传热学试卷.doc

  1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( B导热系数 )  
  2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?(C普朗特数 )
  3. 单位面积的导热热阻单位为 ( B. )
  4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( C. 大于) 自然对流。
  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. ）
  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. 细管内的 大 ）
  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 ）
  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 ）
  9. （D. 黑体 ）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
  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. 小一点好 ）
  11. 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 】
  12. 由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中： X 1,2 _____ X 2,1 。C. 可能大于，等于， 小于
  13. 流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数 【B. >1 】
  14. 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 】
  15. 下列哪种物质中不可能产生热对流 ? D. 钢板
  16.Gr 准则反映了 ________ 的对比关系。 D. 角系数
  17. 表面辐射热阻与 ________ 无关。D. 角系数
  18. 气体的导热系数随温度的升高而 【 C. 增大 】
  19. 下列哪种设备不属于间壁式换热器 ? 【D. 回转式空气预热器 】
  20. 热传递的三种基本方式为 【 C. 导热、热对流和热辐射 】  
  21 ．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 ．复合换热、导热、对流换
  22 ．温度对辐射换热的影响 对对流换热的影响。（　 B ．大于　）
  23 ．对充换热系数为 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（D ． 5 × 10 4 W/m）
  24 ．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 ．＜ 50　　）
  25 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（D ．导热 ）
  26 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（　A ． k 　）
  27 ．雷诺准则反映了 的对比关系？（B ．惯性和粘性力　　）
  28 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ C ．各种颜色的油漆
  29 ．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 ．恒等于　　）
  30 ．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 ．辐射换热　　）
  1 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 ° C 。
  2. 已知一灰体表面的温度为 127 ，黑度为 0.5 ， 则其车辆射力为 725.76W/m 2。
  3. 为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 冷流体 一侧。
  4. 灰体就是吸收率与 波长 无关的物体。
  5. 冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于 __复合_ 换热。
  6. 传热系数的物理意义是指 热冷流体 间温度差为１时的传热热流密度。
  7. 黑度是表明物体 辐射能力强弱的一个物理量。
  8. 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。
  9. 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。
  10. １－２型管壳式换热器型号中的“２”表示 管程数。
  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 小于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低。
  16. 膜状凝结时对流换热系数小于珠状凝结。
  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1500W/m 2 。
  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 ℃ 。
  21 ．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2.22 × 10 － 4 （ m 2 · k ） /W 。
  22 ．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308.5W/ （ m 2 · k ） 。
  23 ．采用小管径的管子是强化 对流换热的一种措施。
  24 ．壁温接近换热系数较大 一侧流体的温度。
  25 ．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。
  26 ．热对流时，能量与质量 同时转移。
  27 ．导热系数的大小表征物质导热 能力的强弱。
  28 ．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。
  29 ．在一定的进出口温度条件下，逆流 的平均温差最大。
  30 ． 黑体是在相同温度下辐射能力最强的物体。

 1. 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。
  2. 非稳态导热 发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热
  3. 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
  4. 黑度 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比
  5. 有效辐射 单位时间内离开单位表面积的总辐射能
6 ．稳态导热 发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热
  7．稳态温度场 温度场内各点的温度不随时间变化
  8．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
  9．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
  10．肋壁总效率 肋侧表面总的实际散热量与肋壁　测温度均为肋基温度的理想散热量之比
  11. 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。或
  12. 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
  13. 准稳态导热 物体内各点温升速度不变的导热过程
  14. 黑体 吸收率等于 1 的物体
  15. 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

  1. 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。
  2. 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。
3．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 （ 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 α c 降低。 （ 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 ）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。
4．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： （ 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 （ 3 ）作用：确定导热体内的温度分布（或温度场）
  5. 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。
  6. 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。

  1. 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。
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
  2. 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。
解：已知 d 1 =75mm=0.075m d 2 =75+2 × 2.5=80mm=0.08m t f1 =90 ℃ t f2 =20 ℃

=572.2W/m

3 ．两块平行放置的平板 1 和 2 ，相关尺寸如图示。已知： t 1 =177 ℃、 t 2 =27 ℃、ε 1 =0.8 、
ε 2 =0.4 、 X 1 ， 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？
（ 1 ）  
     =1105.65W
  •  若两表面为黑体表面，则    　　=1492.63W
  4．一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 2190 J/(kg · k) 。传热系数为 400W （ m 2 · k ）。试计算所需的传热面积。
  q m2 =2.5kg/s
   •  计算平均温差
　　（ 2 ）计算水所吸收的热量 　
　　（ 3 ）计算传热面积 由 得