传热学题库.docx

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传热学题库

传热学题库：

一、判断题

１、抽出保温瓶胆玻璃夹层中的空气，一则可以减少热对流；二则可以防止热辐射。

２、通常认为Bi<时，物体内部的温度趋于均匀一致，亦即不存在温度梯度。

３、当流体外绕管束作对流换热时，通常总认为管束的顺排和叉排比较，叉排比顺排换热效果较好些。

４、热辐射的动力是温度，因此任何物体的温度只要大于0℃都在不断地向外辐射能量。

５、当圆管直径d>dcr（临界热绝缘直径）时，在管子外面包托一层绝热材料才能起隔热保温作用。

１、只要是黑体，看起来都是黑的。

２、对一个圆筒状物体而言，只要外面包以保温材料，就一定能起到隔热保温作用。

３、物理量相似，则对应的几何量相似。

４、一般来说，膜状凝结换热比珠状凝结换热强。

５、判别集总参数法的唯一判据为

=

，式中：

对于无限大平板M=1；对于无限长圆柱M=1／2；对于球M=1／3。

二、选择题

１、大多数金属都是良好的热导体,这是因为

ａ、由于分子振动的能量传递；ｂ、许多自由电子的存在；

ｃ、特殊的微生物存在晶体结构中；ｄ、中子从热端向冷端的迁移。

２、识别对流换热是根据下面的哪几条

ａ、价电子的移动；ｂ、能量传递是流体整体运动的结果；

ｃ、紧靠固体表面的少量流体分子层的纯导热作用；ｄ、流体----固体界面出现轻微的扰动。

３、气体辐射具有什么样的特点

ａ、容积辐射；ｂ、表面辐射；ｃ、与固体辐射相同；ｄ、都不是。

１、当速度边界层的厚度δ大于热边界层厚度δt时，则普朗特数ａ、Pr>1；ｂ、Pr＝1；ｃ、Pr<1；ｄ、两者无关。

２、为了强化传热，一般说来我们采用何种措施

ａ、尽量减小在传热过程中热阻大的环节热阻；ｂ、尽量减小在传热过程中热阻小的环节热阻；ｃ、尽量减小在传热过程中各个热阻的大小；ｄ、采用加肋片的办法。

３、气体辐射和固体辐射所不同的其中之一表现在对投射辐射的反应时：

ａ、α＋τ＝１；ｂ、τ＋ρ＝１；ｃ、ρ＋α＝１；ｄ、α＋τ＋ρ＝１

1．对于过热器中：

高温烟气→金属外壁→金属内壁→过热蒸汽的传热过程次序为

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．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

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/m2　　　　B．6×104W/m2　　　　C．7×104W/m2　　　D．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．＞50　　　　　B．＝80C．＜50D．＝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．在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（　　　）

A.逆流大于顺流B.顺流大于逆流

C.两者相等D.无法比较

8．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

相同B.粗管内的

大

C.细管内的

大D.无法比较

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

多项选择题（本大题共10小题）

1、为了强化传热，一般说来我们采用何种措施（）

A、尽量减小在传热过程中热阻大的环节热阻；

B、尽量减小在传热过程中热阻小的环节热阻；

C、尽量减小在传热过程中各个热阻的大小；

D、采用加肋片的办法。

2、热传递的基本方式为（）

A、导热

B、热对流

C、热辐射

D、复合换热

3、下列各参数中，属于物性参数的是（）

A.对流换热系数B.传热系数C.导热系数D.导温系数

4、由表面1和表面2组成的封闭系统中：

角系数X1,2（　　　）X2,1。

A.等于B.小于C.不等于D.大于

5.强制对流换热常用的准则数为（）

A.Re（雷诺）B.Pr（普朗特）

C.Nu（努谢尔特）D.Gr（格拉晓夫）

6.下述哪几种气体可以进行气体辐射（）

A.二氧化碳B.空气C.水蒸汽D.二氧化硫气体

7．辐射网络分析法中需用哪几种热阻进行计算（）

A.导热热阻B.对流换热热阻C.表面热阻D.空间热阻

8．下列哪几种设备属于间壁式换热器（）

A.1-2型管壳式换热器B.2-4型管壳式换热器

C.套管式换热器D.回转式空气预热器

9．换热器中冷热流体的布置方式有：

（）

A.顺流B.逆流C.交叉流D.其他流动型式

10．识别对流换热是根据下面的哪几条（）

A.价电子的移动；

B.能量传递是流体整体运动的结果；

C.紧靠固体表面的少量流体分子层的纯导热作用；

D.流体----固体界面出现轻微的扰动。

三、简答题

1、一动力蒸汽管路，外径25cm，外面包上5cm厚的绝热材料，绝热材料导热系数，绝热层与环境间自然对流换热系数在50W/。

试问为了进一步减少散热损失是否应增加绝热层厚度并说明原因。

2、

四、作图题

１、设有一块厚为２δ的金属板，初温为t0，突然将它置于温度为tf的流体中冷却，已知δ/λ>>1/α，画出不同时刻金属板中及板表面附近流体的温度分布曲线。

２、画出大容器饱和沸腾曲线，要求注明不同的过程。

并解释烧毁点的物理意义。

tq

x△t

（四大题１小题图）（四大题２小题图）

１、有一套管式换热器，冷热流体分别在夹层及管内流动，热流体的进出口温度分别为６５℃和４０℃，冷流体的进出口温度分别为１５℃和５０℃，试在下图中定性画出换热器中冷热流体温度的变化曲线。

要求注明流向。

t

△t

（四大题１小题图）

五、计算题

１、一块厚20mm的钢板，加热到500℃后置于20℃的空气中冷却。

设冷却过程中钢板两侧面的平均表面传热系数为35W／（m2·K），钢板的导热系数为45W／（m·K），热扩散率为×10-5m2／s。

试确定使钢板冷却到与空气相差10℃时所需的时间。

2、一炉壁由耐火砖和低碳钢板组成。

砖的厚度δ1=7.5cm，导热系数λ1=（m·℃），钢板的厚度δ2=0.64cm，导热系数λ2=39W/（m·℃）。

砖的内表面温度tw1=647℃，钢板的外表面温度tw2=137℃。

（1）求每平方米炉壁通过的热流量；

（2）若每平方米壁面有18个直径为1.9cm的钢螺栓（λ=39W/（m·℃））穿过，求此时每平方米炉壁通过的热流量。

3、平均温度为90℃的水以0.8m/s的速度在外径为33.5mm、壁厚为3.25mm的铜管内流动。

管子置于20℃的空气中，空气和管子外壁面之间的换热系数为（m2·℃）。

试求稳态换热时单位管长上的热损失。

铜的导热系数为393W/（m·℃）。

90℃的水的热物性如下表所示：

t℃ρkg/m3cpkJ/（kg.℃）λ×102W/（m.℃）μ×106kg/

9068

4、两个同心圆筒壁的温度分别是t1=－196℃和t2=30℃，直径分别为d1=10cm及d2=15cm，黑度均为。

（1）试计算单位长度上该两圆筒壁表面间的辐射换热量。

（2）为削弱辐射换热，可在其间同心地置入一圆筒形遮热罩，遮热罩两表面的黑度均为。

现有直径分别为12.5cm和11cm的两种遮热罩可供选择，试问置入哪种遮热罩后，削弱辐射换热的效果最好此时的辐射换热量是不加遮热罩时辐射换热量的百分之几

5、截面为等边三角形的管道，边长L=1m，管道的长度很长，可以忽略端口辐射能量的逸出，内表面均为漫－灰表面。

采用冷却系统将表面1的温度维持在T1=800K，表面2绝热，表面3利用加热器向封闭系统内传递热量。

（1）计算角系数X1,2、X1,3和X2,3。

（2）画出辐射换热的热网络图，并计算所有相关的热阻值，将结果列于表中。

（3）若维持表面2的温度T2=1200K不变，则加热器供给表面3的热流φ3是多少

T1=800K

ε1=

T2=1200K

ε2=

T3φ3=

ε3=

6、平均温度为40℃的14号润滑油，流过壁温为80℃、长1.5m、内径为22.1mm的直管，流量为800kg／h。

油的物性参数可从书末附录中查取。

试计算油与壁面间的平均表面传热系数及换热量。

80℃时油的η=×10-4kg/（m·s）。

（物性参数附表见后面）

7、已知两个互相垂直的正方形表面（见附图）的温度分别为

1000K、

500K，发射率分别为

、

。

该两表面位于一绝热的房间内。

试计算该两表面间的净辐射换热量。

8、在如附图所示的平板导热系数测定装置中，试件厚度δ远小于直径d。

由于安装制造不好，试件与冷、热表面之间平均存在着一层厚为Δ=0.1mm的空气隙。

设热表面温度t1=180℃，冷表面温度t2=30℃，空气隙的导热系数可分别按t1、t2查取。

试计算空气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。

通过空气隙的辐射换热可以略而不计。

稳态平板导热系数测定仪示意图

9、流体以1.5m/s的平均速度流经内径为16mm的直管，液体平均温度为10℃，换热已进入充分发展阶段。

试比较当流体分别为氟里昂134a及水时对流换热表面传热系数的相对大小。

管壁平均温度与液体平均温度的差值小于10℃，流体被加热。

（附表见后面）

10、设有如附图所示的几何体，半球表面是绝热的，底面被一直径（D=0.2m）分为1、2两部分。

表面1为灰体，

550K，

；表面2为黑体，

330K。

试计算表面1的净辐射热损失及表面3的温度。

在本例中

0，但为什么1与2间还有净辐射换热呢

六、填空题

1、辐射换热区别于导热和对流的两个特点是。

气体辐射区别于固体和液体辐射的两个特点是。

2、即使蒸汽中含有少量非凝结性气体也会导致换热系数大幅度降低的主要原因是。

3、设有一半径为R，初始温度均匀且为t0的金属球，在τ=0时突然将其置于温度恒为t∞（

球体的密度ρ、比热c、导热系数λ以及它与流体之间的表面传热系数h均保持为常数。

此问题可应用集中参数法求解的条件为，假设该条件成立，则球体温度随时间τ变化的关系式为。

4、我们把单位时间，面积，单位内的辐射能量称为定向辐射强度I。

温度为227℃，面积为dF的黑体表面，dF法线方向的定向辐射强度In=，与法线方向600方向的定向辐射强度I60=。