传热学基础试题及答案.docx

1、传热学基础试题及答案传热学基础试题一、选择题1对于燃气加热炉：高温烟气内炉壁外炉壁空气的传热过程次序为A.复合换热、导热、对流换热 B.对流换热、复合换热、导热C.导热、对流换热、复合换热 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对流换热系数为1000W/（m2K）、温度为77的水流经27的壁面，其对流换热的热流密度为（ ）A.8104W/m2 B.6104 W/m2C.7104 W/m2 D.5104 W/m24在无内热源、物性为常数且温度只沿径向变化的一维圆筒壁(t1 t2,r1r2)的导热问题中，稳态时有

2、（ ）。A. B. C. 5黑体的有效辐射_其本身辐射,而灰体的有效辐射（ ）其本身辐射。 A等于 等于 B.等于 大于 C.大于 大于 D.大于 等于6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=0.4,X1，4=0.25，则X1，3为（ ）。A. 0.5 B. 0.65 C. 0.15 D. 0.357.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8当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在（ ）会最有效。A. 换热系数较大一侧 B. 热流体一侧 C. 换热系数较小

3、一侧 D. 冷流体一侧9. 某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将( )材料放在内层。A. 导热系数较大的材料 B. 导热系数较小的材料 C. 任选一种均可 D. 不能确定10下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( )A.增加流体流速 B.管内加插入物增加流体扰动 C. 设置肋片 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加11.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( )A.热辐射 B.热对流 C.导热 D.都不是12.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13.判断管内紊

4、流强制对流是否需要进行入口效应修正的依据是( )A.l/d70 B.Re104 C.l/d50 D.l/d1 C. 1 1 1 /1 0 70 格拉晓夫准则Gr越大，则表征（ ） 浮升力越大 粘性力越大 惯性力越大 动量越大 71 当量直径 中 U 表示（ ） 长度 宽度 周长 润湿周长 72. 横掠单管时的对流换热中，特性尺度取（ ） 管长L 管内径d i 管外径d0 d0-di 73. 水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取（ ） 圆筒的长度 圆筒外径 圆筒内径 圆筒壁厚度 74. 膜状凝结换热中的定性温度取（ ） 蒸汽温度 凝结液温度 凝结液膜层平均温度 饱和温度 75 饱和沸腾时，壁温

5、与饱和温度之差称为（ ） 平均温度 绝对温差 相对温差 沸腾温差 76. 定向辐射强度与方向无关的规律称为（ ） 普朗克定律 四次方定律 维恩定律 兰贝特定律 77. 灰体的吸收率是（ ） 1 大于1 定值 变量并小于1 78对于灰体，吸收率愈大，其反射率（ ） 愈小 愈大 适中 不变 79. 角系数是纯几何因素，与物体的黑度（ ） 无关 有关 有较大关系 关系很大 80. 由辐射物体表面因素产生的热阻称为（ ） 导热热阻 对流热阻 表面热阻 空间热阻 81. 二氧化碳和水蒸汽在光带内都能够（ ） 吸收辐射 反射辐射 重辐射 不能辐射 82. 按传热系数的符号单位，从以下列举中选择（ ） 83

6、. 管壳式换热器归类于（ ） 间壁式 回热式 混合式 再生式 84 在一般换热器设计中，考虑表面污染情况用（ ） 利用系数 污垢系数 传热系数 表面传热系数 85. 表示A组分质量浓度的符号是（ ） C A A C B B 二填空题1如果温度场随时间变化，则为 。2. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时 。3. 导热微分方程式的主要作用是确定 。4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。5物体的辐射力 ，其吸收率 。6对流换热求解准则关系式时，除可采用解析法外，还可采用 和 。7有效辐射为 。8物体的辐射力 ，其吸收率 。9辐射换热角系数除了具有完全取决于几何关系的特性

7、外，还具有 和 的特性。10削弱传热时，应考虑 和 。11.传热系数是指_，单位是_。12.影响对流换热的主要因素有_、_、_、_和几何因素。13.凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中_比_换热有较大的换热强度，工程上常用的是_。14.某换热器刚装时传热系数为10W/(m2K)，运行一年后因结垢传热系数降为8W/(m2K)，这时，污垢热阻为_。15.某燃煤电站过热器中，烟气向管壁换热的辐射换热系数为20W/(m2K)，对流换热系数为40W/(m2K)，其复合换热系数为_。16.导热的第三类边界条件是指已知_。17._及其单值性条件可以完整地描述一个具体的导热问题。18.复杂流型换热器的平均温

8、差tm可以通过逆流布置时的平均温差tm逆来计算，表达式是_，其中_。19.表面辐射热阻应用于_辐射换热计算，其值可用数学式表示为_。20.气体辐射具有2个特点：(1)_；(2)_。21. 如果温度场随时间变化，则为 。 22. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时 。 23. 导热微分方程式的主要作用是确定 。 24. 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。 25. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时 。 26. 膜状凝结时对流换热系数 珠状凝结。 27. 普朗克定律揭示了 按波长和温度的分布规律。 28. 角系数仅与 因素有关。 29. 已知某大平壁

9、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 。 30. 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 。31 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 。 32 已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 （ m 2 K ），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为 340W （ m 2 K ），则该换热壁面有污垢时的传热系数为 。 33 采用小管径的管子是 对流换热的一种措施。 34 壁温接近换热系数 一侧流体的温度。 35 研究对

10、流换热的主要任务是求解 ，进而确定对流换热的热流量。 36 热对流时，能量与 同时转移。 37 导热系数的大小表征物质 能力的强弱。 38 一般情况下气体的对流换热系数 液体的对流换热系数。 39 在一定的进出口温度条件下， 的平均温差最大。 40 是在相同温度下辐射能力最强的物体。41. 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 _ 。 42. 已知一灰体表面的温度为127，黑度为 0.5，则其车辆辐射力为 _ 。 43. 为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 _ 一侧。 44. 灰体就是吸收率与 _ 无

11、关的物体。 45. 冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于 _ 换热。 46. 传热系数的物理意义是指 _ 间温度差为时的传热热流密度。 47. 黑度是表明物体 _ 能力强弱的一个物理量。 48. 肋壁总效率为 _ 与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。 49. 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。50. 型管壳式换热器型号中的“”表示 _ 。三简答题（每小题4分，40分）1 材料导热系数=0+bt,单层平壁一维稳态导热温度分布如何依b变化，为什么？ 2 试简述导热问题常见边界条件。求解非稳态导热问题时，在利用非稳态导

12、热微分方程的同时，还应根据具体问题给出那些说明此问题具体特性的补充条件。3 各向同性常物性均匀物体中，二维稳态导热时，物体中任意一点可否具有两个温度梯度？为什么？4 相似现象应满足什么条件。5 计算对流换热的换热系数h的步骤是什么。6写出毕渥准则与努塞尔特准则数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。7气体辐射有哪些特点？ 8从基尔霍夫定律可以看出物体的黑度等于吸收率的结论，用于一般物体时的两个约束条件是什么？灰体是否还需要这些条件吗？ 9根据图1，试从物体内部及外部来分析其热量收支差额Q。10在两个物体表面的辐射换热过程中采用遮热板可以起到什么作用，为什么？ 当遮热板的两个表面的黑

13、度不同时，遮热板的黑度大的表面朝向温度高的方向和温度低的方向会带来什么结果。11.用准则方程式计算管内紊流对流换热系数时，为什么对短管需要进行修正(即使用管长修正系数进行修正)。12.请分析遮热板的原理及其在削弱辐射换热中的作用。13. 简述非稳态导热的基本特点。 14. 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？ 15. 简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。16. 角系数有哪些特性？四、计算题(每小题12分，共24分)1.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/(mC)和0.5W/(m

14、C)，炉墙内外侧壁面温度分别为700C和50C，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为0.11W/(mC)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。2如图4所示，由两个平面组成的系统在垂直于纸面方向上是很长的，试用代数法确定角系数X21，X12。ab=3m bc=4m.3. 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。 4. 一内径为

15、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。5 两块平行放置的平板 1 和 2 ，相关尺寸如图示。已知： t1 =177 、 t 2 =27 、1 =0.8 、 2 =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？ 6 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

16、110 和 70 ，比热为 2190 J/(kg k) 。传热系数为 400W （ m 2 k ）。试计算所需的传热面积。 7. 平壁，厚度= 80mm，两表面温度分别维持在20和 0，平壁的高温面受到流体的加热，流体温度tf = 100, 表面传热系数W/(m2k)。当处于稳态时，试确定平壁材料的导热系数。 8. 压缩空气在中间冷却器的管外横掠流过，a0 =90W/(m2k) ，冷却水在管内流过a1 =6000W/(m2k) 。冷却管是外径为16mm，厚1.5mm的黄铜管。求： 1）此时的传热系数； 2）若管外表面传热系数增加一倍，传热系数有何变化； 3）若管内表面传热系数增加一倍，传热系数

17、又作何变化。 9. 一平壁水泥泡沫砖构成，厚度为50cm，导热系数，高温面维持200、低温面为50。试求： （ 1 ）通过平壁的热流密度； （ 2 ）维持热流密度不变时，计算在墙壁内温度为70处，距离高温墙面的厚度为多少？ 10. 30的大铜板，被置于400的炉中加热10分钟后，测得铜板温度上升到150。已知铜板两侧与周围环境间的表面传热系数为125W/(m2k)，铜板的 = 8440kg /m3， CP =377J/ (kg.k) , 。试估算铜板的厚度是多少？ 五 、论述题（6分）试述对流换热中换热系数h的影响因素。 传热学答案一 选择题；1. A 2. B 3. D 4. A 5.B 6

18、. D 7. C 8. C 9. B 10.D11.A 12.C 13.C 14.D 15.B 16.D 17.B 18.B 19.D 20.A21.B 22.C 23.B 24.C 25.D 26.C 27. A 28.A 29.D 30.B 31A 32 B 33 D 34 C 35 D 36 A 37 B 38 C 39 C40 A 51 A 52. C 53. B 54. A 55. D 56. D 57. D 58. C 59. D 60. C61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 8