传热学.docx

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传热学

传热学

[填空题]

1冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度t高于0℃，有人却发现地面上结有—层簿冰，试解释原因（若不考虑水表面的蒸发）。

参考答案：

[填空题]

2工程中应用多孔性材料作保温隔热，使用时应注意什么问题？

为什么？

参考答案：

应注意防潮。

保温材料的一个共同特点是它们经常呈多孔状，或者具有纤维结构，其中的热量传递是导热、对流换热、热辐射三种传热机理联合作用的综合过程。

如果保温材料受潮，水分将替代孔隙中的空气，这样不仅水分的导热系数高于空气，而且对流换热强度大幅度增加，这样材料保温性能会急剧下降。

[填空题]

3东北地区春季，公路路面常出现“弹簧”，冒泥浆等“翻浆”病害。

试简要解释其原因。

为什么南方地区不出现此病害？

东北地区的秋冬季节也不出现“翻浆”？

参考答案：

此现象可以由半无限大物体（地面及地下）周期性非稳态导热现象的温度波衰减及温度波时间延迟特征来解释。

公路路面“弹簧”及“翻浆”病害产生的条件是：

地面以下结冰，而地表面已解冻（表面水无法渗如地下）。

东北地区春季地表面温度已高于0℃，但由于温度波的时间延迟，地下仍低于0℃，从而产生了公路路面“弹簧”及“翻浆”等病害。

东北地区的秋冬季节，虽然地表面温度已低于0℃，但由于温度波的时间延迟，地下仍高于0℃，从而不会产生“翻浆”。

南方地区不出现此病害的原因是，由于温度波衰减的特征，使得地下部分不会低于0℃，当然不会出现此病害。

[填空题]

4为什么热量传递和动量传递过程具有类比性？

参考答案：

如果用形式相同的无量纲方程和边界条件能够描述两种不同性质的物理现象，就称这两种现象是可类比的，或者可比拟的。

把它们的有关变量定量地联系起来的关系式就是类比律。

[填空题]

5在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，到太空中是否仍然有效，为什么？

参考答案：

该实验到太空中无法得到地面上的实验结果。

因为自然对流是由流体内部的温度差从而引起密度差并在重力的作用下引起的。

在太空中实验装置格处于失重状态，因而无法形成自然对流，所以无法得到顶期的实验结果。

[填空题]

6在对流温度差大小相同的条件下，在夏季和冬季，屋顶天花板内表面的对流放热系数是否相同？

为什么？

参考答案：

在夏季和冬季两种情况下，虽然它们的对流温差相同，但它们的内表面的对流放热系数却不一定相等。

原因：

在夏季tf＜tw，在冬季tf＞tw，即在夏季，温度较高的水平壁面在上，温度较低的空气在下，自然对流不易产生，因此放热系数较低.反之，在冬季，温度较低的水平壁面在上，而温度较高的空气在下，自然对流运动较强烈，因此，放热系数较高。

[填空题]

7当蒸汽在竖壁上发生膜状凝结时，分析竖壁高度h对放热系数的影响。

参考答案：

[填空题]

8北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。

试问树叶上、下去面的哪一面结箱？

为什么？

参考答案：

霜会结在树叶的上表面。

因为清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。

而太空表回的温度低于摄氏零度，而地球表面温度一般在零度以上。

由于相对树叶下表面来说，其上表面需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面温度较高，而上表面温度较低且可能低于零度，因而容易结霜。

[填空题]

9你以为下述说法：

“常温下呈红色的物体表示此物体在常温下红色光的单色发射率较其它色光（黄、绿、兰）的单色发射率为高。

”对吗？

为什么？

（注：

指无加热源条件下）

参考答案：

这一说法不对。

因为常温下我们所见到的物体的颜色，是由于物体对可见光的反射造成的.红色物体正是由于它对可见光中的黄、绿、蓝等色光的吸收率较大，对红光的吸收率较小，反射率较大形成的.根据基而霍夫定律ελ=αλ，故常温下呈红色的物体，其常温下的红色光单色发射率较其他色光的单色光发射率要小。

[填空题]

10太阳辐射与环境辐射

参考答案：

太阳在经常遇到的辐射热源中温度水平最高，其表面有效温度大大超出工业上的一般高温范围，因此它的辐射能量中有很大比例的可见光。

实际材料表面对可见光和对红外线所表现出来的辐射性能常常差异巨大，而且这种差异是无法用肉眼判断的。

这个特点导致在处理与太阳辐射相关的表面吸收、发射问题时必须要十分小心。

[填空题]

11热流量

参考答案：

单位时间内所传递的热量

[填空题]

12辐射传热系数

参考答案：

单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／（m2·K）。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

[填空题]

13导温系数

参考答案：

材料传播温度变化能力大小的指标。

[填空题]

14吸收比

参考答案：

绝缘在电压的作用下，仍有微小电流泄漏，这个泄漏电流由大到小最后稳定的变化过程，称绝缘的吸收过程。

泄漏电流的变化情况随绝缘状况（如干燥程度）不同而不同，它能反映绝缘性能好坏。

15秒与60秒泄漏电流的比值，称吸收比，习惯上常用15秒与60秒的绝缘电阻比。

[填空题]

15角系数

参考答案：

从表面1发出的辐射能直接落到表面2上的百分数。

[填空题]

16灰体的含义？

参考答案：

灰体是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似，或它的单色发射率不随波长变化的物体；或单色吸收比与波长无关的物体，即单色吸收比为常数的物体

[填空题]

17对流换热过程微分方程式表达的物理意义是什么？

与导热过程的第三类边界条件表达式有什么不同之处？

参考答案：

[单项选择题]

18、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.粗管内的换热系数大

C.细管内的换热系数大

D.无法比较

参考答案：

C

[填空题]

19膜状凝结时对流换热系数（）珠状凝结。

参考答案：

<

[填空题]

20对流换热过程的单值性条件有（）、（）、（）、（）四项

参考答案：

几何；物理；时间；边界

[填空题]

21求解导热问题有哪三种基本方法，简述各自的求解过程及特点。

参考答案：

求解导热问题的三种基本方法是：

（1）理论分析法；

（2）数值计算法；（3）实验法三种方法的基本求解过程有：

（1）所谓理论分析方法，就是在理论分析的基础上，直接对微分方程在给定的定解条件下进行积分，这样获得的解称之为分析解，或叫理论解；

（2）数值计算法，把原来在时间和空间连续的物理量的场，用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程，从而获得离散点上被求物理量的值；并称之为数值解；（3）实验法就是在传热学基本理论的指导下，采用对所研究对象的传热过程所求量的方法

三种方法的特点：

分析法能获得所研究问题的精确解，可以为实验和数值计算提供比较依据；局限性很大，对复杂的问题无法求解；分析解具有普遍性，各种情况的影响清晰可见。

数值法在很大程度上弥补了分析法的缺点，适应性强，特别对于复杂问题更显其优越性；与实验法相比成本低。

实验法是传热学的基本研究方法，适应性不好；费用昂贵。

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[填空题]

22什么是物体表面的发射率？

它与哪些因素有关？

参考答案：

实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比称为该物体的发射率，物体的发射率只取决于物体的表面特性（物体的种类、表面状况和温度），而与外界条件无关。

[填空题]

23以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。

试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。

参考答案：

[填空题]

24有两个外形相同的保温杯A与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A杯的外表面就可以感觉到热，而B杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？

参考答案：

Ｂ：

杯子的保温质量好。

因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。

[填空题]

25试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点

参考答案：

当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。

而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数，数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。

[填空题]

26什么是分非稳态导热问题的乘积解法，他的使用条件是什么？

参考答案：

对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法，其使用条件是恒温介质，第三类边界条件或边界温度为定值、初始温度为常数的情况。

[填空题]

27完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么？

参考答案：

[填空题]

28在热辐射分析中，把（）称为灰体。

参考答案：

单色吸收率与波长无关的物体

[填空题]

29强制对流换热的准数方程形式为（）.

参考答案：

Nu=f（Re，Pr）

[填空题]

30实际上大部分工程材料在（）范围内，都表现出灰体性质.

参考答案：

红外线

[填空题]

31黑体的有效辐射就是（）。

参考答案：

黑体的自身辐射

[填空题]

32由热力学第二定律，凡是有温差的地方，就有热量自发地从高温物体向低温物体转移，这种由于温差引起的热量转移过程统称为（）

参考答案：

传热

[填空题]

33（）就是由于流体各部分温度不同，致使各部分密度不同引起的流动

参考答案：

自然对流

[填空题]

34静止的流体中或在垂直于浓度梯度方向作层流流动的流体中的传质，有微观分子运动所引起，称为（）

参考答案：

分子扩散传质

[填空题]

35非稳态导热过程中，称F0为（）。

参考答案：

付立叶准则

[填空题]

36管的弯曲半径越小，二次不流的影响就（）。

参考答案：

越大

[填空题]

37简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。

参考答案：

（1）导热系数大，则流体内部、流体与壁面间的导热热阻小，表面传热系数就大。

（2）粘度大，流速就低，表面传热系数就小。

[单项选择题]

38、流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数（）

A.=1

B.>1

C.<1

D.=0

参考答案：

B

[单项选择题]

39、气体的导热系数随温度的升高而（）。

A.增加

B.减少

C.不变

D.无关系

参考答案：

A

[填空题]

40冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于（）换热。

参考答案：

复合

[填空题]

41在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻（）一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。

参考答案：

较大

[填空题]

42黑体

参考答案：

吸收率等于1的物体。

[单项选择题]

43、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

参考答案：

B

[单项选择题]

44、下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？

（）

A.k

B.λ

C.αc

D.α

参考答案：

A

[填空题]

45已知某大平壁的厚度为10mm，材料导热系数为45W/（m•K），则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为（）。

参考答案：

2.22×10－4（m2•k）/W

[填空题]

46研究对流换热的主要任务是求解（），进而确定对流换热的热流量。

参考答案：

对流换热系数

[填空题]

47（）是在相同温度下辐射能力最强的物体。

参考答案：

黑体

[填空题]

48写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？

它在导热问题的分析计算中有何作用？

参考答案：

[单项选择题]

49、准则方程式Nu=f（Gr，Pr）反映了（）的变化规律。

A.强制对流换热

B.凝结对流换热

C.自然对流换热

D.核态沸腾换热

参考答案：

C

[单项选择题]

50、判断管内紊流强制对流是否需要进行入口效应修正的依据是（）

A.l/d≥70

B.Re≥104

C.l/d<50

D.l/d<104

参考答案：

C

[单项选择题]

51、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

参考答案：

A

[填空题]

52导温系数又称（），它表征了（）

参考答案：

热扩散率;物体内部各部分温度趋于均匀一致的能力

[单项选择题]

53、物体表面黑度不受下述（）条件的影响。

A.物质种类

B.表面温度

C.表面状况

D.表面位置

参考答案：

D

[单项选择题]

54、导热问题的第二类边界条件是（）

A.已知物体边界上的温度分布

B.已知物体表面与周围介质之间的换热情况

C.已知物体边界上的热流密度

D.已知物体边界上流体的温度与流速

参考答案：

C

[单项选择题]

55、高温换热器采用下述哪种布置方式更安全？

（）

A.逆流

B.顺流和逆流均可

C.无法确定

D.顺流

参考答案：

D

[单项选择题]

56、在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比？

（）

A.传热面积

B.流体温差

C.传热系数

D.传热热阻

参考答案：

D

[单项选择题]

57、热流量与温差成正比，与热阻成反比，此规律称为什么？

（）

A.导热基本定律

B.热路欧姆定律

C.牛顿冷却公式

D.传热方程式

参考答案：

B

[填空题]

58按照导热机理，水的气、液、固三种状态中（）态下的导热系数最小。

参考答案：

气

[填空题]

59第一类边界条件是（）

参考答案：

给定物体边界上任何时刻的温度分布

[单项选择题]

60、当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧？

（）

A.传热系数较大的一侧

B.传热系数较小的一侧

C.流体温度较高的一侧

D.流体温度较低的一侧

参考答案：

B