傳熱學(xué)試題庫含參考答案終極版考試復(fù)習(xí)專用

1、 11 傳熱學(xué)試題庫 第一章概論 一、名詞解釋 1熱流量：單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量 2. 熱流密度：單位傳熱面上的熱流量 3. 導(dǎo)熱：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個(gè)不同溫度的物體接觸時(shí)，在物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位 移的情況下，物質(zhì) 微粒(分子、原子或自由電子)的熱運(yùn)動(dòng)傳遞了熱量，這種現(xiàn)象被稱為熱傳導(dǎo)，簡稱導(dǎo)熱。 4. 對(duì)流傳熱：流體流過固體壁時(shí)的熱傳遞過程，就是熱對(duì)流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱量傳遞過程，稱為表面對(duì)流傳 熱，簡稱對(duì)流傳熱。 5. 輻射傳熱：物體不斷向周圍空間發(fā)出熱輻射能，并被周圍物體吸收。同時(shí)，物體也不斷接 收周圍物體輻射給它的熱能。這樣，物體發(fā)出和接收過程的綜合結(jié)果產(chǎn)生了物體間通過熱輻射而進(jìn)行

2、的熱量傳 遞，稱為表面輻射傳熱，簡稱輻射傳熱。 6總傳熱過程：熱量從溫度較高的流體經(jīng)過固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過程，稱為 總傳熱過程，簡稱傳熱過程 1K是的對(duì)流傳熱量，單 1K是的輻射傳熱量，單 1K是的復(fù)合傳熱量，單 總傳熱系數(shù)：總傳 1K時(shí)，單位傳 7. 對(duì)流傳熱系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁而溫度差為位為 W(m2K)o對(duì)流傳熱系數(shù)表示對(duì)流傳熱能力的大小。 8. 輻射傳熱系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為位為 IV(m2- K)o輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。 9. 復(fù)合傳熱系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為位為 W(m2- K)o

3、復(fù)合傳熱系數(shù)表示復(fù)合傳熱能力的大小。 10. 熱過程中熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為 熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量 二、填空題 1. 熱量傳遞的三種基本方式為_、 O (熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射) 2. 熱流量是指，單位是O熱流 密度是指,單 位是O (單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量，W單位傳熱面上的熱流量，w/m) 3. 總傳熱過程是指，它的強(qiáng)烈程度用來衡量。 (熱量從溫度較高的流體經(jīng)過固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過程，總傳熱系數(shù)) 4. 總傳熱系數(shù)是指 ,單位是O (傳熱溫差為1K時(shí)，單位傳熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量，W(m2K) 5. 導(dǎo)熱系數(shù)的單位是;對(duì)流傳熱系數(shù)的單 位是;傳熱系數(shù)

4、的單 位是O (viz (m K), w(m2 K), W(m2 K) 6. 復(fù)合傳熱是指,復(fù)合傳熱系數(shù) 等于之和，單位 14/(m2- K) (對(duì)流傳熱與輻射傳熱之和，對(duì)流傳熱系數(shù)與輻射傳熱系數(shù)之和， 7. 單位面積熱阻門的單位是；總面積熱阻R 的單位是。 (m K/w K/w 8. 單位面積導(dǎo)熱熱阻的表達(dá)式為。 (S/入) 9. 單位面積對(duì)流傳熱熱阻的表達(dá)式為。 (1/h) 10. 總傳熱系數(shù)K與單位面積傳熱熱阻rt的關(guān)系為。 (rt=1/K) 11總傳熱系數(shù)K與總面積A的傳熱熱阻R的關(guān)系為。 (R=1/KA) 12. 穩(wěn)態(tài)傳熱過程是指。 (物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的熱量傳遞過程。)

5、13. 非穩(wěn)態(tài)傳熱過程是指。 (物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的熱量傳遞過程。) 14. 某燃煤電站過熱器中，煙氣向管壁傳熱的輻射傳熱系數(shù)為30W/(m.K),對(duì)流傳熱系數(shù) 為70W/ (m.K),其復(fù)合傳熱系數(shù)為。 (100 W/(m2.K) 15 由爐膛火焰向水冷壁傳熱的主要方式是。 (熱輻射) 16 .由煙氣向空氣預(yù)熱器傳熱的主要方式是。 (熱對(duì)流) 17. 已知_傳熱過 程的熱阻為0.035K/W,溫壓為70E,則其熱流量為o (2kW 18. 一大平壁傳熱過程的傳熱系數(shù)為100W/(nlK),熱流體側(cè)的傳熱系數(shù)為200W/(m.K),冷流 體側(cè)的傳熱系數(shù)為 250修(m2.K),平壁的厚

6、度為5mm則該平壁的導(dǎo)熱系數(shù)為,導(dǎo) 熱熱阻為o (5 W/(m.K), 0.001 (m2.K)/W) 19. 總傳熱方程式可表示為= 或q= o (KAAt, KA t) 20. 已知平壁厚0.02m,熱阻 為0.02m2.K/W,其導(dǎo)熱系數(shù)為 (1 W/(m K) 三、選擇題 1 下列哪幾種傳熱過程不需要有物體的宏觀運(yùn)動(dòng)？ 導(dǎo)熱(2)對(duì)流輻射復(fù)合傳熱 2. 熱流密度q與熱流量的關(guān)系為(以下式子A為傳熱面積，入為導(dǎo)熱系數(shù)，h為對(duì)流傳熱系數(shù))： (1) q 蟲 A (2)q =6 /A (3溝=入 (4)q 二 h 3. 如果在水冷壁的管子里結(jié)了一層水垢，其他條件不變，管壁溫度與無水垢時(shí)相比將

7、： (1) 不變(2)提高降低隨機(jī)改變 4. 下列哪一種表達(dá)式是錯(cuò)誤的？() (1 )q =XA t/ S (2)q= h A t (3)q= k A t q = r tA t 5. 導(dǎo)熱系數(shù)的單位是：0 (1)W/(m 2.K)(2)W/m 2 W/(m K) (4)m 2.K/W 6. 在傳熱過程中，系統(tǒng)傳熱量與下列哪一個(gè)參 數(shù)成反比？ 0 (1)傳熱面積(2)流體溫差(3)傳熱系數(shù)(4)傳熱熱阻 7. 在穩(wěn)態(tài)傳熱過程中，傳熱溫差一定，如果希望系統(tǒng)傳熱量增大，則不能采用下述哪種手段 0 (1) 增大系統(tǒng)熱阻(2)增大傳熱面積 (3)增大傳熱系數(shù)(4)增大對(duì)流傳熱系數(shù) 8. 試判斷下述幾種傳

8、熱過程中哪一種的傳熱系數(shù)最?。?(1)從氣體到氣體傳熱(2)從氣體到水傳熱 (3)從油到水傳熱(4)從凝結(jié)水蒸氣到水傳熱 9. 若已知對(duì)流傳熱系數(shù)為78W(m2.K),則其單位面積對(duì)流傳熱熱阻為多少？ (1)78W/(m - K) (2)1/78m - K/W (3)1/78m2 K/W 78W / (m K) 10. 單位時(shí)間通過單位面積的熱量稱為什么？ 一般用什么符號(hào) 表示？ (1)熱流密度，q(2)熱流密度， (3)熱流量，q (4) 熱流量， 11 太陽與地球間的熱量傳遞屬丁下述哪種傳熱方式 (1)導(dǎo)熱(2)熱對(duì)流 (3)熱輻射(4) 以上幾種都不是 12. 規(guī)律稱為什么 (1)導(dǎo)熱基

9、本定律 (2)熱路歐姆定律 (3)牛頓冷卻公式 (4)傳熱方程式 13.傳熱過程熱路圖的原理是什么？ 熱流量與溫差成正比，與熱阻成反比，此 ? (1)傅里葉定律(2)牛頓冷卻公式 (3)斯蒂芬波爾茲曼定律(4)熱路歐姆定律 14.某一傳熱過程的熱流密度q二500W/rfi,冷、熱流體間的溫差為10C,其 傳熱系數(shù)和單位面積的總傳熱熱阻各為多少？() 22 (1) K= 50W/(m.K), rt= 0.05m.K/W (2) K = 0.02W/(m2.K), rt= 50ni.K/W (3) K 二 50W/(m.K), rt 二 002mK/W WK= 50W/(m.K), rt= 0.0

10、5K/W 15. 平板的單位面積導(dǎo)熱熱阻的計(jì)算式應(yīng)為哪一個(gè)？ S/入 S /(KA)(3)1/h (4)1/(KA) 四、簡答題 1. 試述三種熱量傳遞基本方式的差別，并各舉12個(gè)實(shí) 際例子說明。 (提示：從三種熱量傳遞基本方式的定義及特點(diǎn)來區(qū)分這三種熱傳遞方式) 2. 請(qǐng)說明在傳熱設(shè)備中，水 垢、灰垢的存在對(duì)傳熱過程會(huì)產(chǎn)生什么影響？如何防止？ (提示：從傳熱過程各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻的角度，分析水垢、灰垢對(duì)換熱設(shè)備傳熱能力與壁面的影響情況) 3. 試比較導(dǎo)熱系 數(shù)、對(duì)流傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的差別，它們各自的單位是什么？ (提示：寫出三個(gè)系數(shù)的定義并比較，單位分別為W/(mK), W/(m K), W

11、/(mK) 4在分析傳熱過程時(shí)引入熱阻的概念有何好處？引入熱路歐姆定律有何意義？ (提示：分析熱阻與溫壓的關(guān)系，熱路圖在傳熱過程分析中的作用。) 5結(jié)合你的工作實(shí)踐，舉一個(gè)傳熱過程的實(shí)例，分析它是由哪些基本熱量傳遞方式組成的。 (提示：學(xué)會(huì)分析實(shí)際傳熱問題，如水冷式內(nèi)燃機(jī)等) 6在空調(diào)房間內(nèi)，夏季與冬季室內(nèi)溫度都保持在22C左右，夏季人們可以穿短袖襯衣，而冬季則要穿毛線衣。 試用傳熱學(xué)知識(shí)解釋這一現(xiàn)象。 (提示：從分析不同季節(jié)時(shí)墻體的傳熱過程和壁溫，以及人體與墻表面的熱交換過程來解釋 這一現(xiàn)象(主要 是人體與墻面的輻射傳熱的不同) 第二章熱傳導(dǎo) 一、名詞解釋 1溫度場(chǎng)：某一瞬間物體內(nèi)各點(diǎn)溫度分

12、布的總稱。一般來說，它是空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)的函數(shù)。 2等溫面(線):由物體內(nèi)溫度相同的點(diǎn)所連成的面(或線)。 3溫度梯度：在等溫面法線方向上最大溫度變化率。 4 熱導(dǎo)率：物性參數(shù)，熱流密度矢量與溫度降度的比值，數(shù)值上等于1 K/ m的溫度梯度作用 下產(chǎn)生的熱流密度。熱導(dǎo)率是材料固有的熱物理性質(zhì)，表示物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。 5導(dǎo)溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)。 6. 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過程。 7. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過程。 8. 傅里葉定律：在各向同性均質(zhì)的導(dǎo)熱物體中，通過某導(dǎo)熱面積的熱流密度正比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。 9. 保溫(隔

13、熱)材料：入W0.12 W/ (m - K)(平均溫度不高于350E時(shí))的材料。 10. 肋效率：肋片實(shí)際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。 11. 接觸熱阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過程帶 來額外熱阻。 12. 定解條件(單值性條件):使微分方程獲得適合某一特定問題解的附加條件，包括初始條件和邊界條件。 二、填空題 1. 導(dǎo)熱基本定律是定律，可表述為。 q = -入獰 dn） （種類，溫度） 7. 保溫材料是指的材料. （入wO.12 W/（m - K）（平均溫度不高于350C時(shí)） 8. 已知材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為入二入o（1+bt）,當(dāng)材料兩側(cè)壁溫

14、分別為、t2時(shí)，其平均導(dǎo)熱系數(shù)可 取下的導(dǎo)熱系數(shù)。 （ti+t2） 9. 發(fā)電機(jī)水冷、氫冷、空冷三種方式中，以 方式的效果最好，方式 的效果最差。 （水冷、空冷） 10. 第三類邊界條件是指已知o （物體邊界與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h及周圍流體的溫度t0 11及其單值性條件可以完整地描述一個(gè)具體的導(dǎo)熱問題。 （導(dǎo)熱微分方程） 12. 第_類邊界條件是o （給定物體邊界上任何時(shí)刻的溫度分布） 13. 初始條件是指o （如以某時(shí)刻作為時(shí)間的起算點(diǎn)，在該時(shí)刻導(dǎo)熱物體內(nèi)的溫度分布） 14. 通過長圓筒壁導(dǎo)熱時(shí)，圓筒壁內(nèi)的溫度呈分布規(guī)律. （對(duì)數(shù)曲線） 15. 溫度梯度表示溫度場(chǎng)內(nèi)的某一地點(diǎn)等溫面法線

15、方向的o （溫度變化率） 16. 第二類邊界條件是指o （給定物體邊界上任何時(shí)刻的熱流密度qw分布） 三、選擇題 1-當(dāng)采用加肋片的方法增強(qiáng) 傳熱時(shí)，最有效的辦法是將肋片加在哪一側(cè)？（） （1）傳熱系數(shù)較大的_側(cè)（2）傳熱系數(shù)較小的一側(cè) （3）流體溫度較高的一側(cè)（4）流體溫度較低的一側(cè) 2 下列各參數(shù)中，屬于物性參數(shù)的是： （1 ）肋化系數(shù)（2）導(dǎo)熱系數(shù)（3）導(dǎo)溫系數(shù)（4）傳熱系數(shù) )/ )/ )z )/ 12 3 4 /( /(X /(X /( 4. 3. 導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義是什么？ 表明材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱 反映了材料的儲(chǔ)熱能力 反映材料傳播溫度變化的能力 表明導(dǎo)熱系數(shù)大的材料一定是導(dǎo)溫系數(shù)

16、大的材料 常溫下，下列物質(zhì)中哪一種材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大 純銅(2)碳鋼 (3)不銹鋼黃銅 5. 點(diǎn)等溫面上什么方向的溫度變化率 (1)切線方向(2)法線方向 (3)任意方向(4)溫度降低方向 6. 熱壁面之間產(chǎn)生什么影響 (1)岀現(xiàn)溫差(2) 出現(xiàn)臨界熱流 (3)促進(jìn)傳熱(4)沒有影響 7. 溫材料的目的 (1)防止熱量(或冷量)損失(2)提高熱負(fù)荷 (3)防止?fàn)C傷(或凍傷)(4)保持流體溫度 8. 某熱力管道采用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料進(jìn)行保溫, 溫度梯度表示溫度場(chǎng)內(nèi)的某一 ? 接觸熱阻的存在使相接觸的兩個(gè)導(dǎo) ? 下述哪一點(diǎn)不是熱力設(shè)備與冷凍設(shè)備加保 為了達(dá)到較好的保溫效果，應(yīng)將 哪種材料放

17、在內(nèi) 層？ (1)導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料 (3)任選一種均可(4) (2) 導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料 無法確定 金屬含有較多的雜質(zhì)，則其導(dǎo)熱系數(shù)將如何變化 ? (1) 變大(2)變小 (3) 不變(4)可能變大，也可能變小 10. 下列材料中，導(dǎo)熱材料較差的材料是什么？ (1) 鋁合金(2)鑄鐵 (3)不銹鋼(4)普通玻璃 11物體之間發(fā)生熱傳導(dǎo)的動(dòng)力是什么？ (1)溫度場(chǎng)溫差 (3)等溫面(4) 微觀粒子運(yùn)動(dòng) 12. 下面哪種物質(zhì)材料具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)？ (1)水(2)空氣 (3)水蒸氣(4)冰塊 13. 通過大平壁導(dǎo)熱時(shí)，大平壁內(nèi)的溫度分布規(guī)律是下述哪一種？ 直線(2)雙曲線 (3)拋物線對(duì)數(shù)曲線

18、14. 若已知某種氣體的密度為0.617kg /m,比熱為1.122 kJ/(kg K),導(dǎo)熱系數(shù)為0.0484W /(m.K),則其導(dǎo) 溫系數(shù)是多少？() (1) 14.3m 2/s (2)69.9 x 1Q-6m/ s (3)0.0699m2/ s (4)1.43 x 10 質(zhì)/ s 15. 已知某一導(dǎo)熱平壁的兩側(cè)壁面溫差是30E,材料的導(dǎo)熱系數(shù)是22W/(m.K),通過的熱 流密度是300V/ m,則該平壁的壁厚是多少？ 0 (1)220m(2)22m(3) 2.2m (4)0.22m 16. 第二類邊界條件是什么？ (1) 已知物體邊界上的溫度分布。 (2) 已知物體表面與周圍介質(zhì)之間

19、的傳熱情況。 (3) 已知物體邊界上的熱流密度。 (4) 已知物體邊界上流體的溫度與流速。 17. 冬天用手分別觸摸置于同一環(huán)境中的木塊和鐵塊，感到鐵塊很涼，這是什么原因 (1)因?yàn)殍F塊的溫度比木塊低(2) 因?yàn)殍F塊摸上去比木塊硬 (3)因?yàn)殍F塊的導(dǎo)熱系數(shù)比木塊大(4)因?yàn)殍F塊的導(dǎo)溫系數(shù)比木塊大 18. 什么情況下圓筒壁導(dǎo)熱可以按平壁處理？ (1)當(dāng)其長度大于其外半徑的10倍時(shí)(2)當(dāng)其長度是其壁厚的10倍時(shí) (3)當(dāng)其外徑大于2倍的內(nèi)徑時(shí)(4)當(dāng)其外徑大于其壁厚的4倍時(shí) 19. 溫度升高時(shí)，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度會(huì)發(fā)生怎樣的變化？() (1)增大減小 (3)不變(4)可能增大也可能減小 2

20、0. 一般情況下，對(duì)于材料的導(dǎo)熱系數(shù)，下述哪種說法是錯(cuò)誤的？ (1)合金小于純金屬(2)氣體小于固體 (3)液體小于固體(4)導(dǎo)電體小于非導(dǎo)電體 21 下列那種情況內(nèi)燃機(jī)汽缸溫度場(chǎng)不會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化？ (1)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)過程(2)內(nèi)燃機(jī)停機(jī)(3)內(nèi)燃機(jī)變工況運(yùn)行(4)內(nèi)燃機(jī)定速運(yùn)行 22在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，已知三層平壁的內(nèi)外表面溫度差為120C,三層熱阻之比R入1、R入2、R入3=1: 2: 3, 則各層的溫度降為。 (1)60 C、40C、20T (2)70C. 409、10 C ( 3) 20弋、409、609 (4)10C. 409、70C 23材料的導(dǎo)熱能力與吸熱能力之比稱為o (1 )放熱系

21、數(shù)(2)傳熱系數(shù)(3)導(dǎo)熱系數(shù)(4)導(dǎo)溫系數(shù) 24蒸汽管道的內(nèi)外直徑分別為68mm和100mm導(dǎo)熱系數(shù)入1=63W/(mC)，內(nèi)表面溫度為140C。今采用 玻璃棉墊料保溫，入2=0.053W/ (m. C)若要求保溫層外表面的溫度不超過50C,且蒸汽管道允許的熱損失 ql=50W/m,貝U玻璃棉墊料保溫層的厚度至少為。 (1 )41 mm (2)54mm 91mm (4) 104mm 25. 導(dǎo)熱體中不同溫度的等溫面將o (1)互相相交(2)互不相交(3)互相相切(4)不定 26. 材料的導(dǎo)溫系數(shù)是材料和的比值。 (1)吸熱能力/導(dǎo)熱能力(2)導(dǎo)熱能力/吸熱能力(3)比熱容/導(dǎo)熱系數(shù) 導(dǎo)熱系數(shù)

22、/比熱容 27. 固體壁面上敷設(shè)肋片后，其實(shí)際散熱量與假設(shè)整個(gè)肋表面處于肋基溫度下的散熱量的 比值為o (1)肋壁效率(2)肋化系數(shù)(3)肋片效率 (4)無明確的專用名稱 28. 忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的分析方法稱為o (1)正規(guī)狀況法 數(shù)學(xué)分析法(3)數(shù)值解法(4)集總參數(shù)法 29. 下列哪個(gè)是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的表達(dá)式？ t=f (x, y, z)t=f (v,T)(3) t=f (x, y)t=f (z, x) 30. 下列那個(gè)表示非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的無因次時(shí)間？ (1)BiFo(3)R e (4) P r 四、簡答題 1. 試解釋材料的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)溫系數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系。 (提示：從兩者的概念、

23、物理意義、表達(dá)式方面加以闡述，如從表達(dá)式看，導(dǎo)溫系數(shù)與導(dǎo)熱 系數(shù)成正比關(guān)系(a二入/c p),但導(dǎo)溫系數(shù)不但與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，還與材料的熱容量(或 儲(chǔ)熱能力)也有關(guān)；從物理意義看，導(dǎo)熱系數(shù)表征材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱，導(dǎo)溫系數(shù)表征材料傳播溫度變化的能力 的大小，兩者都是物性參數(shù)。) 2. 試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)說明用溫度計(jì)套管測(cè)量流體溫度時(shí)如何提高測(cè)溫精度。 (提示：溫度計(jì)套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋)，利用等截面直肋計(jì)算肋端溫度th的結(jié)果， 可得采用溫度計(jì)套管后造成的測(cè)量誤差一 、rtfto亠 t為厶t=t f-t h=,其中 nh/mkl mHH.H,欲使測(cè)量誤差厶t下降，可以米

24、用以下幾種措施： （1）降低壁面與流體的溫差（tfto）,也就是想辦法使肋基溫度t。接近tf,可以通過對(duì)流體通道的外表面采 取保溫措施來實(shí)現(xiàn)。 （2）增大（mH）值，使分母ch （mH）增大。具體可以用以下手段實(shí)現(xiàn)：增加H,延長溫度計(jì)套管的 長度；減小入，采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做溫度計(jì)套管，如采用不銹鋼管，不要用銅管。因?yàn)椴讳P鋼的導(dǎo)熱系數(shù) 比銅和碳鋼小。降低減小溫度計(jì)套管的壁厚，采用薄壁管。提 高h(yuǎn)增強(qiáng)溫度計(jì)套管與流體之間的熱交換。） 3. 試寫出直角坐標(biāo)系中，一維非穩(wěn)態(tài)無內(nèi)熱源常導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱問題的導(dǎo)熱微分方程表達(dá)式；并請(qǐng)說明導(dǎo)熱問 題常見的三類邊界條件。 t 2t （提示：直角坐標(biāo)系下一維非穩(wěn)

25、態(tài)無內(nèi)熱源導(dǎo)熱問題的導(dǎo)熱微分方程式-a-A x 第一類邊界條件:T O,tw=fj X, T ） 第二類邊界條件：T0, fw （X,） n w 第三類邊界條件：T0, shtwtf nw 4. 在一根蒸汽管道上需要加裝一根測(cè)溫套管，有三種材料可選：銅、鋁、不銹鋼。問選用哪種材料所引起的 測(cè)溫誤差最小，為什么？為減小測(cè)量誤差，在套管尺寸的選擇上還應(yīng)注意哪些冋題？ （提示：與簡答題2的第（2）點(diǎn)類似，套管材料應(yīng)選用不銹鋼，因給出的三種材料中，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)最 ?。?5. 什么是接觸熱阻？減少固體壁面之間的接觸熱阻有哪些方法？ （提示：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)

26、熱過程帶來額外熱阻稱為接觸 熱阻，接觸熱阻的存在使相鄰的兩個(gè)表面產(chǎn)生溫降（溫度不連續(xù)）。接觸熱阻主 要與表面粗糙度、表面所受壓 力、材料硬度、溫度及周圍介質(zhì)的物性等有關(guān)，因此可以從這些方面考慮減少接觸熱阻的方法，此外，也可在固 體接觸面之間襯以導(dǎo)熱系數(shù)大的銅箔或鋁箔等以減少接觸熱阻。） 第三章對(duì)流傳熱 一、名詞解釋 1速度邊界層：在流場(chǎng)中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。 2. 溫度邊界層：在流體溫度場(chǎng)中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。 3. 定性溫度：確定換熱過程中流體物性的溫度。 4. 特征尺度：對(duì)于對(duì)流傳熱起決定作用的幾何尺寸。 5. 相似準(zhǔn)則（如Nu,Re,Pr,Gr,Ra）:由幾個(gè)變量

27、組成的無量綱的組合量。 6. 強(qiáng)迫對(duì)流傳熱：由于機(jī)械（泵或風(fēng)機(jī)等）的作用或其它壓差而引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 自然對(duì)流傳熱：流體各部分之間由于密度差而引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 7 大空間自然對(duì)流傳熱：傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周圍物體的干擾時(shí)的自然對(duì)流傳 熱。 8- 珠狀凝結(jié)：當(dāng)凝結(jié)液不能潤濕壁面（9 90印寸，凝結(jié)液在壁而上形成許多液滴，而不形成連續(xù)的液膜。 膜狀凝結(jié)：當(dāng)液體能潤濕壁而時(shí)，凝結(jié)液和壁而的潤濕角（液體與壁面交界處的切面經(jīng)液體到壁面的交 9- 角）9 i/ )/ 12 3 4 /( z/f /f 橫放時(shí)大 兩者差不多 豎放時(shí)大 無法比較 15.無量綱組合9川1稱為什么準(zhǔn)則？ (1)雷諾只0(2

28、)普朗特卩 (3)努謝爾特Nu (4)格拉曉夫Gr 16. 判斷管內(nèi)湍流強(qiáng)制對(duì)流是否需要進(jìn)行人口效應(yīng)修正的依據(jù)是什么？ (1)l/d 70(2)Re 104 l/dv50 (4) l/d X4= 0.25, X5= 0.25, X16二 0.12,貝 uXw為：() 0. 28 它的表面熱輻射力是多少？若表而氧化后發(fā)射率變成 (1)0 . 35(2)0. 72 (3)0 37 一金屬塊的表面發(fā)射率為0. 4,溫度為227C, 0.9,其表面熱輻射力將如何改變？ 1417.5W/rrx 將增大(2)1417.5W/吊, 將減小 60.22W /吊，將增大(4)60.22W /吊,將減小 3. 影

29、響物體表面黑度的主要因素是： (1)物質(zhì)種類、表而溫度、表而狀況 (3) 度、表面光潔度 (2) 表面溫度、表面狀況、輻射強(qiáng)度 物質(zhì)種類、表面溫度、表面顏色(4)表而顏色、表而溫 4. 大平板之間插入一塊同樣黑度的遮熱板后， 熱量與未加遮熱板時(shí)相比減少了： (1)0.2 倍(2)0.5 (3)2 倍3 倍 對(duì)于邊長為15m的立方體內(nèi)的氣體輻射, (1)15m (2)7.5m9m 5. 在兩塊平行的黑度相同的 兩平板之間的輻射傳 氣體對(duì)整個(gè)包壁輻射的平均射線行程等于: (4) 4.5m 6.在同溫度條件下的全波譜輻射和吸收，下列哪種說法是正確的 (1) 物體的輻射能力越強(qiáng)其吸收比越大 (2) 物

30、體的吸收比越大其反射比越大 (3) 物體的吸收比越大其黑度越小 (4) 物體的吸收比越大其輻射透射比越大 7. 下列哪個(gè)定律可用來計(jì)算黑體光譜輻射力？ (1)斯蒂芬一波爾茲曼定律 (3)斯蒂芬公式 (2) 基爾霍夫定律 (4)普朗克定律 單位時(shí)間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能稱為什么 ? (1)有效輻射 (2)輻射力 (3)輻射強(qiáng)度 (4)反射輻射 9. 由爐膛火焰向水冷壁傳熱的主要方式是： (1)熱輻射(2)熱對(duì)流(3)導(dǎo)熱(4)都不是 10. 將保溫瓶的雙層玻璃中間抽成真空，其目的是什么 (1)減少導(dǎo)熱(2)減少對(duì)流傳熱 (3)減少對(duì)流與輻射傳熱(4)減少導(dǎo)熱與對(duì)流傳熱 11在保溫瓶內(nèi)膽上鍍銀

31、的目的是什么？() (1)削弱導(dǎo)熱傳熱(2)削弱輻射傳熱 (3)削弱對(duì)流傳熱 (4)同時(shí)削弱導(dǎo)熱、對(duì)流與輻射傳熱 12.有一個(gè)由兩個(gè)圓筒表面組成的壞形長通道，其外筒的內(nèi)徑是 d/d2=2,問角系數(shù)x,2與冷分別為多少？() (1)Xi,2二 0.5,淹 1二 I(2)X1,2- 0.25, X2j= 0.5 (3)X 1,2= 1, X2,i =0.25(4)X1,2= 0.5, %,i= 0.25 di,內(nèi)筒的外徑是ck,且 13. 物體能夠發(fā)射熱輻射的最基本條件是下述哪一個(gè) 9 (1)溫度大于0K (2)具有傳播介質(zhì) (3)真空狀態(tài)(4)表面較黑 14. 下述哪種氣體可以看作熱輻射透明體(

32、T= I的氣體)？() (1 )二氧化碳(2)空氣(3)水蒸氣(4)二氧化硫氣體 15. 續(xù)的 (1 )灰體輻射(2)黑體輻射(3)發(fā)光火焰輻射 下列各種輻射中哪種輻射的光譜不能看作是連 ? 0 (4)氣體輻射 16. 煙道中有一支熱電偶，熱電偶(黑度 J與煙道內(nèi)壁面(黑度 1 (1 吵 又由灰表面間的某表面凈輻射換熱公式: 1 -牡 式中（Ebi-Eb2相當(dāng)于電位差，】L相當(dāng)于電阻，叫表面熱阻。 具體步驟為：首先所有表面必須形成封閉系統(tǒng)，再繪制熱阻網(wǎng)絡(luò)圖，其具體方法為： 每一個(gè)物體表面為1個(gè)節(jié)點(diǎn)（該物體表面應(yīng)具有相同的溫度和表面輻射吸收特性），其熱勢(shì)為有效輻射J：（2） 每兩個(gè)表而間連接一個(gè)

33、相應(yīng)的空間熱阻； 每個(gè)表面與接地間連接一個(gè)表面熱阻和“電池”（黑體輻射力EJ； 若某角系數(shù)為0,即空間熱阻-X,則相應(yīng)兩個(gè)表面間可以斷開，不連接空間熱阻； 若某表面絕熱，則其為浮動(dòng)熱勢(shì)，不與接地相連。 2、黑體表而與重輻射面相比，均有J二E,O這是否意味著黑體表面與重輻射面具有相同的性質(zhì)？ 答：雖然黑體表面與重輻射面均具有J=的特點(diǎn)，但二者具有不同的性質(zhì)。黑體表面的溫度不依賴于其他參與 輻射的表面，相當(dāng)于源熱勢(shì)。而重輻射面的溫度則是浮動(dòng)的，取決于參與輻射的其他表面。 3、要增強(qiáng)物體間的輻射換熱，有人提岀用發(fā)射率&大的材料。而根據(jù)基爾霍夫定律，對(duì)漫灰 表面 = a,即發(fā)射 率大的物體同時(shí)其吸收率

34、也大。有人因此得岀結(jié)論：用增大發(fā)射率&的方法無法增強(qiáng)輻射換熱。請(qǐng)判斷這種說法 的正確性，并說明理由。 1 內(nèi) 答：在其他條件不變時(shí)，由物體的表面熱阻r可知，當(dāng)&越大時(shí)，物體的表面輻射熱阻越 小，因而可以增強(qiáng)輻射換熱。因此，上述說法不正確。 4、如圖所示，兩漫灰同心圓球殼之間插入一同心輻射遮熱球殼，試問遮熱球殼靠近外球殼還 是靠近內(nèi)球殼時(shí)， 球殼1和球殼2表面之間的輻射散熱量越大？ 答：插入輻射遮熱球殼后，該輻射換熱系統(tǒng)的輻射網(wǎng)絡(luò)圖如圖所示。 顯然, 9 -氏 圖中熱阻R, &, &, R在遮熱球殼直徑發(fā)生變化時(shí)保持不變，但F3二 巧心隨遮熱球 殼半徑的增加而減小。因此，遮熱球殼靠近外球殼即半徑

35、越大時(shí)輻射散熱量越大。 5、氣體輻射有什么特點(diǎn)？ 答：1）不同氣體有著不同的輻射及吸收特性，即只有部分氣體具有輻射及吸收能力；2）具有 輻射及吸收性氣體對(duì)波長具有選擇性，如C? HO都各有三個(gè)光帶一光譜不連續(xù)。3）輻射與 吸收在整個(gè)容積中進(jìn)行 6、太陽能集熱器吸熱表面選用具有什么性質(zhì)的材料為宜？為什么？ 答：太陽能集熱器是用來吸收太陽輻射能的，因而其表面應(yīng)能最大限度地吸收投射來的太陽輻射能，同時(shí)又保 證得到的熱量盡少地散失，即表面盡可能少的向外輻射能。但太陽輻射是高溫 輻射，輻射能量主要集中于短波 光譜（如可見光），集熱器本身是低溫輻射，輻射能量主要集中于長波光譜范圍（如紅外線）。所以集熱器

36、表而應(yīng)選擇具備對(duì)短波吸收率很高，而對(duì)長波發(fā)射（吸收）率極低這樣性質(zhì)的材料。 二、定量計(jì)算 （主要是三表面）封閉輻 包括：角系數(shù)的計(jì)算；漫灰表面封閉輻射系統(tǒng)的換熱計(jì)算；多漫灰表面 射系統(tǒng)的換熱計(jì)算等。 1求如圖所示空腔內(nèi)壁面2對(duì)開口 1的角系數(shù)。 解：禾I用角系數(shù)的互換性和完整性即可求出。 由于壁面2為凹表而，：A所以*門，但二, 由角系數(shù)的互換性-得: 2、兩塊平行放置的平板的表面發(fā)射宰均為0.8,溫度分別為ti二527 E及t2二27C，板間距遠(yuǎn)小 于板的寬度與高度。試計(jì)算：（1）板1的本身輻射；（2）對(duì)板1的投入輻射；（3）板1的反射輻射；（4） 板1的有效輻射；（5）板2的有效輻射；（6

37、）板1、2間的輻射換熱量。 解：由于兩板間距極小，可視為兩無限大平壁間的輻射換熱，輻射熱阻網(wǎng)絡(luò)如圖。 （爲(wèi)L 一占02） 可6 了汎1屮沈（了 27十盯3一十27幼 2 08 =1517S.7/2 根據(jù) 冊(cè) 19430% 08 =5.67x10Ax(27 + 273)4+15176.7 =4253.4 g -1_ s 得: 5.67XI0-8 x(527 + 273)4 -15176 7 耳二司厲=0.3 A5.67 Ml 0Ax(527 + 273/ = 13579.5 板1的本身輻射 對(duì)板1的投入輻射即為板2的有效輻射, J =如=厶 板1的反射輻射 =19430.1 -18573.5 =

38、 850.6 J= 19430.1 a/2 板1的有效輻射 板2的有效輻射 4253.4 嘆 q 板1、2間的輻射換熱量 3、兩個(gè)直徑為0.4m,相距0.1m的平行同軸圓盤，放在環(huán)境溫度保持為300K勺大房間內(nèi)。兩圓盤背面不 參與換熱。其中一個(gè)圓盤絕熱，另一個(gè)保持均勻溫度500 K,發(fā)射率為0.6。且兩圓盤均為漫射灰體。試確定 絕熱圓盤的表面溫度及等溫圓盤表面的輻射熱流密度。 1為漫灰表面，表面2為絕熱表面，表面3 解：這是三個(gè)表而組成封閉系的輻射換熱問題，表面 相當(dāng)于黑體。如圖（a）所示。輻射網(wǎng)絡(luò)圖見圖（b）。 5) 計(jì)算角系數(shù):*0 = 0 62 Xl3 = A23 = 1 - 0.62

39、= 0.38 二尹耆?；?衛(wèi)57 曲 A3 = JE/Z = 0.4A0 1 = 0 1257 腫 禺 L - A , A3 -A -可工i 對(duì)J列節(jié)點(diǎn)方程1V1 lf -1 - -1 對(duì)2列節(jié)點(diǎn)方程山 耳 1 = M = 5.67x10 x500+ = 3543.75 WlYT? 1-6 1-0 6 1 1 1 =33 06x0.1257珂X 口 血無袒 0.1257x0 38 1 二 12 旳 14 0.1257x0.62 因而(1) , (2)式成為： MCM 2 0,9 爻 4 ?543乃-兒丨4黔刃-兒| /廠味二。 5.3 20 935412.8314 - 20.935412 8314 解得：J=2646.65W/m, J2=1815.4W/m 因此 cr J5.67xW8 等溫圓盤1的表面輻射熱流: 3543.75 - 2646.65 = 1345.65 0.6 4、用熱電偶來測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)著的熱空氣溫度，如圖。熱電偶測(cè)得溫度 11=400 r,管壁由于散 熱測(cè)得溫度1 2二350C,熱電偶頭部和管壁的發(fā)射率分別為 0.8和0.7。從氣流到熱電偶頭部的 對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為35W/ （nt K） o試計(jì)算由于熱電偶頭部和管壁間的