傳熱學(xué)期末考試試題

傳熱學(xué)（一）

第一部分選擇題

?單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出

的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后

的括號內(nèi)。

1.在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，決定物體內(nèi)溫度分布的是（）

A.導(dǎo)數(shù)溫系數(shù)目.導(dǎo)熱系數(shù)

C.傳熱系數(shù)D.密度

2.下列哪個準(zhǔn)則數(shù)反映了流體物性對對流換熱的影響?（）

A.雷諾數(shù)B.雷利

C.普朗特數(shù)g努謝爾特數(shù)

3.單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為（）

A.m2K町m?.K/W

C.W/m2I）.W/mK

4.絕大多數(shù)情況下強制對流時的對流換熱系數(shù)（）自然對流。

A.小于B.等于

口大于D.無法比較

5.對流換熱系數(shù)為100w/（m2.K）、溫度為20c的空氣流經(jīng)50℃的壁

面，其對流換熱的熱流密度為（）

A.lxlO4W/m2B.2xlO4W/m2

c.2xlO3W/m20.3xlO3W/m2

6.流體分別在較長的粗管和細(xì)管內(nèi)作強制紊流對流換熱，如果流速等條件相

同，則（）

A.粗管和細(xì)管的弓相同B.粗管內(nèi)的。，大

□細(xì)管內(nèi)的氣大D.無法比較

7.在相同的進(jìn)出口溫度條件下，逆流和順流的平均溫差的關(guān)系為（）

區(qū)逆流大于順流B.順流大于逆流

C.兩者相等D.無法比較

8.單位時間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能為該表面的（）

0.有效輻射B.輻射力

C.反射輻射D.黑度

9.（）是在相同溫度條件下輻射能力最強的物體。

A.灰體B.磨光玻璃

C.涂料區(qū).黑體

10.削弱輻射換熱的有效方法是加遮熱板，而遮熱板表面的黑度應(yīng)（）

A.大--點好國小一點好

C.大、小都一樣D.無法判斷

第二部分非選擇題

?填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

11.如果溫度場隨時間變化，則為非穩(wěn)態(tài)溫度場。

12.一般來說，紊流時的對流換熱強度要比層流時大。

13.導(dǎo)熱微分方程式的主要作用是確定導(dǎo)體內(nèi)的溫度場分布。

14.當(dāng)〃d<50時，要考慮入口段對整個管道平均對流換熱系數(shù)的影響。

15.一般來說，順排管束的平均對流換熱系數(shù)要比叉排時小o

16.膜狀凝結(jié)時對流換熱系數(shù)小于珠狀凝結(jié)。

17.普朗克定律揭示了黑體光譜輻射力按波長和溫度的分布規(guī)律。

18.角系數(shù)僅與幾何位置因素有關(guān)。

19.已知某大平壁的厚度為15mm,材料導(dǎo)熱系數(shù)為0.15w/（mK）,壁面

兩側(cè)的溫度差為150℃,則通過該平壁導(dǎo)熱的熱流密度為1500w\m2。

20.已知某流體流過固體壁面時被加熱，并且^-soow/^K）,

q=20kW/m2流體平均溫度為40℃,則壁面溫度為80℃o

?名詞解釋（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

21.導(dǎo)熱基本定律：在導(dǎo)熱過程中，單位時間內(nèi)通過給定截面的導(dǎo)熱量，正

比于垂直該截面方向上的溫度變化率和截面面枳，而熱量傳遞方向則與溫度升高

的方向相反。

22.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：發(fā)生在非穩(wěn)態(tài)溫度場內(nèi)的導(dǎo)熱過程

23.凝結(jié)換熱:蒸汽同低于其飽和溫度的冷壁面接觸時，蒸汽就會在壁面上

發(fā)生凝結(jié)過程成為流液體。

24.黑度：物體的輻射力與同溫度卜一黑體輻射力之比。

25.有效輻射：單位時間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能

?簡答題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26.簡述非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本特點。

答:（1）隨著導(dǎo)熱過程的進(jìn)行，導(dǎo)熱體內(nèi)溫度不斷變化，好象溫度會從物體

的一部分逐漸向另一部分轉(zhuǎn)播一樣，習(xí)慣上稱為導(dǎo)溫現(xiàn)象。這在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中是

不存在的。

（2）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中導(dǎo)熱體自身參與吸熱（或放熱），即導(dǎo)熱體有儲熱現(xiàn)

象，所以即使對通過平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱來說，在與熱流方向相垂直的不同截面上

的熱流量也是處處不等的，而在維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中通過各層的熱流量是相等的。

（3）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中的溫度梯度及兩側(cè)壁溫差遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。

27.什么是臨界熱絕緣直徑？平壁外和圓管外敷設(shè)保溫材料是否一定能起到

保溫的作用，為什么？

答：（1）對應(yīng)于總熱阻為極小值時的隔熱層外徑稱為臨界熱絕緣直徑。

（2）平型外敷設(shè)保溫材料一定能起到保溫的作用，因為增加了一項導(dǎo)熱熱阻,

從而增大了總熱阻，達(dá)到削弱傳熱的目的。

(3)圓筒壁外敷設(shè)保溫材料不?定能起到保溫的作用，雖然增加了?項熱阻,

但外壁的換熱熱阻隨之減小，所以總熱阻■行可能減小，也仃可能增大。

?計算題(本大題共2小題，每小題12分，共24分)

28.一內(nèi)徑為300mm、厚為10mm的鋼管表面包上一層厚為20mm的保溫材

料，鋼材料及保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為48W/(mK)和0.1w/(mK),鋼管

內(nèi)壁及保溫層外壁溫度分別為220℃及40C,管長為10m。試求該管壁的

散熱量。

29.一內(nèi)徑為75mm、壁厚2.5mm的熱水管，管壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為60

W"mK),管內(nèi)熱水溫度為90℃,管外空氣溫度為20℃o管內(nèi)外的換熱系

數(shù)分別為500W/(m2.K)和35W/(m<K)o試求該熱水管單位長度的散熱量。

傳熱學(xué)(一)參考答案

?單項選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)

1.B2.C3.B4.C5.D

6.C7.A8.A9.D10.B

?填空題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)

11.非穩(wěn)態(tài)溫度場12.強

13.導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布(僅答“溫度分布”或“溫度場”、“導(dǎo)熱體內(nèi)的

溫度場”也可)

14.小于或“〈”15小或“低”

Eg

16.小于17.黑體單色輻射力或

18.幾何19.1500W/m2

20.80℃

?名詞解釋（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

21.導(dǎo)熱基本定律：當(dāng)導(dǎo)熱體中進(jìn)行純導(dǎo)熱時，通過導(dǎo)熱面的熱流密度，

其值與該處溫度梯度的絕對值成正比，而方向與溫度梯度相反。

22.發(fā)生在非穩(wěn)態(tài)溫度場內(nèi)的導(dǎo)熱過程稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。

或：物體中的溫度分布隨時間而變化的導(dǎo)熱稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。

23.蒸汽同低于其飽和溫度的冷壁面接觸時，蒸汽就會在壁面上發(fā)生凝結(jié)過

程成為流液體。

24.物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比。

25.單位時間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能。

?簡答題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26.（1）隨著導(dǎo)熱過程的進(jìn)行，導(dǎo)熱體內(nèi)溫度不斷變化，好象溫度會從

物體的…部分逐漸向另一部分轉(zhuǎn)播一樣，習(xí)慣上稱為導(dǎo)溫現(xiàn)象。這在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

中是不存在的。

（2）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中導(dǎo)熱體自身參與吸熱（或放熱），即導(dǎo)熱體有

儲熱現(xiàn)象，所以即使對通過平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱來說，在與熱流方向相垂直的不同

截面上的熱流量也是處處不等的，而在一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中通過各層的熱流量是相等

的。

(3)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中的溫度梯度及兩側(cè)壁溫差遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。

27.(1)對應(yīng)于總熱阻為極小值時的隔熱層外徑稱為臨界熱絕緣直徑。

(2)平壁外敷設(shè)保溫材料一定能起到保溫的作用，因為增加了一項導(dǎo)

熱熱阻，從而增大了總熱阻，達(dá)到削弱傳熱的目的。

(3)圓筒壁外敷設(shè)保溫材料不一定能起到保溫的作用，雖然增加了一

項熱阻，但外壁的換熱熱阻隨之減小，所以總熱阻有可能減小，也有可能增大。

?計算題(本大題共2小題，每小題12分，共24分)

28.解：已知d1=300mmd2=300+2X10=320mmd3=320+2X20=360mm

/=iom

X1=48W/(mK)X2=0.1W/(mK)twl=220℃tw2=40℃

①=______________________________

1,d1,d,

--------1n2H----------In.--

2兀尢￡d127r入2gd2

220-40

=1-3201,360

2TTX48X10300211x0.1x10320

=9591.226W

29.解：已知d1=75mm=0.075md2=75+2X2.5=80mm=0.08m

x=60W/(mK)tfl=90℃tf2=20℃

%=500W/(m2-k)%=35W/(m2k)

a-__________1一02_________

l11,d21

27TA.d]ct2Tfda

90-20

=ii~~；~0^8i

------------------H-------------In--------H-----------------

500JTX0.07527rx600.07535TIX0.08

=572.2W/m

傳熱學(xué)（二）

第一部分選擇題

一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出

的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題

后的括號內(nèi)。

1.對于過熱器中：高溫?zé)煔庖煌獗趡內(nèi)壁一過熱的傳熱過程次序為（A）

A.復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對流換熱

B.導(dǎo)熱、對流換熱、復(fù)合換熱

C.對流換熱、復(fù)合換熱、導(dǎo)熱

D.復(fù)合換熱、對流換熱、導(dǎo)熱

2.溫度對輻射換熱的影響對對流換熱的影響。（B）

A.等于B.大于C.小于D.可

能大于、小于

3.對充換熱系數(shù)為1000W/（m2?K）、溫度為77℃的水流經(jīng)27c的壁

面，其對流換熱的熱流密度為（D）

A.8X104W/m2B.6X104W/m2C.7X104W/m2D.5

X104W/m2

4.流體流過管內(nèi)進(jìn)行對流換熱時，當(dāng)1/d時，要進(jìn)行入口效應(yīng)的修正。

（C）

A.>50B.=80C.<50D.=100

5.爐墻內(nèi)壁到外壁的熱傳遞過程為（D）

A.熱對流B.復(fù)合換熱C.對流換熱D.導(dǎo)熱

6.下述哪個參數(shù)表示傳熱過程的強烈程度？（A）

A.kB.入C.acD.a

7.雷諾準(zhǔn)則反映了的對比關(guān)系？（B）

A.重力和慣性力B.慣性和粘性力

C.重力和粘性力D.浮升力和粘性力

8.下列何種材料表面的法向黑度為最大？C

A.磨光的銀B.無光澤的黃銅

C.各種顏色的油漆D.粗糙的沿

9.在熱平衡的條件下，任何物體對黑體輻射的吸收率同溫度下該物體的黑

度。（C）

A.大于B.小于C.恒等于D.無法比較

10.五種具有實際意義的換熱過程為：導(dǎo)熱、對流換熱、復(fù)合換熱、傳熱過

程和（A）

A.輻射換熱B.熱輻射C.熱對流D.無法確定

第二部分非選擇題

二、填空題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)

11.已知某大平壁的厚度為10mm,材料導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m?K),則通

過該平壁單位導(dǎo)熱面積的導(dǎo)熱熱阻為。

12.已知某換熱壁面的污垢熱阻為0.0003(m2?K),若該換熱壁面

剛投入運行時的傳熱系數(shù)為340W(m2?K),則該換熱壁面有污垢時的傳

熱系數(shù)為。

13.采用小管徑的管子是對流換熱的一種措施。

14.壁溫接近換熱系數(shù)一側(cè)流體的溫度。

15.研究對流換熱的主要任務(wù)是求解，進(jìn)而確定對流換熱的熱流量。

16.熱對流時，能量與同時轉(zhuǎn)移。

17.導(dǎo)熱系數(shù)的大小表征物質(zhì)能力的強弱。

18.一般情況下氣體的對流換熱系數(shù)液體的對流換熱系數(shù)。

19.在一定的進(jìn)出口溫度條件下，的平均溫差最大。

20.是在相同溫度下輻射能力最強的物體。

三、名詞解釋(本大題共5小題，每小題4分，共20分)

21.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

22.穩(wěn)態(tài)溫度場

23.熱對流

24.傳熱過程

25.肋壁總效率

四、簡答題(本大題共2小題，每小題8分，共16分)

26.不凝結(jié)氣體含量如何影響了蒸汽凝結(jié)時的對流換熱系數(shù)值？其影響程度

如何？凝汽器如何解決這個問題？

27.寫出直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式，它是根據(jù)什么原理建立

起來的？它在導(dǎo)熱問題的分析計算中有何作用？

五、計算題(本大題共2小題，每小題12分，共24分)

28.兩塊平行放置的平板1和2,相關(guān)尺寸如圖示。已知：t1=177°C、

t2=27°C、e1=0.8、

e2=0.4、X1,2=0.2o試用網(wǎng)絡(luò)法求：

?兩平板之間的輻射換熱量；

?若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少？

2m

2m

29.一臺逆流式換熱器用水來冷卻潤滑油。流量為2.5kg/s的冷卻水在管

內(nèi)流動，其進(jìn)出口溫度分別為15℃和60℃，比熱為4174J/(kg?k)；

熱油進(jìn)出口溫度分別為110和70，比熱為2190J/(kg?k)o傳熱系數(shù)為

400W(m2?k)o試計算所需的傳熱面積。

傳熱學(xué)（二）參考答案

一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

1?A2.B3.D4.C5.D

6.A7.B8.C9.C10.A

二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

11.2.22X10-4（m2?k）/W（若沒寫單位，扣0.5分。）

12.308.5W/（m2?k）［或309W/（m2?k）或308W/（m2?k）］

（若不寫單位，扣0.5分）

13.強化

14.較大

15.對流換熱系數(shù)（或ac均可）

16.質(zhì)量（或物質(zhì)）

17.導(dǎo)熱

18.小于

19.逆流

20.黑體

三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

21.【參考答案】

發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場內(nèi)的導(dǎo)熱過程稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。

（或：物體中的溫度分布不隨時間而變化的導(dǎo)熱稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。）

22.【參考答案】

溫度場內(nèi)各點的溫度不隨時間變化。（或溫度場不隨時間變化。）

23.【參考答案】

依靠流體各部分之間的宏觀運行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)

象。

24.【參考答案】

熱量由固體壁面一側(cè)的熱流體通過固體壁面?zhèn)鬟f給另一側(cè)冷流體的過程。

25.【參考答案】

肋側(cè)表面總的實際散熱量與肋壁測溫度均為肋基溫度的理想散熱量之

比。

四、簡答題）本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）因在工業(yè)凝汽器設(shè)備的凝結(jié)溫度下，蒸汽中所含有的空氣等氣體是

不會凝結(jié)的，故稱這些氣體成分為不凝結(jié)氣體。當(dāng)蒸汽凝結(jié)時，不凝結(jié)氣體聚積

在液膜附近，形成不凝結(jié)氣體層，遠(yuǎn)處的蒸汽在抵達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)前，必須

以擴散方式穿過這個氣體層，這就使凝結(jié)換熱過程增加了一個熱阻，即氣相熱阻,

所以ac降低。（3分）

（2）在一般冷凝溫差下，當(dāng)不凝結(jié)氣體含量為1%時，換熱系數(shù)將只達(dá)

純凈蒸汽的40%左右，后果是很嚴(yán)重的。（3分，答50%左右也可）

（3）這是凝汽器必須裝設(shè)抽氣器的主要原因之一。（2分）

27【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

”=af*+當(dāng)+吟］+0

（1）直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式為：工〔積積積U*

（3分）

（2）它是根據(jù)導(dǎo)熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來的。

（2分）

（3）作用：確定導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布（或溫度場）。（3分）

五、計算題（本大題共2小題，每小題12,共24分）

28.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

十1十1-T1-「十1十1

（]）々RRXw￡禺外冗F[Xi二i」禺（3分）

<“『177+273丫/27+273丫]

_567[[100）-[100）\

1?0.8]L0.4

0.8x2x2+2x2x0.2+0.4x2x2（2分）

=1105.65W（1分）

?若兩表面為黑體表面，則

一"吵瞎），的]

]]

F/iqRX]/（3分）

<4,177+273丫f27+273Yl

too）-[jj

]

2x2x02（2分）

=1492.63W（1分）

若不寫單位，扣0.5分若直接把值代入而沒寫出公式，也可給分。

29.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

已知：qm2=2.5kg/sV-70?cta--i5?c笛

2

Cj=2190J/(kgk)c2=4174/(kgk)k=400W/(mK)

?計算平均溫差A(yù)t.

年--母必也)(70J5)?(110?60)

及H52.46℃

InX70-50

lnH0-60

△la（5分）

（2）計算水所吸收的熱量

<*>=qm2c2(t,，2-t')=2.5x4174x(60-15)=469575W

2（3分）

（3）計算傳熱面積

由bkF9s得

2

F=-i>/kAtni=469575/(400x52.46)=22.38m(4分)

若不寫單位，扣0.5分若沒寫公式，直接把值代入，也可給分。

傳熱學(xué)（三）

第一部分選擇題

一、單項選擇題（本大題10小題，每小題2分，共20分）

在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確項前的

字母填在題后的括號內(nèi)。

1.在鍋爐的爐墻中：煙氣內(nèi)壁外壁大氣的熱過和序為：【】

A.輻射換熱，導(dǎo)熱，復(fù)合換熱

B.導(dǎo)熱，對流換熱，輻射換熱

C.對流換熱淚盈眶，復(fù)合換熱，導(dǎo)熱

D.復(fù)合換熱，對流換熱，導(dǎo)熱

2.由表面1和表面2組成的封閉系統(tǒng)中：X1,2___X2,1o

A.等于B.小于C.可能大于，等于，小于D.大于

3.流體流過短管內(nèi)進(jìn)行對流換熱時其入口效應(yīng)修正系數(shù)【】

A.=1B.>1C.<1D.=0

4.在其他條件相同的情況下，下列哪種物質(zhì)的導(dǎo)熱能力最差？【】

A.空氣B.水C.氫氣D.油

5.下列哪種物質(zhì)中不可能產(chǎn)生熱對流？

A.空氣B.水C.油D.鋼板

6.Gr準(zhǔn)則反映了的對比關(guān)系。

A.重力和慣性力B.慣性力和粘性力

C.重力和粘性力D.角系數(shù)

7.表面輻射熱阻與無關(guān)。

A.表面粗糙度B.表面溫度

C.表面積D.角系數(shù)

8.氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而【】

A.減小B.不變

C.套管式換熱器D.無法確定

9.下列哪種設(shè)備不屬于間壁式換熱器？【】

A.1-2型管殼式換熱器？B.2-4型管殼式換熱器

C.套管式換熱器D.回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器

10.熱傳遞的三種基本方式為【】

A.導(dǎo)熱、熱對流和傳熱過熱

B.導(dǎo)熱、熱對流和輻射換熱

C.導(dǎo)熱、熱對流和熱輻射

D.導(dǎo)熱、輻射換熱和對流換熱

第二部分非選擇題

二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

11.在一臺順流式的換熱器中，已知熱流體的進(jìn)出口溫度分別為180和

100，冷流體的進(jìn)出口溫度分別為40和80，則對數(shù)平均溫差為

12.已知一灰體表面的溫度為127,黑度為0.5,則其車輛射力為

13.為了達(dá)到降低壁溫的目的，肋片應(yīng)裝在一側(cè)。

14.灰體就是吸收率與無關(guān)的物體。

15.冬季室內(nèi)暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于換熱。

16.傳熱系數(shù)的物理意義是指間溫度差為1時的傳熱熱流密度。

17.黑度是表明物體能力強弱的一個物理量。

18.肋壁總效率為_____與肋壁側(cè)溫度均為肋基溫度時的理想散熱量之

比。

19.在一個傳熱過程中，當(dāng)壁面兩側(cè)換熱熱阻相差較多時，增大換熱熱阻

一側(cè)的換熱系數(shù)對于提高傳熱系數(shù)最有效。

20.1—2型管殼式換熱器型號中的“2"表示o

三、名詞解釋（本大題5小題，每小題4分，共20分）

21.換熱器的效能（有效度）

22.大容器沸騰

23.準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

24.黑體

25.復(fù)合換熱

四、簡答題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26.氣體輻射有哪些特點？

27.為什么高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式？

五、計算題（本大題2小題，每小題12分，共24分）

28.某爐墻由耐火磚和保溫板組成，厚度分別為200mm和80mm,導(dǎo)熱系數(shù)

分別為0.8W/（m.K）和0.llW/（m.K）,爐墻內(nèi)外側(cè)壁溫分別為600。C和

70?Co求爐墻單位面積的熱損失和兩層材料間的溫度。

29.以0.8m/s的流速在內(nèi)徑為2.5cm的直管內(nèi)流動，管子內(nèi)表面溫度為

60oC,水的平均溫度為30。管長2m。試求水所吸收的熱量。（已知30。

C時，水的物性參數(shù)為：Cp=4.17KJ/（kg.K）,X=61.8X10-2W/（m.K）,

P=995.7kg/m3,n=0.805X10-6m2/s,）Pr=5.42,水60。C時

的v=469.9X10-6kg/（m.s））。已知水在管內(nèi)流動時的準(zhǔn)則方程式為

（1）Nuf=0.027Ref0.8Prf0.4e1eR

適用條件：Ref=104—1.2X105,Rrf=0.6-120,水與壁面間的換熱

溫差t<30C°

（2）Nuf=0.027Ref0.2Prf1/3（Uf/Uw）0.11e1eR

適用條件：Ref=104~1.75X106,Prf=0.6~700,水與壁面間的

換熱溫差t>30

以上兩個準(zhǔn)則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度（Uw的定性溫度為管內(nèi)

壁溫度），特性尺度為管內(nèi)徑。

傳熱學(xué)（三）參考答案

一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

1.A2.C3.B4.A5.D

6.D7.D8.C9.D10.C

二、填空題（本大題共10小題，每小2分，共20分）

11.61.70C或61.7°C（若不寫單位，扣0.5分）

12.725.76W/m2或726W/m2（若不寫單位，扣0.5分）

13.冷流體

14.波長或“X”復(fù)合15.復(fù)合

16.熱冷流體（或"冷熱流體"也可，"熱流體和冷流體）也可）

17.輻射18.肋壁實際散熱量

19.較大或“大"、"較高”20.管程數(shù)

三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

21.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

|￡-Z|max

換熱器的實際傳熱量與最大可能傳熱量之比?；蛞?一4’

22.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

高于液體飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰。

?【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

物體內(nèi)各點溫升速度不變的導(dǎo)熱過程。

?【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

吸收率等于1的物體。

?【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

對流換熱與輻射換熱同時存在的綜合熱傳遞過程。

四、簡答題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）氣體的輻射（和吸收）對波長有強烈的選擇性，即它只能輻射和

吸收某些波長范圍內(nèi)的能量。

（2）氣體的輻射（和吸收）是在整個容積中進(jìn)行的。固體和液體不能

穿透熱射線，所以它們的輻射（和吸收）只在表面進(jìn)行。

評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）答出4分：（2）答出4分。

27.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）因為在一定的進(jìn)出口溫度條件下，逆流的平均溫差最大，順流的

平均溫差最小，即采用逆流方式有利于設(shè)備的經(jīng)濟運行。

（2）但逆流式換熱器也有缺點，其熱流體和冷流體的最高溫度集中在

換熱器的同一端，使得該處的壁溫較高，即這一端金屬材料要承受的溫度高于順

流型換熱器，不利于設(shè)備的安全運行。

（3）所以高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式，即在

煙溫較高區(qū)域采用順流布置，在煙溫較低區(qū)域采用逆流布置。

評分標(biāo)準(zhǔn)：（1）答出2分；（2）答出2分；

（3）答出3分。

五、計算題（本大題共2小題，每小題12分，共24分）

?28.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

29.【參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)】

傳熱學(xué)（四）

一、填空題（每小題1分，共15分）

1.復(fù)合表面?zhèn)鳠釋W(xué)系數(shù)，單位是。

2.二維穩(wěn)態(tài)溫度場，在直角坐示系中，可表示為。

3.對于一個傳熱過程，如果固體壁面兩側(cè)與流體之間的表面?zhèn)鳠釘?shù)相差比較

懸殊，為增強傳熱效果，采用助壁的形式，常常裝在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的一側(cè)。

4.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中，稱F0為。

5.采用集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部溫差趨近于。

6.建立有限差分離散議程的常用方法之一是用代替微商。

7.在流場中的內(nèi)存在較大的速度梯度。

8.若兩現(xiàn)角的流態(tài)及換熱均，則它們的Nu必定相等。

9.管的彎曲半徑越小，二次不流的影響就。

10.一般工業(yè)設(shè)備中的凝結(jié)換熱形式均為。

11.高于飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所進(jìn)行的沸騰，稱

為。

12.凡波長X=0.38~0.76nm的電磁波，屬于。

13.實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的。

1-5,

14.在輻射換熱系統(tǒng)中稱前為。

15.由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為。

二、單項選擇題（每小題1分，共25分。從每小題的四個備選答案中，選出

一個正確答案，并將正確答案的號碼寫在題后面的括號中。）

16.對流換熱牛頓冷卻定律式為①=aA△t（W）指出其中的熱阻表達(dá)式

是（）

1A

①Aa②/③。④a

17.一般而言，金屬比非金屬（介電體）的導(dǎo)熱系數(shù)值是（）

①較高的②較低的③相等的④接近的

18.當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無內(nèi)熱源時的導(dǎo)熱微分方程式可寫為（）

o/土+—=0=a拄t

①元②at③"FO④涼

19.如果溫度場不隨時間而變化，即（）

生=0-=o%0_—=0

①&②》③擊④dr

20.在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時，物體的溫度隨著（）

①形狀變化②重量變化③時間變化④顏色變化

21.寫出一力一的名稱（）

①努謝爾特準(zhǔn)則②付立葉準(zhǔn)則③畢奧準(zhǔn)則④普蘭特準(zhǔn)則

22.結(jié)束導(dǎo)熱問題數(shù)值計算迭代過程的判據(jù)之一是（）

①max卜產(chǎn)，+￡產(chǎn)1v/②max卜產(chǎn)卜月

產(chǎn)_小

max---------<2

③4④①或③

23.流體在泵、風(fēng)機或水壓頭等作用下產(chǎn)生的流動稱為（）

①自然對流②層流③強制對流④湍流

24.普朗特準(zhǔn)則Pr〉1時，則（）

—8>81②6<51③3Q31（4）5/810

25.格拉曉夫準(zhǔn)則Gr越大，則表征（）

①浮升力越大②粘性力越大③慣性力越大④動量越大

d="

26.當(dāng)量直徑中U表示（）

①長度②寬度③周長④潤濕周長

27.橫掠單管時的對流換熱中，特性尺度?。ǎ?/p>

①管長L②管內(nèi)徑di③管外徑d1（4）d0-di

28.水平圓筒外的自然對流換熱的特性尺度應(yīng)?。ǎ?/p>

①圓筒的長度②圓筒外徑③圓筒內(nèi)徑④圓筒壁厚度

29.膜狀凝結(jié)換熱中的定性溫度取（）

①蒸汽溫度②凝結(jié)液溫度③凝結(jié)液膜層平均溫度④飽和溫度

30.飽和沸騰時，壁溫與飽和溫度之差稱為（）

①平均溫度②絕對溫差③相對溫差④沸騰溫差

31.定向輻射強度與方向無關(guān)的規(guī)律稱為（）

①普朗克定律②四次方定律③維恩定律④蘭貝特定律

32.灰體的吸收率是（）

①1②大于1③定值④變量

33.對于灰體，吸收率愈大，其反射率（）

①愈?、谟螈圻m中④不變

34.角系數(shù)是純幾何因素，與物體的黑度（）

①無關(guān)②有關(guān)③有較大關(guān)系④關(guān)系很大

35.由輻射物體表面因素產(chǎn)生的熱阻稱為（）

①導(dǎo)熱熱阻②對流熱阻③表面熱阻④空間熱阻

36.二氧化碳和水蒸汽在光帶內(nèi)都能夠（）

①吸收輻射②反射輻射③重輻射④不能輻射

37.按傳熱系數(shù)的符號單位，從以下列舉中選擇（）

①aW心②ar/與③k印/（加,的④%

38.管殼式換熱器歸類于（）

①間壁式②回?zé)崾舰刍旌鲜舰茉偕?/p>

39.在一般換熱器設(shè)計中，考慮表面污染情況用（）

①利用系數(shù)②污垢系數(shù)③傳熱系數(shù)④表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)

40.表示A組分質(zhì)量濃度的符號是（）

①CA②。A③CB④。B

三、名詞解釋（每小題2分，共4分）

41.溫度場

42.吸收率

四、簡答題（每小題3分，共9分）

43.簡述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。

44.蒸汽凝結(jié)換熱中有不凝結(jié)氣體存在時，對凝結(jié)換熱有什么影響？

45.角系數(shù)有哪些特性？

五、計算題（每小題5分，共15分）

46.平壁，厚度5=80mm，兩表面溫度分別維持在20（℃）和0℃,平

壁的高溫面受到流體的加熱，流體溫度tf=100℃,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。=200W/

（m2?k）o當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時，試確定平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

47.壓縮空氣在中間冷卻器的管外橫掠流過，a0=90W/（m2?k）,冷卻

水在管內(nèi)流過a1=6000W/（m2?k）。冷卻管是外徑為16mm,厚1.5mm的

黃銅管。求：

1）此時的傳熱系數(shù)；

2）若管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)有何變化；

3）若管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)又作何變化。

48.一順流換熱器，其冷流體進(jìn)出口溫度分別為10℃和30℃,熱流體進(jìn)

出口溫度分別為80℃和50℃，試比較對數(shù)平均溫差和算術(shù)平均溫差，并說

明能否用算術(shù)平均溫差代替對數(shù)平均溫差？

六、綜合計算（每小題8分，共32分）

49.一平壁水泥泡沫磚構(gòu)成，厚度為50cm,導(dǎo)熱系數(shù)

久=oi+o002郎3幻，高溫面維持200℃、低溫面為50ro試求：

(1)通過平壁的熱流密度；

(2)維持熱流密度不變時，計算在墻壁內(nèi)溫度為70℃處，距離溫墻

面的厚度為多少？

50.30℃的大銅板，被置于400℃的爐中加熱10分鐘后，測得銅板溫度

上升到150°Co已知銅板兩側(cè)與周圍環(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為125W/(m

2?k),靦的8440kg/m3,CP=377J/(kg?k),4=noiy/(zw@。

試估算銅板的厚度是多少？

51.水以1.5m/s的速度流過內(nèi)徑為25mm的加熱管。管的內(nèi)壁溫度保持

100℃,水的進(jìn)口溫度為15℃o若要使水的出口溫度達(dá)到85℃,求單位

管長換熱量。(不考慮修正)

[提示：％=°°23々/例“，已知：50℃的水多=0648SO冷

2

V/=0.566xlO^wls,Pr=3.54]

52.抽真空的保冷瓶膽是雙壁鍍銀的夾層結(jié)構(gòu)，外壁內(nèi)表面溫度為30℃,

內(nèi)壁外表面溫度為0℃,鍍銀壁黑度為0.03。計算由于輻射換熱單位面積人

散熱量。

傳熱學(xué)(四)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

一、填空題：每小題1分，共15分。

1.W/(m2?k)2.t=f(x,y)3.較小4.付立葉準(zhǔn)則5.0

6.差商7.邊界層(流動邊界層或速度邊界層)8.相似

9.越大10.膜狀凝結(jié)11.大容器沸騰12.可見光

13.黑度14.表面熱阻15.套管式換熱器

二、單項選擇題：每小題1分，共25分。

16.②17.①18.②19.④20.③21.③22.③23.③24.①

25.①

26.④27.③28.②29.③30.④31.④32.③33.①34.①

35.③

36.①37.③38.①39.②40.②

三、名詞解釋（每小題2分，共4分）

41.溫度場是指某一瞬間物體中各點溫度分布的總稱。

42.外界投射到某物體表面上的輻射能，被該物體吸收的百分?jǐn)?shù)。

四、簡答題（每小題3分，共9分）

43.（1）導(dǎo)熱系數(shù)大，則流體內(nèi)部、流體與壁面間的導(dǎo)熱熱阻小，表

面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就大。

（2）粘度大，流速就低，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就小。

44.形成氣體熱阻，使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大減少。

45.（1）角系數(shù)的相對性外和二冬蟲（2分）

Xx,=1

（2）角系數(shù)的完整性川（1分）

（3）角系數(shù)的可加性4陶2+”=4包（1分）

五、計算題（每小題5分，共15分）

A./、

q=_%)

46.由（3分）

叫”幺彗黠產(chǎn).?仆出

得（2分）

47.1）對于管外表面積的傳熱系數(shù)為

1160,016,161=885%一出

----x—+------In—+—

6000132x1111390(2分)

2）略計算壁熱阻，傳熱系數(shù)為

K=------------------=174fy/(w2上)

0.000205+—

180

傳熱系數(shù)增加了96%

K=------------------=89.2f^/(w2k)

-----x—xO.Olll

3)1200013

傳熱系數(shù)增加還不到1%

，抓住分熱阻最大的那個環(huán)節(jié)進(jìn)行強化，才能收到顯著效果。

,（80-10）-（50-30）_

*】一,80-10'

In------

48.對數(shù)50-30℃

算術(shù)^4［（80-10）+（50-30）］=45?C（1

^-=-^-=1.128

差別399（1分）

六、綜合計算（每小巧玲瓏題8分，共32分）

=0.1+0.002x（-00+50）=0.125^/（w^）

49.21，（2分）

q=—A/=2J^X（200-50）=375印/施3

<50.5（2分）

/I

q=—A"=37.5印/也o2

由2（1分）

%=-Ltx

有q

x（200-70）=0.433m=433mm

37.5（2分）

50.①設(shè)芻v?！?，采用集總數(shù)法

eW

—=e^

練

12SdO<60

150-4008440377/

30-400

06757=「Q236〃

L=0.06次=60mmzL=120次次

Bi=Mx006=0068<01

②校核假設(shè)110假設(shè)正確（2分）

15+85uc

t~------=50

51.定性溫度'f2℃

ud1.5x0025

=6.74x104>104

0.556X10-6

vf流動為紊流

N或=0.023式y(tǒng)岑”=0.023x(674x10’嚴(yán)x(3.54)04=278.3

<J>i=加。&-/,)=3.14x0.025x7213(100x50)=28312郎/次

分)

?_%一42

%=-j~r-

---+----―1

52.狗鼻

5.67x(3.034-2.73')

=iii-

0.030.03(2分)

=2.48K/—

傳熱學(xué)（五）

一.填空題（共20分，每題2分）

1.導(dǎo)熱系數(shù)是由式/加定義的，式中符號q表示沿n方向的,

%是?

2.可以采用集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部的溫度變化與坐標(biāo)o

3.溫度邊界層越______,則對流換熱系數(shù)越小，為了強化傳熱，應(yīng)使溫度邊界層

越________越好。

4.凝結(jié)換熱的兩種形式是和。

5.保溫材料是指的材料。

6.Pr（普朗特數(shù)）即,它表征了的

相對大小。

7.熱輻射是依靠傳遞能量的，它可以在進(jìn)行。

8.同一溫度下黑體的輻射能力、吸收能力。

9.熱水瓶的雙層玻璃中抽真空是為了。

10.換熱器傳熱計算的兩種方法是

評分閱卷人

二.單項選擇題（共20分，每題2分）

1.熱量傳遞的三種基本方式是（）

A.熱對流、導(dǎo)熱、輻射B.復(fù)合換熱、熱輻射、導(dǎo)熱

C.對流換熱、導(dǎo)熱、傳熱過程D.復(fù)合換熱、熱輻射;傳熱過程

2.無量綱組合用于對流換熱時稱為（）準(zhǔn)則。

A.Re(雷諾)B.Pr（普朗特）

C.Nu（努謝爾特）D.Gr（格拉曉夫）

3.對流換熱以（）作為基本計算式。

A.傅立葉定律B.牛頓冷卻公式

C.普朗克定律D.熱路歐姆定律

4.下述幾種方法中,強化傳熱的方法是（)°

A.夾層抽真空B.增大當(dāng)量直徑

C.增大流速D.加遮熱板

5.當(dāng)采用加肋片的方法增強傳熱時一，將肋片加在（)會最有效。

A.換熱系數(shù)較大一側(cè)B.換熱系數(shù)較小一側(cè)

C.隨便哪一側(cè)D.兩側(cè)同樣都加

6.卜一列各參數(shù)中，屬于物性參數(shù)的是（）

A.換熱系數(shù)B.傳熱系數(shù)C.吸收率D.導(dǎo)溫系數(shù)

7.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)到較好的

保溫效果，應(yīng)將（）材料放在內(nèi)層。

A.導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料B.導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料

C.任選一種均可D.不能確定

8.物體能夠發(fā)射熱輻射的基本條件是（）

A.溫度大于OKB.具有傳播介質(zhì)C.具有較高溫度D.表面較黑

9.下述哪種氣體可以看作熱輻射透明體（T=1