱流量。 對流換熱系數(shù)（或 c 均可）  16 熱對流時，能量與 同時轉(zhuǎn)移。 質(zhì)量（或物質(zhì)）   17 導(dǎo)熱系數(shù)的大小表征物質(zhì) 能力的強(qiáng)弱。 導(dǎo)熱   18 一般情況下氣體的對流換熱系數(shù) 液體的對流換熱系數(shù)。 小于   19 在一定的進(jìn)出口溫度條件下， 的平均溫差最大。 逆流  &#

22、160;20 是在相同溫度下輻射能力最強(qiáng)的物體。 黑體 三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）   21 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱  發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場內(nèi)的導(dǎo)熱過程稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。       （或：物體中的溫度分布不隨時間而變化的導(dǎo)熱稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。）   22 穩(wěn)態(tài)溫度場  溫度場內(nèi)各點(diǎn)的溫度不隨時間變化。（或溫度場不隨時間變化。）   23 熱對流 依靠流體各部分之間的宏觀運(yùn)行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)象。   24

23、傳熱過程  熱量由固體壁面一側(cè)的熱流體通過固體壁面?zhèn)鬟f給另一側(cè)冷流體的過程。   25 肋壁總效率    肋側(cè)表面總的實(shí)際散熱量與肋壁測溫度均為肋基溫度的理想散熱量之比。 四、簡答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）   26 不凝結(jié)氣體含量如何影響了蒸汽凝結(jié)時的對流換熱系數(shù)值？其影響程度如何？凝汽器如何解決這個問題？ （ 1 ）因在工業(yè)凝汽器設(shè)備的凝結(jié)溫度下，蒸汽中所含有的空氣等氣體是不會凝結(jié)的，故稱這些氣體成分為不凝結(jié)氣體。當(dāng)蒸汽凝結(jié)時，不凝結(jié)氣體聚積在液膜附近，形成不凝結(jié)氣體層，遠(yuǎn)處的蒸汽在

24、抵達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)前，必須以擴(kuò)散方式穿過這個氣體層，這就使凝結(jié)換熱過程增加了一個熱阻，即氣相熱阻，所以 c 降低。（ 3 分） （ 2 ）在一般冷凝溫差下，當(dāng)不凝結(jié)氣體含量為 1% 時，換熱系數(shù)將只達(dá)純凈蒸汽的 40% 左右，后果是很嚴(yán)重的。（ 3 分，答 50% 左右也可） （ 3 ）這是凝汽器必須裝設(shè)抽氣器的主要原因之一。（ 2 分）   27 寫出直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式，它是根據(jù)什么原理建立起來的？它在導(dǎo)熱問題的分析計(jì)算中有何作用？ （ 1 ）直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式為： （ 3 分）    （ 2 ）它是根據(jù)

25、導(dǎo)熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來的。（ 2 分）    （ 3 ）作用：確定導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布（或溫度場）。（ 3 分） 五、計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）   28 兩塊平行放置的平板 1 和 2 ，相關(guān)尺寸如圖示。已知： t 1 =177 、 t 2 =27 、 1 =0.8 、 2 =0.4 、 X 1 ， 2 0.2 。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？ （ 1

26、） (3 分 )             (2 分 )             =1105.65W （ 1 分）     若兩表面為黑體表面，則             （ 3 分）   &

27、#160;         （ 2 分）             =1492.63W （ 1 分）    若不寫單位，扣 0.5 分若直接把值代入而沒寫出公式，也可給分。   29 一臺逆流式換熱器用水來冷卻潤滑油。流量為 2.5kg /s 的冷卻水在管內(nèi)流動，其進(jìn)出口溫度分別為 15 和 60 ，比熱為 4174J/(kg ·

28、 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。   已知： q m2 =2.5kg/s               計(jì)算平均溫差       （ 5 分） （ 2 ）計(jì)算水所吸收的熱量 （ 3 分） （ 3 ）計(jì)算傳熱面積   由 得

29、   (4 分 )   若不寫單位，扣 0.5 分若沒寫公式，直接把值代入，也可給分。 傳熱學(xué)（三）   第一部分 選擇題   一、單項(xiàng)選擇題（本大題 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   在每小題列出的四個選項(xiàng)中只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。   1. 在鍋爐的爐墻中：煙氣內(nèi)壁 外壁 大氣的熱過和序?yàn)?: 【 】       A. 輻射換熱 , 導(dǎo)熱 , 復(fù)合換熱  &

30、#160;    B. 導(dǎo)熱，對流換熱，輻射換熱       C. 對流換熱淚盈眶，復(fù)合換熱，導(dǎo)熱       D. 復(fù)合換熱，對流換熱，導(dǎo)熱   2. 由表面 1 和表面 2 組成的封閉系統(tǒng)中： X 1,2 _ X 2,1 。       A. 等于 B. 小于 C. 可能大于，等于，小于 D. 大于   3. 流體流過短管內(nèi)進(jìn)行對流換

31、熱時其入口效應(yīng)修正系數(shù)【 】       A.=1 B. >1 C. <1 D. =0   4. 在其他條件相同的情況下 , 下列哪種物質(zhì)的導(dǎo)熱能力最差 ? 【 】       A. 空氣 B. 水 C. 氫氣 D. 油   5. 下列哪種物質(zhì)中不可能產(chǎn)生熱對流 ?       A. 空氣 B. 水 C. 油 D. 鋼板   6.Gr 準(zhǔn)則反映了

32、 _ 的對比關(guān)系。       A. 重力和慣性力 B. 慣性力和粘性力       C. 重力和粘性力 D. 角系數(shù)   7. 表面輻射熱阻與 _ 無關(guān)。       A. 表面粗糙度 B. 表面溫度       C. 表面積 D. 角系數(shù)   8. 氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而【 】   

33、60;   A. 減小 B. 不變       C. 套管式換熱器 D. 無法確定   9. 下列哪種設(shè)備不屬于間壁式換熱器 ? 【 】       A.1-2 型管殼式換熱器 ? B. 2-4 型管殼式換熱器       C. 套管式換熱器 D. 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器   10. 熱傳遞的三種基本方式為【 】    &#

34、160;  A. 導(dǎo)熱、熱對流和傳熱過熱       B. 導(dǎo)熱、熱對流和輻射換熱       C. 導(dǎo)熱、熱對流和熱輻射       D. 導(dǎo)熱、輻射換熱和對流換熱   第二部分 非選擇題   二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   11. 在一臺順流式的換熱器中，已知熱流體的進(jìn)出口溫度分別為 180 和 100 ，冷流體的進(jìn)

35、出口溫度分別為 40 和 80 ， 則對數(shù)平均溫差為 _ 61.7 ° C 或 61.7 ° C( 若不寫單位 , 扣 0.5 分 )_ 。   12. 已知一灰體表面的溫度為 127 ，黑度為 0.5 ， 則其車輛射力為 _ 725.76W/m 2 或 726W/m 2 ( 若不寫單位 , 扣 0.5 分 )             _ 。   13. 為了達(dá)到降低壁溫的目的，肋片應(yīng)裝在 _13 冷流體 _ 一側(cè)。

36、   14. 灰體就是吸收率與 _波長或 “ ” 復(fù)合_ 無關(guān)的物體。   15. 冬季室內(nèi)暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于 _復(fù)合 _ 換熱。   16. 傳熱系數(shù)的物理意義是指 _熱冷流體 ( 或冷熱流體也可，熱流體和冷流體 ) 也_ 間溫度差為時的傳熱熱流密度。   17. 黑度是表明物體 _ 輻射 _ 能力強(qiáng)弱的一個物理量。   18. 肋壁總效率為 _肋壁實(shí)際散熱量_ 與肋壁側(cè)溫度均為肋基溫度時的理想散熱量之比。   19. 在一個傳熱過程中，當(dāng)壁面兩側(cè)換

37、熱熱阻相差較多時，增大換熱熱阻 _較大或 “ 大、“較高”_ 一側(cè)的換熱系數(shù)對于提高傳熱系數(shù)最有效。   20. 型管殼式換熱器型號中的“”表示 _管程數(shù) _ 。 三、名詞解釋（本大題小題，每小題分，共分）   21. 換熱器的效能（有效度）   換熱器的實(shí)際傳熱量與最大可能傳熱量之比?；?  22. 大容器沸騰 高于液體飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰。   23. 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱       物體內(nèi)各點(diǎn)溫升速度不變

38、的導(dǎo)熱過程。   24. 黑體 吸收率等于 1 的物體。   25. 復(fù)合換熱  對流換熱與輻射換熱同時存在的綜合熱傳遞過程。   四、簡答題（本大題共小題，每小題分，共（分）   26. 氣體輻射有哪些特點(diǎn)？ 1 ）氣體的輻射（和吸收）對波長有強(qiáng)烈的選擇性，即它只能輻射和吸收某些波長范圍內(nèi)的能量。       （ 2 ）氣體的輻射（和吸收）是在整個容積中進(jìn)行的。固體和液體不能穿透熱射線，所以它們的輻射（和吸收）只在表面進(jìn)行。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（ 1 ）答出 4

39、 分：（ 2 ）答出 4 分。   27. 為什么高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式？  （ 1 ）因?yàn)樵谝欢ǖ倪M(jìn)出口溫度條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，即采用逆流方式有利于設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。       （ 2 ）但逆流式換熱器也有缺點(diǎn)，其熱流體和冷流體的最高溫度集中在換熱器的同一端，使得該處的壁溫較高，即這一端金屬材料要承受的溫度高于順流型換熱器，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行。       （ 3 ）所以高溫過熱器一般采用順

40、流式和逆流式混合布置的方式，即在煙溫較高區(qū)域采用順流布置，在煙溫較低區(qū)域采用逆流布置。 評分標(biāo)準(zhǔn)：（ 1 ）答出 2 分；（ 2 ）答出 2 分；       （ 3 ）答出 3 分。 五、計(jì)算題（本大題小題，每小題分，共分）   28. 某爐墻由耐火磚和保溫板組成，厚度分別為 200mm 和 80mm ，導(dǎo)熱系數(shù)分別為 0.8W/(m. K) 和 0.11W/(m. K) ，爐墻內(nèi)外側(cè)壁溫分別為 600 。 C 和 70 。 C 。求爐墻單位面積的熱損失和兩層材料間的溫度。   29. 以 0

41、.8m/s 的流速在內(nèi)徑為 2.5cm 的直管內(nèi)流動，管子內(nèi)表面溫度為 60 。 C ，水的平均溫度為 30 。管長 m 。試求水所吸收的熱量。（已知 30 。 C 時 , 水的物性參數(shù)為： C p =4.17KJ/(kg.K), =61.8 × 10 -2 W/(m.K), =995.7kg/m 3 , =0.805 × 10 -6 m 2 /s, ） Pr=5.42, 水 60 。 C 時的 =469.9 × 10 -6 kg/(m.s) 。已知水在管內(nèi)流動時的準(zhǔn)則方程式為    （） Nu f =0.027Re f 0.8 Pr

42、 f 0.4 1 R 適用條件： Re f =10 4 1.2 × 10 5 , Rr f =0.6-120, 水與壁面間的換熱溫差 t 30C °    （） Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3 ( f / w ) 0.11 1 R 適用條件： Re f =10 4 1.75 × 10 6 , Pr f = 0.6 700, 水與壁面間的換熱溫差 t > 以上兩個準(zhǔn)則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度（ w 的定性溫度為管內(nèi)壁溫度） , 特性尺度為管內(nèi)徑。 傳熱學(xué) ( 四 ) 一、填空題（每小題 1 分，

43、共 15 分）   1. 復(fù)合表面?zhèn)鳠釋W(xué)系數(shù)，單位是 。      1.W/ （ m 2 · k ）   2. 二維穩(wěn)態(tài)溫度場，在直角坐示系中，可表示為 2.t=f(x,y)   3. 對于一個傳熱過程，如果固體壁面兩側(cè)與流體之間的表面?zhèn)鳠釘?shù)相差比較懸殊，為增強(qiáng)傳熱效果，采用助壁的形式，常常裝在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的一側(cè)。 3. 較小   4. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中，稱 F 0 為 。 4. 付立葉準(zhǔn)則.  5. 采用集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部溫差趨

44、近于 。 0   6 . 建立有限差分離散議程的常用方法之一是用 代替微商。  6. 差商 7.   7. 在流場中的 內(nèi)存在較大的速度梯度。 邊界層（流動邊界層或速度邊界層）  8. 若兩現(xiàn)角的流態(tài)及換熱均 ，則它們的 Nu 必定相等。 8. 相似   9. 管的彎曲半徑越小，二次不流的影響就 。  9. 越大   10. 一般工業(yè)設(shè)備中的凝結(jié)換熱形式均為 。 10. 膜狀凝結(jié)  11. 高于飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所進(jìn)行的沸騰，稱為

45、。 11. 大容器沸騰   12. 凡波長 =0.380.76 m 的電磁波，屬于 。12. 可見光       13. 實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的 。 黑度   14. 在輻射換熱系統(tǒng)中稱 為 。 14. 表面熱阻   15. 由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為 。 15. 套管式換熱器 二、單項(xiàng)選擇題（每小題 1 分，共 25 分。從每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的號碼寫在題后面的括號中。）   16. 對流換

46、熱牛頓冷卻定律式為 =aA t （ W ）指出其中的熱阻表達(dá)式是 （ ）        Aa a   17. 一般而言，金屬比非金屬（介電體）的導(dǎo)熱系數(shù)值是 （ ）       較高的 較低的 相等的 接近的   18. 當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無內(nèi)熱源時的導(dǎo)熱微分方程式可寫為 （ ）          19. 如果溫度場不隨時間而變化，即（ ）  &#

47、160;       20. 在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時，物體的溫度隨著（ ）       形狀變化 重量變化 時間變化 顏色變化   21. 寫出 的名稱 （ ）       努謝爾特準(zhǔn)則 付立葉準(zhǔn)則 畢奧準(zhǔn)則 普蘭特準(zhǔn)則   22. 結(jié)束導(dǎo)熱問題數(shù)值計(jì)算迭代過程的判據(jù)之一是 （ ）          

48、60;    或   23. 流體在泵、風(fēng)機(jī)或水壓頭等作用下產(chǎn)生的流動稱為（ ）       自然對流 層流 強(qiáng)制對流 湍流   24. 普朗特準(zhǔn)則 Pr 1 時，則（）        > 1 < 1 1 / 1 0   25. 格拉曉夫準(zhǔn)則 Gr 越大，則表征（ ）       浮升力越大 粘性力越大 慣性力越大

49、動量越大   26. 當(dāng)量直徑 中 U 表示（ ）       長度 寬度 周長 潤濕周長   27. 橫掠單管時的對流換熱中，特性尺度?。?）       管長 L 管內(nèi)徑 d i 管外徑 d i d 0 -d i   28. 水平圓筒外的自然對流換熱的特性尺度應(yīng)取（ ）       圓筒的長度 圓筒外徑 圓筒內(nèi)徑 圓筒壁厚度   29

50、. 膜狀凝結(jié)換熱中的定性溫度?。?）       蒸汽溫度 凝結(jié)液溫度 凝結(jié)液膜層平均溫度 飽和溫度   30. 飽和沸騰時，壁溫與飽和溫度之差稱為（ ）       平均溫度 絕對溫差 相對溫差 沸騰溫差   31. 定向輻射強(qiáng)度與方向無關(guān)的規(guī)律稱為（ ）       普朗克定律 四次方定律 維恩定律 蘭貝特定律   32. 灰體的吸收率是（ ） 

51、0;      1 大于 1 定值 變量   33. 對于灰體，吸收率愈大，其反射率（ ）       愈小 愈大 適中 不變   34. 角系數(shù)是純幾何因素，與物體的黑度（ ）       無關(guān) 有關(guān) 有較大關(guān)系 關(guān)系很大   35. 由輻射物體表面因素產(chǎn)生的熱阻稱為（ ）       導(dǎo)熱熱阻 對流熱阻

52、表面熱阻 空間熱阻   36. 二氧化碳和水蒸汽在光帶內(nèi)都能夠（ ）       吸收輻射 反射輻射 重輻射 不能輻射   37. 按傳熱系數(shù)的符號單位，從以下列舉中選擇（ ）          38. 管殼式換熱器歸類于（ ）       間壁式 回?zé)崾?混合式 再生式   39. 在一般換熱器設(shè)計(jì)中，考慮表面污染情況用（ ） 

53、0;     利用系數(shù) 污垢系數(shù) 傳熱系數(shù) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)   40. 表示 A 組分質(zhì)量濃度的符號是（ ）        C A A C B B 三、名詞解釋（每小題 2 分，共 4 分）   41. 溫度場 溫度場是指某一瞬間物體中各點(diǎn)溫度分布的總稱。     42. 吸收率 外界投射到某物體表面上的輻射能，被該物體吸收的百分?jǐn)?shù)。四、簡答題（每小題 3 分，共 9 分）   43 .

54、簡述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。 （ 1 ）導(dǎo)熱系數(shù)大，則流體內(nèi)部、流體與壁面間的導(dǎo)熱熱阻小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就大。           （ 2 ）粘度大，流速就低，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就小。   44. 蒸汽凝結(jié)換熱中有不凝結(jié)氣體存在時，對凝結(jié)換熱有什么影響？ 形成氣體熱阻，使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大減少。   45. 角系數(shù)有哪些特性？ 1 ）角系數(shù)的相對性 （ 2 分）        

55、   （ 2 ）角系數(shù)的完整性 （ 1 分）           （ 3 ）角系數(shù)的可加性 （ 1 分）五、計(jì)算題（每小題 5 分，共 15 分）   46. 平壁，厚度 = 80mm ，兩表面溫度分別維持在 20 （ ）和 0 ，平壁的高溫面受到流體的加熱，流體溫度 t f = 100 , 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W/ （ m 2 · k ）。當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時，試確定平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)。 由 （ 3 分）    

56、60;    得 （ 2 分）   47. 壓縮空氣在中間冷卻器的管外橫掠流過， a 0 =90W/(m 2 · k) ，冷卻水在管內(nèi)流過 a 1 =6000W/(m 2 · k) 。冷卻管是外徑為 16mm ，厚 1.5mm 的黃銅管。求：       1 ）此時的傳熱系數(shù)； .1 ）對于管外表面積的傳熱系數(shù)為           （ 2 分）  

57、;     2 ）若管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)有何變化；  2 ）略計(jì)算壁熱阻，傳熱系數(shù)為                     傳熱系數(shù)增加了 96%       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。  3 )   &#

58、160;        傳熱系數(shù)增加還不到 1%           抓住分熱阻最大的那個環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，才能收到顯著效果。   48. 一順流換熱器，其冷流體進(jìn)出口溫度分別為 10 和 30 ，熱流體進(jìn)出口溫度分別為 80 和 50 ，試比較對數(shù)平均溫差和算術(shù)平均溫差，并說明能否用算術(shù)平均溫差代替對數(shù)平均溫差？  48. 對數(shù)      

59、       算術(shù) （ 1 分）           差別 （ 1 分） 六、綜合計(jì)算（每小題 8 分，共 32 分）   49. 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 、低溫面為 50 。試求：       （ 1 ）通過平壁的熱流密度；   49. （ 2 分）   &

60、#160;       （ 2 分）            由 （ 1 分）            有          （ 2 分）       （ 2 ）維

61、持熱流密度不變時，計(jì)算在墻壁內(nèi)溫度為 70 處，距離溫墻面的厚度為多少？   50.30 的大銅板，被置于 400 的爐中加熱 10 分鐘后，測得銅板溫度上升到 150 。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 /m 3 ， C P =377J/ （ kg · k ） , 。試估算銅板的厚度是多少？  50. 設(shè) ，采用集總數(shù)法              

62、;                                             校核假設(shè) 假設(shè)正確（ 2 分）   5

63、1. 水以 1.5m /s 的速度流過內(nèi)徑為 25mm 的加熱管。管的內(nèi)壁溫度保持 100 ，水的進(jìn)口溫度為 15 。若要使水的出口溫度達(dá)到 85 ，求單位管長換熱量。（不考慮修正）        提示： 已知： 50 的水          51. 定性溫度             流動為紊流   

64、0;                     （ 2 分）        52.   52. 抽真空的保冷瓶膽是雙壁鍍銀的夾層結(jié)構(gòu)，外壁內(nèi)表面溫度為 30 ，內(nèi)壁外表面溫度為 0 ，鍍銀壁黑度為 0.03 。計(jì)算由于輻射換熱單位面積人散熱量。     

65、0;                   (2 分 )              16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.

66、 傳熱學(xué)（五）一填空題（共20分，每題2分） 1導(dǎo)熱系數(shù)是由式定義的，式中符號q表示沿n方向的           ，是                           。2可以采用集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部的溫度變化與坐標(biāo)&#

67、160;        。3溫度邊界層越_，則對流換熱系數(shù)越小，為了強(qiáng)化傳熱，應(yīng)使溫度邊界層越_越好。4凝結(jié)換熱的兩種形式是                 和                 

68、60;   。5保溫材料是指                    的材料。6Pr (普朗特數(shù))即                ，它表征了        &#

69、160;                    的相對大小。7熱輻射是依靠                  傳遞能量的，它可以在         &

70、#160;   進(jìn)行。8同一溫度下黑體的輻射能力          、吸收能力              。9熱水瓶的雙層玻璃中抽真空是為了                  &#

71、160;        。10. 換熱器傳熱計(jì)算的兩種方法是                               。評分閱卷人 二單項(xiàng)選擇題（共20分，每題2分） 1. 熱量傳遞的三種基本方式是 (&#

72、160;       )A. 熱對流、導(dǎo)熱、輻射                B. 復(fù)合換熱、熱輻射、導(dǎo)熱C. 對流換熱、導(dǎo)熱、傳熱過程       D. 復(fù)合換熱、熱輻射、傳熱過程2. 無量綱組合用于對流換熱時稱為  (        )準(zhǔn)則。A. Re

73、(雷諾)                            B. Pr (普朗特)C. Nu (努謝爾特)                     

74、; D. Gr(格拉曉夫)3. 對流換熱以 (     )作為基本計(jì)算式。A. 傅立葉定律                        B. 牛頓冷卻公式C. 普朗克定律              

75、          D. 熱路歐姆定律4. 下述幾種方法中，強(qiáng)化傳熱的方法是 (       ) 。A. 夾層抽真空                          B. 增大當(dāng)量直徑  

76、      C. 增大流速                             D. 加遮熱板5. 當(dāng)采用加肋片的方法增強(qiáng)傳熱時，將肋片加在 (       ) 會最有效。A. 換熱系數(shù)較大一側(cè)&

77、#160;                   B. 換熱系數(shù)較小一側(cè)        C. 隨便哪一側(cè)                    

78、;         D. 兩側(cè)同樣都加6. 下列各參數(shù)中，屬于物性參數(shù)的是 (        )A. 換熱系數(shù)           B. 傳熱系數(shù)           C. 吸收率      

79、;     D. 導(dǎo)溫系數(shù)7. 某熱力管道采用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料進(jìn)行保溫，為了達(dá)到較好的保溫效果，應(yīng)將(        )材料放在內(nèi)層。A. 導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料                       B. 導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料  

80、0;   C. 任選一種均可                                D. 不能確定8. 物體能夠發(fā)射熱輻射的基本條件是 (        )A. 溫度大于0K

81、0;   B. 具有傳播介質(zhì)    C. 具有較高溫度    D. 表面較黑9. 下述哪種氣體可以看作熱輻射透明體 (=1的氣體) ?   (        )A. 二氧化碳           B. 空氣        

82、0;  C. 水蒸汽           D. 二氧化硫氣體10灰體的吸收比與投射輻射的波長分布（  ）A.無關(guān)    B.有關(guān)     C.具有選擇性     D.具有一定函數(shù)關(guān)系得分  三簡答題（共28分） 1試比較準(zhǔn)則數(shù)Nu和Bi的異同。（6分）      得分 

83、2應(yīng)用準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式求管內(nèi)對流換熱系數(shù)時，定性溫度如何確定？確定定性溫度有何用處？（6分）      得分 3用熱電偶測量爐膛出口的煙氣溫度，有哪些因素會引起誤差?對此可采取哪些措施? （8分）      得分 4有一鋼管換熱器，熱水在管內(nèi)流動，空氣在管間作多次折流，橫向沖刷管束以冷卻管內(nèi)熱水。擬改造采用管外加肋片并換鋼管為銅管來增加冷卻效果，試從傳熱角度來評價這個方案。（8分）       

84、;評分閱卷人 四計(jì)算題（共32分） 得分 1一溫度為20的園鋼，長0.3m，直徑為0.06m，熱導(dǎo)率為35 W/(m·K)，密度為7800 kg/m3，比熱容為460J/(kg·K)，通過長6m、溫度為1250的加熱爐時表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100 W/(m2·K)。如欲將園鋼加熱到850，試求園鋼通過加熱爐的速度。（共8分）           得分 2 用實(shí)驗(yàn)測定一薄壁管的流體平均對流換熱系數(shù)。蒸汽在管外凝結(jié)并維持管內(nèi)壁

85、溫度為100。水在管內(nèi)流動，流量為G=0.5kg/s，水溫從15升到45。管的內(nèi)徑d=50mm，長L=4.5m。試求管內(nèi)流體與壁面間的平均換熱系數(shù)。（已知水在30時cp=4174J/(kg·K)（6分）       得分 3如圖所示的一矩形受熱面接受一加熱器的輻射加熱。該矩形表面長3m，寬1m，溫度T2=600K，。加熱器溫度T1=1000K，。兩表面互相平行，相距為1m。加熱系統(tǒng)置于一大房間之中，房間壁溫為300K。試求受熱面接受的輻射換熱量。（假設(shè)加熱器表面及受熱面均是漫射的灰體表面，X1,2=X2,

86、1=0.32）（8分）   得分 4在一逆流式水-水換熱器中，管內(nèi)為熱水，進(jìn)口溫度=100,出口溫度=80；管外流過冷水，進(jìn)口溫度=20，出口溫度=70。總換熱量=350kW，共有53根內(nèi)徑為16mm、壁厚為1mm的管子，管壁導(dǎo)熱系數(shù)=40W/(m·K)，管外流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h0=1500 W/(m2·K)，管內(nèi)流體為一個流程。假設(shè)管子內(nèi)、外表面都是潔凈的，試確定所需的管子長度。（10分）準(zhǔn)則方程：水的物性簡表：204.183998.259.910041.0067.02454.174990.164.15601.40.6083.937

87、04.187977.766.8406.10.4152.55804.195971.867.4355.10.3652.21904.208965.368.0314.90.3261.951004.220958.468.3282.50.2951.75 傳熱學(xué)（五）答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一填空題（共20分，每題2分）1熱流密度，物體溫度沿n方向的變化率；2無關(guān)；3厚，薄；4珠狀凝結(jié)和膜狀凝結(jié)；5導(dǎo)熱系數(shù)?。?，動量擴(kuò)散厚度（流動邊界層）與能量擴(kuò)散厚度（熱邊界層厚度）；7電磁波，真空；8最強(qiáng)，最強(qiáng)；9減小對流換熱；10平均溫差法和效能-傳熱單元數(shù)法二選擇題（共20分，每題2分）1.A； 

88、0;   2. C     3.B；     4.C；    5.B；6.D；     7.B；   8.A；     9.B；    10.A三簡答題（共28分）1答：從形式上看，Nu數(shù)()與Bi數(shù)()完全相同，但二者物理意義卻不同。（1）Nu數(shù)中的為流體的導(dǎo)熱系數(shù)，而一般h未知，因而Nu數(shù)一般是待定準(zhǔn)則。Nu數(shù)的物理意義表示壁面附近流

89、體的無量綱溫度梯度，他表示流體對流換熱的強(qiáng)弱。（3分）（2）Bi數(shù)中的為導(dǎo)熱物體的導(dǎo)熱系數(shù)，且一般情況下h已知，Bi數(shù)一般是已定準(zhǔn)則。Bi數(shù)的物理意義是導(dǎo)熱物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻()與外部對流熱阻()的相對大小。（3分）2答：定性溫度是指計(jì)算流體物性時所采用的溫度。（2分）應(yīng)用準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式求管內(nèi)對流換熱系數(shù)時，定性溫度原則上取進(jìn)出口截面流體溫度的平均值。（2分）定性溫度用以計(jì)算流體的物性。在整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時按定性溫度計(jì)算物性，則整個流場中的物性就可認(rèn)為是相應(yīng)與定性溫度下的值，即相當(dāng)于把物性視為常數(shù)，于是物性場相似的條件即自動滿足。對同一批實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，定性溫度不同使所得的準(zhǔn)則方程也可能不同。（2分）3答：熱

90、電偶測溫產(chǎn)生誤差的原因主要有兩個：（1）由于熱電偶本身向根部導(dǎo)熱引起的；（2分）（2）由于熱電偶與周圍冷表面輻射傳熱造成的。（2分）針對上述兩個原因，有效措施為：（1）熱電偶的插入深度足夠長，第一種測溫誤差即可避免；（2分）（2）采用抽氣遮熱罩式熱電偶，減少熱電偶的輻射散熱量。（2分）4答：傳熱效果增強(qiáng)，分析如下：（1）強(qiáng)化傳熱時，對熱阻比較大的一側(cè)流體換熱下功夫，往往能收到顯著的效果。即在傳熱溫差不變時，改變傳熱過程中熱阻大的那一環(huán)節(jié)的熱阻，可以大大增加傳熱過程的傳熱量。（2分）（2）一般來說，如果要采取加肋片的方式強(qiáng)化傳熱過程的話，在h較小的一側(cè)加肋片才能收到顯著的強(qiáng)化效果。（2分）（3）

91、銅的導(dǎo)熱系數(shù)（純銅為399W/mK）比鋼的導(dǎo)熱系數(shù)(碳鋼約為36.7 W/Mk)大（2分）。（4）橫向沖刷時表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大。（橫向沖刷時熱邊界層薄且存在由于邊界層分離而產(chǎn)生的漩渦，增加了流體的擾動，因而換熱強(qiáng)。）（2分）四計(jì)算題（共32分）1、解：(1) 特征尺寸（2分） (2)用畢渥數(shù)來判斷（2分）=此處近似取，所以本題可用集總參數(shù)法分析。 (3)   通過加熱爐所需時間               代入已知數(shù)據(jù)得 

92、;     求解得                             （2分） (4)  圓鋼通過加熱爐的速度             

93、;       （2分）2解：水的定性溫度tf=(15+45+/2=30水側(cè)吸熱量為                （2分） 管內(nèi)換熱面積為    A=dL=×0.05×4.5=0.707園管內(nèi)對流換熱的進(jìn)出口換熱溫壓：平均換熱溫壓     （2分） 所以  /（·）（

94、2分）3解：本題屬3表面組成封閉系的輻射換熱問題，因房間表面積A3很大，其表面熱阻可取為零。因此，J3=Eb3是個已知量，其輻射網(wǎng)絡(luò)圖如下：                                       &

95、#160;                       （2分）   其中；又因    X1,2=X2,1=0.32        X1,3=X2，3=1-0.32=0.68       &

96、#160;                                                 &

97、#160;  （共2分） 則節(jié)點(diǎn)方程組：                                （1分）               

98、;     （1分） 帶入已知值，得：J1=46143.25；J2=11212.5                           （1分）                            （1分） 表面輻射凈換熱量為負(fù)值表示該表面獲得熱量。5解：(a) 計(jì)算管內(nèi)平均換熱系數(shù)：