传热学文档格式.docx

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D.3×

103W/m2

二、判断题

1.温度不同的等温面或等温线彼此能相交。

2.热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。

3.通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处相等的。

4.导温系数在某种意义上等同于导热系数，其物理意义也相同。

5.热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式。

6.雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。

7.沸腾换热和凝结换热属于无相变对流换热。

8.正常情况下，对流换热中流体的速度边界层和温度边界层可以等效。

9.通常情况下固体的导热系数比液体和气体的导热系数大。

10.两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形式的二次转化。

三、名词解释

1.热辐射

2.热流密度

3.对流换热系数

4.控制容积

5.温度边界层

四、简答题

1.导热问题常见的三类边界条件（文字叙述或用数学式表达）。

2.简述角系数的定义及性质

3.写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。

4.试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？

（以暖气片管内走热水为例）。

5.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？

五、计算题

1.一内直径为200mm、厚为5mm的钢管表面包上一层厚为5mm的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为36W/（m.K）和0.05W/（m.K），钢管内壁及保温层外壁温度分别为200℃及30℃，管长为10m。

试求该管壁的散热量。

2.某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/（m·

K）和0.4W/（m·

K），炉墙内外侧壁面温度分别为700℃和60℃，试计算：

（1）该炉墙单位面积的热损失；

（2）若以导热系数为0.1W/（m·

K）的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温板。

3.将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气中。

已知对流换热表面传热系数h=40W/m2·

K，铝的物性参数为ρ=2700kg/m3，c=0.9kJ/kg·

K，λ=240W/m·

K。

试用集总参数法确定该铝球由400℃降至100℃所需的时间。

（忽略辐射换热）

1.温度梯度的方向是指向温度

A．增加方向B．降低方向C．不变方向D．趋于零方向

3.已知边界周围流体温度和边界面与流体之间的表面传热系数的称为

A.第一类边界条件B.第二类边界条件C.第三类边界条件D.初始条件

6．彼此相似的现象，它们的同名准则数

A.相似B.不等C.必定相等D.之间无关

8．雷诺准则数越大，则表征

A.温差越大B.粘性力越大C.惯性力越大D.浮升力越大

、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为

二、判断题（共10分，每题1分）

1.只有管外径小于临界绝热直径时，铺设绝热层才能使热损失减小。

3.通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度是处处相等的。

4.导温系数仅出现在非稳态热量传输过程中，导温系数越大，物体内各处温度越不匀。

6.水平热壁面朝上布置时比朝下时的对流换热量大。

7.流体的物性参数μ愈小，λ愈大，流体对流换热能力愈大。

8.紊流运动粘度εm与流体运动粘度υ都是流体的物性参数，与Re和紊流程关。

9.Pr=εm/εh，紊流的普朗特数不表示流体的物性参数，表示紊流时热量和动量传递过程的程度和状态。

10.两物体之间的辐射换热必须通过中间介质才能进行，且热辐射过程中伴随着能量形式的二次转化。

1.吸收率

3.传热过程

4.黑度

五、计算题（每题10分，共30分）

1.一内径为300mm、厚为10mm的钢管表面包上一层厚为20mm的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为48W/（m.K）和0.1W/（m.K），钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。

K）和0.5W/（m·

K），炉墙内外侧壁面温度分别为700℃和50℃，试计算：

（2）若以导热系数为0.11W/（m·

1.热量传递的三种基本方式是

A.热对流、导热、辐射 

B.复合换热、热辐射、导热

C.对流换热、导热、传热过程 

D.复合换热、热辐射、传热过程

2.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?

A.雷诺数B.雷利数C.普朗特数D.努谢尔特数

3.（）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

A.灰体B.磨光玻璃C.黑体D.涂料

4.下列各种方法中，属于增强传热的方法是？

A.减小流体流度B.设置肋片

C.减少流体扰动D.采用导热系数较大的材料使导热热阻减小

5.冷热流体的温度给定，换热器热流体侧结垢会使传热壁面的温度

A.增加B.减小C.不变D.有时增加，有时减小

6.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是

A.减少导热B.减小对流换热

C.减少对流与辐射换热D.减少导热与对流换热

7.已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为300°

C和150°

C，冷流体进出口温度分别为50°

C和100°

C，则其对数平均温差约为

A.100°

CB.124°

CC.150°

CD.200°

C

8.有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X1，2=0.1,X1，4=0.25，则X1，3为

A.0.5B.0.35C.0.15D.0.65

9.一金属块的表面黑度为0.4，温度为227°

C，它的辐射力是（）；

若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将

A.1417.5W/m2，将增大B.1417.5W/m2，将减小

C.3189.375W/m2，将增大D.3189.375W/m2，将减小

10.已知平壁厚0.01m，热阻为0.05（m2·

K）/W，其导热系数为

A.0.2B.2C.200D.2000

1.金属表面在空气中被氧化后，在相同温度下，其辐射能力比原来降低了。

2.与黑体一样，灰体也是一种理想物体，只是在数值上与黑体成折扣关系。

3.同温度下，物体辐射力越大，其吸收率越小。

4.角系数描述的是物体的空间位置和几何形状对辐射换热的影响,并与辐射物体本身的特性和温度有关。

5.当系统处于热平衡时，灰体的有效辐射等于同温度下的黑体辐射，并与灰体

的表面黑度有关。

6.当一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小与车间大小有关。

7.当一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小取决于铸件面积和本身黑度。

8.热量传递必须有介质存在。

9.在同一物体中等温线可以相交。

10.对流是流体与固体之间的换热，导热是固体与固体之间的传热过程。

1.温度场

2.肋壁总效率：

3.热对流

4.有效辐射

5.热流密度

1.气体辐射有哪些特点？

2.分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。

（油温大于空气温度）

3.解释热边界层及其厚度的定义。

4.简述角系数的定义及性质

5.请分析遮热板的原理及其在削弱辐射换热中的作用。

1.一内半径为75mm、壁厚2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为60W/（m.K），管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。

管内外的换热系数分别为500W/（m2.K）和35W/（m2.K）。

试求该热水管单位长度的散热量。

2.一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m，厚3mm，导热系数为1.05W/m·

K；

中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为0.026W/m·

室内空气温度为25℃，表面传热系数为20W/m２·

室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15W/m２·

试计算通过双层玻璃窗的散热量和只有单层玻璃窗的散热量，并比较。

（假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同）

.用热电偶测量管道中气体的温度，热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为10W/m２·

热电偶近似为球形，直径为0.1mm。

试计算插入10s后，热电偶的过余温度为初始温度的百分之几？

要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%，至少需要多少时间？

已知热电偶材料的导热系数60W/m·

K，密度7310Kg/m3，比热容228J/（Kg.k）。

一、单项选择题

1.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是（）

A.导温系数B.导热系数 

C.传热系数D.密度

2.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?

（）

A.雷诺数B.雷利数 

C.普朗特数D.努塞尔数

3.单位面积的导热热阻单位为（）

A.m2/KB.m2.k/W 

C.W/m2.KD.W/m.K

4.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数自然对流。

（）

A.小于B.等于 

C.大于D.无法比较

5.对流换热系数为100W/m2.K、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）

104W/m2B.2×

104W/m2 

C.3×

104W/m2D.3×

103W/m2

6.流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）

A.粗管和细管的ac相同B.粗管内的ac大 

C.细管内的ac大D.无法比较

7.由表面1和表面2组成的封闭系统中：

X1,2_____X2,1。

A.等于B.小于C.可能大于，等于，小于D.大于

8.单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的。

A.有效辐射B.辐射力 

C.反射辐射D.黑度

9.是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

（）

A.灰体B.磨光玻璃 

C.涂料D.黑体

10.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）

A.大一点好B.小一点好 

C.大、小都一样D.无法判断

是非题：

判断下列说法是否正确并说明理由。

21.热量传递必须有介质存在。

22.在同一物体中等温线可以相交。

23.物体的导热系数是随温度的升高而增加。

24.对流是流体与固体之间的换热，导热是固体与固体之间的传热过程。

25.两物体达到辐射换热平衡时，两物体吸收和放出的热量相等。

一、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1．对于过热器中：

高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（　　）

A．复合换热、导热、对流换热 

B．导热、对流换热、复合换热

C．对流换热、复合换热、导热 

D．复合换热、对流换热、导热

2．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。

（　　）

A．等于　　　　B．大于　　　　C．小于　　　D．可能大于、小于

3．对充换热系数为1000W/（m2·

K）、温度为77℃的水流经27℃的壁面，其对流换热的热流密度为（　　）

A．8×

104W/m2B.6×

104W/m2C．7×

104W/m2D．5×

104W/m2

4．流体流过管内进行对流换热时，当l/d时，要进行入口效应的修正。

A．＞60B．＝80C．＜60D．＝100

5．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（　　）

A．热对流B．复合换热C．对流换热D．导热

6．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？

A．kB．λC．αcD．α

7．雷诺准则反映了的对比关系？

A．重力和惯性力B．惯性和粘性力 

C．重力和粘性力D．浮升力和粘性力

8．下列何种材料表面的法向黑度为最大？

A．磨光的银B．无光泽的黄铜 

C．各种颜色的油漆D．粗糙的沿

9．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。

A．大于B．小于C．恒等于D．无法比较

10．五种具有实际意义的换热过程为：

导热、对流换热、复合换热、传热过程和（　　）

A．辐射换热B．热辐射C．热对流D．无法确定

三、是非判断 

21.任何物体与外界都有热的传播存在。

22.温度梯度是的方向和热流的方向一致。

23.物体的导热系数是物体的热物性参数,不随温度的变化而变化。

24.平面温度场中等温线可以相交。

25.在辐射角内，不同截面上单位面积的热量是相等的。

四、简答题

26．比较导热、对流换热、辐射换热的不同点。

27.假设一无限大平壁，厚度为δ，导热系数为λ，两侧流体的温度分别为t1、t2，对流换热系数分别为h1、h2，分析通过该平壁的传热过程，并以热阻方式写出热流密度的表达式。

28.有一无限大平板，厚度为δ，初始温度为t0,突然放置在温度为tf的流体中两面对称加热，对流换热系数为h，其他物性参数已知，求加热到τ时刻平板表面的温度，请写出用诺谟图法解题步骤。

29.有一蒸汽管道，内径为d，壁厚为δ（δ=d/5）,现有厚度为δ的两种材料，导热系数分别为λ1、λ2（λ1=2λ2），为了减少热损失，应如何在管道外包覆这两种材料？

为什么？

五、计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）

30．两块平行放置的平板1和2，相关尺寸如图示。

已知：

t1=177℃、t2=27℃、ε1=0.8、

ε2=0.4、X12＝0.2。

试用网络法求：

• 

两平板之间的辐射换热量；

若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？

31．直径为0.1mm，长度为1m的电阻丝水平地置于30℃的静止空气中，试问在不计辐射换热的情况下它每米长度上能承受的最大散热量是多少？

如果考虑辐射换热，这一最大散热量朝哪个方向变化？

该电阻丝的熔点为970℃。

附注：

（1）空气在水平圆柱体外自然对流换热的准则式

，

（2）500℃空气的物性参数

3.是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

C.涂料D.黑体

4.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是

A.导温系数B.导热系数 

C.传热系数D.密度

5．单位面积的导热热阻单位为

C.W/m2.KD.W/m.K

9.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数自然对流。

2.热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。

6.雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。

7.沸腾换热和凝结换热属于相变对流换热。

8.对流是流体与固体之间的换热，导热是固体与固体之间的传热过程

9.两物体达到辐射换热平衡时，两物体吸收和放出的热量相等

1.热导率

2.辐射力

3.吸收比

4.对流换热系数

1.气体辐射的特点

5.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？

1.已知一模具内冷却水管的直径为10mm,模具冷却时水与模具为管内强制对流传热，水流平均速度为10m/s，平均温度为20℃，此时水的PR数为7，热导率为0.6W/m.k，运动粘度为1X10-6m2/s,试计算此时水与模具之间的对流换热系数h。

（实验关联式可设为Nuf=0.023Ref0.8Pr0.33）

.某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/（m·

2.是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

3.导温系数的物理意义是

A.表明材料导热能力的强弱

B.反映了材料的储热能力

C.反映材料传播温度变化的能力

D.表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料

4.根据流体流动的起因不同，把对流换热分为

A．强制对流换热和自然对流换热B．沸腾换热和凝结换热

C．紊流换热和层流换热D．核态沸腾换热和膜态沸腾换热

5.通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为

A．WB．W／m2C．W／mD．W／m3

6．下列各参数中，属于物性参数的是

A.换热系数B.传热系数C.吸收率D.导热系数

7．雷诺数越大