(完整版)傳熱學(xué)期末考試試題

傳熱學(xué)(一)第一部分選擇題·單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符1.在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中,決定物體內(nèi)溫度分布的是(B)2.下列哪個(gè)準(zhǔn)則數(shù)反映了流體物性對(duì)對(duì)流換熱的影響?(C)3.單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為(B)8.單位時(shí)間內(nèi)離開(kāi)單位表面積的總輻射能為該表面的(A)A.有效輻射B.輻射力C.反射輻射D.黑度第二部分非選擇題·填空題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)11.如果溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化，則為。非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)12.一般來(lái)說(shuō)，紊流時(shí)的對(duì)流換熱強(qiáng)度要比層流時(shí)。強(qiáng)13.導(dǎo)熱微分方程式的主要作用是確定。導(dǎo)熱體內(nèi)溫度分布14.當(dāng)ud50時(shí)，要考慮入口段對(duì)整個(gè)管道平均對(duì)流換熱系數(shù)的影響。小于1515.一般來(lái)說(shuō)，順排管束的平均對(duì)流換熱系數(shù)要比叉排時(shí)。小17.普朗克定律揭示了按波長(zhǎng)和溫度的分布規(guī)律。黑體單色輻射力18.角系數(shù)僅與因素有關(guān)。幾何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(guò)該·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：導(dǎo)熱基本定律：當(dāng)導(dǎo)熱體中進(jìn)行純導(dǎo)熱時(shí),通過(guò)導(dǎo)熱面的熱流密度,其值與該處溫度梯度的絕對(duì)值成正比,而方向與溫度梯度相反。22.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：導(dǎo)熱基本定律:當(dāng)導(dǎo)熱體中進(jìn)行純導(dǎo)熱時(shí),通過(guò)導(dǎo)熱面的熱流密度,其值與該處溫度梯度的絕對(duì)值成正比,而方向與溫度梯度相反。23.凝結(jié)換熱：蒸汽同低于其飽和溫度的冷壁面接觸時(shí),蒸汽就會(huì)在壁面上發(fā)生凝結(jié)過(guò)程成為流液體。·簡(jiǎn)答題(本大題共2小題，每小題8分，共16分)(1)隨著導(dǎo)熱過(guò)程的進(jìn)行,導(dǎo)熱體內(nèi)溫度不斷變化,好象溫度會(huì)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(guò)程中導(dǎo)熱體自身參與吸熱(或放熱),即導(dǎo)熱體有儲(chǔ)熱現(xiàn)象，所以即使對(duì)通過(guò)(3)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)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?(1)對(duì)(2)平壁外敷設(shè)保溫材料一定能起到保溫的作用，因?yàn)樵黾恿艘豁?xiàng)導(dǎo)熱熱阻，從而增大了總熱阻，(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(xiàng)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(jì)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/(mR)和0.1Wf(mR),鋼管內(nèi)壁及保溫層外壁溫度分別為220℃及40℃,管長(zhǎng)為10m。試求該管壁的散熱量。解：已知d1=300mmd2=300+2×10=320mmd3=320+2×20=360mmx-1omA?=48W/(m·K)λ?=0.1W(mK)tw1=220℃tw2=4029.一內(nèi)徑為75mm、壁厚2.5mm的熱水管，管壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為60W/(mK),管內(nèi)熱水溫度為90℃,管外空氣溫度為20℃。管內(nèi)外的換熱系數(shù)分別為500W/(m3.R)和35W/(m3·R)。試求該熱水管單位長(zhǎng)度的散熱量。解：已知d1=75mm=0.075md2=75+2×2.5=80mm=0.08mλ=60W/(mR)tf1f2=20℃Q=500W(m3.k)Q?=35W(m3.k)傳熱學(xué)(二)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合A.復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對(duì)流換熱2.溫度對(duì)輻射換熱的影響對(duì)對(duì)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(duì)充換熱系數(shù)為1000W/(m2·K)、溫度為77℃的水流經(jīng)27℃的壁面，其對(duì)流換熱的熱流密度為A.>50B.=805.爐墻內(nèi)壁到外壁的熱傳遞過(guò)程為(D)A.磨光的銀B.無(wú)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(duì)黑體輻射的吸收率同溫10.五種具有實(shí)際意義的換熱過(guò)程為：導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、傳熱過(guò)程和(A)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(guò)該平壁單位導(dǎo)熱面積的導(dǎo)熱熱阻為。2.22×10—4(m2·k)/W(若沒(méi)寫(xiě)單位，扣0.5分。)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(yùn)行時(shí)的傳熱系數(shù)為340W或308W/(m2·k)](若不寫(xiě)單位，扣0.5分)13.采用小管徑的管子是對(duì)流換熱的一種措施。強(qiáng)化14.壁溫接近換熱系數(shù)一側(cè)流體的溫度。較大15.研究對(duì)流換熱的主要任務(wù)是求解，進(jìn)而確定對(duì)流換熱的熱流量。對(duì)流換熱系數(shù)(或ac均可)16.熱對(duì)流時(shí)，能量與同時(shí)轉(zhuǎn)移。質(zhì)量(物質(zhì))17.導(dǎo)熱系數(shù)的大小表征物質(zhì)能力的強(qiáng)弱。導(dǎo)熱18.一般情況下氣體的對(duì)流換熱系數(shù)液體的對(duì)流換熱系數(shù)。小于三、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:發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)內(nèi)的導(dǎo)熱過(guò)程稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。(或：物體中的溫度分布不隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。)22.穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng):溫度場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化。(或溫度場(chǎng)不隨時(shí)間變化。)23.熱對(duì)流:依靠流體各部分之間的宏觀運(yùn)行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)象。24.傳熱過(guò)程：熱量由固體壁面一側(cè)的熱流體通過(guò)固體壁面?zhèn)鬟f給另一側(cè)冷流體的過(guò)程。25.肋壁總效率:肋側(cè)表面總的實(shí)際散熱量與肋壁測(cè)溫度均為肋基溫度的理想散熱量之比四、簡(jiǎn)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(shí)的對(duì)流換熱系數(shù)值?其影響程度如何?凝汽器如何解決這個(gè)問(wèn)題?(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(huì)凝結(jié)的，故稱這些氣體成分為(2)在一般冷凝溫差下，當(dāng)不凝結(jié)氣體含量為1%時(shí)，換熱系數(shù)將只達(dá)純凈蒸汽的40%左右，后果是很?chē)?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.寫(xiě)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(lái)的?它在導(dǎo)熱問(wèn)題的分析計(jì)算中有何作用?(1)直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式為：(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(lái)的。(2分)(3)作用：確定導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布(或溫度場(chǎng))。(3分)五、計(jì)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℃、t2=27℃、e1=0.8、·若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少?·若兩表面為黑體表面，則若不寫(xiě)單位，扣0.5分若直接把值代入而沒(méi)寫(xiě)出公式，也可給分。29.一臺(tái)逆流式換熱器用水來(lái)冷卻潤(rùn)滑油。流量為2.5kg/s的冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，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)。傳熱c?-2190J/(kg·k)c?-4174/(kg·k)k-4(2)計(jì)算水所吸收的熱量φ-q=?C?(t??-t'?)-2.5×4174×(60-15(3)計(jì)算傳熱面積若不寫(xiě)單位，扣0.5分若沒(méi)寫(xiě)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(xiàng)選擇題(本大題10小題，每小題2分，共20分)1.在鍋爐的爐墻中：煙氣內(nèi)壁外壁大氣的熱過(guò)和序?yàn)椋骸続】A.輻射換熱,導(dǎo)熱,復(fù)合換熱C.對(duì)流換熱淚盈眶，復(fù)合換熱，導(dǎo)熱2.由表面1和表面2組成的封閉系統(tǒng)中：X1,2CX2,1。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】5.下列哪種物質(zhì)中不可能產(chǎn)生熱對(duì)流?D9.下列哪種設(shè)備不屬于間壁式換熱器?【D】A.1-2型管殼式換熱器?B.2-4型管殼式換熱器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(tái)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(duì)數(shù)平均溫差為。61.712.已知一灰體表面的溫度為127,黑度為0.5,則其車(chē)輛射力為。725.7613.為了達(dá)到降低壁溫的目的，肋片應(yīng)裝在一側(cè)。冷流體14.灰體就是吸收率與無(wú)關(guān)的物體。波長(zhǎng)15.冬季室內(nèi)暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于換熱。復(fù)合16.傳熱系數(shù)的物理意義是指間溫度差為1時(shí)的傳熱熱流密度。冷熱流體17.黑度是表明物體能力強(qiáng)弱的一個(gè)物理量。輻射18.肋壁總效率為與肋壁側(cè)溫度均為肋基溫度時(shí)的理想散熱量之比。肋壁實(shí)際散熱量19.在一個(gè)傳熱過(guò)程中，當(dāng)壁面兩側(cè)換熱熱阻相差較多時(shí)，增大換熱熱阻一側(cè)的換熱系數(shù)對(duì)于提高傳熱系數(shù)最有效。大20.1—2型管殼式換熱器型號(hào)中的“2”表示。管程數(shù)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):換熱器的實(shí)際傳熱量與最大可能傳熱量之比23.準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體內(nèi)各點(diǎn)溫升速度不變的導(dǎo)熱過(guò)程。24.黑體：吸收率等于1的物體。25.復(fù)合換熱：對(duì)流換熱與輻射換熱同時(shí)存在的綜合熱傳遞過(guò)程。四、簡(jiǎn)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(diǎn)?(1)氣體的輻射(和吸收)對(duì)波長(zhǎng)有強(qiáng)烈的選擇性，即它只能輻射和吸收某些(2)氣體的輻射(和吸收)是在整個(gè)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。27.為什么高溫過(guò)熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式?(1)因?yàn)樵谝欢ǖ倪M(jìn)出口溫度條件下，(2)但逆流式換熱器也有缺點(diǎn)，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(3)所以高溫過(guò)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，五、計(jì)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0.11W/(m.K),爐墻內(nèi)外側(cè)壁溫分別為600。C和70。C。求爐墻單位面積的熱損失和兩層材料間的溫29.以0.8m/s的流速在內(nèi)徑為2.5cm的直管內(nèi)流動(dòng)，管子內(nèi)表面溫度為60。C,水的平均溫度為30。管長(zhǎng)2m。試求水所吸收的熱量。(已知30。C時(shí),水的物性參數(shù)為：Cp=4.17KJ/(kg.K),λ=61.8×10適用條件：Ref=104—1.2×105,Rrf=0.6-120,水以上兩個(gè)準(zhǔn)則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度(μw的定性溫度為管內(nèi)壁溫度),特性尺度為管內(nèi)徑。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。W/(m2·k)2.二維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)，在直角坐示系中，可表示為。t=f(x,y)4.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程中，稱F0為。付立葉準(zhǔn)則5.采用集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部溫差趨近于。06.建立有限差分離散議程的常用方法之一是用代替微商。差商7.在流場(chǎng)中的內(nèi)存在較大的速度梯度。邊界層8.若兩現(xiàn)角的流態(tài)及換熱均,則它們的Nu必定相等。相似9.管的彎曲半徑越小，二次不流的影響就。越大10.一般工業(yè)設(shè)備中的凝結(jié)換熱形式均為。膜狀凝結(jié)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。大容器沸騰12.凡波長(zhǎng)λ=0.38~0.76μm的電磁波，屬于。可見(jiàn)光13.實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的。黑體15.由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為。套管式換熱器二、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共2516.對(duì)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(2)Aa17.一般而言，金屬比非金屬(介電體)的導(dǎo)熱系數(shù)值是(1)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(wú)內(nèi)熱源時(shí)的導(dǎo)熱微分方程式可寫(xiě)為(2)①圖-0④19.如果溫度場(chǎng)不隨時(shí)間而變化，即(4)20.在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體的溫度隨著(3)①形狀變化②重量變化③時(shí)間變化④顏色變化21.寫(xiě)出的名稱(3)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(wèn)題數(shù)值計(jì)算迭代過(guò)程的判據(jù)之一是(3)③①或③23.流體在泵、風(fēng)機(jī)或水壓頭等作用下產(chǎn)生的流動(dòng)稱為(3)①自然對(duì)流②層流③強(qiáng)制對(duì)流④湍流24.普朗特準(zhǔn)則Pr>1時(shí)，則(1)25.格拉曉夫準(zhǔn)則Gr越大，則表征(1)①浮升力越大②粘性力越大③慣性力越大④動(dòng)量越大26.當(dāng)量直徑①長(zhǎng)度②寬度③周長(zhǎng)④潤(rùn)濕周長(zhǎng)27.橫掠單管時(shí)的對(duì)流換熱中，特性尺度取(3)28.水平圓筒外的自然對(duì)流換熱的特性尺度應(yīng)取(2)①圓筒的長(zhǎng)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(3)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(shí)，壁溫與飽和溫度之差稱為(4)①平均溫度②絕對(duì)溫差③相對(duì)溫差④沸騰溫差31.定向輻射強(qiáng)度與方向無(wú)關(guān)的規(guī)律稱為(4)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(3)①1②大于1③定值④變量33.對(duì)于灰體，吸收率愈大，其反射率(1)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)①無(wú)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(3)①導(dǎo)熱熱阻②對(duì)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)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(hào)單位，從以下列舉中選擇(3)①aW/(m3k)②a,Wl(m2k)③kW/(m3k)④a,W1(m2k)38.管殼式換熱器歸類于(1)①間壁式②回?zé)崾舰刍旌鲜舰茉偕?9.在一般換熱器設(shè)計(jì)中，考慮表面污染情況用(2)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(hào)是(2)三、名詞解釋(每小題2分，共4分)41.溫度場(chǎng):溫度場(chǎng)是指某一瞬間物體中各點(diǎn)溫度分布的總稱四、簡(jiǎn)答題(每小題3分，共9分)43.簡(jiǎn)述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。(1)導(dǎo)熱系數(shù)大，則流體內(nèi)部、流體與壁面間(2)粘度大，流速就低，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就小。44.蒸汽凝結(jié)換熱中有不凝結(jié)氣體存在時(shí)，對(duì)凝結(jié)換熱有什45.角系數(shù)有哪些特性?(1)角系數(shù)的相對(duì)性Am=Axg(2分)(2)角系數(shù)的完整性(3)角系數(shù)的可加性Axu?ay=Axa(1分)46.平壁，厚度a=80mm,兩表面溫度分別維持在20體溫度tf=100℃,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a-200W/(m2·k)。(℃)和0℃,平壁的高溫面受到流體的加熱，流當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，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(guò)，aO=90W/(m2·k),冷卻水在管內(nèi)流過(guò)a1=6000W/(m1)此時(shí)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