传热学试题.docx
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传热学试题
传热学
（一）
第一部分选择题
• 单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）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.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是（B）
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?
（C）
A.雷诺数B.雷利数
C.普朗特数D.努谢尔特数
3.单位面积的导热热阻单位为（B）
A.
B.
C.
D.
4.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数（c）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100
、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为（d）
A.
B.
C.
D.
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（c）
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
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）
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.单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（a）
A.有效辐射B.辐射力
C.反射辐射D.黑度
9.（d）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（b）
A.大一点好B.小一点好
C.大、小都一样D.无法判断
第二部分非选择题
• 填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11.如果温度场随时间变化，则为非稳态温度场
12.一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时强。
13.导热微分方程式的主要作用是确定导热体内的温度分布
14.当
d<50时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。
15.一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时小
16.膜状凝结时对流换热系数<珠状凝结。
17.普朗克定律揭示了黑体单色辐射力按波长和温度的分布规律。
18.角系数仅与几何因素有关。
19.已知某大平壁的厚度为15mm，材料导热系数为0.15
，壁面两侧的温度差为150℃，则通过该平壁导热的热流密度为。
1500
20.已知某流体流过固体壁面时被加热，并且
，
流体平均温度为40℃，则壁面温度为。
80℃
• 名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
21.导热基本定律当导热体中进行纯导热时,通过导热面的热流密度,其值与该处温度梯度的绝对值成正比,而方向与温度梯度相反。
22.非稳态导热物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。
23.凝结换热蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时,蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。
24.黑度物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。
25.有效辐射单位时间内离开单位表面积的总辐射能
• 简答题（本大题共2小题,每小题8分,共16分）
26.简述非稳态导热的基本特点。
（1）随着导热过程的进行,导热体内温度不断变化,好象温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样,习惯上称为导温现象。
这在稳态导热中是不存在的。
（2）非稳态导热过程中导热体自身参与吸热（或放热），即导热体有储热现象，所以即使对通过平壁的非稳态导热来说，在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的，而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。
（3）非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态导热。
27.什么是临界热绝缘直径？
平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？
1）对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。
（2）平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用，因为增加了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热的目的。
（3）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用，虽然增加了一项热阻，但外壁的换热热阻随之减小，所以总热阻有可能减小，也有可能增大。
• 计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）
28.一内径为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48
和0.1
，钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。
试求该管壁的散热量。
29.一内径为75mm、壁厚2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为60
，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
和
。
试求该热水管单位长度的散热量。
传热学
（一）参考答案
• 计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）
28.解：
已知d1=300mmd2=300+2×10=320mmd3=320+2×20=360mm
m
tw1=220℃tw2=40℃
=9591.226W
29.解：
已知d1=75mm=0.075md2=75+2×2.5=80mm=0.08m
tf1=90℃tf2 =20℃
=572.2W/m
传热学
（二）
本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至2页，每二部分为非选择题，3页至7页，共7页；选择题20分，非选择题80分，满分100分。
考试时间150分钟。
第一部分 选择题
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）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 ）
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。
（ B ）
A．等于B．大于C．小于D．可能大于、小于
3．对流换热系数为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（D ）
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。
（C ）
A．＞50B．＝80C．＜50D．＝100
5．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（ D ）
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 ）
A．kB．λC．αcD．α
7．雷诺准则反映了_____的对比关系？
（ B ）
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。
（ C ）
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 ）
A．辐射换热B．热辐射C．热对流D．无法确定
第二部分 非选择题
二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11．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。
2.22x10-4
12．已知某换热壁面的污垢热阻为0.0003（m2·K），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为340W（m2·K），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。
308.5
13．采用小管径的管子是增强对流换热的一种措施。
14．壁温接近换热系数一侧流体的温度。
较大
15．研究对流换热的主要任务是求解对流换热系数，进而确定对流换热的热流量。
16．热对流时，能量与质量同时转移。
17．导热系数的大小表征物质导热能力的强弱。
18．一般情况下气体的对流换热系数小于液体的对流换热系数。
19．在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大。
20．黑体是在相同温度下辐射能力最强的物体。
三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
21．稳态导热物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热
22．稳态温度场温度场内各点的温度不随时间变化
23．热对流依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象
24．传热过程热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程
25．肋壁总效率
四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）
26．不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？
其影响程度如何？
凝汽器如何解决这个问题？
（1）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。
当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以αc降低。
（3分）
（2）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为1%时，换热系数将只达纯净蒸汽的40%左右，后果是很严重的。
（3分，答50%左右也可）
27．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？
（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：
（3分）
（2）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。
（2分）
（3）作用：
确定导热体内的温度分布（或温度场）。
（3分）
五、计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）
28．两块平行放置的平板1和2，相关尺寸如图示。
已知：
t1=177℃、t2=27℃、ε1=0.8、
ε2=0.4、X1，2＝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？
29．一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。
流量为2.5kg/s的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为15℃和60℃，比热为4174J/（kg·k）；热油进出口温度分别为110和70，比热为2190J/（kg·k）。
传热系数为400W（m2·k）。
试计算所需的传热面积。
传热学
（二）参考答案
五、计算题（本大题共2小题，每小题12，共24分）
28．【参考答案及评分标准】
（1）
（3分）
（2分）
=1105.65W（1分）
• 若两表面为黑体表面，则
（3分）
（2分）
=1492.63W（1分）
若不写单位，扣0.5分若直接把值代入而没写出公式，也可给分。
29．【参考答案及评分标准】
已知：
qm2=2.5kg/s
• 计算平均温差
（5分）
（2）计算水所吸收的热量
（3分）
（3）计算传热面积
由
得
（4分）
若不写单位，扣0.5分若没写公式，直接把值代入，也可给分。
传热学（三）
本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至2页，第二部分为非选择题，3页至7页。
本试题共7页；选择题20分，非选择题80分，满分100分。
考试时间150分钟。
第一部分选择题
一、单项选择题（本大题10小题，每小题2分，共20分）
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，请将正确项前的字母填在题后的括号内。
1.在锅炉的炉墙中：
烟气内壁外壁大气的热过和序为:
【】
A.辐射换热,导热,复合换热
B.导热，对流换热，辐射换热
C.对流换热泪盈眶，复合换热，导热
D.复合换热，对流换热，导热
2.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
3.流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数【】
A.=1B.>1C.<1D.=0
4.在其他条件相同的情况下,下列哪种物质的导热能力最差?
【】
A.空气B.水C.氢气D.油
5.下列哪种物质中不可能产生热对流?
A.空气B.水C.油D.钢板
6.Gr准则反映了________的对比关系。
A.重力和惯性力B.惯性力和粘性力
C.重力和粘性力D.角系数
7.表面辐射热阻与________无关。
A.表面粗糙度B.表面温度
C.表面积D.角系数
8.气体的导热系数随温度的升高而【】
A.减小B.不变
C.增大D.无法确定
9.下列哪种设备不属于间壁式换热器?
【】
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
10.热传递的三种基本方式为【】
A.导热、热对流和传热过热
B.导热、热对流和辐射换热
C.导热、热对流和热辐射
D.导热、辐射换热和对流换热
第二部分非选择题
二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11.在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为180和100，冷流体的进出口温度分别为40和80，则对数平均温差为______61.7_____。
12.已知一灰体表面的温度为127，黑度为0.5，则其辐射力为_______725.76w/m2_____。
13.为了达到降低壁温的目的，肋片应装在_____冷却液___一侧。
14.灰体就是吸收率与__λ______无关的物体。
15.冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于____复合____换热。
16.传热系数的物理意义是指____冷热流体_____间温度差为１时的传热热流密度。
17.黑度是表明物体___辐射_____能力强弱的一个物理量。
18.肋壁总效率为___肋壁实际散热量____与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。
19.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___较大____一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。
20.１－２型管壳式换热器型号中的“２”表示____管程数_____。
三、名词解释（本大题５小题，每小题４分，共２０分）
21.换热器的效能（有效度）换热器的实际传热量与最大可能传热量之比
22.大容器沸腾高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾
23.准稳态导热物体内各点温升速度不变的导热过程
24.黑体吸收率等于1的物体。
25.复合换热对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程
四、简答题（本大题共２小题，每小题８分，共１６分）
26.气体辐射有哪些特点？
（1）气体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸收某些波长范围内的能量。
（2）气体的辐射（和吸收）是在整个容积中进行的。
固体和液体不能穿透热射线，所以它们的辐射（和吸收）只在表面进行。
评分标准：
27.为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？
（1）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。
（2）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器，不利于设备的安全运行。
（3）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式，即在烟温较高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。
五、计算题（本大题２小题，每小题１２分，共２４分）
28.某炉墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为200mm和80mm，导热系数分别为0.8W/（m.K）和0.11W/（m.K），炉墙内外侧壁温分别为600。
C和70。
C。
求炉墙单位面积的热损失和两层材料间的温度。
29.以0.8m/s的流速在内径为2.5cm的直管内流动，管子内表面温度为60。
C，水的平均温度为30。
管长２m。
试求水所吸收的热量。
（已知30。
C时,水的物性参数为：
Cp=4.17KJ/（kg.K）,λ=61.8×10-2W/（m.K）,ρ=995.7kg/m3,μ=0.805×10-6m2/s,）Pr=5.42,水60。
C时的υ=469.9×10-6kg/（m.s））。
已知水在管内流动时的准则方程式为
（１）Nuf=0.027Ref0.8Prf0.4ε1εR
适用条件：
Ref=104—1.2×105,Rrf=0.6-120,水与壁面间的换热温差t≤30C°
（２）Nuf=0.027Ref0.2Prf1/3（μf/μw）0.11ε1εR
适用条件：
Ref=104~1.75×106,Prf=0.6~700,水与壁面间的换热温差t>３０
以上两个准则方程式的定性温度均为流体的平均温度（μw的定性温度为管内壁温度）,特性尺度为管内径。
传热学（四）
一、填空题（每小题1分，共15分）
1.复合表面传热学系数，单位是。
W/（m2·k）
2.二维稳态温度场，在直角坐示系中，可表示为。
t=f（x,y）
3.对于一个传热过程，如果固体壁面两侧与流体之间的表面传热数相差比较悬殊，为增强传热效果，采用助壁的形式，常常装在表面传热系数较小的一侧。
4.非稳态导热过程中，称F0为。
付立叶准则
5.采用集总参数法的物体，其内部温差趋近于。
0
6.建立有限差分离散议程的常用方法之一是用代替微商。
7.在流场中的边界层内存在较大的速度梯度。
8.若两现角的流态及换热均相似，则它们的Nu必定相等。
9.管的弯曲半径越小，二次不流的影响就。
10.一般工业设备中的凝结换热形式均为。
膜状凝结
11.高于饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所进行的沸腾，称为。
12.凡波长λ=0.38~0.76μm的电磁波，属于。
可见光
13.实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比，称为物体的。
黑度
14.在辐射换热系统中称
为。
表面热阻
15.由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为。
二、单项选择题（每小题1分，共25分。
从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题后面的括号中。
）
16.对流换热牛顿冷却定律式为Φ=aA△t（W）指出其中的热阻表达式是（B）
①Aa②
③
④a
17.一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是（）
①较高的②较低的③相等的④接近的
18.当物性参数为常数且无内热源时的导热微分方程式可写为
（2）
19
②
③
④
19.如果温度场不随时间而变化，即（4）
20
②
③
④
20.在非稳态导热时，物体的温度随着（3）
①形状变化②重量变化③时间变化④颜色变化
21.写出
的名称（3）
22谢尔特准则
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