传热部分习题答案
传热部分习题答案
1-7 热电偶常用来测量气流温度。如附图所示，用热电偶来测量管道中高温气流的温度T f
,壁管温度。试分析热电偶结点的换热方式。
解：具有管道内流体对节点的对流换热，沿偶丝到节点的导热和管道内壁到节点的热辐射
1-21 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数＝95W/(m
.K)，壁面厚
＝2.5mm ，
水侧表面传热系数W/(m .K)。设传热壁可以看成平壁，试
计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。你能否指出，为了强化这一传热过程，应首先从哪一环节着手？
解：
则＝94.7
，应强化气体侧表面传热。 1-22 在上题中，如果气侧结了一层厚为2mm 的灰，;水侧结了一层厚为1mm 的水垢。其他条件不变。试问此时的总传热系数为多少？
解：由题意得
＝34.6
1-32 一玻璃窗，尺寸为60，厚为4。冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内表面的自然对流换热表面系数为W ，外表面强制对流换热表面系数为50。玻璃的导热系数。试确定通过玻璃的热损失。
解：
＝57.5W
-2 一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm.,152mm 及9.5mm ，导热系数分别为45,0. 07及0.1。冷藏室的有效换热面积为37.2，室内外气温分别为-2℃及30℃，室内外壁面的表面传热系数可分别按
1.5及
2.5
计算。为维持冷藏室温度恒定，试确定冷藏室内的冷却排管每小时需带走的热量。 解：由题意得
＝
＝357.14W
f
w T
T <1h 2
δ)./(5.46K m W =λ58002=h 2;010526.01
11==
h R ;
10376.55.460025.052-?===λδR ;
10724.1580011423-?===h R λδ++=
21111
h h K )./(2
K m W )./(116.0K m W =λ)./(15.1K m W =λ5800
115.1001.05.460025.0116.0002.09511
111
2
3322111++++=
++++=
h h K λδλδλδ)./(2
K m W cm cm 30?mm )./(K m W )./(78.0K m W =λλδA Ah A h T
+
+?=
Φ2111)./(K m W )./(K m W )./(K m W 2
m )./(2K m W )./(2
K m W 332211212
111λδλδλδ++++-?
=Φh h t t A 2.371.00095.007.0152.045000794.05.215.11)
2(30?+
+++--
357.14×3600＝1285.6KJ
-4 一烘箱的炉门由两种保温材料A 及B 组成，且(见附图)。已知
,,烘箱内空气温度℃，内壁面的总表面传
热系数。为安全起见，希望烘箱炉门的 外表面温度不得高于50℃。设可把炉门导热作为一维问题处理，试决定所需保温材料的厚度。环境温度
25℃，外表面
总传热系数
。 解：热损失为
又
℃；
联立得
2-18 在一根外径为100mm 的热力管道外拟包覆两层绝热材料，一种材料的导热系数为0.06
，另一种为0.12，两种材料的厚度都取为75mm ，试比较把导热系数
小的材料紧贴管壁，及把导热系数大的材料紧贴管壁这两种方法对保温效果的影响，这种影响影响对于平壁的情形是否存在？假设在两种做法中，绝热层内外表面的总温差保持不变。 解：将导热系数小的材料紧贴壁管
将导热系数大的材料紧贴壁管则
故导热系数大的材料紧贴管壁其保温效果好。
若为平壁，则平壁
由于所以不存在此问题。
2-31 试比较附图所示的三种一维导热问题的热流量大小：凸面锥台，圆柱，凹面锥台。比较的条件是及导热系数均相同。三种形状物体的直径与x 轴的关系可统一为
，其中a 及n 值如下：
凸面锥台 柱体 凹面锥台
a 0.506 0.08m 20.24 n 0.5 0.0 1.5
。
解：对于变截面导热
B A δδ2=)./(1.0K m W A =λ)./(06.0K m W B =λ4001=f t )./(501K m W h ==
2f t )./(5.92
2K m W h =()()
22111f f B
B
A A fw
f t t h t t h t t q -+-=+-=
λδλδ50
=fw t B A δδ=m m B A 039.0;078.0==δδ)./(K m W )./(K m W ()19.19227550757550ln 2507550ln 212121t t l l l t t -=
???
??++++??? ??+-=
Φππλλπ()()47
.1526.1ln 5.2ln 2211
221t t l t t l -=+
-=
Φ'πλλπ22
112
1λδλδ+-=
t t q 21δδδ==211,,t t d n ax d =2/1m 2
/1-m mm x mm x 125,2521==()
?
-=
Φ2
1
21x x x
A dx t t λ
凸面锥台 ＝
柱体
＝
凹面锥台 ＝
由上分析得
2-44 一半径为
的实心圆柱，内热源为
，
,A 为常数。在
处
。试导出圆柱体中的温度分布。
解： (1) r=0, (2) (3)
三式联立最终可解得
2-51 在温度为260℃的壁面上伸出一根纯铝的圆柱形肋片，直径d=25mm ，高H=150mm 。该柱体表面受温度
16℃的气流冷却，表面传热系数h=15
。肋端绝热。试计
算该柱体的对流散热量。如果把柱体的长度增加一倍，其他条件不变，柱体的对流散热量是否也增加了一倍？从充分利用金属的观点来看，是采用一个长的肋好还是采用两个长度为其一半的较短的肋好？
解：
又
所以得
代入数据查表得， 当其他条件不变时
由上述结果可知长度增加一倍而散热量没有增加一倍，因此从充分利用金属的观点，采用长度为其一半的较短的肋较好。
2-53 过热蒸气在外径为127mm 的钢管内流过，测蒸气温度套管的布置如附图所示。已知套管外径d=15mm ，壁厚＝0.9mm ，导热系数49.1。蒸气与套管间的表面传
热系数h=105
。为使测温误差小于蒸气与钢管壁温度差的0.6％，试确定套管应
有的长度。 解：按题意应使
，查附录得：，
?2
1x x X A dx 2
1223204821-+=+?m dx x a
n x x n π?
2
1x x X A dx 2
1235.320421--=?m dx x a x x π?2
1x x X A dx ()2
42
23.26324201621-=??m dx x x x π2
13Φ>Φ>Φ0
r )1()(0Ar r +Φ=Φ
0Φ
r r =0
t t =01=Φ+??? ??????
r t r r r λ0
=dx dt 0
0,t t r r ==()()[]
3302200436t r r A r r q t +-+-Φ= =
f t )./(2
K m W 02
2=Φ+λ dx t d ()c
c s A t t hp dx A ∞-=Φ-=Φ
()
mH mth Q A c 0λ-=ΦW 1
.40=ΦW H H 9.66,2=Φ'
='
δ=λ)./(K m W )./(2
K m W (),
1006.01%6.000==≤mh ch h h θθθθ，()7.166=mh ch []81.5)7.166(==ch arc mh
。
2-76 刚采摘下来的水果，由于其体内葡萄糖的分解而具有“呼吸”作用，结果会在其表面析出C ,水蒸气，并在体内产生热量。设在通风的仓库中苹果以如附图所示的方式堆放，并有5℃的空气以0.6m/s 的流速吹过。苹果每天的发热量为4000J/kg 。苹果的密度
，导热系数＝0.5；空气与苹果间的表面传热系数h=6
。试计算稳态下苹果表面及中心的温度。每个苹果可按直径为80mm 的圆球处
理。
解：利用有内热源的一维球坐标方程：
，，，
边界条件为：。
为满足第一边界条件，必须为0。
代入第二条件：
，即：
，由此得：，
温度分布为：，
由此得：当时，；当r=0时，。
也可由稳态热平衡得出：，由此得：，
，
，
。
2-78 为了估算人体的肌肉由于运动而引起的温升，可把肌肉看成是半径为2cm 的长圆柱体。肌肉运动产生的热量相当于内热源，设。肌肉表面维持在37℃。过程处于
稳态，试估算由于肌肉运动所造成的最大温升。肌肉的导热系数为0.42
。
m
H A hU
m 119.075.4881
.575.48109.01.491053
==∴=??≡=
-，τ
λ2O 3/840m kg =ρλ)./(K m W )./(2K m W 0122
=Φ+??? ?????? r t r r r λ
λ/22Φ-=??? ?? r dr dt r dr d 13
2
3c r dr dt r +Φ-=λ213r c r dr
dt +Φ-= 2
126c r c r t +-+Φ-=λ
()
∞-=-==??=t t h dr dt R r r t r λ；，001c ??
????-???? ??+Φ-=??? ??Φ-∞t c r h r 226/3λλ ??????-???? ??+Φ-=Φ∞t c r h r 22/63λ ∞
+Φ+Φ=t R h R c λ6322 ()()
m
t r R h R r t +-Φ+Φ=2263λ R r =∞+Φ=h h R t s 3 ∞
+Φ+Φ=t R h R t λ6320 s t ()∞
-=??? ??Φt t h R R s 23434ππ ∞+Φ=t h R t s 3 ()
3
2
3539.388.102400036002410190.140004000m W s m J
s m J day m J ==???=Φ
-＝ ()
℃
℃℃℃℃09.5086.056304.09.3853523=+=??+=Φ+=K m W m m W h R t s ℃
℃
℃11.502.009.55.0604.09.3809.563520=+=??+=Φ+Φ+=λR h R t 3
/5650m W =Φ
)./(2
K m W
解：如右图所示，一维稳态导热方程，
。
， ，最大温度发生在r=0处，
。
3－3 假设把汽轮机的汽缸壁及其外的绝热层近似地看成是两块整密接触的无限大平板（绝热层厚度大于汽缸壁）。试定性地画出汽缸机从冷态启动（即整个汽轮机均与环境处于热平衡）后，缸壁及绝热层中的温度分布随时间的变化。 解：
3－4 在一内部流动的对流换热试验中（见附图），用电阻加热器产生热量加热量管道内的流体，电加热功率为常数，管道可以当作平壁对待。试画出在非稳态加热过程中系统中的温度分布随时间的变化（包括电阻加热器，管壁及被加热的管内流体）。画出典型的四个时刻；初始状态（未开始加热时），稳定状态及两个中间状态。 解：如图所示：
r dr dt r dr d dr dt r dr d r Φ
-=??? ??=Φ+??? ?? λλ,012
12112ln 422c r c r t r c r dr dt c r dr dt r ++Φ
-=+Φ-=+Φ-=λλλλλ ，，w
w w t R c c R t t t R r c dr dt r +Φ
=+Φ-====∴==λλ4400022221 ，，，；，，()
w
t r R R t r t +-Φ=Φ
++Φ-=∴∞λλλ4442222 ℃
35.142.0402.05650422max 0=??=Φ
=?=-λR t t t w
3－6 一初始温度为t 的物体，被置于室温为t 的房间中。物体表面的发射率为，表面与空气间的换热系数为h 。物体的体集积为V ，参数与换热的面积为A ，比热容和密度分别为c 及。物体的内热阻可忽略不计，试列出物体温度随时间变化的微分方程式。 解：由题意知，固体温度始终均匀一致，所以可按集总热容系统处理 固体通过热辐射散到周围的热量为：
固体通过对流散到周围的热量为：
固体散出的总热量等于其焓的减小
即
3－11 一根裸露的长导线处于温度为t 的空气中，试导出当导线通以恒定电流I 后导线温度变化的微分方程式。设导线同一截面上的温度是均匀的，导线的周长为P ，截面积为Ac 比热容为c ，密度为电阻率为
，与环境的表面传热系数为h ，长度方向的温度变化略而
不计。若以知导线的质量为，电阻值为
，电流为8A ，试确定导线刚通电瞬间的温升率。
0∞ερ)(4
41∞-=T T A q σ)(2∞-=T T hA q τρd d cv
q q t
-=+21τ
ρσd d cv
T T hA T T A t -=-+-∞∞)()(44ρe ρ)/(460/45.3K kg J ，c m g ?=m /1063.32
Ω?-./46.1460
1
1045.311063.388111r r d ,0,
0,0,r d ,t ),()(32222222c s K c A A l c A I d t t t t c A hP c A I d t A rdx I t t hPdx d dt c
dx A dx c c =??????=????===-==-==-=-==-+--∞∞∞∞ρρτθθθτρθ
ρτθθτρττττ
则有：
在通电的初始瞬间，可得：令作热平衡，可得：度解：对导线的任意段长
3－18 直径为1mm 的金属丝置于温度为250
C 的恒温槽中，其电阻值为。设电阻强
度为120A 的电流突然经过此导线并保持不变，导线表面与油之间的表面传热系数为
，问当导线温度稳定后其值为多少？从通电开始瞬间到导线温度与稳定时
之值相差10
C 所需的时间为多少？设表面传热系数保持为常数，导线的
。
一维非稳态导热
解：（1）稳定过程热平衡：
（1） 可采用集总参数法：令，由热平衡
解齐次方程
方程的解为：
，由得
（a ） 无限大平板
（b ） 3-25 有一航天器，重返大气层试壳体表面温度为10000
C ，随即落入温度为50
C 的
海洋中，设海水与壳体表面间的传热系数为
，试问此航天器落入海洋后5min 时表面温度是多少？壳体壁面中最高温度是多少？壳体厚，
，，其内侧可认为是绝热的。
（c ）
解：
（d ）
由图3-6查得，由图3-7查得
（e ）
（f ）
m /01.0Ω)/(5502K m W ?)/(W 25/0008)/(5003K m m kg k kg J c ?=?=＝、、λρR I t t D h w 2
)(=-∞πC
t Dh R
I t w 024.108=∞+=π∞-=t t θ????
?===+=Φ?
0,00θτθτθρhA d d cV v )ex p(0τρθθτθρcV hA
C hA d d cV
-=?=+)exp(1τρθcV hA
C hA v +Θ=
?
o ==θτ,0s hA C v
04.81＝，代入数据得τ?
Θ-
=)/(13512
K m W ?mm 50=δ)/(8.56k m W ?=λs m /1013.426-?=α496.005.0300
1013.4,0.105.011358.5612620=??===?==-δτδλa F h Bi 8.00=θθm 52.065.08.0,65.00=?=?∴=m
l m m l θθ
θθθθC
t C t t t t m n n m 0052299552.05,801)51000(8.05)(8.0=?+==-?+=-+=∞
（g ） 3－26 厚8mm 的瓷砖被堆放在室外货场上，并与－150
C 的环境处于热平衡。此后
把它们搬入250
C 的室内。为了加速升温过程，每快瓷砖被分散地搁在墙旁，设此
时瓷砖两面与室内环境地表面传热系数为。为防止瓷砖脆裂，需
待其温度上升到100
C 以上才可操作，问需多少时间？已知瓷砖地
，。如瓷砖厚度增加一倍，其它条件不变，
问等待时间又为多长？
（h ）
解：
（i ）
由图3-6查得
（j ）
（k ）
厚度加倍后，
（l ）
（m ） 3-54、已知：一正方形人造木块，边长为0.1m ，
（n ） 初温为25，
经过4小时50分
（o ） 24秒后，木块局部地区开始着火。 （p ） 求：此种材料的着火温度。
（q ） 解：木块温度最高处位在角顶，这是三块无限大平板相交处。
（r ）
（s ）
3-55、已知：一易拉罐饮料，初温为
，物性可按水处理，罐的直径为50mm ，高为120mm ，
（t ）
罐壳的热阻可以忽略，罐中的饮料的自然对流可以忽略。，
（u ）
求：饮料到达
所需的时间。
)/(4.42
K m W ?s m /105.727-?=α)/(1.1k m W ?=λ.5.62004
.04.41
.11,375.0,
402515,1525100000=?==-=--=-=-=Bi C C m m θθθθm in
3.211280105.700
4.060.607
2
2
00==??==∴=-s a F F δτm in 442645105.7008.031,31,25.31172
200==??==∴==-s a F F Bi δτ查得,/810),/(65.03
m kg K m W =?=ρλ),/(2550K kg J c ?=C ?),/(5.6,4252
K m W h C t ?=?=∞.
411)42525(0353.0425)(0353.0t 0.0353
0.328.
328.041.08.0,4.06-319.205.01742410147.3,/10147.3255081065.0,
8.07-3;1.05.065.005
.05.6i 03
300
s 0
m s 0s 0m 2
722
7s C t t t R a F s m c a h B m o m
?=-?+=-+=∴===Θ=?====??==?=?===>=?=
=
∞∞--角顶温度：，）（角顶处无量纲温度：查得由图；
查得由图θθθθθθθθθθ
τρλθθλ
δ
C ?30C t ?=∞5)./(102
K m W h ?=C ?10
（v ）
解：物性按计，则有
（w ）
（x ）
（y ）
（z ）
（aa ） 4-8、一个二维物体的竖直表面收液体自然对流
冷却，为考虑局部表面传热系数的影响，表面
传热系数采用来表示。试列出
附图所示的稳态无内热源物体边界节点（M,n ）
的温度方程，并对如何求解这一方程提出你的看法。设网格均分。
：利用热平衡法： （bb ）
，
（cc ） 将h 写为
，其
中为上一次迭代值，则方程即可线性化。
（dd ）
5-3、已知：如图，流体在两平行平板间作层流充分发展对流换热。 求：画出下列三种情形下充分发展区域截面上的流体温度分布曲线：（1）
；（2）
C ?=+20210
30.
4.2,417.0599.002
5.010,0.1,002.1599.00
6.010,/103.14),/(599.01
128==?====?==?=?=---c i c i i i B hR B B h B s m a K m W λλδλ，
对平板：9980.1)1(2575.01010.1)1(,7580.0)1.002
9188.04022.0()(.
,2.0255,5510,25530 1.0024271.011210
000
2
1=-+=-+==+=+
====?=-=?=-=?-----e e b a A Bi b a Ae C C cBi F μθθ
θθθθμ，
对柱体：9530.1)1(8775.04200.1)1(,2458.0)0.417
3494.07001.0()(.,2.0255,
5510,25530417.04238.01
1c 210
000
2
1=-+=-+==+=+
====?=-=?=-=?-----e e b a A Bi b a Ae C C c cBi F μθθθθθθμ.27.265.8162)103.14/(06.0324.0,
324.0,5071.57856.1,1660.02046
.12
.0,2046.1)()(,76.5000625.00036
.0.000625.0025.0,0036.006.0,,8
2003071.50
m 0m 0m 00022222
02000
h s F F e e F F F R R
a F a F F F
c ==??==-=-=====?======
=
--τθθθθθθδτδτ
ρρρρρρττττ于是有：
25
.11)(t t c h -=()()0.25
M n f M n f
h c t t t t =--，，()()
0.25
M n f
M n f
h c t t t
t =--，，M n t
，2
1w w q q =
；（3）
。
解：如下图形：
5-9、已知：20℃的水以2m/s 的流速平行地流过一块平板，边界层内的流速为三次多项式分布。
求：计算离开平板前缘10cm 及20cm 处的流动边界层厚度及两截面上边界层内流体的质量流量（以垂直于流动方向的单位宽度计）。
解：20℃的水
（1）x=10cm=0.1m
=19880.72 小于过渡雷诺
数
. 按（5—22）
设
==998.22=1.298
（2）x=20cm=0.2m
=39761.43 （为尽流）
m
6－1 、在一台缩小成为实物1/8的模型中，用200C 的空气来模拟实物中平均温度为
2000C 空气的加热过程。实物中空气的平均流速为6.03m/s ，问模型中的流速应为若干？若模型中的平均表面传热系数为195W/(m 2K)，求相应实物中的值。在这一实物中，模型与实物中流体的Pr 数并不严格相等，你认为这样的模化试验有无实用价值？
2
12w w q q =0
1=w
q s m v /10006.12
6-?=s m u /2=61000.101
.02Re -∞??==
v x u x x
Re m
u vx 36100406.12
1
.010006.164.464.4--∞?=??==δ3)(2123δδy y u u y
?-?=
∞
y
y y y d y
y u d u u u ud u u ud m ])(2123[3000
δδρρρ
ρδδδδ?-?====????∞∞
∞∞]843[)](8143[0342δδρδδρδ-=-?∞∞u y y u ?δ85
?2
/m kg 610006.102
.02Re -??=
x 3
61047.12
02
.010006.164.464.4--∞?=??==u vx δ834.185
22.9980=??==?δρδ
y x d u m 2
/m kg
6－14、已知：下的空气在内径为76mm 的直管内流动，入口温度为65℃，
入口体积流量为
，管壁的平均温度为180℃。 求：管子多长才能使空气加热到115℃。
解：定性温度
℃，相应的物性值为：
在入口温度下，，故进口质量流量：
， ，先按计， 空气在115 ℃时，
，65℃时，
。
故加热空气所需热量为：
采用教材P165上所给的大温差修正关系式：
。
所需管长：
用价值的。这样的模化试验是有实分相近
数并不严格相等，但十型与流体的上述模化试验，虽然模得：又
由
：：时的物性参数为：
和空气在应相等实物中的根据相似理论，模型与解：Pr )
/(99.3659
.293
.381195))((/85.2003.6885.3406
.15))((680.0Pr ,/1093.3,/1085.34200703.0Pr ,/1059.2,/1006.15C 2020020Re 2122122
1222112
2
211222262121261K m W l l h h Nu Nu s
m u l l u l u l u K m W s m C K m W s m C C l l l
?=??====??==?=
=??=?=?=??=?=???----λλννννλνλνPa 5
10013.1?s m /022.03902115
65=+=
f t 3
/972.0m kg =ρ()()()690
.0Pr ,/105.21,/1013.3,/009.162=??=??=?=--s m kg K m W K kg kJ c p μλ3
/0045.1m kg =ρs kg m kg s m m
/10298.2/0045.1/022.0233-?=?= 4
6
210179065.21076.01416.31010298.244Re >=?????==-μπd m 60/>d l ()
K
m W h Nu ?=?=
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.00313
.008.50,08.5069.017906023.0()
K kg kJ c p ?=/009.1()
K kg kJ c p ?=/007.1()(
)W t c t c m p p 3.11626510007.111510009.102298.033'
'""=??-???=-=Φ 885
.04533631802739027353
.053
.053
.0=??
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t T
T c ()()
m
t t dh l f w 96.290180885.062.20076.01416.33
.1162==????=-Φ=
π
，需进行短管修正。采用式（5-64）的关系式：
，所需管长为2.96/1.0775=2.75m 。
6-19、已知：水以1.2m/s 平均速度流入内径为20mm 的长直管。（1）管子壁温为75℃，水从20℃加热到70℃；（2）管子壁温为15℃，水从70℃冷却到20℃。 求：两种情形下的表面传热系数，并讨论造成差别的原因。
解：
（1）℃
（2）
因为加热，近壁处温度高，流体粘度减小，对传热有强化作用，冷却时，近壁处温度低，流体粘度增加，对传热有减弱作用。
6-25、已知：冷空气温度为0℃，以6m/s 的流速平行的吹过一太阳能集热器的表面。该表面尺寸为，其中一个边与来流方向垂直。表面平均温度为20℃。 求：由于对流散热而散失的热量。
解：
℃
10℃空气的物性
6-30、已知：如图，一个空气加热器系由宽20mm 的薄电阻带沿空气流动方向并行排列组成，其表面平整光滑。每条电阻带在垂直于流动方向上的长度为200mm ，且各自单独通电加热。假设在稳定运行过程中每条电阻带的温度都相等。从第一条电阻带的功率表中读出功率为80W 。其它热损失不计，流动为层流。
606.38076.0/96.2/<==d l ()
0775
.1/17
.0=+=l d c f ∴s m w /2.1=m d 020.0=45)7020(21
=+?=
f t 17.3950610675.002.02.1Re 6
=??==-v ud f 0.80.40.80.40.023Re Pr 0.02339506.17 3.952189.05
f f f Nu ==??=)/(77.606302.010
15.6405.1922
k m W d N h u m ?=??=?=
-λ896.164925.317.39506023.0023.03
.08.03.08.0=??==r e u
P R N )
/(05.528902.01015.64896.16422
k m W h m ?=??=-m m 11?10220
0=+=
f t 705.0Pr ,1051.2,1016.142
6=?=?=--λγ5
6
10
23728.41016.140.16Re ?=??=
=
-γ
ul
x 68.384Pr Re 664.03
12
1==Nu )
(655.90.11051.268.38422k m w h ?=??=-2
0.111m s =?=w
t t s h w 1.193)020(655.9)(0=-?=-?=Φ
求：第10条、第20条电阻带的功率表读数各位多少。 解：按空气外掠平板层流对流换热处理。
第n 条加热带与第一条带的功率之比可以表示为：
其中
，
故有：
，
代入得：，
对
，
对，
。
7-17为了强化竖管外的蒸汽凝结换热，有时可采用如附图所示的凝结液泄出罩。设在高l 的竖管外，等间距地布置n 个泄出罩，且加罩前与加罩后管壁温度及其他条件都保持不变。试导出加罩后全管的平均表面传热系数与未加罩时的平均表面传热系数间的关系式。
如果希望把表面传热系数提高2倍，应加多少个罩？如果l ／d ＝100，为使竖管的平均表面传热系数与水平管一样，需加多少个罩？
解：设加罩前平均表面传热系数为，加罩后为，则有：
～，～， 则
，
与欲使
，应有， 设需把直管等分为几段才能使全管平均换热系数与水平管一样，
则有：
＝，即：， 段，即共需17-1＝16各泄出罩。
1n /Q Q ()
1
1111/Q Q Q Q Q n n n ----=
()()()t
h A Q t h A Q n n n n n n ?=?=---------111111111,()()()()
11111111111111h h n nh h A h A h A Q Q n n n n n n n -----------=-=5
.05
.0333.0333.05.0Pr 664.0Pr 664.0L u uL L h ???
??=??? ??=ννλ()()()[]{}()
()
5
.05.05
.05/05.01
111--=??---?=---n n L L n n L n n Q Q n ()1623.011010,
105
.05.01
10=--==Q Q n ()1132.012020,
205
.05.01
20=--==Q Q n W
Q W Q 1.906.91132.080,1398.121632.0802010?=?=?=?=∴0h n h
h 4
1
)
/1(L n
h []{}41
)1/(/1+n L []{}4
14
1
4
1
)1()
/1()1/(/1+=+=n L n L h h n 20
=h h n
15116,161,2)
1(4
1=-==+=+n n n 4
1
3
2725.0?????????t d r g l l l μλρ()4
13
2/10013.1????
?????t n d r g l l l μλρ41)
100(13.1725.0n =17
9.16)13.1725.0(1004
≈==n
7-22直径为5cm 的电加热铜棒被用来产生压力为3.61X105Pa 的饱和水蒸汽,铜棒表面温度高于饱和温度5℃，问需要多长的铜棒才能维持90kg ／h 的产汽率? 解：再3.61×105Pa 的压力下，水的物性参数为：
，，，，
，，，，于是
有：
，由此
解得：q ＝40770W/m 2，不考虑从过冷水加热到饱和水所需消耗的热量，把20kg 饱和水变成饱和蒸汽所需的热量为20×2144.1×103，因而加热棒之长为：
。
7-24、一台电热锅妒，用功率为8kw 的电热器来产生压力为1.43X105Pa 的饱和水蒸汽。 电热丝置于两根长为1.85m 、外径为15mm 的钢管内(经机械抛光后的不锈钢管)，而该两根钢管置于水内。设所加入的电功率均用来产生蒸汽，试计算不锈钢管壁面温度的最高值。钢管壁厚1.5mm ，导热系数为10w ／(m ·K)。
解：由已知条件可得，热流密度，
在1.43×105Pa 压力下：
，，，，
，，，。
代入式（6-17）有：
＝7.37℃，℃。
不锈钢管内的热量都是通过内壁面导出的，导热温差：
℃。
最高壁温位于内壁面上，其值为127.4＋7.68＝135.1℃。
8-3、把太阳表面近似地看成是T=5800K 的黑体，试确定太阳发出的辐射能中可光所占的百分数。
解：可见光波长范围是0.38～0.76
＝64200 W/
可见光所占份额
8-5、在一空间飞行物的外壳上有一块向阳的漫射面板。板背面可以认为是绝热的，向阳面
得到的太阳投入辐射G=1300W/。该表面的光谱发射率为：时
时。试确定当该板表面温度处于稳态时的温度值。为简化计算，设太阳的辐射能均集中在0～2之内。
)/(4287K kg J c pl ?=kg J r /101.21443?=3/1.926m kg l =ρ3
/967.1m kg v =ρm N /102.5074-?=γ)/(101.2016s m kg t ??=-η013.0=wv c 26.1Pr =f 33
.04
6
63967.11.9268.910
2.50710144.2101.20101
3.026.1101.214454287??
?
?????-????????--）（＝q
m
37.84077005.01416.33600
/101.2144203＝????2
/45882015.085.11416.328000
m W q =???=
3/951m kg l =ρ3/8265.0m kg v =ρ)/(4233K kg J c pl ?=kg
J r /103.26913?=m N /105694-?=γ)/(102596s m kg t ??=-η)/(685.0K m W l ?=λ60.1Pr =f 33
.04
3
63
8265.09518.910
569103.26911025945882
0132.0423360.1103.2691??
?
?????-?????????=?--）（t t ?4
.12737.7120=+=∴w t 68.7)85.1101416.32/()12/15ln(4000)2/()/ln(12=???=Φ=?l d d t πλm μ4
0100?
??
??=T C E b 2m ()()()%
87.44001212=---=-λλλλb b b F F F 2m m μλ20≤≤();5.0=λεm μλ2>()2.0=λεm μ
解：由
得T=463K
8-6、人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为20mm 的圆，辐射力
。
一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方l=0.5m ，处，该热流计吸收热量的面积为1.6。问该热流计所得到的黑体投入辐射是多少？
解：
8-8、试确定一个电功率为100W 的电灯泡发光效率。假设该灯泡的钨丝可看成是2900K 的黑体，其几何形状为的矩形薄片。
解：
可见光的波长范围0.38～0.76
则 由表可近似取
在可见光范围内的能量为
发光效率
8-17一漫射表面在某一温度下的光谱辐射强度与波长的关系可以近似地用附图表示，试：
（1） 计算此时的辐射力；
（2） 计算此时法线方向的定向辐射强度，及
与法线成60角处的定向辐射强度。
解：（1）
（2）
8-18、暖房的升温作用可以从玻璃的光谱透比变化特性解释。有一块厚为3mm 的玻璃，经测定，其对波长为0.3～2.5的辐射能的穿透比为0.9，而对其他波长的辐射能可以完全不穿透。试据此计算温度为5800K 的黑体辐射及温度为300K 的黑体辐射投射到该玻璃上时各自的总穿透比。
解：T=5800K, 由表查得
4
100?
?? ??=T C G ε2
5/1072.3m W E b ?=5
10
-?2m 2
5/10185.1m W E L b
b ?==
λ
W
A L r A b c 2.37.104.65
2
=?==
Ω-mm mm 52?4
0100?
??
??=T C E b m μK m T K m T .2204;.110221μλμλ==()()19
.10;092.076.0038.00==--b b F F ()%
094.019.101004
0-????
??=?E T C %
09.10=E ?E =η0
W
d E d E d E E 125020
15
15
10
10
5
=++=???λλλλλλ()()ΩΦ=
d dA d L θθθcos ()()str m W L ./3980,02==θ)()str m W L ,/91960;6020==θm μ14500,17402211==T T λλ()()29
.96,862.25.203.00==--b b F F
同理
8-21、温度为310K 的4个表面置于太阳光的照射下，设此时各表面的光谱吸收比随波长的变化如附图所示。试分析，在计算与太阳能的交换时，哪些表面可以作为灰体处理？为什么？ 解：太阳辐射能的绝大部分集中在2um 以下的区域，温度为310K 的物体辐射能则绝大部分在6um 以上的红外辐射，由图可见，第一种情形与第三种情形，上述波段范围内单色吸收率相同，因而可以作为灰色处理。 8-22、一直径为20mm 的热流计探头，用以测定一微小表面积的辐射热流，该表面温度为＝1000K 。环境温度很低，因而对探头的影响可以忽
略不计。因某些原因，探头只能安置在与表面法线成45°处，面是漫射距离l=0.5m 。探头测得的热量为W 。表的 ，而探头表面的吸收比可近似地取为1。试确定的发射率。
的面积为。
解
：
对
探
头
：
9-6、 试用简捷方法确定本题附图中的角系数X 1,2。
()%84%862.229.969.01=-?=τ%02.02=τ1A 1T 1A 3
10815.1-?1A 1
A 1A 24104m -?()()()3
10815.14545cos 4545-?=Φ=
Ω=Φ? d dA L 8
.010815.145
cos 23
2
21=∴?=?∴
-επr A A E
2,121,212,1221,2
2
11,21,2(1)1
223/4
0.4244
(2)1
0.52(3)20.5/40.125
(4)0.5
X A R
X A R X A R X A R
X X πππ==
=
?======解：因为因为参考（），具有对称性，＝假设在球得顶面有另一块无限大平板存在，由对称性知
＝
9-7试确定附图a 、b 中几何结构的角系数X 1,2。
1.67 1.0 1.67 1.0
1.33 1.33 0.667 0.667 角系数
0.19
0.165
0.275
0.255
9-10、已知：如图。求：每一对边的角系数、两邻边 的角系数及任一边对管子的角系数。
解：（1）先计算任一边对圆管的角系数。如下图所示：
设圆管表面为5，则由对称性知：
，
。
（2）再计算两邻边的角系数。如图示：
[]11,222,122,12,11,21,2
1,2111,21,1,2,()(/)()(/)()
188A A A A A A A B A B A A B A B A X A X A X X A X A X X A A X X A A X X ++++++++==-=-=?--?-解：由角系数性质可列出下列关系：
由图中尺寸查参考文献，图－得
1,2A H
X +-1,A B
X +,2A B
X +,A B
X /Z X /Y X 1,2(0.190.165)(0.2750.255)1.5 1.50.050.020.03X =
?---=-=。
11,222,122,12,1,2212,12,1,2()/)()
1.5/1.5(0.270.225)0.045A A A A A X A X A X X X A A X X X ++==--?-=由角系数性质可列出下列关系式：＝（由图中尺寸查参考文献，得：＝（）。
5,15,25,35,41
0.254X X X X ====
=51,55,110.25 3.14160.10.31420.25
A d
X X A π∴=
=?=?=
，
，
，
（弧度），，
。
（3）计算每一对边角系数。 如图示：
。
9-23、两块平行放置的平板表面发射率均为0.8，温度t 1=5270
C 及t 2=270
C ，板间远小于板的宽度与高度。试计算：（1）板1的自身辐射；（2）对板1的投入辐射；（3）板1的反射辐射；（4）板1的有效辐射；（5）板2的有效辐射（6）板1、2间的辐射换热量。
9-27、设热水瓶的瓶胆可以看作为直径为10cm ，高为26cm 的圆柱体，夹层抽真空，其表面发射率为0.05。试估沸水钢冲入水瓶后，初始时刻水温的平均下降速率。夹层两壁温可近似地取为1000
C ，200
C 。
()
3,42AD AB DF BE EF X AD +-++=
0.1696m
BE DF ==
=arccos arccos 1.284OE BO α??===
???22 1.2840.5735θπαπ=-=-?=0.050.57350.02867EF r θ=?=?=3,40.25220.16950.02867
0.2647
20.25X ?-?-=
=?3,13,43,23,51120.26470.31420.1564
X X X X =---=-?-=2
212122111212
211111121112
44821212
12
4
811/7.1761521)6(/5.25342)5(/2.430197.8505.57918)1(1)4(/7.850)8.01(5.2534)1(1)3(/5.25348.0/)7.176155.57918(/)()
1(/7.1761518.0/2)300800(1067.51/1/11)2(/5.57918)273527(1067.58.01)1(m W q m W G J m W G E J m W G m W q E G G E J q G J m W E E q m W E E b b b ＝间的辐射换热量：，板的有效辐射：板＝的有效辐射
板＝的反射辐射：
板则由量：首先计算两板间的换热的投入辐射：对板的本身辐射板解：------===+-+==-?-=-=-=-+==-=--??=-+-==+???==εεεεεεε
9-35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 ＝0.2）分为1、2两部分。表面1为灰体，
；
表面2为黑体，T2=330。试计算表面1的净辐射损失 及表面3的温度。 解：网络图如下：
22244
1212233/2 3.140.10.26 3.140.1/20.0994m () 1.70W
1/1/1
2.0410958.4Kg /m 4220J /(Kg K p p A dl d A T T dt
c V
V r l d c ππσεερπτ
ρ-=+=??+?=-Φ==+-Φ==?==?解：热水瓶的表面积为：
热水瓶由外壁的辐射热量为：
而＝，其中，水的物性参数为：，）
4
31.7 2.0610K /s 958.44220 2.0410
p dt d c V ?τρ--===?-??所以初始时刻水温的平均下降速率为：
m 11550K 0.35
T ε=，＝K 212,33,1212,32
3,13,21,32,3221234
214
2
210.520.5/20.25
1
111
3.140.20.0157
24820.0628
5505.67(
)5188.4W /m 1007305.67()6272W /m 100b b R X X X R X X X X A D A R E E ππππ+++=?==?======?=??====?==?=
1，2表面间的辐射换热量是由于绝热表面3的存在而引起的。
9-58、已知：一燃烧试验设备的壁面上安置了一块圆形的耐热玻璃，直径为5cm ，穿透比r=0.9，发射率，反射比。环境温度为20℃。玻璃温度是均匀的，其表面
与壁面齐平，外表面的对流换热表面传热系数为9.6
。燃烧温度为1000k 。
求：玻璃的温度及散失到环境中的热量。 解：当玻璃处于稳态换热时，可以认为玻璃与炉膛间辐射换热中玻璃吸收的部分能量=外表面的自然对流换热+与环境间的辐射换热。
于是有：
，
由此得：
，解得： ℃， 散热量
9-62、已知：一种测定高温下固体材料导热系数的示意性装置如图所示，厚为的方形试
件（边长为b ）被置于一大加热炉的炉底，其侧边绝热良好，顶面受高温炉的辐射加热，底面被温度为的冷却水冷却，且冷却水与地面间的换热相当强烈。试件顶面的发射率为，
表面温度
用光学高温测定。炉壁温度均匀，且为。
测定在稳态下进行。
求：（1）导出试件平均导热系数计算式（设导热系数与温度呈线性关系）：
（2）对于
、
、
，
，的情形，计算导热系数的值。 解：（1）在稳态工况下，试件顶面与炉膛的辐射换热量等于通过试件的导热量，且试件两表面温度分别为
和
2
1112
33,133,2
122
133
34333110.35
118.3m 0.350.015711
63.7m 15188.4672.418.38W
118.363.725188.41843.24W /m 118.363.7
()424.6K 100b b b b b b b A A X A X E E R E E E E R T
E T εε??σ----==?==--===∑-?--==?='∑-=?=表面的净辐射损失：
由又。
3.0=ε0=ρ)/(2
K m W ?)
293(6.993.01003.067.5100103.067.51.04444-+????????-??? ????=????????????????????? ??-??T T T 4
1001949.02.483?
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??-=T T 58.148=t [
]{}
W
23.3405.01416.3)205.148(6.993.2215.43.067.52
3
4=??-+-??=Φδc
T εs
T w T
K
T w 1400=K
T s 1000=K
T c 300=85
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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。大于 D.可能大于、小于 C. 小于 A.等于 B.2℃的壁面，2777）、温度为3．对流换热系数为1000W/（m℃ 的水流经·K）其对流换热的热流密度为（ 24 42×1010W/mW/m ×2424 W/m W/m ××1010),r
传热学试卷和答案20页
传热学（一） 第一部分选择题 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( ) 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 ?( ) 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 ( ) A. B. C. D. 4. 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 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（） 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（） 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. 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. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. （）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（） 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。 12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。 13. 导热微分方程式的主要作用是确定。 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。 16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。 17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。 18. 角系数仅与因素有关。 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。 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。 ?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 22. 非稳态导热 23. 凝结换热 24. 黑度 25. 有效辐射 ?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。 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？ ?计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）
专升本《工程传热学》_试卷_答案
专升本《工程传热学》 一、 （共18题,共156分） 1. 说明得出导热微分方程所依据的基本定律。 （8分） 标准答案：能量守恒方程和傅利叶定律。 2. 写出肋效率的定义。对于等截面直肋，肋效率受哪些因素影响？ （8分） 标准答案： 3. 在液体沸腾过程中一个球形汽泡存在的条件是什么?为什么需要这样的条件? （8分） 标准答案：在液体沸腾过程中一个球形汽泡存在的条件是液体必须有一定的过热度。这是因为从汽泡的力平衡条件得出 ，只要汽泡半径不是无穷大，蒸汽压力就大于液体压力，它们 各自对应的饱和温度就不同有 ；又由汽泡热平衡条件有 ，而汽泡存在必须保持其 饱和温度，那么液体温度,即大于其对应的饱和温度，也就是液体必须过热。 4. 什么是速度边界层？动量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的简化有何好处？ （8分） 标准答案：流体流过壁面时流体速度发生显著变化的一个薄层。 动量方程得以在边界层中简化，必须存在足够大的Re 数，也就是具有的数量级。 此时动量扩散项才能够被忽略。从而使动量微分方程变为抛物型偏微分方程，成为可求解的形式。 5. 在导热过程中产生了Bi 数，而在对流换热过程中产生了Nu 数，写出它们的物理量组成，并指出它们之间的差别是什么？ （8分） 标准答案： 从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数 为固体的值，而 Nu 数的则为流体的值；Bi 数的特征尺寸Ls 在固体侧定义，而Nu 数的Lf 则在流体侧定义。从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系，而后者则反映了换热系统中流体与壁面地换热性能与其自身的导热性能的对比关系。 6. 外径为50mm ，表面温度为180 的圆筒，在它的外面用导热系数为0.14W/ 的保温材料 包扎起来，保温材料的厚度为 30mm 。要求外表面温度小于60，试计算每米管道的散热量。如 果将保温材料换成导热系数为0.034 W/的保温材料，导热量同上，其它条件也不变。试计算 新保温材料的厚度。 （12分） 标准答案： 7. 针对如下导热微分方程写出方程各项的含义，并说明得出导热微分方程所依据的基本定律? （8 分） 标准答案： 导热微分方程所依据的基本定律是傅里叶定律和导热微分方程。 8. 写出Bi 数的定义式并解释其意义。在Bi 0 的情况下，一初始温度为t0的平板突然置于温度为的流体中冷却（如图1 ），粗略画出τ=τ1>0和 时平板附近的流体和平板的温度分布。 （8分） 标准答案：反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系。
《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)）
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。 30A.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 ) 33A.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 37将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是( D ) 38A.减少导热 B.减小对流换热 39 C.减少对流与辐射换热 D.减少导热与对流换热 40下列参数中属于物性参数的是( B ) 41A.传热系数 B.导热系数 42 C.换热系数 D.角系数 43已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为300°C和150°C，冷流体进出口温度分别为50°C和100°C，则其对数平均温差约为( )
传热学试题库含答案
《传热学》试题库 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间内所传递的热量 2．热流密度：单位传热面上的热流量 3．导热：当物体内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：单位时间内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。 9．复合传热系数：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内的传热量。 四、简答题 1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。 （提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式） 2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止? （提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况）3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么? （提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)） 4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? （提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。） 5．结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。 （提示：学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等） 6．在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 （提示：从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主
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 ----.
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
传热学习题及参考答案
《传热学》复习题 一、判断题 1．稳态导热没有初始条件。（） 2．面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。（） 3．复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理（） 4．肋片应该加在换热系数较小的那一端。（） 5．当管道外径大于临界绝缘直径时，覆盖保温层才起到减少热损失的作用。（） 6．所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。（） 7．影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数，波动周期和深度。（） 8．普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。（） 9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程，也适用于非稳态导热过程。（） 10.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。（） 11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，它对任意形状物体内部和边界都适用。( ) 12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。 ( ) 13、温度不高于350℃，导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。 ( ) 14、在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差大。 ( ) 15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。 ( ) 16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式，是无条件稳定的。 ( ) 17、边界层理论中，主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。 ( ) 18、无限大平壁冷却时，若Bi→∞，则可以采用集总参数法。 ( ) 19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。 ( ) 20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。( ) 二、填空题 1．流体横向冲刷n排外径为d的管束时，定性尺寸是。 2．热扩散率（导温系数）是材料指标，大小等于。 3．一个半径为R的半球形空腔，空腔表面对外界的辐射角系数为。 4．某表面的辐射特性，除了与方向无关外，还与波长无关，表面叫做表面。 5．物体表面的发射率是ε，面积是A，则表面的辐射表面热阻是。 6．影响膜状冷凝换热的热阻主要是。
同济大学传热学题库共6套含答案
传热学（一） ?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 22. 非稳态导热 23. 凝结换热 24. 黑度 25. 有效辐射 ?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。 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？ ?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。 ?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. 发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。 或：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. 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. 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。 25. 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. （ 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. （ 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. 解：已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mm m t w1 =220 ℃ t w2 =40 ℃ =9591.226W 29. 解：已知 d 1 =75mm=0.075m d 2 =75+2 × 2.5=80mm=0.08m t f1 =90 ℃ t f2 =20 ℃
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《传热学》考试试题库汇总 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 (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 (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 ;传热系数的单位是。 (W /(m·K) , W /(m2·K) , W /(m2·K) ) 6. 复合传热是指 ,复合传热系数等于之和,单位是。 (对流传热与辐射传热之和,对流传热系数与辐射传热系数之和, W /(m2·K) ) 7. 单位面积热阻 r t 的单位是 ;总面积热阻 R t 的单位是。 (m 2·K/W, K/W) 8. 单位面积导热热阻的表达式为 (δ/λ) 9. 单位面积对流传热热阻的表达式为 (1/h) 10. 总传热系数 K 与单位面积传热热阻 r t 的关系为。 (r t =1/K) 11. 总传热系数 K 与总面积 A 的传热热阻 R t 的关系为。
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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。 答：导热问题的分类及求解方法： 按照不同的导热现象和类型，有不同的求解方法。求解导热问题，主要应用于工程之中，一般以方便，实用为原则，能简化尽量简化。 直接求解导热微分方程是很复杂的，按考虑系统的空间维数分，有 0 维， 1 维， 2 维和 3维导热问题。一般维数越低，求解越简单。常见把高维问题转化为低维问题求解。有稳态导热和非稳态导热，非稳态导热比稳态导热多一个时间维，求解难度增加。有时在稳态解的基础上分析非稳态稳态，称之为准静态解，可有效地降低求解难度。根据研究对象的几何形状，又可建立不同坐标系，分平壁，球，柱，管等问题，以适应不同的对象。 不论如何，求解导热微分方程主要依靠三大方法： 甲．理论法 乙．试验法 丙．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( Lapl ace 变换， Four i er 变换 ) ，热源函数法， Gr een 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 ( CAT) 就是其中之一。 傅立叶定律的适用条件：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？ 答：什么叫做“好”？给定传热量下要求具有最小体积或最小质量或给定体
传热学模拟试卷与答案汇编
传热学模拟试卷与答案汇编 《传热学》模拟试卷 一、单选题 1、一个表面的吸收比和( )无关。 a 投射表面温度 b 吸收表面温度 c 吸收表面面积 d投射表面性质 2、在一维平板瞬态导热问题中，可采用近似拟合公式(即第一项近似解)进行计算的条件是( )。 a Fo<0.2 b Bi>0.1 c Bi<0.1 d Fo>0.2 3、管内强迫层流充分发展段，如其他条件不变，半径增大时对流换热表面传 热系数会( )。 a 增大 b 不变 c 减小 d 先减后增 4、通过无内热源、常物性、对称第一类边界条件的平壁非稳态导热正规状况 阶段，温度分布包括以下特性( )。 xa 线性 b仅是位置的函数 c 不再受边界条件的影响 d 仅与Fo和有关 ,5、蒸汽含有不凝结气体时，凝结换热的效果会( )。 a 减弱 b 无影响 c 增强 d 可能增强，也可能减弱 6、下面哪种方法能够减少蒸汽通道内热电偶测温误差( )。 a热电偶靠近通道内壁 b增加热节点黑度 c 减小气流流速 d 通道外保温、通过圆筒壁的传热过程，传热面上的总热阻与( )无关。 7 a 两侧流体流速 b 计算基准面积 c 壁厚 d 固体壁物性 o8、一个温度为27C的表面在红外线范围内可看作灰体，那么在的近,,,8m 红外范围内当波长增加时，灰体的光谱辐射力会( )。
a 持续增加 b持续减少 c 先增后减 d 先减后增 9、是否可以通过安置肋片来强化换热，主要取决于( )。 a 肋片材料 b 对流传热系数 c Bi 准则 d 肋高 10、流体强迫外掠平板时，边界层厚度会( )。 a一直增加 b 逐渐减小 c 先增后减 d 保持不变 二、名词解释 1 膜状凝结 2 傅立叶定律 3 强制对流 4 漫灰表面 5 格拉晓夫数Gr 三、简答题: 1、导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，若平壁两侧都给定第二类边界条件，问能否唯一地确定平壁中的温度分布? 为什么? 1 2、如图所示，在一个稳态、二维导热的温度场中划分网格，水平节点之间的间距为Δx，竖直节点之间的间距为Δy，导热系数为λ，粗黑线为边界，边界为绝热边界，请写出节点1和2的用于数值计算的节点方程。 3 2 1 5 4 3、某流体横掠平板，其热扩散率为a，运动粘度为ν，且a>ν，请画出流动边界层和温度边界层的发展规律，并说明为什么。 4、一换热器，重油从300?冷却到180?，而石油从20?被加热到150?，如换热器流动方式安排成(1)顺流;(2)逆流，问平均温差各为若干? 参考答案: 1、不会。因为稳态、无内热源的条件下，通过各个截面的热流量为常数，即只有一个边界条件。 t,tt,tyx,,41212、节点1: ，,0,,x2y2,, t,tt,tt,t,,yy325212 节点2: ,，,，,,x,0x2x2y,,,
传热学试题库含参考答案
传热学试题库含参考答案 《传热学》试题库 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间内所传递的热量 2．热流密度：单位传热面上的热流量 3．导热：当物体内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：单位时间内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。 9．复合传热系数：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内的传热量。四、简答题 1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。 （提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式） 2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止? （提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况） 3.试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么? （提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? （提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作
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/（m 2·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/m 2 B.6×104 W/m 2 C.7×104 W/m 2 D.5×104 W/m 2 4．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(t 1 >t 2,r 1
A. 换热系数较大一侧 B. 热流体一侧 C. 换热系数较小一侧 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 14.下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( ) A.增加流体流度 B.设置肋片 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 15.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.增加 B.减小 C.不变 D.有时增加，有时减小 16.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是( ) A.减少导热 B.减小对流换热 C.减少对流与辐射换热 D.减少导热与对流换热 17.下列参数中属于物性参数的是( ) A.传热系数 B.导热系数 C.换热系数 D.角系数 18.已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为300°C和150°C，冷流体进 出口温度分别为50°C和100°C，则其对数平均温差约为( ) A.100°C B.124°C C.150°C D.225°C 19.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.0.35 20.一金属块的表面黑度为0.4，温度为227°C，它的辐射力是( )；若表面氧化
中南大学传热学试题+答案
传热学（机械 2009级）试题参考答案及评分标准 2011-- 2012学年下学期 时间 120分钟 传热学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 开卷 专业年级：机械 09级总分 100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、填空（每空 1分，总计 20分） 1. 传热的三种基本方式有 热传导 、 热辐射 、 热对流 。 2. 毕渥数是导热分析中的一个重要的无因次准则，它表征了 固体内部导热热 阻与界面上换热热阻之比 。 3. 对流换热过程的单值性条件有 几何 、 物理 、 时间 、 边界 四项。。 4. 肋效率的定义为 肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比 。 5. 已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22W ／(m.K)， 通过的热流密度是300W ／m 2，则该平壁的壁厚是 2.2m 6. 从流动起因，对流换热可分为 自然对流 、 强制对流 。 7. 格拉晓夫准则的物理意义 流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量 ； 表达式Gr ＝32v c g tl αν?。 8. 黑体是指 反射率 为0的物体，白体是指 吸收率 为0的物体。 9. 一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知两表面面积A1=0.5A2,角系数 X1,2=0.6，则X2,1= 0.3 。 10. 角系数具有 相对性 、 完整性 、 可加性 的特性。 二、简答题（25分） 1、简单归纳一下导热问题中常见的几类边界条件以及其定义。
（5分） 解：导热问题主要有以下三类边界条件：（１）第一类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度分布，它可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。（2）第二类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度梯度，即相当于给定边界上的热流密度，它可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。（3）第三类边界条件:该条件是第一类和第二类边界条件的线性组合，常为给定系统边界面与流体间的换热系数和流体的温度，这两个量可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。 2、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。（6分） 解：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，