2023年傳熱學(xué)試題庫(kù)

《傳熱學(xué)》試題庫(kù)第一章概論名詞解釋1.熱流量:單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量2.熱流密度：?jiǎn)挝粋鳠崦嫔系臒崃髁浚常畬?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(jiǎn)稱導(dǎo)熱。4.對(duì)流傳熱：流體流過(guò)固體壁時(shí)的熱傳遞過(guò)程,就是熱對(duì)流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱量傳遞過(guò)程,稱為表面對(duì)流傳熱，簡(jiǎn)稱對(duì)流傳熱。5．輻射傳熱：物體不斷向周邊空間發(fā)出熱輻射能,并被周邊物體吸取。同時(shí)，物體也不斷接受周邊物體輻射給它的熱能。這樣，物體發(fā)出和接受過(guò)程的綜合結(jié)果產(chǎn)生了物體間通過(guò)熱輻射而進(jìn)行的熱量傳遞,稱為表面輻射傳熱,簡(jiǎn)稱輻射傳熱。６.總傳熱過(guò)程：熱量從溫度較高的流體通過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過(guò)程,稱為總傳熱過(guò)程，簡(jiǎn)稱傳熱過(guò)程。7.對(duì)流傳熱系數(shù):單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的對(duì)流傳熱量，單位為W/(m２·K）。對(duì)流傳熱系數(shù)表達(dá)對(duì)流傳熱能力的大小。8．輻射傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的輻射傳熱量,單位為W／(m2·K)。輻射傳熱系數(shù)表達(dá)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1K是的復(fù)合傳熱量，單位為W／(ｍ2·Ｋ)。復(fù)合傳熱系數(shù)表達(dá)復(fù)合傳熱能力的大小。10．總傳熱系數(shù):總傳熱過(guò)程中熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表達(dá)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。填空題熱量傳遞的三種基本方式為、、。(熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射）熱流量是指,單位是。熱流密度是指，單位是。(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/m2）總傳熱過(guò)程是指，它的強(qiáng)烈限度用來(lái)衡量。(熱量從溫度較高的流體通過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過(guò)程,總傳熱系數(shù))總傳熱系數(shù)是指，單位是。(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／(ｍ2·K）)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)的單位是。(W/(m·K），W/(m2·K)，W／(m2·K)）復(fù)合傳熱是指,復(fù)合傳熱系數(shù)等于之和，單位是。（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,Ｗ／(m2·Ｋ)）單位面積熱阻rt的單位是；總面積熱阻Ｒt的單位是。（m2·K/Ｗ，Ｋ/W)單位面積導(dǎo)熱熱阻的表達(dá)式為。(δ/λ）單位面積對(duì)流傳熱熱阻的表達(dá)式為。（1／h)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)總傳熱系數(shù)Ｋ與總面積A的傳熱熱阻Rt的關(guān)系為。（Rt=1／KA)穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)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(guò)程。）非穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程是指。（物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的熱量傳遞過(guò)程。)某燃煤電站過(guò)熱器中,煙氣向管壁傳熱的輻射傳熱系數(shù)為３0W/（ｍ2．K),對(duì)流傳熱系數(shù)為７0W/(m２.Ｋ),其復(fù)合傳熱系數(shù)為。（100Ｗ/(m2.K）)１5．由爐膛火焰向水冷壁傳熱的重要方式是。（熱輻射)16．由煙氣向空氣預(yù)熱器傳熱的重要方式是。(熱對(duì)流）17.已知一傳熱過(guò)程的熱阻為０．035K/W,溫壓為７0℃，則其熱流量為。(２ｋＷ)18.一大平壁傳熱過(guò)程的傳熱系數(shù)為１0０W／(m２．K),熱流體側(cè)的傳熱系數(shù)為200W／(m2．K），冷流體側(cè)的傳熱系數(shù)為２5０W／(m2．K)，平壁的厚度為5mm,則該平壁的導(dǎo)熱系數(shù)為，導(dǎo)熱熱阻為。(５W／(m．K)，0．00１(m2.K)/W）19．總傳熱方程式可表達(dá)為φ＝或q＝。(KAΔt,KΔt）２0．已知平壁厚0．02ｍ，熱阻為0.02m2.Ｋ/W,其導(dǎo)熱系數(shù)為。（1W/（m·K))三、選擇題1．下列哪幾種傳熱過(guò)程不需要有物體的宏觀運(yùn)動(dòng)？(1）導(dǎo)熱(2)對(duì)流(3)輻射(４)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，λ為導(dǎo)熱系數(shù)，h為對(duì)流傳熱系數(shù)）:(1）q＝φA(2）q＝φ/A(3）ｑ=λφ（４)q=ｈφ3．假如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(wú)水垢時(shí)相比將：(1)不變(2）提高（3)減少(4)隨機(jī)改變４．下列哪一種表達(dá)式是錯(cuò)誤的?()(1)ｑ=λΔt/δ(2）q＝hΔt(３)q＝kΔt(4)q＝ｒtΔt5．導(dǎo)熱系數(shù)的單位是:(）(１）W／(m2.Ｋ)(2）W／m2(3）Ｗ/（ｍ·K)（4）m2.K/W6.在傳熱過(guò)程中,系統(tǒng)傳熱量與下列哪一個(gè)參數(shù)成反比？（)(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(guò)程中，傳熱溫差一定，假如希望系統(tǒng)傳熱量增大,則不能采用下述哪種手段？（)(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.試判斷下述幾種傳熱過(guò)程中哪一種的傳熱系數(shù)最小?(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（4）78Ｗ/(ｍ2·K)10.單位時(shí)間通過(guò)單位面積的熱量稱為什么?一般用什么符號(hào)表達(dá)?(1)熱流密度，ｑ(2)熱流密度,φ(３)熱流量，q(4)熱流量，φ11.太陽(yáng)與地球間的熱量傳遞屬于下述哪種傳熱方式?(1)導(dǎo)熱（2)熱對(duì)流（3）熱輻射(4)以上幾種都不是１2.熱流量與溫差成正比,與熱阻成反比，此規(guī)律稱為什么?(1)導(dǎo)熱基本定律(2)熱路歐姆定律(３)牛頓冷卻公式(4)傳熱方程式13．傳熱過(guò)程熱路圖的原理是什么?(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(guò)程的熱流密度q＝５00W／m2，冷、熱流體間的溫差為10℃,其傳熱系數(shù)和單位面積的總傳熱熱阻各為多少？()（1)K=5０W/(m2.K),rt=0.05m2．K/Ｗ(2）K＝0．0２Ｗ/(ｍ2．K)，rt=５0m２.K/W(3）K＝50W/（ｍ２.K）,rt＝0.0２m2.K／W（4）K＝50W／(m２.K)，rt=0.05Ｋ／W15．平板的單位面積導(dǎo)熱熱阻的計(jì)算式應(yīng)為哪一個(gè)？(1）δ/λ（２）δ/(KA)（3）１/ｈ（4)1/(KＡ)四、簡(jiǎn)答題1．試述三種熱量傳遞基本方式的差別,并各舉１~2個(gè)實(shí)際例子說(shuō)明。（提醒：從三種熱量傳遞基本方式的定義及特點(diǎn)來(lái)區(qū)分這三種熱傳遞方式）２．請(qǐng)說(shuō)明在傳熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在對(duì)傳熱過(guò)程會(huì)產(chǎn)生什么影響？如何防止?（提醒:從傳熱過(guò)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?(提醒:寫出三個(gè)系數(shù)的定義并比較，單位分別為W/(m·K),W/（m2·Ｋ),W/(m2·K)）４．在分析傳熱過(guò)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?（提醒:分析熱阻與溫壓的關(guān)系,熱路圖在傳熱過(guò)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(guò)程的實(shí)例，分析它是由哪些基本熱量傳遞方式組成的。（提醒：學(xué)會(huì)分析實(shí)際傳熱問(wèn)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22℃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。(提醒:從分析不同季節(jié)時(shí)墻體的傳熱過(guò)程和壁溫,以及人體與墻表面的熱互換過(guò)程來(lái)解釋這一現(xiàn)象(重要是人體與墻面的輻射傳熱的不同）)五計(jì)算題有一大平壁,厚度為δ，材料的導(dǎo)熱系數(shù)為λ，平壁一側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)為h1,流體溫度為tf1，另一側(cè)的復(fù)合傳熱系數(shù)為ｈ２，環(huán)境溫度為tｆ2，對(duì)于通過(guò)平壁的傳熱過(guò)程，試分析下列六種情形下壁溫tｗ1、tｗ2的情況：(１)δ/λ—>0;(2)h1—>∞；(3)h2—>∞;(４)δ/λ=0,h１=h2；（５)δ/λ=0,ｈ1=2ｈ2；(6)δ/λ=0，h１=0．5h２。（(１）tw1=tw2；（2)tｗ１=tf1；（3）ｔw２=tf2;（４）tｗ1=tw2=（tf1+tf2）/2;（5）tｗ1=ｔw2＝2/3tf1-1/３tｆ2；（6）tw1=tw２=1／3tf1－2/3tf2）有一測(cè)量板狀材料導(dǎo)熱系數(shù)的儀器，一側(cè)為加熱面，另一側(cè)為冷卻面,兩側(cè)溫度維持均勻、恒定,板狀材料的兩面與熱面和冷面接觸良好，無(wú)溫度降，并且四周絕熱良好，無(wú)散熱。已知熱面溫度為15０℃，冷面溫度為80℃，熱流量為58.2W，板狀材料厚為25mｍ,表面積為0.１m2。試擬定板狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)。(λ=0．20７9Ｗ／(m·K))墻由耐火磚和保溫板組成,厚度分別為δ1＝200mｍ和δ2＝80mm,導(dǎo)熱系數(shù)分別為λ1=0．8Ｗ/(m．Ｋ)和λ2=0.11Ｗ/（m·K)，爐墻內(nèi)、外兩側(cè)表面溫度分別為tw１＝60０℃和tw2=50℃。試求爐墻單位面積的熱損失.（q=５62.8W/m2)一暖房玻璃的表面積為10m２,內(nèi)、外表面溫度分別為tw１=1０℃和tw2=5℃，玻璃厚度為３.5mm,玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為1.４W/（m·K).試求通過(guò)玻璃的散熱量.(φ=20kW)一暖房玻璃的表面積為1０m2，玻璃厚度為3.5ｍｍ，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為1．4Ｗ/（m.K），玻璃內(nèi)側(cè)空氣溫度為ｔf1=18℃,對(duì)流傳熱系數(shù)h1＝5W/(m2.K)，外側(cè)空氣溫度為tf2=2℃,對(duì)流傳熱系數(shù)ｈ2=20W／(m2.K）.試求通過(guò)玻璃的散熱量及內(nèi)、外側(cè)玻璃表面的溫度。(φ=63３.７W,tw1=5．33℃,tw２=5.17℃）有一根長(zhǎng)度為５０0m、外徑(直徑)為300mm的熱力管道在室外,測(cè)得其外表面溫度為48.5℃，室外空氣溫度為25℃。已知管外壁與空氣的復(fù)合傳熱系數(shù)為11W/(m2.K)，試計(jì)算該熱力管道的散熱量.(φ=121.75kW)平均溫度為120℃的過(guò)熱蒸汽在直徑(內(nèi)徑)為60mｍ的管道內(nèi)流動(dòng)，已知管內(nèi)單位長(zhǎng)度的散熱熱流密度為245W／m,蒸汽與管壁的對(duì)流傳熱系數(shù)為5００W/（m2.Ｋ）,試求管內(nèi)壁面溫度。（ｔw2=117.４℃)有一表面積為1.5m2、表面黑度為1的散熱片在宇宙飛船的艙外向溫度為0K的宇宙空間散熱，已知散熱片的表面溫度為87℃，試求其散熱量。（φ=142８.５W）有一表面積為0.5m2、表面黑度為1的物體在壁溫為25℃的大型真空艙內(nèi),已知該物體的表面溫度為150℃，試分別求該物體向外發(fā)射的總輻射能及與真空艙壁面的凈輻射傳熱量。（φ=907.6W，φ凈=６84．０7Ｗ)有一表面積為2m２、表面黑度為ｌ的平板型物體,一側(cè)表面（表面溫度為１5０℃)面向溫度恒為25℃的大型冷卻艙，已知該表面與冷卻艙內(nèi)空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)為２5W/(m.K），平板厚度為15mm，平板的導(dǎo)熱系數(shù)為1.15Ｗ/(m·K)，試求：(１)該平板面向冷卻艙一側(cè)表面的復(fù)合傳熱系數(shù)；(２)該平板另一側(cè)的表面溫度。（ｈ=３５.95Ｗ／（m2.K)，tw2＝208.6℃）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)溫度分布的總稱。一般來(lái)說(shuō),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1K/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)，表達(dá)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(guò)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(guò)程。８．傅里葉定律:在各向同性均質(zhì)的導(dǎo)熱物體中，通過(guò)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（隔熱）材料:λ≤0.12Ｗ／(ｍ·K)（平均溫度不高于350℃時(shí)）的材料。１0.肋效率：肋片實(shí)際散熱量與肋片最大也許散熱量之比。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(guò)程帶來(lái)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(wèn)題解的附加條件,涉及初始條件和邊界條件。二、填空題導(dǎo)熱基本定律是____＿定律，可表述為。(傅立葉,)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí),物體內(nèi)的____＿場(chǎng)和熱流量隨＿_(dá)_＿_(dá)而變化。（溫度，時(shí)間)導(dǎo)溫系數(shù)的表達(dá)式為_(kāi)___＿,單位是＿＿_(dá)＿＿,其物理意義為_(kāi)____。(a=λ/cρ,ｍ２／s,材料傳播溫度變化能力的指標(biāo)）肋效率的定義為_(kāi)___＿_(dá)_。(肋片實(shí)際散熱量與肋片最大也許散熱量之比。）按照導(dǎo)熱機(jī)理，水的氣、液、固三種狀態(tài)中＿_(dá)＿_(dá)_＿＿態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)最小。(氣）一般,材料的導(dǎo)熱系數(shù)與_＿_(dá)__和＿_(dá)＿_(dá)_有關(guān)。（種類，溫度）保溫材料是指___＿_(dá)的材料.(λ≤0.12W/（ｍ·K）（平均溫度不高于350℃時(shí)））已知材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為λ＝λ0(1＋bt),當(dāng)材料兩側(cè)壁溫分別為t1、t2時(shí)，其平均導(dǎo)熱系數(shù)可取下的導(dǎo)熱系數(shù)。((t1+ｔ2)／２)發(fā)電機(jī)水冷、氫冷、空冷三種方式中，以方式的效果最佳，方式的效果最差。(水冷、空冷)第三類邊界條件是指已知。（物體邊界與周邊流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)ｈ及周邊流體的溫度tf）及其單值性條件可以完整地描述一個(gè)具體的導(dǎo)熱問(wèn)題。（導(dǎo)熱微分方程)第一類邊界條件是。（給定物體邊界上任何時(shí)刻的溫度分布）初始條件是指。（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)通過(guò)長(zhǎng)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)溫度梯度表達(dá)溫度場(chǎng)內(nèi)的某一地點(diǎn)等溫面法線方向的。(溫度變化率)第二類邊界條件是指。(給定物體邊界上任何時(shí)刻的熱流密度qw分布）三、選擇題當(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)較大的一側(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)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)導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義是什么？表白材料導(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白導(dǎo)熱系數(shù)大的材料一定是導(dǎo)溫系數(shù)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?(1)純銅(2)碳鋼(3)不銹鋼（4)黃銅溫度梯度表達(dá)溫度場(chǎng)內(nèi)的某一點(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)溫度減少方向接觸熱阻的存在使相接觸的兩個(gè)導(dǎo)熱壁面之間產(chǎn)生什么影響?(１)出現(xiàn)溫差(2）出現(xiàn)臨界熱流(3)促進(jìn)傳熱(４)沒(méi)有影響下述哪一點(diǎn)不是熱力設(shè)備與冷凍設(shè)備加保溫材料的目的?(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，為了達(dá)成較好的保溫效果，應(yīng)將哪種材料放在內(nèi)層？(1)導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料(2)導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料(3)任選一種均可(4)無(wú)法擬定金屬具有較多的雜質(zhì)，則其導(dǎo)熱系數(shù)將如何變化?(1)變大（2）變?。ǎ常┎蛔?4）也許變大,也也許變小下列材料中,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）普通玻璃物體之間發(fā)生熱傳導(dǎo)的動(dòng)力是什么?(１)溫度場(chǎng)(2）溫差(3)等溫面(4)微觀粒子運(yùn)動(dòng)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）冰塊通過(guò)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?(1)直線（2）雙曲線(3)拋物線(4)對(duì)數(shù)曲線若已知某種氣體的密度為0.61７kｇ／m3,比熱為１．122kJ／（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)１４.3m2/s(２)６9.9×10-6ｍ2／s(3)０.069９m2／s(４)1.43×104m2／s已知某一導(dǎo)熱平壁的兩側(cè)壁面溫差是30℃,材料的導(dǎo)熱系數(shù)是22W／（m.K),通過(guò)的熱流密度是30０W／m２,則該平壁的壁厚是多少?()(１)220m（２）22m（3)2.２m(4)0.２2m第二類邊界條件是什么?已知物體邊界上的溫度分布。已知物體表面與周邊介質(zhì)之間的傳熱情況。已知物體邊界上的熱流密度。已知物體邊界上流體的溫度與流速。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，這是什么因素?(1)由于鐵塊的溫度比木塊低（２)由于鐵塊摸上去比木塊硬（3)由于鐵塊的導(dǎo)熱系數(shù)比木塊大(4)由于鐵塊的導(dǎo)溫系數(shù)比木塊大什么情況下圓筒壁導(dǎo)熱可以按平壁解決？(1)當(dāng)其長(zhǎng)度大于其外半徑的10倍時(shí)（2)當(dāng)其長(zhǎng)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)溫度升高時(shí)，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度會(huì)發(fā)生如何的變化?()(1)增大(２)減小(３）不變(4)也許增大也也許減小一般情況下,對(duì)于材料的導(dǎo)熱系數(shù)，下述哪種說(shuō)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(guò)程(2)內(nèi)燃機(jī)停機(jī)(３)內(nèi)燃機(jī)變工況運(yùn)營(yíng)(4)內(nèi)燃機(jī)定速運(yùn)營(yíng)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120℃,三層熱阻之比Rλ１、Rλ２、Rλ3=1：2：３,則各層的溫度降為。(1)60℃、40℃、20℃(２）70℃、40℃、10℃(3）２0℃、40℃、６０℃(4)１0℃、４0℃、7０℃2３.材料的導(dǎo)熱能力與吸熱能力之比稱為。(1)放熱系數(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)λ1=6３Ｗ/(ｍ.℃）,內(nèi)表面溫度為140℃。今采用玻璃棉墊料保溫,λ２=0．0５3W/（m.℃）。若規(guī)定保溫層外表面的溫度不超過(guò)５０℃，且蒸汽管道允許的熱損失ql=5０W/m，則玻璃棉墊料保溫層的厚度至少為。(1）4１mm(2)54ｍｍ（3)91mm（４)１04mm導(dǎo)熱體中不同溫度的等溫面將。(1)互相相交(2)互不相交（３）互相相切(４）不定材料的導(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)(４）導(dǎo)熱系數(shù)／比熱容固體壁面上敷設(shè)肋片后,其實(shí)際散熱量與假設(shè)整個(gè)肋表面處在肋基溫度下的散熱量的比值為。(1)肋壁效率(2)肋化系數(shù)(3）肋片效率(4）無(wú)明確的專用名稱忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的分析方法稱為。(1)正規(guī)狀況法(2）數(shù)學(xué)分析法（３)數(shù)值解法（4）集總參數(shù)法下列哪個(gè)是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的表達(dá)式？（1)t=ｆ(x，y，z)(２)t=f(y,τ)(3)t=f（ｘ,y）(4)ｔ＝f（z,x）下列那個(gè)表達(dá)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程的無(wú)因次時(shí)間？(１)Bｉ（2)Fo（3)Re(4）Pr四、簡(jiǎn)答題試解釋材料的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)溫系數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系。（提醒：從兩者的概念、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=λ/cρ),但導(dǎo)溫系數(shù)不僅與材料的導(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)。)試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)說(shuō)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。(提醒：溫度計(jì)套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋）,運(yùn)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)套管后導(dǎo)致的測(cè)量誤差Δｔ為Δt＝tf－th＝,其中,欲使測(cè)量誤差Δt下降，可以采用以下幾種措施:(１）減少壁面與流體的溫差（tf-t0),也就是想辦法使肋基溫度ｔ0接近tｆ,可以通過(guò)對(duì)流體通道的外表面采用保溫措施來(lái)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)：①增長(zhǎng)H,延長(zhǎng)溫度計(jì)套管的長(zhǎng)度；②減小λ,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。由于不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比銅和碳鋼小。②減少δ,減小溫度計(jì)套管的壁厚，采用薄壁管。④提高h(yuǎn)增強(qiáng)溫度計(jì)套管與流體之間的熱互換。）試寫出直角坐標(biāo)系中，一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源常導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱問(wèn)題的導(dǎo)熱微分方程表達(dá)式；并請(qǐng)說(shuō)明導(dǎo)熱問(wèn)題常見(jiàn)的三類邊界條件。(提醒：直角坐標(biāo)系下一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源導(dǎo)熱問(wèn)題的導(dǎo)熱微分方程式第一類邊界條件:τ>０,tw＝fw（x,τ)第二類邊界條件:τ＞0,第三類邊界條件：τ>０,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(wèn)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)注意哪些問(wèn)題?（提醒:與簡(jiǎn)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?。┦裁词墙佑|熱阻?減少固體壁面之間的接觸熱阻有哪些方法？(提醒：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(guò)程帶來(lái)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))。接觸熱阻重要與表面粗糙度、表面所受壓力、材料硬度、溫度及周邊介質(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。)管外包兩種不同導(dǎo)熱系數(shù)材料以減少熱損失，若,試問(wèn)如何布置合理？某一維導(dǎo)熱平板，平板兩側(cè)表面溫度分別為和，厚度為。在這個(gè)溫度范圍內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為,求平板內(nèi)的溫度分布？有人認(rèn)為，傅里葉定律并不顯含時(shí)間,因此不能用來(lái)計(jì)算非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的熱量。你認(rèn)為對(duì)嗎?導(dǎo)熱是由于微觀粒子的擴(kuò)散作用形成的。迄今為止,描述物質(zhì)內(nèi)部導(dǎo)熱機(jī)理的物理模型有哪些？用它們可以分別描述哪些物質(zhì)內(nèi)部的導(dǎo)熱過(guò)程?用穩(wěn)定法平板導(dǎo)熱儀對(duì)某廠提供的保溫試材的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)時(shí)從低溫開(kāi)始,依次在6個(gè)不同溫度下測(cè)得6個(gè)導(dǎo)熱系數(shù)值。這些數(shù)據(jù)表白該材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而下降，這一規(guī)律與絕熱保溫材料的導(dǎo)熱機(jī)理不符,經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置有問(wèn)題，試分析問(wèn)題也許出在哪里?在超低溫工程中要使用導(dǎo)熱系數(shù)很低的超級(jí)保溫材料。假如要你去研制一種這樣的新保溫材料，試從導(dǎo)熱機(jī)理出發(fā)設(shè)計(jì)一種超級(jí)保溫材料,列出你為減少導(dǎo)熱系數(shù)采用了哪些措施?并解釋其物理因素？試對(duì)比分析在氣體中由分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量遷移與在金屬中自由電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量遷移這兩個(gè)物理模型的共同點(diǎn)和差異之處。在任意直角坐標(biāo)系下,對(duì)于以下兩種關(guān)于第三類邊界條件的表達(dá)形式，你認(rèn)為哪個(gè)對(duì)，哪個(gè)不對(duì),或者無(wú)法判別?陳述你的判斷和理由。一維常物性穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中,溫度分布與導(dǎo)熱系數(shù)無(wú)關(guān)的條件有哪些?發(fā)生在一個(gè)短圓柱中的導(dǎo)熱問(wèn)題,在哪些情況下可以按一維導(dǎo)熱問(wèn)題來(lái)解決?擴(kuò)展表面中的導(dǎo)熱問(wèn)題可以按一維解決的條件什么?有人認(rèn)為，只要擴(kuò)展表面細(xì)長(zhǎng)，就可以按一維問(wèn)題解決,你批準(zhǔn)這種觀點(diǎn)嗎？某材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為,式中為常數(shù),若用這種材料制成平板,試求其單位面積的熱阻表達(dá)式。對(duì)于如圖所示的兩種水平夾層，試分析冷、熱表面間熱量互換的方式有何不同?假如要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定夾層中流體的導(dǎo)熱系數(shù),應(yīng)采用哪一種布置?熱面冷面(a)夾層冷面在下(b)夾層熱面在下在測(cè)量金屬導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，為什么通常把試件制作成細(xì)而長(zhǎng)的棒？高溫下氣體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定有何困難？在實(shí)際中能否用常溫下的數(shù)據(jù)來(lái)替代？肋化系數(shù)，肋效率和肋壁效率是如何定義的？在選用和設(shè)計(jì)肋片時(shí)它們有何用途?有兩根材料不同,厚度均為2的等截面直肋A和B,處在相同的換熱環(huán)境中,肋基溫度均為,肋端絕熱，它們的表面均被溫度為、對(duì)流換熱系數(shù)h為常數(shù)的流體所冷卻，且?，F(xiàn)測(cè)得材料A和B內(nèi)的溫度分布如圖所示,試分析材料A和B導(dǎo)熱系數(shù)的大小。TＴT0Ｔ0ＢATｆＴfxx為測(cè)量管道內(nèi)流體的溫度，可采用溫度計(jì)套管。實(shí)用中經(jīng)常布置成如圖所示的斜插形式，試從傳熱學(xué)的角度解釋其合理性。覆蓋熱絕緣層是否在任何情況下都能減少熱損失?保溫層是否越厚越好?對(duì)室內(nèi)冷凍管道和熱力管道的保溫層設(shè)計(jì)有何不同?在管道內(nèi)部貼上一層保溫材料,是否存在某一臨界絕熱直徑？為什么？非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正規(guī)狀況階段或充足發(fā)展階段在物理過(guò)程及數(shù)學(xué)解決上有什么特點(diǎn)？有人認(rèn)為,當(dāng)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間很長(zhǎng)時(shí),采用諾模圖計(jì)算所得到的結(jié)果是錯(cuò)誤的。理由是：這個(gè)圖表白,物體中各點(diǎn)的過(guò)余溫度與中心截面過(guò)余溫度的比值僅與幾何位置和畢渥數(shù)有關(guān)，而與時(shí)間無(wú)關(guān)。但當(dāng)時(shí)間趨于無(wú)限大時(shí)，物體中各點(diǎn)的溫度應(yīng)趨于流體溫度,所以兩者是有矛盾的。你如何看待這一問(wèn)題？有人這樣分析:在一維無(wú)限大平板中心溫度的諾模圖中，當(dāng)越小時(shí)，越小，此時(shí)其他參數(shù)不變時(shí)，越小,即表白越小,平板中心溫度就越接近于流體溫度。這說(shuō)明物體被流體加熱時(shí),其越小(一定）反而溫升越快，與事實(shí)不符。請(qǐng)指出上述分析錯(cuò)誤在什么地方?試分析當(dāng)Fo<0.2時(shí)，能否用諾模圖求解有關(guān)的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題？五、計(jì)算題某爐墻由耐火磚和紅磚組成,厚度分別為200ｍm和８0mm，導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.8W(ｍ·Ｋ)和０.5W/(m·Ｋ)，內(nèi)層為耐火磚,爐墻內(nèi)外側(cè)壁面溫度分別為600℃和50℃,試計(jì)算:該爐墻單位面積的熱損失；耐火磚與紅磚之間的溫差。假設(shè)紅磚與耐火磚接觸緊密。若以導(dǎo)熱系數(shù)為0.1lW／（m·K）的保溫板代替紅磚，其他條件不變,若要爐墻單位面積熱損失不高于８00W/m2，保溫板的厚度最少要多厚?（提醒:這是一個(gè)一維穩(wěn)態(tài)通過(guò)雙層平壁的導(dǎo)熱問(wèn)題。答案:ｑ＝13４1．5W／ｍ２；twm=2６4．6℃，δ>0．0４8m。)外徑為250ｍｍ的鋼管,若在其外表面包以６.5ｍｍ石棉(λ1=0．166W/(m·K）),再在其外包以2５mm的玻璃纖維(λ２＝0．043W/(m·K)),玻璃纖維外表面溫度為３8℃,鋼管溫度為3１5℃，求單位長(zhǎng)度鋼管的熱損失和兩保溫層界面的溫度。(提醒:這是一個(gè)一維通過(guò)雙層圓筒壁的導(dǎo)熱問(wèn)題。答案：ｑl=3９9．８W／m,ｔwm=２95.6℃。由于鋼管的管徑比較大，保溫層厚度相對(duì)較薄，可忽略管徑曲率的影響,若用平壁公式計(jì)算,則答案為ｑｌ=39４．８W/m,twm=297．5℃,熱流密度的誤差為-１.25％,壁溫的誤差為+0．0０６4％,由此可見(jiàn),用平壁公式計(jì)算圓筒壁的導(dǎo)熱問(wèn)題,規(guī)定管徑足夠大或d外/d內(nèi)＜2。當(dāng)然，在一般的工程計(jì)算中,該誤差是可以接受的。有一厚為25mm的平面紅磚墻,導(dǎo)熱系數(shù)為0.５Ｗ／(ｍ.K）,在其外表面上覆蓋了一層導(dǎo)熱系數(shù)為0.2W／(m·K)、厚為3ｍm的抹面材料,為使墻面的散熱損失小于20０W/m２，在磚墻內(nèi)側(cè)再加一層導(dǎo)熱系數(shù)為0．lＷ/(m·K）的保溫材料，墻體與環(huán)境接觸的兩個(gè)表面溫度分別為２5℃和-１0℃.問(wèn):內(nèi)層所加保溫材料應(yīng)為多厚才干達(dá)成規(guī)定?若將外表面的抹面材料厚度從3mm增長(zhǎng)到5mｍ，其他條件不變，則單位面積散熱量為多少?若墻體總面積為1500m２,通過(guò)墻面將損失多少熱量?(提醒:這是一個(gè)一維穩(wěn)態(tài)通過(guò)三層平壁的導(dǎo)熱問(wèn)題。答案：δ＞０．011m,q=189.2W/ｍ２；φ＝28３．8kＷ。）某熱力管道的外徑(直徑)為１00mm,壁溫為35０℃，在管道外包有一層50mm厚、導(dǎo)熱系數(shù)為０.0５W／(m·K)的微孔硅酸鈣制品作為保溫材料,現(xiàn)測(cè)得保溫材料的外表面溫度為70℃,問(wèn)10０0m長(zhǎng)的管道每小時(shí)的熱損失是多少?若折合成標(biāo)煤(發(fā)熱量７0０0kｃal/kg），每年將損失多少標(biāo)煤?（提醒：這是一個(gè)一維穩(wěn)態(tài)通過(guò)單層圓筒壁的導(dǎo)熱問(wèn)題。答案:φ＝4．5７×105kＪ/ｈ,熱損失折合標(biāo)煤136．6噸/年。)外徑（直徑)為100mｍ、壁溫為3５0℃的某熱力管道,為了減少其散熱損失，需要重新進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)規(guī)定保溫層外表面溫度不超過(guò)５0℃,散熱量按標(biāo)煤(發(fā)熱量7００0kcal／kg）計(jì)算,每公里長(zhǎng)管道熱損失不超過(guò)每年１00噸標(biāo)煤的發(fā)熱量,保溫材料采用導(dǎo)熱系數(shù)為0．04８Ｗ／（ｍ·K)的微孔硅酸鈣制品,問(wèn)需要保溫層的厚度是多少?(提醒:這是一個(gè)一維穩(wěn)態(tài)通過(guò)單層圓筒壁的導(dǎo)熱問(wèn)題。答案:保溫層厚度至少82.4mm。對(duì)于某一大平壁，有三種保溫方案可以選擇：①采用三層材料保溫：50mm厚的膨脹珍珠巖,導(dǎo)熱系數(shù)為0．０8W／（m·Ｋ)，２０ｍm厚的粉煤灰磚,導(dǎo)熱系數(shù)０.２2W/(m.K),5mm厚的水泥,導(dǎo)熱系數(shù)為0.8W／（m·K);②采用兩層材料保溫：60mm厚的礦渣棉,導(dǎo)熱系數(shù)為0．０６W/(m·K）,1５mm厚的混凝土板，導(dǎo)熱系數(shù)為0.79W/(ｍ.K)；③三層材料保溫:25mｍ的輕質(zhì)耐火磚,導(dǎo)熱系數(shù)為０.3W／(m.K),３0mm厚的玻璃棉氈,導(dǎo)熱系數(shù)0.０4Ｗ/(m．K),2０mｍ厚的紅磚,導(dǎo)熱系數(shù)為0.49W/(ｍ.K）。問(wèn)單純從減少熱損失的角度分析,采用哪種方案最佳？(提醒:這是一個(gè)計(jì)算多層平壁導(dǎo)熱熱阻的問(wèn)題,導(dǎo)熱熱阻越大,其熱損失越小。答案:這三種方案中，采用第二種方案的散熱損失最少。）一外徑為2５ｍm的碳鋼管外裝有高為12.5mm、厚１mｍ的等厚度環(huán)肋(碳鋼制，導(dǎo)熱系數(shù)取4５W／(m·K))，肋片間距為5ｍm，肋片與管外流體的對(duì)流傳熱系數(shù)為５5W/(m2.K),問(wèn):環(huán)肋的肋效率為多少?若管長(zhǎng)為1ｍ,相稱于整根管子肋側(cè)傳熱面積，其總面積肋效率又為多少?加肋前后傳熱面積增大了幾倍?(提醒:這是一個(gè)計(jì)算等厚度環(huán)肋的肋效率的問(wèn)題,可通過(guò)查肋效率圖得到肋片效率,再計(jì)算相對(duì)于總換熱面積的總面積肋效率（等于肋片換熱面積乘肋片效率加上肋基光壁面積，除以管子的總換熱面積)。答案:(1)ηf＝7６%，(2)η0=78.2％;（3）加肋前后換熱面積增大了8.7倍。)已知外徑為2５ｍm的碳鋼管外裝有高為１2.5mｍ、厚1mｍ、肋效率為76％的等厚度環(huán)肋，肋片間距為5mｍ，肋片與管外流體的對(duì)流傳熱系數(shù)為55W/(m2.℃),管壁溫度為150℃,管外流體溫度為30０℃，問(wèn):每米長(zhǎng)管子的傳熱量為多少？與光管相比傳熱量增大了幾倍？(提醒：這是一個(gè)計(jì)算等厚度環(huán)肋肋管總換熱量的問(wèn)題,可以將肋片換熱量與肋基光壁的換熱量分別計(jì)算相加得到總換熱量，也可通過(guò)計(jì)算總面積肋效率后得到總換熱量，這兩種方法的結(jié)果是同樣的,后者常用于計(jì)算通過(guò)肋壁的傳熱中。答案：（1)４．40５kW／m;(２)換熱量與末加肋前相比增大了6．8倍。)外直徑為５0mm的蒸汽管道外表面溫度為4０0℃，其外包裹有厚度為40mm，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1１W/(mＫ)的礦渣棉,礦渣棉外又包有厚為45mm的煤灰泡沫磚，其導(dǎo)熱系數(shù)與磚層平均溫度的關(guān)系為:。煤灰泡沫磚外表面溫度為５0℃，已知煤灰泡沫磚最高耐溫為300℃，試檢查煤灰泡沫磚的溫度有無(wú)超過(guò)最高溫度？并求單位管長(zhǎng)的熱損失。輸電的導(dǎo)線可以看作為有內(nèi)熱源的無(wú)限長(zhǎng)圓柱體。假設(shè)圓柱體壁面有均勻恒定的溫度，內(nèi)熱源和導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)，圓柱體半徑為。試求在穩(wěn)態(tài)條件下圓柱體內(nèi)的溫度分布。一根圓截面的不銹鋼肋片,導(dǎo)熱系數(shù)＝20W/(mK),直徑為20mm，長(zhǎng)度為100mｍ，肋基溫度為300℃,周邊流體溫度為50℃，對(duì)流換熱系數(shù)為,肋尖端面是絕熱的。試求：①肋片的傳熱量,②肋端溫度,③不用肋片時(shí)肋基壁面的傳熱量,④用導(dǎo)熱系數(shù)為無(wú)限大的假想肋片代替不銹鋼肋片時(shí)的傳熱量。噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)最后幾個(gè)透平級(jí)中之一的一個(gè)靜止葉片，葉片高75mm，橫截面積Ａ為１6０mｍ2，周長(zhǎng)P為50ｍm。除葉片的底表面，即葉片和透平連接的葉片根部外，葉片整個(gè)表面上流過(guò)5４0℃的氣體。氣體和葉片表面之間的平均對(duì)流換熱系數(shù)約為４60W/m2K,葉片材料的導(dǎo)熱系數(shù)為17０W/mK。假設(shè)允許作準(zhǔn)一維分析,要使葉片端部溫度不超過(guò)4８0℃,試計(jì)算葉片根部必須保持的溫度。外徑40mm的管道,壁溫為12０℃，外裝縱肋１2片，肋厚0.8mｍ，高20mm，肋的導(dǎo)熱系數(shù)為95W／mK,周邊介質(zhì)溫度為20℃，對(duì)流換熱系數(shù)為20W／m2Ｋ,求每米管長(zhǎng)散熱量。如圖所示是平板式太陽(yáng)能熱水器的一種簡(jiǎn)樸的吸熱板結(jié)構(gòu)，吸熱板面向太陽(yáng)的一面涂有一層對(duì)太陽(yáng)輻射吸取率很高的材料，吸熱板的背面設(shè)立了一組平行的管子，其內(nèi)通以冷卻水以吸取太陽(yáng)輻射，管子之間則充滿絕熱材料。吸熱板的正面在接受太陽(yáng)輻射的同時(shí)受到環(huán)境的冷卻。設(shè)凈吸取的太陽(yáng)輻射為，表面對(duì)流換熱系數(shù)為h,空氣溫度為,管子與吸熱板結(jié)合處的溫度為，試寫出擬定吸熱板中溫度分布的數(shù)學(xué)描寫并求解之。分析:(1)簡(jiǎn)化,兩根管子的溫度一致，取s/2吸熱平板作為研究對(duì)象T0T0s/2s/2(２）吸熱板背面絕熱，相稱于對(duì)稱面2T02T0吸熱板示意圖吸熱板示意圖(3)建立數(shù)學(xué)模型沖擊管在模擬渦輪葉片前緣沖擊冷卻實(shí)驗(yàn)中，用溫度為20℃的冷空氣沖擊30０℃的鋁制模型試件。試件幾何尺寸如圖所示：沖擊表面積為，體積為，冷吹風(fēng)1分鐘后，試件溫度為60℃，試問(wèn)對(duì)流換熱系數(shù)為多少已知鋁的導(dǎo)熱系數(shù)=200W／(mK);比熱容=0．9KJ／(KgＫ）;密度=２7０0Kｇ/m3。沖擊管有一電烙鐵通電之后,加在電阻絲上的功率為，一方面使烙鐵頭的內(nèi)能增長(zhǎng),另一方面通過(guò)烙鐵頭表面向外對(duì)流換熱。假如烙鐵頭可當(dāng)作是一個(gè)集總熱容體,其物性參數(shù)為已知,環(huán)境溫度及對(duì)流換熱系數(shù)為常數(shù)，試分析烙鐵頭的溫度隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。直徑１2cm的鐵球（=5２W/（mK)；）在對(duì)流換熱系數(shù)的油池內(nèi)冷卻4２分鐘，若對(duì)直徑為30ｃm的不銹鋼球(=１4W/(mK)；）實(shí)現(xiàn)相似冷卻過(guò)程需多少時(shí)間?對(duì)流換熱系數(shù)為多少一臺(tái)輸出功率為750W用于水中工作的電阻加熱器,總的暴露面積為0.1m2，在水中的表面對(duì)流換熱系數(shù)為，水溫為３７℃。試擬定(1)在設(shè)計(jì)工況下加熱器的表面溫度；(2）假如放置在３7℃的空氣中，表面對(duì)流換熱系數(shù)變?yōu)?，此時(shí)的穩(wěn)態(tài)表面溫度如何變化。解：取整個(gè)加熱器作為控制體，由于處在穩(wěn)定狀態(tài),故控制體內(nèi)儲(chǔ)存能量的變化為零。(1)℃(2)℃討論本例題得到的是一個(gè)代數(shù)方程式。運(yùn)用控制體的概念來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模在以后的學(xué)習(xí)中可以進(jìn)一步領(lǐng)略。一根外徑為0.3ｍ,壁厚為3ｍｍ，長(zhǎng)為10m的圓管，入口溫度為８0℃的水以０．1m／ｓ的平均速度在管內(nèi)流動(dòng),管道外部橫向流過(guò)溫度為２０℃的空氣，實(shí)驗(yàn)測(cè)得管道外壁面的平均溫度為75℃,水的出口溫度為78℃。已知水的定壓比熱為4187J/（kｇK),密度為９80kg/m3,試擬定空氣與管道之間的對(duì)流換熱系數(shù)。解:根據(jù)熱量傳遞過(guò)程中能量守恒的定理，管內(nèi)水的散熱量必然等于管道外壁與空氣之間的對(duì)流換熱量管內(nèi)水的散熱量為式中為管道流通截面積,(２)管道外壁與空氣之間的對(duì)流換熱量為(3）管內(nèi)水的散熱量等于管道外壁與空氣之間的對(duì)流換熱量10cm厚的平板兩側(cè)面分別保持為100℃和0℃,導(dǎo)熱系數(shù)按照關(guān)系隨溫度變化。在T＝０℃時(shí)，=50W／（mK)，T=100℃時(shí),=100Ｗ/(mK)，求熱流密度和溫度分布。解：由題意知,＝0℃時(shí),=50W/(ｍK);＝100℃時(shí)，=50W／(mK）可以解出,50W／（mK),0.01/℃由導(dǎo)熱微分方程積分兩次,，即T引用邊界條件可擬定,=-750０0，=150最終解得，,只有取“+”才符合題意。0討論上述溫度分布結(jié)果定性示于圖?？梢?jiàn)當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)不為常數(shù)時(shí),平壁內(nèi)的溫度不再呈線性分布。讀者可思考一下,假如0時(shí),物體內(nèi)溫度分布將呈如何的定性分布趨勢(shì)。A,B兩種材料組成的復(fù)合平壁,材料Ａ產(chǎn)生熱量，=75Ｗ/（mＫ),;材料B不發(fā)熱，＝150W/(ｍＫ),。材料A的外表面絕熱,材料Ｂ的外表面用溫度為３０℃的水冷卻,對(duì)流換熱系數(shù)。試求穩(wěn)態(tài)下A、B復(fù)合壁內(nèi)的溫度分布,絕熱面的溫度，冷卻面溫度,A、B材料的界面溫度。解：在穩(wěn)態(tài)工況下,A材料所發(fā)生的熱量必須所有散失到流過(guò)B材料表面的冷卻水中,并且從A、B材料的界面到冷卻水所傳遞的熱流量均相同,故可定性地畫出復(fù)合壁內(nèi)的溫度分布及從界面到冷卻水的熱阻圖。圖中為導(dǎo)熱熱阻，為表面對(duì)流換熱熱阻。根據(jù)熱平衡，材料A產(chǎn)生的熱量為,則Ａ傳入B的熱流密度A由牛頓冷卻定律,可擬定冷卻面的溫度B℃對(duì)B材料由傅里葉定律，可擬定A、B材料的界面溫度0℃復(fù)合平壁示意圖對(duì)材料Ａ,絕熱面正好相稱于對(duì)稱發(fā)熱平板的正中面。此處溫度值最高，℃討論：熱阻分析是從A、B材料界面開(kāi)始的，而不是從A材料外壁面開(kāi)始。這是由于Ａ材料有內(nèi)熱源，不同處截面的熱流量不相等，因而不能應(yīng)用熱阻的概念來(lái)作定量分析。有一外直徑為６0ｍｍ、壁厚為３mm的蒸汽管道,管壁導(dǎo)熱系數(shù)=５4Ｗ/(mK）;管道外壁上包有厚5０mｍ的石棉繩保溫層,導(dǎo)熱系數(shù)=0.15Ｗ/(mK);管內(nèi)蒸汽溫度=１50℃，對(duì)流換熱系數(shù)；管外空氣溫度=20℃，對(duì)流換熱系數(shù)。試求:①通過(guò)單位管長(zhǎng)的壁的導(dǎo)熱熱流量；②金屬管道內(nèi)、外側(cè)表面的溫度和;③若忽略不計(jì)金屬管壁導(dǎo)熱熱阻，將發(fā)生多大變化解：蒸汽管道的長(zhǎng)度比其外徑尺寸大得多,可視作無(wú)限長(zhǎng)圓筒壁。而、、和①通過(guò)單位長(zhǎng)度管壁的導(dǎo)熱熱流量等于此傳熱過(guò)程的傳熱熱流量傳熱過(guò)程的熱阻組成為：內(nèi)表面對(duì)流換熱熱阻金屬管壁導(dǎo)熱熱阻保溫材料導(dǎo)熱熱阻外表面對(duì)流換熱熱阻[Ｗ/ｍ]②金屬管道內(nèi)、外側(cè)表面的溫度和由傳熱過(guò)程環(huán)節(jié)分析可得[℃][℃]③假如不計(jì)金屬管壁的導(dǎo)熱熱阻，則［Ｗ/ｍ]與不忽略金屬管壁熱阻時(shí)比較熱流量變化甚微,局限性０.07.討論在傳熱過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)中，影響熱量傳遞的因素重要體現(xiàn)在熱阻大的環(huán)節(jié)上。在穩(wěn)定的傳熱條件下,傳熱環(huán)節(jié)的熱阻小意味著熱量傳遞所需的動(dòng)力小。特別是當(dāng)這一環(huán)節(jié)熱阻可忽略不計(jì)時(shí)，引起熱量傳遞的溫度差也將趨于零。耐溫塞子的直徑隨變化,(為常數(shù)),在的小頭處溫度為，在的大頭處溫度為,材料導(dǎo)熱系數(shù)為。假設(shè)側(cè)表面是抱負(fù)絕熱的,試求塞子內(nèi)的溫度分布，及通過(guò)塞子的熱流量。解：穩(wěn)定導(dǎo)熱時(shí),通過(guò)不同截面的熱流量是相同的，但熱流密度不相同。此題導(dǎo)熱截面積有限，且沿?zé)崃魇噶糠较蚴亲兓?，故不能使用面積為無(wú)限大的一維平壁導(dǎo)熱方程：進(jìn)行計(jì)算。運(yùn)用傅里葉定律：=0分離變量并積分,0得到由時(shí)，可以擬定熱流量為解得溫度分布為討論運(yùn)用傅里葉定律積分求解變截面一維導(dǎo)熱問(wèn)題?！纠}６】在用穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定非金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)的儀器中，試材做成圓形平板，放在冷、熱兩表面之間。已知主電爐的直徑ｄ=１20ｍｍ，儀器冷、熱兩表面溫度分別由熱電偶測(cè)得為T1=180℃,T２=30℃，主電爐產(chǎn)生的熱流量為60W。由于安裝不好,試件和冷、熱表面間均存在=０．１ｍm的空氣縫隙。試擬定空氣縫隙給測(cè)定導(dǎo)熱系數(shù)帶來(lái)的誤差(假設(shè)通過(guò)空氣縫隙的輻射換熱可以忽略不計(jì)）。=4\＊GB3④=3＼＊GB3③=1\*GB3①=2\*GB３②＝5\＊ＧB3⑤=7\＊GＢ３⑦=6＼＊GＢ3⑥T2T3T1(１)主電爐（4)底面輔助電爐T2T3T1T5T4（２）試材(５)側(cè)面輔助電爐T5T4（３）冷卻器(6）（7）保溫層圖２-10穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定導(dǎo)熱系數(shù)裝置示意圖討論:為了保證主電爐產(chǎn)生的熱量垂直穿過(guò)平板試件，分別調(diào)整側(cè)輔助電爐和底輔助電爐的功率以保證T3=T1,Ｔ4＝T5。為了使熱面和冷面上所測(cè)溫度T１和T2盡也許精確地反映試材熱面和冷面的溫度，必須盡量設(shè)法減小熱、冷面與試材表面的接觸熱阻。所測(cè)試件在放入之前必須通過(guò)仔細(xì)地烘干,特別對(duì)于保溫材料。用熱電偶測(cè)量管道內(nèi)的氣流溫度。已知熱接點(diǎn)溫度＝6５０℃,熱電偶套管根部溫度=5００℃，套管長(zhǎng)度=100mm，壁厚=1mｍ,外直徑＝10ｍm,導(dǎo)熱系數(shù)＝２5W/(mK）,氣流與套管之間的對(duì)流換熱系數(shù)。試求：①熱電偶溫度與氣流真實(shí)溫度之間的誤差；②分析在下列條件改變下測(cè)量誤差的大小。（a、改變套管長(zhǎng)度=150mｍ;ｂ、改變套管壁厚=0.5ｍm；c、更換套管材料=16W/(mK);d、若氣流與套管之間的對(duì)流換熱系數(shù)；ｅ、若在安裝套管的壁面處包以熱絕緣層,以減小熱量的導(dǎo)出,此時(shí)套管根部溫度=６00℃。解在進(jìn)行分析時(shí)，注意以下幾點(diǎn)工程分析中的近似解決,以及肋片的概念。由于熱電偶的節(jié)點(diǎn)與套管頂部直接接觸，可以認(rèn)為熱電偶測(cè)得的溫度就是套管頂端的壁面溫度；(２）熱電偶套管可以當(dāng)作是截面積為的等截面直肋。(3)肋片的周長(zhǎng)取與流體接觸部分的長(zhǎng)度；(4)所謂測(cè)溫誤差,就是套管頂端的過(guò)余溫度。T熱電偶溫度與氣流真實(shí)溫度之間的誤差TT0當(dāng)把熱電偶接點(diǎn)處視為絕熱時(shí),由T0lTflTfTj或Tj熱電偶測(cè)溫示意圖得℃熱電偶測(cè)溫示意圖故熱電偶的測(cè)溫誤差為４℃。②分析在下列條件改變下測(cè)量誤差的大小改變套管長(zhǎng)度=150mm，℃改變套管壁厚=0.５mm，℃c.更換套管材料=16Ｗ／(mK),℃d.若氣流與套管之間的對(duì)流換熱系數(shù),℃e.若套管根部溫度=６00℃，℃討論:從以上分析發(fā)現(xiàn),要減小測(cè)溫誤差,可以采用以下措施:①盡量增長(zhǎng)套管高度和減小壁厚;②選用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料作套管;③強(qiáng)化套管與流體間的對(duì)流換熱系數(shù)；④在安裝套管的壁面處包以熱絕緣層,增長(zhǎng)套管根部的溫度。如何減小測(cè)溫誤差，也可以從測(cè)溫計(jì)套管的一維導(dǎo)熱物理過(guò)程進(jìn)行分析：管內(nèi)高溫流體通過(guò)一個(gè)對(duì)流換熱熱阻將熱量傳給套管頂部；然后通過(guò)套管（肋片）傳至根部;再通過(guò)一個(gè)對(duì)流換熱熱阻將熱量傳給外界流體。顯然,要減小測(cè)溫誤差,應(yīng)使接近于,即應(yīng)盡量減小Ｒ1而增大R2及Ｒ3。TTTfT0R3R2R1TjT0R3R2R1Tj圍在外徑為８０ｍm銅管上的一鋁質(zhì)環(huán)肋，厚５mm,肋外緣直徑為1６0mm，導(dǎo)熱系數(shù)為2０0W/(ｍK），周邊流體溫度為70℃,對(duì)流換熱系數(shù)為。求肋片的傳熱量。解本題可運(yùn)用肋片效率進(jìn)行計(jì)算。先計(jì)算有關(guān)參數(shù)考慮肋端傳熱作用的肋片修正長(zhǎng)度,縱剖面積,查圖得,故傳熱量為：以等截面直肋為例,試用熱阻的概念簡(jiǎn)要說(shuō)明采用肋化表面是否都可以得到強(qiáng)化傳熱的效果?假如答案是否認(rèn)的，則對(duì)敷設(shè)矩形剖面的直肋推導(dǎo)一個(gè)定量的判據(jù)?解：假設(shè)不管是否敷設(shè)肋片，肋片基部表面溫度為，基部表面和流體之間的對(duì)流換熱系數(shù)與肋片和流體之間的對(duì)流換熱系數(shù)值相同。不敷肋片而高為的基部表面,這部分和流體之間的換熱量為如有肋片敷在基部表面上，則熱量從處在的表面導(dǎo)入肋片，并克服肋片的導(dǎo)熱內(nèi)熱阻,在到達(dá)肋片和流體的界面后,再通過(guò)表面對(duì)流換熱熱阻散入流體。LTLTWTfTWTWTwmTTwmTfTW流體T流體Tf,h敷設(shè)肋片令肋片導(dǎo)熱的平均內(nèi)熱阻為,為肋片表面的平均溫度。在有或沒(méi)有肋片時(shí)的等效熱阻分別為在有或沒(méi)有肋片時(shí)的散熱量分別取決于所表達(dá)的等效熱阻的相對(duì)大小。雖然有肋時(shí)的對(duì)流換熱熱阻遠(yuǎn)小于無(wú)肋時(shí)的對(duì)流換熱熱阻，但是假如肋片的平均導(dǎo)熱內(nèi)熱阻足夠大而也許使，這樣導(dǎo)致肋片產(chǎn)生絕熱效應(yīng)而不是增大散熱量的有利作用。例如，敷設(shè)由石棉構(gòu)成的相稱厚的肋片就有這樣的作用，因石棉的導(dǎo)熱系數(shù)很小而使足夠大。有肋片時(shí)的散熱量為式中，,為未加肋片的基部表面散熱量。由得到當(dāng)時(shí)，敷設(shè)肋片將起到增長(zhǎng)傳熱的有利作用。解不等式，得到討論：在有肋片的設(shè)計(jì)中,當(dāng)所有因素都加以考慮時(shí)，一般只有在下列條件下肋片的應(yīng)用才是合理的?！纠}1０】一無(wú)限大平板,熱擴(kuò)散系數(shù),厚度為2５ｍm,具有均勻初始溫度150℃。若忽然把表面溫度降到30℃，試計(jì)算１分鐘后平板中間的溫度(假設(shè)物體表面對(duì)流換熱熱阻與物體內(nèi)的導(dǎo)熱熱阻相比可以忽略，即１)。解:本問(wèn)題的完整數(shù)學(xué)描寫如下:T引入過(guò)余溫度,上式變?yōu)?初始條件和邊界條件：1的情形時(shí),在0內(nèi)0時(shí),在處0時(shí),在處運(yùn)用分離變量法,可得到最終的級(jí)數(shù)解為對(duì)于本例題，將以下數(shù)據(jù),，℃，℃，代入上式,若只取前面非零的四項(xiàng)()計(jì)算，得由此求得在1分鐘后，平板中間溫度為℃討論:一般以０.２為界,判斷非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程進(jìn)入正規(guī)狀況階段。此時(shí)無(wú)窮級(jí)數(shù)的解可以用第一項(xiàng)來(lái)近似地代替,所得的物體中心溫度與采用完整級(jí)數(shù)計(jì)算得到的值的差別基本能控制在1以內(nèi)。本例題中=0.69，可以看出，級(jí)數(shù)的第一項(xiàng)較后幾項(xiàng)高出多個(gè)數(shù)量級(jí)。兩一塊厚度均為３0ｍm的無(wú)限大平板,初始溫度為２0℃，分別用銅和鋼制成。平板兩側(cè)表面的溫度忽然上升到60℃，試計(jì)算使兩板中心溫度均上升到5６℃時(shí)兩板所需的時(shí)間比。銅和鋼的熱擴(kuò)散系數(shù)分別為和。解:一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)限大平板的溫度分布有如如下函數(shù)形式兩塊不同材料的無(wú)限大平板，均處在第一類邊界條件(）。由題意，兩種材料達(dá)成同樣工況時(shí)，數(shù)和ｘ/相同,要使溫度分布相同,則只需Fo數(shù)相等。測(cè)量氣流溫度的熱電偶，其結(jié)點(diǎn)可視為球體，結(jié)點(diǎn)與氣流之間的對(duì)流換熱系數(shù),結(jié)點(diǎn)的熱物性：＝2０Ｗ／(mＫ）；比熱容=４00J/（ｋgK)；密度＝85０0kg/m3，試求：１.時(shí)間常數(shù)為１秒的熱電偶結(jié)點(diǎn)直徑為多大把熱電偶從2５℃的環(huán)境放入20０℃的氣流中要多長(zhǎng)時(shí)間才干到達(dá)199℃解:一方面計(jì)算結(jié)點(diǎn)直徑，并檢查數(shù)值。對(duì)球形結(jié)點(diǎn),由得驗(yàn)證表白把熱電偶結(jié)點(diǎn)當(dāng)成集總熱容體在這里是合適的。達(dá)成199℃時(shí)所需的時(shí)間，可由下式計(jì)算討論：由此式可見(jiàn),熱電偶結(jié)點(diǎn)直徑和熱容量越小,被測(cè)氣流的對(duì)流換熱系數(shù)越大，則溫度響應(yīng)越快。對(duì)流傳熱一、名詞解釋速度邊界層：在流場(chǎng)中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。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。定性溫度:擬定換熱過(guò)程中流體物性的溫度。特性尺度:對(duì)于對(duì)流傳熱起決定作用的幾何尺寸。相似準(zhǔn)則(如Nｕ,Re,Pr,Gｒ,Ｒa)：由幾個(gè)變量組成的無(wú)量綱的組合量。逼迫對(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)。大空間自然對(duì)流傳熱：傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周邊物體的干擾時(shí)的自然對(duì)流傳熱。珠狀凝結(jié)：當(dāng)凝結(jié)液不能潤(rùn)濕壁面(θ>90?）時(shí)，凝結(jié)液在壁面上形成許多液滴，而不形成連續(xù)的液膜。膜狀凝結(jié):當(dāng)液體能潤(rùn)濕壁面時(shí)，凝結(jié)液和壁面的潤(rùn)濕角(液體與壁面交界處的切面經(jīng)液體到壁面的交角)θ<90?,凝結(jié)液在壁面上形成一層完整的液膜。核態(tài)沸騰:在加熱面上產(chǎn)生汽泡，換熱溫差小，且產(chǎn)生汽泡的速度小于汽泡脫離加熱表面的速度,汽泡的劇烈擾動(dòng)使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和熱流密度都急劇增長(zhǎng)。膜態(tài)沸騰：在加熱表面上形成穩(wěn)定的汽膜層,相變過(guò)程不是發(fā)生在壁面上,而是汽液界面上，但由于蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于液體的導(dǎo)熱系數(shù),因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降。二、填空題影響自然對(duì)流傳熱系數(shù)的重要因素有:、、、、、。(流動(dòng)起因,流動(dòng)速度，流體有無(wú)相變，壁面的幾何形狀、大小和位置,流體的熱物理性質(zhì)）速度邊界層是指。（在流場(chǎng)中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。)溫度邊界層是指。（在流體溫度場(chǎng)中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。)流體剛剛流入恒壁溫的管道作層流傳熱時(shí),其局部對(duì)流傳熱系數(shù)沿管長(zhǎng)逐漸，這是由于。（減小，邊界層厚度沿管長(zhǎng)逐漸增厚)溫度邊界層越對(duì)流傳熱系數(shù)越小，強(qiáng)化傳熱應(yīng)使溫度邊界層越。(厚，簿）流體流過(guò)彎曲的管道或螺旋管時(shí)，對(duì)流傳熱系數(shù)會(huì),這是由于。(增大,離心力的作用產(chǎn)生了二次環(huán)流增強(qiáng)了擾動(dòng)）流體橫掠管束時(shí),一般情況下，布置的平均對(duì)流傳熱系數(shù)要比布置時(shí)高。(叉排,順排)管外流動(dòng)傳熱，有縱向沖刷和橫向沖刷之分,在其他條件相同時(shí)，以向沖刷方向傳熱更為強(qiáng)烈。(橫向）對(duì)流傳熱微分方程式的表達(dá)式為。其中,αx是，λ是,Δt是，是。(,局部換熱系數(shù)，流體導(dǎo)熱系數(shù),主流流體溫度與壁溫之差,貼壁處流體的法向溫度變化率)純凈飽和蒸氣膜狀凝結(jié)的重要熱阻是。(液膜的導(dǎo)熱熱阻）大容器飽和沸騰曲線可分為、、、四個(gè)區(qū)域，其中具有溫差小、熱流大的傳熱特點(diǎn)。（自然對(duì)流、核態(tài)沸騰、過(guò)渡沸騰、膜態(tài)沸騰，核態(tài)沸騰）雷諾比擬采用模型，其結(jié)果在Pｒ=條件下與實(shí)驗(yàn)解相吻合.(單層，１）沸騰的臨界熱通量是指。(當(dāng)壁面過(guò)熱度大到某一限度時(shí)，汽泡來(lái)不及脫離加熱面而開(kāi)始連成不穩(wěn)定的汽膜,即由核態(tài)沸騰開(kāi)始向膜態(tài)沸騰過(guò)渡，出現(xiàn)臨界點(diǎn)的熱流密度）格拉曉夫準(zhǔn)則的物理意義;表達(dá)式Gｒ＝。（流體流動(dòng)時(shí)浮升力與粘滯力之比的無(wú)量綱量,）減小管內(nèi)湍流對(duì)流傳熱熱阻的方法有、、、。(增長(zhǎng)流速，采用短管。改變流體物性,增長(zhǎng)換熱面積,擾流，采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體用小管徑等）反映對(duì)流傳熱強(qiáng)度的準(zhǔn)則稱為準(zhǔn)則。(努塞爾)普朗特準(zhǔn)則Pr的數(shù)學(xué)表達(dá)式為，它表征了的相對(duì)大小。(ν／a，動(dòng)量傳遞與熱量傳遞）管內(nèi)充足發(fā)展湍流的傳熱系數(shù)與平均流速U的次方成比.，與內(nèi)徑D的次方成比。（0．８，正,0.2,反)大空間自然對(duì)流處在湍流狀態(tài)時(shí)有自模化特性，此時(shí)傳熱系數(shù)與無(wú)關(guān)。（尺寸)自然對(duì)流傳熱在條件下發(fā)生關(guān)于特性尺度L的自?；F(xiàn)象．。(湍流）在蒸汽的凝結(jié)過(guò)程中,凝結(jié)的傳熱系數(shù)大于凝結(jié)。(珠狀,膜狀)自然對(duì)流傳熱是指。(流體在浮升力作用下的對(duì)流傳熱）管槽內(nèi)對(duì)流傳熱的入口效應(yīng)是指。（流體入口段由于熱邊界層較薄而具有較高的對(duì)流傳熱系數(shù)）流體在大空間沿豎壁作自然對(duì)流傳熱時(shí),對(duì)于湍流工況，其對(duì)流傳熱系數(shù)正比于豎壁高度的次方。（0)大容器沸騰曲線分為、、、四個(gè)區(qū)段。(自然對(duì)流、核態(tài)沸騰、過(guò)渡沸騰、膜態(tài)沸騰）三、選擇題下列各參數(shù)中,屬于物性參數(shù)的是:傳熱系數(shù)K吸取率α普朗特?cái)?shù)Ｐr傳熱系數(shù)hc流體純自然對(duì)流傳熱的準(zhǔn)則方程可寫成(1)Nｕ=f（Re，Pr)(２）Nｕ=f(Gr,Ｐｒ）(3)Nu＝f(Ｒe,Gr，Pｒ)(4)Nu＝ｆ（Bｉ，Ｆo）流體掠過(guò)平板對(duì)流傳熱時(shí)，在下列邊界層各區(qū)中，溫度降重要發(fā)生在:（1)主流區(qū)（2)湍流邊界層（3)層流底層（4)緩沖區(qū)(５）湍流核心區(qū)空氣自然對(duì)流傳熱系數(shù)與逼迫對(duì)流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)相比:（1）要小的多(２）要大得多(3)十分接近(4)不可比較沸騰的臨界熱流量qc是：從過(guò)冷沸騰過(guò)渡到飽和沸騰的轉(zhuǎn)折點(diǎn)從自由流動(dòng)過(guò)渡到核態(tài)沸騰的轉(zhuǎn)折點(diǎn)從核態(tài)沸騰過(guò)渡到膜態(tài)沸騰的轉(zhuǎn)折點(diǎn)從不穩(wěn)定膜態(tài)沸騰過(guò)渡到穩(wěn)定膜態(tài)沸騰的轉(zhuǎn)折點(diǎn)流體在大空間沿豎壁自然對(duì)流傳熱時(shí),在湍流狀態(tài)下;對(duì)流傳熱系數(shù)正比于豎壁高度的（）（１）０次方(２)0.８次方(3)l/４次方(４)l/3次方液體沸騰時(shí),汽泡內(nèi)的壓力大于汽泡外液體的壓力,重要由于下列哪個(gè)因素導(dǎo)致的?(1）傳熱溫差(2）表面張力(3)浮升力(4)重力定型準(zhǔn)則是指：（1)包含定型尺寸的準(zhǔn)則（2）所有由已知量構(gòu)成的準(zhǔn)則(3)具有待求量的準(zhǔn)則（4）待定準(zhǔn)則工程中，較為常用的沸騰工況是指:(1)膜態(tài)沸騰(2)核態(tài)沸騰(3)自然對(duì)流沸騰(4)以上都不是下述哪種手段對(duì)提高對(duì)流傳熱系數(shù)無(wú)效?（１)提高流速(2)增大管徑(3)采用入口效應(yīng)（４)采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體已知某氣體的密度為１.26ｋg/m3,比熱為1.0２ｋＪ/(kg·K）,導(dǎo)熱系數(shù)為0．０２5W/（m·K),粘度為15.1×10－6m2/s，其Ｐr(普朗特)準(zhǔn)則數(shù)為多少？（)(1）0.７８(2)0.02(3)0．7（4)0.62Nu(努謝爾特)準(zhǔn)則反映：（)(1)慣性力和粘滯力的相對(duì)大小(2）對(duì)流傳熱強(qiáng)度(3)浮升力和粘滯力的相對(duì)大?。?)導(dǎo)熱能力大小描述浮升力與黏滯力的相對(duì)大小的準(zhǔn)則數(shù)稱為:(1）Re(2)Gｒ（3)Pr(4)Rａ當(dāng)管長(zhǎng)遠(yuǎn)大于管徑時(shí)，圓管橫向布置時(shí)的管外膜狀凝結(jié)傳熱系數(shù)與豎放時(shí)相比如何?橫放時(shí)大兩者差不多豎放時(shí)大無(wú)法比較無(wú)量綱組合稱為什么準(zhǔn)則？(1)雷諾Ｒe（2)普朗特Pr（3)努謝爾特Nｕ(4)格拉曉夫Gｒ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(３）l/d<50(4)l/d<１0４對(duì)流傳熱以作為基本計(jì)算式。（1)傅里葉定律(２）牛頓冷卻公式（3)普朗克定律(4)歐姆定律從傳熱角度看,下面幾種冷卻方式中，哪種方式的冷卻效果會(huì)最佳?（1)水冷(2)氫冷(3)氣冷(4)水沸騰冷卻相變傳熱的特性為。(1)工質(zhì)比體積變化較大(２)汽化潛熱（3)（1)+（２）(4)工質(zhì)比體積較大冷卻液潤(rùn)濕壁面的能力取決于。(1）液體的表面張力(２)液體與壁面間的附著力(3)(１)+(2）(4)（1)或(２）在飽和沸騰時(shí),隨著的增高,將會(huì)出現(xiàn)個(gè)換熱規(guī)律全然不同的區(qū)域。（１)壁面過(guò)熱度，4(2)壁面過(guò)熱度，６(3)熱流密度,４(4）熱流密度,62２．對(duì)流傳熱微分方程組共有幾類方程?(1)2(2)3(３)4(4)5凝結(jié)液能很好的潤(rùn)濕壁面，形成完整的膜向下流動(dòng)，稱為。(１）凝結(jié)(2)膜狀凝結(jié)(3）珠狀凝結(jié)(4)穩(wěn)態(tài)凝結(jié)2４.下列哪個(gè)不是影響對(duì)流傳熱的重要因素?(１)流動(dòng)起因;(2)tw；(3）ε;（4)換熱面的幾何形狀。25.對(duì)于Ｐr數(shù)，下列說(shuō)法哪個(gè)是錯(cuò)誤的?(1）它是動(dòng)力粘度與熱擴(kuò)散率的比值;(２）它是研究對(duì)流傳熱最常用的重要準(zhǔn)則;(3)對(duì)于層流流動(dòng)，當(dāng)Pr=1時(shí)，δ=δt;(4)它反映了流體中熱量擴(kuò)散和動(dòng)量擴(kuò)散的相對(duì)限度。２6．自由對(duì)流傳熱的流態(tài)重要取決于的數(shù)值。(1)Ｐr（２)Ｆｏ（3)Re（４)Gr2７.假如流體的流動(dòng)是由流體內(nèi)部溫差產(chǎn)生的密度差引起的，稱為。(1)逼迫對(duì)流（2)自由運(yùn)動(dòng)(3)湍流對(duì)流(４)層流對(duì)流２8．對(duì)流傳熱微分方程組涉及。Ⅰ、付立葉定律Ⅱ、對(duì)流傳熱微分方程Ⅲ、基爾霍夫定律Ⅳ、連續(xù)性方程Ⅴ、動(dòng)量微分方程Ⅵ、能量微分方程(１）ⅡⅢⅣⅤ（2）ⅠⅡⅢⅣ（3)ⅡⅣⅤⅥ（4)ⅢⅣⅤⅥ2９.Num其特性溫度為。(１)流體溫度(2)平均溫度（３)壁面溫度(4)不定30.當(dāng)流體外掠圓管時(shí),10<Re<其邊界層為，脫體發(fā)生在處。其局部換熱系數(shù)到達(dá)最值。(1)湍流,140,低(2）層流,140,高(3)湍流,8２,低(4)層流,82,低31．自然對(duì)流傳熱的準(zhǔn)則方程為。(１）（2).(３)(4）.３2．影響膜狀換熱系數(shù)的重要因素是。(1)蒸汽流速(2)不凝結(jié)氣體(3)表面粗糙度(4)(1）+(2)四、簡(jiǎn)答題影響逼迫對(duì)流傳熱的流體物性有哪些?它們分別對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)有什么影響?(提醒：影響逼迫對(duì)流換熱系數(shù)的因素及其影響情況可以通過(guò)度析逼迫對(duì)流傳熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,將各無(wú)量綱量展開(kāi)整理后加以表述。）試舉幾個(gè)強(qiáng)化管內(nèi)逼迫對(duì)流傳熱的方法(至少五個(gè))。（提醒:通過(guò)度析逼迫對(duì)流換熱系數(shù)的影響因素及增強(qiáng)擾動(dòng)、采用人口效應(yīng)和彎管效應(yīng)等措施來(lái)提出一些強(qiáng)化手段,如增大流速、采用機(jī)械攪拌等。)試比較逼迫對(duì)流橫掠管束傳熱中管束叉排與順排的優(yōu)缺陷。(提醒：逼迫對(duì)流橫掠管束換熱中，管束叉排與順排的優(yōu)缺陷重要可以從換熱強(qiáng)度和流動(dòng)阻力兩方面加以闡述：(1)管束叉排使流體在彎曲的通道中流動(dòng),流體擾動(dòng)劇烈，對(duì)流換熱系數(shù)較大，同時(shí)流動(dòng)阻力也較大；(2)順排管束中流體在較為平直的通道中流動(dòng),擾動(dòng)較弱,對(duì)流換熱系數(shù)小于叉排管束,其流阻也較?。唬?)順排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。）為什么橫向沖刷管束與流體在管外縱向沖刷相比，橫向沖刷的傳熱系數(shù)大？（提醒:從邊界層理論的角度加以闡述:縱向沖刷容易形成較厚的邊界層,其層流層較厚且不易破壞。有三個(gè)因素導(dǎo)致橫向沖刷比縱向沖刷的換熱系數(shù)大:①?gòu)澢谋砻嬉饛?fù)雜的流動(dòng)，邊界層較薄且不易穩(wěn)定；②管徑小，流體到第二個(gè)管子時(shí)易導(dǎo)致強(qiáng)烈擾動(dòng)；②流體直接沖擊換熱表面。)為什么電廠凝汽器中,水蒸氣與管壁之間的傳熱可以不考慮輻射傳熱?(提醒：可以從以下3個(gè)方面加以闡述：（1）在電廠凝汽器中，水蒸氣在管壁上凝結(jié),凝結(jié)