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传热学复习题

传热学复习题
传热学复习题

一、是非题

1. 傅里叶定律既适应于稳态导热,也适用于非稳态导热。

2. 空间某一点处温度沿空间的最大变化率称为温度梯度。

3. n n t

t grad q ???-=-=λλ)(所表示的傅里叶定律只适用于各向同性物体的导热,

而不适用于各向异性物体的导热。

4. 工程上经常将材料导热系数随温度的变化关系表示成线性函数()bt +=10λλ,式中λ0

是0℃时材料的导热系数。

5. 无内热源物体的稳态导热方程可表示成0222222=??+??+??z t y t x t

,方程中不涉及材料的导

热系数,所以稳态导热时材料的导热系数大小不影响材料中稳态温度分布和导热量的大小。

6. 虽然导热微分方程p

c q z t y t x t a t ρτ.222222+???? ????+??+??=??中不涉及导热系数λ,

但非稳态导热时物体内的温度分布状况仍与材料的导热系数大小有关。

7. 常物性一维稳态导热问题,如给定两个边界条件,则问题就有确定解。

8. 炉墙平壁用两层保温材料保温,两种材料的导热系数为λ1和λ2(λ1>λ2)。若将λ2的材料

放在炉墙内侧,则保温效果要好一些。

9. 热力管道外用两层保温材料保温,两种材料的导热系数为λ1和λ2(λ1>λ2),厚度为δ1

和δ2。若将λ2的材料放在炉墙内侧,则保温效果要好一些。

10. 温度计放置在测温套管内,管内放少许机油,以测量管道中流体的温度。为了控制测量

误差,作如下传热分析。热量按以下传递路线传给温度计:流体→测温套管外表面→测温套管内表面→机油→温度计感温部分→周围环境。

11. 一面绝热的无限大平壁被流体加热(或冷却)过程中,与流体接触表面处平壁的

x t ??最

大。

12. 第三类边界条件下非稳态导热的诺谟图(或称海斯勒图)也可适用于第一类边界条件下

形状和其他条件相同的导热问题。

13. 由牛顿冷却公式t hF Q ?=可知,换热量Q 与换热温差Δt 成正比。

14. 一般地讲,对于同一种流体,自然对流时的对流换热系数要小于强制对流换热系数。

15. 管内强制对流换热时,流速增加,对流换热系数就会增加。

16. 同一流体,有相变时的对流换热系数比无相变时的对流换热系数要大得多。

17. 在相同的流动和换热壁面条件下,导热系数较大的流体,对流换热系数就较小。

18. 从本质上讲,对流换热是由贴附在换热面上的一层流体通过导热的方式将热量传到流体

中去,或由流体传至换热表面。所以,对流换热就是一种导热,而与流体的运动状况无关。

19. 研究流体运动时热量传递过程的能量微分方程是牛顿力学第二定律应用于流体微团儿

导出的。

20. 研究流体运动规律的动量微分方程是牛顿力学第二定律应用于流体微团儿导出的。

21. 在锅炉换热的模型试验中,可以用空气代替烟气,以便简化试验过程,减少试验费用。

22. 由对流换热微分方程()w

x x f w x n t t t h ??? ????--=λ可知,在壁面温度t w 和流体温度t f 一定的情况下,局部对流换热系数h x 与流体速度无关。

23. 流体在无扰动情况下纵掠平板,层流边界层中垂直于流动方向流体的分速度为零。

24. 一根长L 外径d (L >>d )的不锈钢管,放置在静止的空气中,管内用电加热,功率恒定,

空气温度也恒定。在这种情况下,管子竖置时管壁平均温度比横置时要高。

25. 由于边界层厚度沿壁面逐渐增加,所以流体沿竖直壁面自然对流换热时,管子越长,对

流换热系数就越小。

26. 蒸汽流速增加,不一定能使换热面上凝结换热系数增加。

27. 相同条件下,同一流体的珠状凝结换热系数要大于其膜状凝结换热系数。

28. 在压力和加热面温度相同的情况下,管内强制对流换热时的饱和沸腾换热系数要大于大

空间饱和沸腾换热系数。

29. 黑体的绝对温度增加一倍,其总辐射力增加16倍,而特定波长的单色辐射力也增加16

倍。

30. 材料A 和B 的单色发射率ελ随波长λ变化关系(A 为减小,B 为增加),则A 和B 温

度升高时,它们的黑度(发射率)ε分别增大和减小。

31. 有一固体(灰体),其发射率ε=0.1,则其吸收率α=0.9。

32. 加热钢锭的过程中,其颜色随温度升高而变化,颜色变化顺序为:黑→暗红→红→橙黄

→白。

33. 物体辐射某一波长辐射能的能力越强,其吸收这一波长辐射能的能力也越强。

34. 物体的辐射能力越强,其吸收能力也越强。通俗地讲,善于发射必善于吸收。

35. 同一温度下对于同一波长的辐射能,物体的单色吸收率与单色发射率相等,即

λλεα=。

36. 兰贝特定律(定向辐射定律)不仅适用于黑体,也适用于其它漫射辐射的非黑体。对

37. 两表面的温度相同时,两者的辐射换热量就均等于零。

38. 两表面的温度相同,则两者间的净辐射换热量就均等于零。

39. 当两个灰表面组成封闭辐射换热系统时,表面1发出的能量是E b1F 1,到达表面2的能

量为E b1F 1X 1,2。同理,表面2发出的到达表面1 的能量为E b2F 2X 2,1。从而,两表面间的净辐射换热量为1,2222,1112,1X F E X F E Q b b -=。

40. 半径为R 的两个灰表面圆盘平行放置,则两表面间的辐射换热量为

()222

2,11111424102,1111εεεεσF X F F T T Q -+

+--=。 41. 工程上常采用遮热板来减小辐射传热量。遮热板的黑度(发射率)越小,层数越多,则

隔热效果越好。

42. 气体的黑度(发射率)均为0。

43. 气体辐射的两个基本特点是:一是对波长具有选择性;二是辐射和吸收发生在气体的整

个容积内。

44. 气温在0℃以上,草地上就不会结霜,即使会也会被空气加热而融化。

45. 太阳能集热器表面应涂黑色,而辐射采暖板表面应涂白色。

46. 金属的导热性能一定强于非金属。

47. 为增强传热,换热器一般采用顺流布置。

48. 加散热肋片一定能增强传热。

49. 增强凝结换热的关键是增加液膜厚度,并促成膜状凝结。

50. 在管内和管外加干扰物如金属丝、麻花铁等能增强对流传热。

51. 蒸发器、冷凝器是混合式换热器。

52. 对流换热与流态没有关系。

53. 平面、凸面对自身的角系数等于0。

54. 热边界层越厚,对流换热越强。

55. 当室温、人体表面温度、对流换热系数、发射率都一样时,夏天人站在房间内与冬天人

站在房间内的散热也是一样的。

56. 管道越短,进口段所占比例越大,对流换热越强。

二、填空题

1、角系数仅与几何因素有关。

2、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。

3、膜状凝结时对流换热系数小于珠状凝结。

4、如果温度场随时间变化,则为非稳态温度场。

5、一般来说,紊流时的对流换热强度要比层流时强 。

6、导热微分方程式的主要作用是确定导热体内的温度分布(温度分布或温度场)。

7、当 d 小于或“〈”50 时,要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。

8、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 。

9、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 。

10、一般来说,顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时小(或低)。

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 。

12、已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003(m 2.k )/W ,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 。

13、采用小管径的管子是强化对流换热的一种措施。

14、壁温接近换热系数较大一侧流体的温度。

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(或物质)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。

21、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 。

22、已知一灰体表面的温度为127℃,黑度为0.5, 则辐射力为 。

23、为了达到降低壁温的目的,肋片应装在冷流体一侧。

24、灰体就是吸收率与波长(或λ)无关的物体。

25、冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于复合换热。

26、传热系数的物理意义是指冷热流体(热流体和冷流体)或间温度差为1℃(或1K )时的传热热流密度。

27、黑度是表明物体辐射能力强弱的一个物理量。

28、肋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。

29、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(或大、或较高)一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。

30、导热系数是由式n n t

q

???-=λ定义的,式中符号q 表示沿n 方向的热流密度,n t ??是

物体温度沿n 方向的变化率。

31、可以采用集总参数法的物体,其内部的温度变化与坐标无关。

32、温度边界层越厚,则对流换热系数越小,为了强化传热,应使温度边界层越薄越好。

33、凝结换热的两种形式是珠状凝结和膜状凝结。

34、保温材料是指导热系数小的材料。

35、Pr (普朗特数)即

a P r ν=,它表征了动量扩散厚度(流动边界层)与能量扩散厚度(热边界层厚度)的相对大小。

36、热辐射是依靠电磁波传递能量的,它可以在真空进行。

37、同一温度下黑体的辐射能力最强、吸收能力最强。

38、热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了减小对流换热。

39、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。

40、Re (雷诺数)即 ,表征 。

41、Pe 即 ,表征 。

42、Gr (格拉晓夫数)即23γαtl g G r ?=,表征表示浮升力与粘性力的相对大小。

43、按照导热机理,水的气、液、固三种状态中 状态下的导热系数最小。

44、热扩散率a=λ/(ρсp)是表征物体传递温度变化的能力的物理量。

45、雪对可见光的吸收能力比对红外线的吸收能力低。

46、导热系数是物性参数,它取决于物质的种类和热力状态(即温度、压力)。

47、导热的第三类边界条件是指已知物体表面与周围介质之间的换热情况。

48、影响对流换热的主要因素有流动状态、流动起因、流体物性、流体相变情况和几何因素。

49、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式,其中珠状凝结比膜状凝结换热有较大的换热强度,工程上常用的是膜状凝结。

50、某燃煤电站过热器中,烟气向管壁换热的辐射换热系数为20 W/(m 2.K),对流换热系数为40W/(m 2.K),其复合换热系数为 。

51、气体辐射具有2个特点:(1) 对波长有选择性;(2) 在整个容积中进行。

52、已知某大平壁的厚度为15mm ,材料导热系数为0.15W/(m.K),壁面两侧的温度差为150℃,则通过该平壁导热的热流密度为 。

53、导热微分方程及其单值性条件可以完整地描述一个具体的导热问题。

54、表面辐射热阻应用于灰漫表面(或灰表面) 辐射换热计算,其值可用数学式表示为F -1εε

55、导热的第一类边界条件 。

56、导热的第二类边界条件 。

问答题

(完整版)传热学期末考试试题

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

传热学试卷(1)答案

2007传热学试卷(1)标准答案 一.填空题:(共20分)[评分标准:每个空格1分] 1.表征材料导热能力的物理量是____导热系数_____。 2.努谢尔特准则的表达式是___hL/λ___。式中各符号的意义是 _λ为导热系数_、__L 特征尺寸__、__h 为对流换热系数__。 3.凝结换热有__膜状凝结__和__珠状凝结__两种换热方式,其中_珠状凝结_的换热效果好。 4.饱和沸腾曲线有四个换热规律不同的区域,分别指_自然对流__、核态沸腾__、__过渡沸腾__、__稳定膜态沸腾_。 5.管外凝结换热,长管竖放比横放的换热系数要____小__。是因为 ___膜层较厚___的影响。 6.决定物体导热不稳定状况下的反应速率的物理量是_导温系数_。 7.定向辐射强度与方向无关的规律,称___兰贝特定律___。 8.换热器热计算的两种基本方法是__平均温压法__和__传热单元数法__。 汽化核心数受_壁面材料_和__表面状况、压力、物性__的支配。 二.问答及推倒题:(共50分) 1.名词解释(10分)[评分标准:每小题2分] ①角系数:把表面1发出的辐射能落到表面2上的百分数,称为表面1对表面2的角系数。 ②肋效率:基温度下的理想散热量 假设整个肋表面处于肋肋壁的实际散热量 =f η ③灰体:物体的单色吸收率与投入辐射的波长无关的物体。 ④Bi 准则:Bi=hL/λ=固体内部的导热热阻与外部的对流换热热阻之比。 ⑤定性温度:在准则方程式中用于确定物性参数的温度。 2.设一平板厚为δ,其两侧表面分别维持在温度t 1及t 2,在此温度范围内平板的局部导热系数可以用直线关系式λ=λ0(1+bt )来表示,试导出计算平板中某处当地热流密度的表达式,并对b >0、b =0及b <0的三种情况画出平板中温度分布的示意曲线。(10分) 解:应用傅里叶定律:dx dt bt dx dt q )1(0+-=-=λλ ——————2分 分离变量:dt bt qdx )1(0+-=λ

高等传热学作业

1-4、试写出各向异性介质在球坐标系)(?θ、、r 中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。 解:球坐标微元控制体如图所示: 热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为: →→→??+??+??-=?-=k T r k j T r k i r T k T k q r ? θθ?θsin 11' ' (1-1) 根据能量守恒:st out g in E E E E ? ???=-+ ?θθρ?θθ??θθ?θd drd r t T c d drd r q d q d q dr r q p r sin sin 2 2??=+??-??-??-? (1-2) 导热速率可根据傅里叶定律计算: ?θθd r rd t T k q r r sin ???-= ?θθθθd r dr T r k q sin ???-= (1-3) θ? θ? ?rd dr T r k q ???- =sin 将上述式子代入(1-4-3)可得到 ) 51(sin sin )sin ()sin (sin )(222-??=+??????+??????+?????????θθρ?θθ?θ?θ??θθθθ?θθ?θd drd r t T c d drd r q d rd dr T r k rd d dr T r k d d dr r T r k r p r 对于各向异性材料,化简整理后可得到: t T c q T r k T r k r T r r r k p r ??=+??+????+?????ρ?θθθθθ?θ2 222222sin )(sin sin )( (1-6)

2-3、一长方柱体的上下表面(x=0,x=δ)的温度分别保持为1t 和2t ,两侧面(L y ±=)向温度为1t 的周围介质散热,表面传热系数为h 。试用分离变量法求解长方柱体中的稳态温度场。 解:根据题意画出示意图: (1)设f f f t t t t t t -=-=-=2211,,θθθ,根据题意写出下列方程组 ????? ??? ?? ?=+??==??======??+??00 000212222θθ λθθθδθθθ θh y L y y y x x y x (2-1) 解上述方程可以把θ分解成两部分I θ和∏θ两部分分别求解,然后运用叠加原理∏+=θθθI 得出最终温度场,一下为分解的I θ和∏θ两部分:

(完整word版)传热学储运试题2

2004-2005学年第一学期期末考试题 专业班级:储运02-班课程名称:传热学第1页共2页 一、简答题(本大题18分,每小题3分)选3个)。 1、热量传递的三种基本方式? 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、写出角系数的相对性的数学表达式(以空间任意两表面为例)。 4、什么情况下可以说两个物理现象是相似的? 5、写出对于漫灰表面的基尔霍夫表达式? 6、通常工业应用的沸腾换热过程设计在哪个沸腾状态阶段,为什么。 二、计算题(本大题60分,每小题12分) 1、有一房间墙壁厚为0.4m,面积为12m2,导热系数为0.7 W/m·K,其内外表面的对流换热系数分别为6W/m2·K 和40 W/m2·K,房间内空气温度为20℃,室外空气温度为5℃,忽略辐射换热量,求房间通过该墙壁的散热量。 2、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=0.9 kJ/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) 3、一大房间里放有一圆管,长为2m,直径为10cm,表面温度为127℃,发射率(黑度)为0.6,房间墙壁温度为27℃,求其辐射换热量是多少? 4、为研究一换热设备的换热情况,采用一个缩小成原设备1/10的模型来研究,已知原设备空气流速为1m/s,热条件不变,模型中流体仍是空气,求模型中空气流速是多少才能保证模型与原设备的换热现象相似。 5、某房间吊装一水银温度计读数为15℃,已知温度计头部发射率(黑度)为0.9,头部与室内空气间的对流换热的表面传热系数为20 W/m2·K,,墙表面温度为10℃,求①气流的真实温度,②该温度计的测量误差。三、综合题(本大题22分) 有一水平管道直径为200mm ,分别包有=0.04W/m·K,和=0.05 W/m·K的保温材料,厚度分别为20mm和 30mm,管内流有50℃的空气,流速为10m/s,管外大气温度为10℃。(管道厚度很薄,可以忽略不计)求:1.管内的对流换热表面传热系数。(7分) 2.管外的对流换热表面传热系数。(7分) 3.每米管道的传热热阻和传热系数。(4) 4.每小时每米管道散热量。(4分) 备注:1.管内流动的对流换热实验关联式 : 2.管外横掠的对流换热实验关联式 : 3.管外自然对流换热实验关联式 : (注:此关联式中定性温度取管外流体温度,中的Δt=5℃,其中体积膨胀系数可以按管外为理想气体计算) 4.空气的热物性: t℃ ρ kg/m3 Cp kJ/kg.K λ* W/m.K υ*Pr 10℃ 1.25 1.0 2.5 14.0 0.7 20℃ 1.20 1.0 2.6 15.0 0.7 25℃ 1.18 1.0 2.6 15.5 0.7

传热学总复习试题及答案【第五版】【精】【_必备】

总复习题 基本概念 : ?薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体的温度 , 则该物体称为 ----. ?传热 : 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 ------. ?导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时 , 发生的热量传输的现象 . 物体各部分之间不发生相对位移,仅依靠物体内分子原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递成为热传导简称导热 ?对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象 . 由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互渗混所导致的热量传递过程 ?对流换热 : 指流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为 ------. ?强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起的流动 . ?自然对流 : 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 . ?流动边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度 . 这一流体层即为 -----. ?温度边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体的温度基本达到主流温度 . 这一流体层即为 -----. ?热辐射 : 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为 ------. 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程成为热辐射 ?辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量 . ?单色辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的波长在λ -- λ +d λ 范围内的辐射能量 . ?立体角 : 是一个空间角度 , 它是以立体角的角端为中心 , 作一半径为 r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2 的比值作为 ------ 的大小 . ?定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为 ----. ?传质 : 在含有两种或两种以上组分的流体内部 , 如果有浓度梯度存在 , 则每一种组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀的趋势 . 物质由高浓度向低浓度方转移过程称为 ----.

传热学作业

沈阳航空航天大学 预测燃气涡轮燃烧室出口温度场 沈阳航空航天大学 2013年6月28日

计算传热学 图1模型结构和尺寸图 1.传热过程简述 计算任务是用计算流体力学/计算传热学软件Fluent求解通有烟气的法兰弯管包括管内烟气流体和管壁固体在内的温度分布,其中管壁分别采用薄壁和实体壁两种方法处理。在进行分析时要同时考虑导热、对流、辐射三种传热方式。 (1) 直角弯管内外壁面间的热传导。注意:如果壁面按薄壁处理时,则不用考虑此项,因为此时管壁厚度忽略不计,内壁和外壁温度相差几乎为零。 (2) 管道外壁面与外界环境发生的自然对流换热。由于流体浮生力与粘性力对自然对流的影响,横管与竖管对流换热系数略有不同的。计算公式也不一样。同时,管道内壁面同烟气发生的强制对流换热。 (3) 管道外壁和大空间(环境)发生辐射换热 通过烟气温度和流量,我们可以推断出管道内烟气为湍流流动。这在随后的模

沈阳航空航天大学 拟计算中可以得到证实。 2.计算方案分析 2.1 控制方程及简化 2.1.1质量守恒方程: 任何流动问题都要满足质量守恒方程,即连续方程。其积分形式为: 0vol A dxdydz dA t ρρ?+=?????? 式中,vol 表示控制体;A 表示控制面。第一项表示控制体内部质量的增量,第二项表示通 过控制面的净通量。 直角坐标系中的微分形式如下: ()()()0u v w t x y z ρρρρ????+++=???? 上式表示单位时间内流体微元体中质量的增加,等于同一时间段内流入该微元体的净增量。 对于定常不可压缩流动,密度ρ为常数,该方程可简化为 0u v w x y z ???++=??? 2.1.2动量守恒方程: 动量守恒方程也是任何流动系数都必须满足的基本定律。数学式表示为: F m dv dt δδ= 流体的粘性本构方程得到直角坐标系下的动量守恒方程,即N-S 方程: ()()()u u p div Uu div gradu S t x ρρμ??+=+-?? ()()()v v p div Uv div gradv S t y ρρμ??+=+-?? ()()()w w p div Uw div gradw S t z ρρμ??+=+-?? 该方程是依据微元体中的流体的动量对时间的变化率等于外界作用在该微元体上的各种力之和。式中u S 、v S 、w S 是动量方程中的广义源项。和前面方程一样上式

浙大高等传热学复习题部分答案

高等传热学复习题 1.简述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。 不论如何,求解导热微分方程主要依靠三大方法: 理论法、试验法、综合理论和试验法 理论法:借助数学、逻辑等手段,根据物理规律,找出答案。它又分: 分析法;以数学分析为基础,通过符号和数值运算,得到结果。方法有:分离变量法,积分变换法(Laplace变换,Fourier变换),热源函数法,Green函数法,变分法,积分方程法等等,数理方程中有介绍。 近似分析法:积分方程法,相似分析法,变分法等。 分析法的优点是理论严谨,结论可靠,省钱省力,结论通用性好,便于分析和应用。缺点是可求解的对象不多,大部分要求几何形状规则,边界条件简单,线性问题。有的解结构复杂,应用有难度,对人员专业水平要求高。 数值法:是当前发展的主流,发展了大量的商业软件。方法有:有限差分法,有限元法,边界元法,直接模拟法,离散化法,蒙特卡罗法,格子气法等,大大扩展了导热微分方程的实用范围,不受形状等限制,省钱省力,在依靠计算机条件下,计算速度和计算质量、范围不断提高,有无穷的发展潜力,能求解部分非线性问题。缺点是结果可靠性差,对使用人员要求高,有的结果不直观,所求结果通用性差。 比拟法:有热电模拟,光模拟等 试验法:在许多情况下,理论并不能解决问题,或不能完全解决问题,或不能完美解决问题,必须通过试验。试验的可靠性高,结果直观,问题的针对性强,可以发掘理论没有涉及的新规律。可以起到检验理论分析和数值计算结果的作用。理论越是高度发展,试验法的作用就越强。理论永远代替不了试验。但试验耗时费力,绝大多数要求较高的财力和投入,在理论可以解决问题的地方,应尽量用理论方法。试验法也有各种类型:如探索性试验,验证性试验,比拟性试验等等。 综合法:用理论指导试验,以试验促进理论,是科学研究常用的方法。如浙大提出计算机辅助试验法(CA T)就是其中之一。 傅里叶定律向量形式说明,热流密度方向与温度梯度方向相反。它可适用于稳态、非稳态,变导热系数,各向同性,多维空间,连续光滑介质,气、液、固三相的导热问题。 2.定性地分析固体导热系数和温度变化的关系 3.什么是直肋的最佳形状与已知形状后的最佳尺寸? Schmidt假定:如要得到在给定传热量下要求具有最小体积或最小质量的肋的形状和尺寸,肋片任一导热截面的热流密度都应相等。 1928年,Schmidt等提出了一维肋片换热优化理论:设导热系数为常数,沿肋高的温度分布应为一条直线。Duffin应用变分法证明了Schmidt假定。Wikins[3]指出只有在导热系数和换热系数为常数时,肋片的温度分布才是线性的。Liu和Wikins[4]等人还得到了有内热源及辐射换热时优化解。长期以来肋片的优化问题受到理论和应用两方面的重视。 对称直肋最优型线和尺寸的无量纲表达式分析: 假定一维肋片,导热系数和换热系数为常数,我们有对称直肋微分方程(忽略曲 线弧度): yd2θ/dx2+(dy/dx)dθ/dx-θh/λ=0 由Schmidt假定,对任意截面x: dθ/dx=-q/λ=const

《传热学期末复习试题库》含参考答案

传热学试题 第一章概论 一、名词解释 1.热流量:单位时间所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量 3.导热:当物体有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。 5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。 6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7.对流传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8.辐射传热系数:单位时间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。 9.复合传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位为W/(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间的传热量。 二、填空题 1.热量传递的三种基本方式为、、。 (热传导、热对流、热辐射) 2.热流量是指,单位是。热流密度是指,单位是。 (单位时间所传递的热量,W,单位传热面上的热流量,W/m2) 3.总传热过程是指,它的强烈程度用来衡量。 (热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数) 4.总传热系数是指,单位是。 (传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间的传热量,W/(m2·K)) 5.导热系数的单位是;对流传热系数的单位是;传热系数的单位是。 (W/(m·K),W/(m2·K),W/(m2·K))

2012高等传热学试卷

合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷 课程名称 高等传热学 考试日期 2012-12-19 姓名 年级 班级 学号 得分 所有答案写在答题纸上,写在试卷上无效!! 一、简答题(每题10分,共50分) 1. 简述三种基本传热方式的传热机理并用公式表达传热定律;传热问题的边界条件有哪两类? 2. 有限元法求解传热问题的基本思想是什么?基本求解步骤有哪些?同有限差分方法相比其优点是什么? 3. 什么是形函数?形函数的两个最基本特征是什么? 4. 加权余量法是建立有限元代数方程的基本方法,请描述四种常见形式并用公式表达。 5. 特征伽辽金法(CG )在处理对流换热问题时遇到什么困难?特征分离法(CBS )处理对流换热问题的基本思想是什么? 二、计算题(第1, 2题各15分,第3题20分,共50分) 1. 线性三角元的顶点坐标(单位:cm )为:i (2, 2)、j (6, 4)、k (4, 6),温度分别为 200℃, 180℃和 160℃,热导率k =0.5W/m ℃。试计算: (1)点(3,4)的温度及x 和y 方向的热流分量; (2)绘制170℃等温线。 2. 计算图1所示的二次三角元在点(2, 5)处的y N x N ????66和。 3. 图2所示一维方肋处于热稳定状态,截面2mm ×2mm ,长3cm ,热导率为k =100W/m ℃。左端面维持恒定温度150℃,右端面绝热,其余表面和空气间的对流换热系数h =120W/m 2,空气温度T a =20℃。请采用3个一维线元计算距左侧端面分别为1cm 、2cm 的截面和右侧端面的温度。提示:稳态导 热有限元代数方程:[]{}{}f T K =。单元截面积A ,截面周长P ,单元刚度矩阵:[]??????+??????--=211261111hPl l Ak e K ,单元载荷项:{}??????=112Pl hT a e f 。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 装 订 线 T=150℃ 绝热 3cm 2mm 图1 图2

西安交通大学传热学大作业二维温度场热电比拟实验1

二维导热物体温度场的数值模拟

一、物理问题 有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道, 于纸面方向上用冷空气及砖墙的温度变化很小, 可以近似地予以忽略。 在下列两种情况下试计算: 砖墙横截面上的温度分布;垂直于纸面方向的每 米长度上通过砖墙的导热量。 第一种情况:内外壁分别均匀维持在 0℃及 30℃; 第二种情况:内外壁均为第三类边界条 件, 且已知: t 1 30 C,h 1 10.35W / m 2 K 2 t 2 10 C, h 2 3.93W / m 2 K 砖墙导热系数 0.35/ m K 二、数学描写 由对称的界面必是绝热面, 态、无内热源的导热问题。 控制方程: 22 tt 22 xy 边界条件: 第一种情况: 由对称性知边界 1 绝热: 边界 2 为等温边界,满足第一类边界条件: t w 0 C ; 边界 3 为等温边界,满足第一类边界条件: t w 30 C 。 第一种情况: 由对称性知边界 1 绝热: q w 0; 边界 2 为对流边界,满足第三类边界条件: q w ( t )w h 2(t w 可取左上方的四分之一墙角为研究对象, 该问题为二维、 稳 图1-

t f ); n t 边界3 为对流边界,满足第三类边界条件:q w ( ) w h 2 (t w t f )。 w n w 2 w f

0,m 6,n 1~ 7;m 7 ~ 16,n 7 30,m 1,n 1~12;m 2 ~ 16,n 12 三、方程离散 用一系列与坐标轴平行的间隔 0.1m 的二维网格线 将温度区域划分为若干子区域,如图 1-3 所示。 采用热平衡法, 利用傅里叶导热定律和能量守恒定 律,按照以导入元体( m,n )方向的热流量为正,列写 每个节点代表的元体的代数方程, 第一种情况: 边界点: 1 边界 绝热边界) : 边界 图1-3 t m ,1 t 16,n 等温内边界) : 14 (2t m,2 1 4 (2t 15,n t m 1,1 t m 1,1),m 2 ~ 5 t 16,n 1 t 16,n 1), n 8 ~ 11 边界 等温外边界) : 内节 点: 1 (t t t t ) 4 m 1,n m 1,n m ,n 1 m,n 1 m 2 ~ 5,n 2 ~11;m 6 ~ 15,n 8 ~ 11 t m,n 第二种情况 边界点: 边界 1(绝热边界) : t m ,1 1 4 (2t m,2 t m 1,1 t m 1,1),m 2 ~ 5 t 16,n 1 4 (2t 15,n t 16,n 1 t 16,n 1), n 8 ~11 4 边界 2(内对流边界) : t6,n 2t 5,n t 6,n 1 t 6,n 1 2Bi 1t 1 ,n 1~ 6 6,n 2(Bi 2) t m,n t m,n

浙江大学传热学复习题参考答案

高等传热学复习题答案 热动硕士2015 吕凯文 10、燃用气、液、固体燃料时火焰辐射特性。 答:燃料的燃烧反应属于比较剧烈的化学反应。由于燃烧温度较高,而且燃料的化学成分一般都比较复杂,所以燃烧反应的过程是非常复杂的过程,一般的燃料燃烧时火焰的主要成分还有CO 2、H 2O 、N 2、O 2等,有的火焰中还有大量的固体粒子。火焰中还存在大量的中间参悟。在不同的工况下,可能有不同的中间产物和燃烧产物。火焰的辐射光谱是火焰中的各种因素作用的结果。 燃烧中间产物或燃烧产物受火焰加热,要对外进行热辐射。在火焰的高温环境下,固体粒子的辐射光谱多为热辐射的连续光谱,而气体分子的发射光谱多为分段的发射或选择性吸收。此外,还有各物质的特征光谱对火焰的辐射的影响。在工业火焰的温度水平下,氧、氢等结构对称的双原子分子没有发射和吸收辐射的能力,它们对于火焰光谱的影响比较小。而CO 2和H 2O 等结构不对称的分子以及固体粒子对火焰光谱的影响起主导作用。在火焰中大量的中间产物虽然存在时间很短,但对火焰辐射光谱也有一定的影响。(该答案仅供参考) 11、试述强化气体辐射的各种方法。 答:气体辐射的特点有:①不同种类的气体的辐射和吸收能力各不相同;②气体辐射对波长具有强烈的选择性;③气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的,辐射到气体层界面上的辐射能在辐射行程中被吸收减弱,减弱的程度取决于辐射强度及途中所遇到的分子数目。 气体的辐射和吸收是气层厚度L 、气体的温度T 和分压p (密度)的函数,(,)f T pL λα=。由贝尔定律,,0k L L I I e λλλ-=?可知,单色辐射在吸收性介质中传播时其强度按指数递减。 由上述可知,强化气体辐射的方法有:提高气体的温度;减小气体层的厚度,;选择三原子、多原子及结构不对称的双原子气体;减小气体的分压。(该答案仅供参考) 12、固体表面反射率有哪几种? 答:被表面反射的能量与投射到表面的能量之比定义为表面反射率。固体表面反射率有: ①双向单色反射率;②单色定向-半球反射率;③单色半球-定向发射率。

《工程热力学与传热学》——期末复习题

中国石油大学(北京)远程教育学院期末复习题 《工程热力学与传热学》 一. 选择题 1. 孤立系统的热力状态不能发生变化;(×) 2. 孤立系统就是绝热闭口系统;(×) 3. 气体吸热后热力学能一定升高;(×) 4. 只有加热,才能使气体的温度升高;(×) 5. 气体被压缩时一定消耗外功;(√ ) 6. 封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;(√ ) 7. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历的过程无关;(√ ) 8. 在闭口热力系中,焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。(×) 9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。(×) 10. 对于确定的理想气体,其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。(×) 11. 一切可逆热机的热效率均相同;(×) 12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率;(×) 13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆 过程的熵变等于可逆过程的熵变;(√ ) 14. 如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆 过程的熵变大于可逆过程的熵变;(×) 15. 不可逆过程的熵变无法计算;(×) 16. 工质被加热熵一定增大,工质放热熵一定减小;(×) 17. 封闭热力系统发生放热过程,系统的熵必然减少。(×) 18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加;(×) 19. 知道了温度和压力,就可确定水蒸气的状态;(×) 20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W;(×) 21. 对未饱和湿空气,露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。(√) 二. 问答题

上海理工大学高等传热学试题及答案

1.试求出圆柱坐标系的尺度系数,并由此导出圆柱坐标系中的导热微分方程。 2 .一无限大平板,初始温度为T 0;τ>0时,在x = 0表面处绝热;在x = L 表面以对流方式向温度为t f 的流体换热。试用分离变量法求出τ>0时平板的温度分布(常物性)。(需求出特征函数、超越方程的具体形式,范数(模)可用积分形式表示)。(15分) , 3.简述近似解析解——积分法中热层厚度δ的概念。 答:近似解析解:既有分析解的特征:得到的结果具有解析函数形式,又有近似解的特征:结果只能近似满足导热解问题。在有限的时间内,边界温度 的变化对于区域温度场的影响只是在某一有限的范围内,把这个有限的范围定义为热层厚度δ。 4.与单相固体导热相比,相变导热有什么特点 答:相变导热包含了相变和导热两种物理过程。相变导热的特点是 1.固、液两相之间存在着 移动的交界面。 2.两相交界面有潜热的释放(或吸收) | 对流部分(所需量和符号自己设定) 1 推导极坐标系下二维稳态导热微分方程。 2 已知绕流平板流动附面层微分方程为 y u y u V x u u 22??=??+??ν 取相似变量为: x u y νη∞ = x u f νψ∞= 写出问题的数学模型并求问题的相似解。 3 已知绕流平板流动换热的附面层能量积分方程为: ?=∞?? =-δ00)(y y t a dy t t u dx d 当Pr<<1时,写出问题的数学模型并求问题的近似积分解及平均Nu (取三次多项式)。 4 ] O x

5写出常热流圆管内热充分发展流动和换热问题的数学模型并求出速度和温度分布及Nu x.辐射 1.请推导出具有n个表面的净热流法壁面间辐射换热求解公式,并简要说明应用任一种数值方法的求解过程。 2.试推导介质辐射传递方程的微分形式和积分形式,要求表述出各个步骤和结果中各个相关量的含义。 3.根据光谱辐射强度表示下面各量:1)光谱定向辐射力;2)定向辐射力;3)光谱辐射力;4)辐射力;5)辐射热流量。要求写清各量的符号、单位。 4.说明下列术语(可用数学表达式)(每题4分) a)光学厚度 b)漫有色表面 c)? d)兰贝特余弦定律 e)光谱散射相函数 f)定向“灰”入射辐射

最新生活中的传热学-(问答题整理答案)

硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业 查阅相关资料,回答以下问题: 1、一滴水滴到120度和400度的板上,哪个先干?试从传热学的角度分析? 答:在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△ t=tw–ts=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。 2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,为什么? 答:是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。 3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。为什么? 答:这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉,而内壁的热又一下子传不出来,外壁冷却很快的收缩,内壁却还很热,没什么收缩,加以陶瓷特别脆,所以往往裂开。 或者:烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。 4、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。为什么? 答:因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。

5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。为什么? 答:因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。 6、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。为什么? 答:这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。 7、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 答:这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 8、某些表演者赤脚踩过炽热的木炭,从传热学角度解释为何不会烫伤?不会烫伤的基本条件是什么? 答:因为热量的传递和温度的升高需要一个过程,而表演者赤脚接触炽热木炭的时间极短,因此在这个极短的时间内传递的温度有限,不足以达到令人烫伤的温度,所以不会烫伤。 基本条件:表演者接触炽热木炭的时间必须极短,以至于在这段时间内所传递的热量不至于达到灼伤人的温度

高等传热学复习题

高等传热学复习题 1. 太空飞行物伸出的细长散热棒,以辐射方式与外部进行换热,棒长L 、截面积A 、截面周 长U 、导热系数λ、发射率ε、棒根部温度t 0 ,外部空间为绝对黑体,写出该问题的完整 数学描述。 2. 半径为R 的实心球,初时温度为t 0,突然放入t f 冷水中,已知球的物性λ、c 、ρ及表面 传热系数h ,写出球冷却的完整数学描述。 3. 直径为d 、单位长度电阻为R 、发射率为ε的金属棒,初始时与温度为T ∞的环境处于热 平衡状态,后通过电流I ,已知棒与环境的表面传热系数为h 。试导出通电流期间金属棒 温度随时间变化的规律,并写出处于新的热平衡状态的条件。(不用求解) 4. 大平板:δ,Φ 1) 已知两侧为对称第三类边界条件,h ,f t 求t 的分布; 2) 一侧为第三类边界条件,h ,f t 另一侧绝热, 求t 的分布。 3) 一侧为第一类边界条件,另一侧为绝热,,求t 的分布。 4) 两侧为相同的第一类边界条件,求t 的分布。 5) 两侧为不同的第一类边界条件,求t 的分布。 5. 厚为L 、导热系数λ =1.5W/(m K)的浇注混凝土墙,两边保持温度为20℃,由于混凝土的 固化,单位体积释放100W/m 2的化学热能。若要求浇注时墙内任意处每米墙厚的温度梯 度不大于50℃,墙的最大厚度是多少? 6. 敷设肋片就一定能强化传热? 增加散热量满足的条件? 解:敷设肋片时 : ()()0sh()ch()ch()sh() mH h m mH ΦmH h m mH λλ+=+ 不敷设肋片时: 0nf ΦhA θ= ()()00sh()ch() ch()sh()nf mH h m mH A m mH h m mH ΦΦhA λλθλθ++= ()sh()ch()ch()sh() nf mH h m mH Φm Φh mH h m mH λλλ+=+ th()11th()nf m mH Φh h ΦmH m λλ +=+ 1>=< >1 增强换热;=1 不增强不减弱;<1 减弱换热。

工程热力学与传热学试题及答案样本

《工程热力学与传热学》 一、填空题(每题2分,计20分) 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式能量互换,那么这个热力系统一定是( ) 2.抱负气体比热容只与( )参数关于。 3.若构成热力系统各某些之间没有热量传递,热力系统将处在热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( )。 4.若构成热力系统各某些之间没有相对位移,热力系统将处在力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( )。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩,将变为:( )。 6.湿空气压力一定期,其中水蒸气分压力取决于( )。 7. 再热循环目是( )。 8. 回热循环重要目是( )。 9.热辐射可以不依托( ),在真空中传播。 10. 流动功变化量仅取决于系统进出口状态,而与( )过程无关。 二. 判断题(每题1分,计20分) 1.孤立系统热力状态不能发生变化;() 2.孤立系统就是绝热闭口系统;() 3.气体吸热后热力学能一定升高;() 4.只有加热,才干使气体温度升高;() 5.气体被压缩时一定消耗外功;()

6.封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;() 7.流动功变化量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历过程无关;() 8.在闭口热力系中,焓h是由热力学能u和推动功pv两某些构成。() 9.抱负气体绝热自由膨胀过程是等热力学能过程。() 10.对于拟定抱负气体,其定压比热容与定容比热容之比cp/cv大小与气体温度无关。() 11.一切可逆热机热效率均相似;() 12.不可逆热机热效率一定不大于可逆热机热效率;() 13.如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆过程熵变等于可逆过程熵变;() 14.如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆过程熵变不不大于可逆过程熵变;() 15.不可逆过程熵变无法计算;() 16.工质被加热熵一定增大,工质放热熵一定减小;() 17.封闭热力系统发生放热过程,系统熵必然减少。() 18.由抱负气体构成封闭系统吸热后其温度必然增长;() 19.懂得了温度和压力,就可拟定水蒸气状态;() 20.水蒸气定温膨胀过程满足Q=W;() 三. 问答题(每题5分,计20分) 1. 阐明什么是准平衡过程?什么是可逆过程?指出准平衡过程和可逆过程关系。

高等传热学作业修订版

高等传热学作业修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

第一章 1-4、试写出各向异性介质在球坐标系)(?θ、、r 中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。 解:球坐标微元控制体如图所示: 热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为: → →→??+??+??-=?-=k T r k j T r k i r T k T k q r ? θθ?θsin 11' ' (1-1) 根据能量守恒:st out g in E E E E ? ???=-+ ?θθρ?θθ??θθ?θd drd r t T c d drd r q d q d q dr r q p r sin sin 2 2??=+??-??-??-? (1-2) 导热速率可根据傅里叶定律计算: ?θθ θθd r dr T r k q sin ???- = (1-3) 将上述式子代入(1-4-3)可得到 ) 51(sin sin )sin ()sin (sin )(222-??=+??????+??????+?????????θθρ?θθ? θ? θ??θθθθ?θθ?θd drd r t T c d drd r q d rd dr T r k rd d dr T r k d d dr r T r k r p r 对于各 向异性材料,化简整理后可得到: t T c q T r k T r k r T r r r k p r ??=+??+????+?????ρ?θθθθθ?θ2222222sin )(sin sin )( (1-6)

传热学试题(答案)培训资料

传热学试题(答案)

①Nu准则数的表达式为(A ) ② ③根据流体流动的起因不同,把对流换热分为( A) ④A.强制对流换热和自然对流换热B.沸腾换热和凝结换热 ⑤C.紊流换热和层流换热D.核态沸腾换热和膜态沸腾换热 ⑥雷诺准则反映了( A) ⑦A.流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小 ⑧B.流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系 ⑨C.对流换热强度的准则 ⑩D.浮升力与粘滞力的相对大小 ?彼此相似的物理现象,它们的( D)必定相等。 ?A.温度B.速度 ?C.惯性力D.同名准则数 ?高温换热器采用下述哪种布置方式更安全?( D) ?A.逆流B.顺流和逆流均可 ?C.无法确定D.顺流 ?顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃,冷流体进出口温度分别为20℃和40℃,则其对数平均温差等于() A.60.98℃B.50.98℃ C.44.98℃D.40.98℃ ?7.为了达到降低壁温的目的,肋片应装在( D) ?A.热流体一侧B.换热系数较大一侧 ?C.冷流体一侧D.换热系数较小一侧 21黑体表面的有效辐射( D)对应温度下黑体的辐射力。 22A.大于B.小于 C.无法比较D.等于 23通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为( D) 24A.W B.W/m2 C.W/m D.W/m3 25格拉晓夫准则数的表达式为(D ) 26 27.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( A ) 28 A.热辐射 B.热对流 C.导热 D.都不是 29准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( C )的变化规律。 30 A.强制对流换热 B.凝结对流换热 31 C.自然对流换热 D.核态沸腾换热 32下列各种方法中,属于削弱传热的方法是( D ) 33 A.增加流体流度 B.设置肋片 34 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加 35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 ) 36 A.增加 B.减小 C.不变 D.有时增加,有时减小

2011年《高等传热学》结课作业

2011年《高等传热学》结课作业 ———放假前提交作业 一、【15分】无内热源物体内的稳态导热,材料为常物性。请选择合适的坐标系,写出其导 热微分方程及边界条件。 (1) 巨型薄板(0≤x≤L1,0≤y≤L2,0≤z≤L3),L3< 0时,x = 0处的边界维持0℃,试求温度场的表达式。 四、【15分】转速为500r/min的二冲程柴油机,气缸壁为铸铁,热扩散率为1.65×10-5m2/s, 导热系数为33W/(m.℃),气缸壁内侧的综合表面传热系数为100 W/(m2.℃),气缸内燃气温度在20℃至2000℃间波动,假定这种波动按简谐规律进行。气缸套壁厚5mm,缸套由水冷却,水温70℃,表面传热系数为4000 W/(m2.℃)。试求气缸套壁内的温度分布及单位面积散热量。 五、【10分】两块相同材料的半无限大物体,温度分别为t i1和t i2,τ= 0时,两物体界面紧 密接触,试求τ> 0时,两物体内的温度场t(x,τ)。 六、【10分】水在一内径为0.2m的圆管内流动,平均流速为3m/s。假定流动已充分发展, 水的密度为998.2kg/m3,运动粘度为1.006×10-6m2/s。试确定平均阻力系数C f、每米管长的压降及摩擦系数f。 七、【10分】飞机的油冷器装在机翼的夹层中,利用空气掠过进行冷却。机翼表面可理性化 为一平壁。71kPa、-4℃的空气以61m/s的速度掠过。油冷器位于离导边0.9m处,假定其壁面为定壁温,温度为54℃。油冷器的壁面尺寸为60×60cm,问散热量是多少?八、【20分】一无限长的正方柱体,两相邻面维持200℃,另两相邻面维持100℃,试用蒙 特卡洛法编程计算正方柱体中心线的温度。给出源程序,并测试随机试验次数、网格剖分粗细对计算结果的影响。

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