2006-2007學(xué)年第一學(xué)期傳熱學(xué)

1、4/4平頂山工學(xué)院20207學(xué)年第一學(xué)期期末考試傳熱學(xué)試題（A卷)供 熱動、建環(huán)專業(yè) 14/2/3/4,0724041/2/4班使用 27年元月一、判斷題（每題1分，共0分）：、一個(gè)給定的導(dǎo)熱過程,其完整的數(shù)學(xué)描寫應(yīng)包括導(dǎo)熱微分方程和邊界條件。 （ ）、在氣體中,導(dǎo)熱是氣體分子不規(guī)則熱運(yùn)動時(shí)相互作用或碰撞的結(jié)果。 ( ）3、瞬態(tài)導(dǎo)熱過程必然伴隨著物體的加熱或冷卻過程。 （ )、一般工業(yè)設(shè)備的沸騰換熱都是在膜態(tài)沸騰下進(jìn)行的. （）、管內(nèi)受迫對流換熱中,常物性流體在熱充分發(fā)展段的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)保持不變. （ )6、自然對流紊流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與定型尺寸無關(guān)。 ( ）7、兩個(gè)不同溫度的等溫面或兩條不同溫

2、度的等溫線絕不會彼此相交。 ( )8、一般情況下水平圓管外的凝結(jié)換熱不會出現(xiàn)紊流。 ( )9、彼此相似的現(xiàn)象,它們的同名相似準(zhǔn)則必定相等。 （ ）10、黑體輻射在空間的分布遵循普朗克定律。 （)二、填空題(每題2分,共2分）：1、流體流過彎曲管或螺旋管時(shí),對流換熱系數(shù)會_，這是由于_。2、描述導(dǎo)熱物體內(nèi)部溫度扯平能力的物性量叫_,它的定義式是_。、黑體輻射的角系數(shù)具有三個(gè)性質(zhì),它們是相對性、_、_。、確定導(dǎo)熱微分方程的定解條件中有邊界條件，常用的有三種:第一類邊界條件為_，第二類邊界條件為_，第三類邊界條件為已知邊界周圍流體的溫度和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。5、為了減小熱損失，一蒸汽管道外包有兩層隔熱保溫

3、層，從材料利用的經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，導(dǎo)熱系數(shù)小的材料應(yīng)設(shè)置在_（內(nèi)側(cè)還是外側(cè))。6、對于一個(gè)傳熱過程，常常在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（較大或較?。┑囊粋?cè)，采用肋壁的形式。肋片效率是指_。、將一碗熱稀飯置于一盆涼水中冷卻。使稀飯涼得更快一些，下列哪種方法最好？_攪伴碗中的稀飯； 攪伴盆中的涼水; 、凝結(jié)換熱根據(jù)凝結(jié)液與壁面浸潤情況的不同,分為_與_，其他條件相同時(shí),_的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)遠(yuǎn)高于_9、宇宙空間可近似的看作0的真空空間。一航天器在太空中飛行，其外表面平均溫度為250K，表面發(fā)射率為。7，則航天器單位表面上的換熱量是_.0、在一定的冷、熱流體進(jìn)出口溫度下，換熱器不同的流動型式中,_的對數(shù)平均溫差最大，_最小。三

4、、簡答題（每題5分，共30分）：1、夏季在維持的室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適,而冬季在保持22的室內(nèi)工作時(shí)，卻必須穿絨衣才覺得舒服。試從傳熱的觀點(diǎn)分析原因。2、在對流溫度差大小相同的條件下，在夏季和冬季,屋頂天花板內(nèi)表面的自然對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是否相同?為什么?3、請分析遮熱板的原理及其在削弱輻射換熱中的作用.4、寫出傅里葉定律的一般表達(dá)式，并說明式中各量和符號的物理意義？、試分析室內(nèi)暖氣片的散熱過程，各環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？（以暖氣片管內(nèi)走熱水為例）6、簡述Nu、i、的物理意義四、計(jì)算題（共40分）:1、一外徑為0。m，壁厚為5m的圓管，長為5，外表面平均溫度為0。20的空氣在管外橫向掠過,

5、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為8W/(2K)。入口溫度為的水以。1m/s的平均速度在管內(nèi)流動。如果過程處于穩(wěn)態(tài)，試確定管外空氣與管子之間的對流換熱量以及水的出口溫度。水的比定壓熱容為4184/（kgK），密度為80kg/m3。（12分）2、由三層材料組成的加熱爐爐墻。第一層為耐火磚。第二層為硅藻土絕熱層,第三層為紅磚，各層的厚度及導(dǎo)熱系數(shù)分別為d1=240mm,1。0W/（m)， 2=5mm, =015/(m）,d3=11m， ./（m）。爐墻內(nèi)側(cè)耐火磚的表面溫度為1000。爐墻外側(cè)紅磚的表面溫度為6。試計(jì)算硅藻土層的平均溫度及通過爐墻的導(dǎo)熱熱流密度。（1分）3、兩塊平行放置的平板平面發(fā)射率均為0.6,其板間

6、距遠(yuǎn)小于板的寬度和高度,且兩表面溫度分別為427，27.試確定:(1）板1的自身輻射；（2）板1、2間的輻射熱流密度q1,;(3）板1的有效輻射；(4）板2的有效輻射；（5)對板的投入輻射；（6)板1的反射輻射。（15分)一、判斷題（每題1分,共10分)1、 2、 3、4、 6、 、8、0、二、填空題（每題2分，共2分)增大、流場中引起二次環(huán)流而強(qiáng)化換熱；2、熱擴(kuò)散率,3、完整性、分解性（可加性）4、已知邊界面上任意時(shí)刻的溫度值、已知邊界面上任意時(shí)刻的熱流密度值。、內(nèi)側(cè)6、小、肋片的實(shí)際散熱量與假定整個(gè)肋片都處在肋基溫度時(shí)的理想散熱量的比值。7、8、珠狀凝結(jié)、膜狀凝結(jié)(二者可顛倒位置)、珠狀凝

7、結(jié)、膜狀凝結(jié)9、155w/21、逆流、順流三、簡答題（每題5分,共30分)1、答：首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度的不同（分）。夏季室外溫度比室內(nèi)氣溫高,因此通過墻壁的熱量傳遞方向是出室外傳向室內(nèi)。而冬季室外氣溫比室內(nèi)低，通過墻壁的熱量傳遞方向是由室內(nèi)傳向室外。因此冬季和夏季墻壁內(nèi)表面溫度不同，夏季高而冬季低(2分）。因此，盡管冬季室內(nèi)溫度(2）比夏季略高(），但人體在冬季通過輻射與墻壁的散熱比夏季高很多。而人體對冷感的感受主要是散熱量,在冬季散熱量大，因此要穿厚一些的絨衣（分）。2、答:冬季和夏季墻壁內(nèi)表面溫度不同，夏季高而冬季低（1分)。在夏季室內(nèi)空氣溫度低于屋頂天花板的溫度，tf w

8、 , 在冬季夏季室內(nèi)空氣溫度高于屋頂天花板的溫度 ,tf tw （1分）。因此夏季屋頂天花板內(nèi)表面的自然對流換熱為熱面朝下（或冷面朝上）(1分），而冬季為冷面朝下（或熱面朝上）(分)，因此兩者自然對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)不相同,夏季自流對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)低于冬季(分)。 3、答:（） 遮熱板是在輻射換熱表面之間插入金屬（或固體）薄板，其原理是，遮熱板的存在增大了系統(tǒng)中的輻射換熱熱阻，使輻射過程的總熱阻增大，系統(tǒng)發(fā)射率減少,使輻射換熱量減少(分）。 (2)遮熱板對于削弱輻射換熱具有顯著作用，如在兩個(gè)平行輻射表面之間插入一塊同發(fā)射率的遮熱板,可使輻射換熱量減少為原來的1/,若采用發(fā)射率較小的遮熱板，

9、則效果更為顯著（分）。4、答：傅里葉的一般表達(dá)式為:（2分）。其中：q是熱流密度矢量；為導(dǎo)熱系數(shù),它表示物質(zhì)導(dǎo)熱本領(lǐng)的大??；gradt是空間某點(diǎn)的溫度梯度；n是通過該點(diǎn)的等溫線上的法向單位矢量，指向溫度升高的方向，“號表示熱量沿溫度降低的方向傳遞。（3分）5、答：熱水管子內(nèi)壁：對流換熱（1.分）；管子內(nèi)壁管子外壁:導(dǎo)熱（1。5分);管子外壁室內(nèi)環(huán)境：對流換熱和輻射換熱（2分)6、答:Nu：表征壁面法向無量綱過余溫度梯度的大小，反映對流換熱的強(qiáng)弱。(2分)B：固體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻與其界面上的換熱熱阻之比.（1分)Gr：表征自然對流換熱中浮升力與粘滯力的相對大小，表示自然對流流態(tài)對換熱的影響。（分）四、計(jì)算題(共40分）：1答：（1)管外空氣與管子之間的對流換熱量： (6分)（2）由于過程處于穩(wěn)態(tài)，管外空氣所加的熱量由管內(nèi)水帶走，因此， 其中c為管內(nèi)流通截面