绪论导热部分练习题

一、填空题1.热量传递的三种基本方式是()。2.在稳态导热过程中,决定物体内温度分布的物性参数是()。3.单位面积的导热热阻单位为()。4.若λ1、λ2、λ3分别表示铜、水和空气的导热系数，则按其数值从大到小的排列顺序为()。5.根据现行国家标准的规定,作为保温材料的物质,其导热系数应小于()W/(m·K)。6.从传热角度看，发电机的冷却方式中，水冷与氢冷比较是()的冷却效果较好。7.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将()材料放在内层。8.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是()。9.尾部烟道中烟气向省煤器传热的主要传热方式为()。10.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是减少()。11.单值性条件包括几何、物理、时间和()。12.对于实际工程中的肋片，当Bi()时，就认为满足一维导热条件。13．导热微分方程的推导应用了能量守恒定律和()定律。14．根据非稳态导热过程的特点,可分为周期性非稳态导热和(瞬态非稳态导热)两类。15.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℃，则通过该平壁的导热热流密度为()。16.传热系数的定义式及单位是（），物理意义指（）。17．（）及其单值性条件可以完整地描述一个具体的导热问题。二、判断题1．对流传热系数是物质的一种物理性质。（）2.多层圆筒壁稳态导热时，通过各层的热流密度相等。（）三、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题后的括号内)1.下列参数中属于物性参数的是()A.传热系数B.导热系数C.辐射角系数D.换热系数2.当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在()会最有效。A.换热系数较大一侧B.换热系数较小一侧C.随便哪一侧D.两侧同样都加3.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将()材料放在内层。A.导热系数较大的材料B.导热系数较小的材料C.任选一种均可D.不能确定4．对流换热系数为100W/(m2·K)、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换热热流密度为（）A.B.C.D.四、名词解释温度梯度传热过程稳态导热集总参数法五、简答题1．试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。2．夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析原因。3．对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？4．导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？5．为了节能，经常在圆形热力管道外用两种不同导热系数的材料进行保温，一种材料导热系数大，另一种材料的导热系数小，假设包裹的厚度相同，如果作为工程师，你认为是否有必要考虑先包哪种材料，为什么？6．用火炉烧开水，壶底的温度是接近火焰的温度还是接近水的温度？六、计算题某燃烧室的三层平壁墙，自内向外的厚度和导热系数依次为：1=120mm，1=1.5W/（mK），2=20mm，2=0.2W/（mK），3=240mm，3=1.2W/（mK），导热面积均为A=10m2，内层两面的温度分别为t1=800℃，t2=650℃。求：另两层的外层面温度t3和t4二、判断题1．对流传热系数是物质的一种物理性质。（）答案：分析：对流传热系数不仅与物质的物性（如Pc、、、等）有关，而且与流动状态等有关。所以h并非物质的物理属性。2.多层圆筒壁稳态导热时，通过各层的热流密度相等。（）答案：分析：圆筒壁稳态导热时，通过各层的传热热流量相同，但由于各层传热面积不同，故热流密度不同。五、简答题1．试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。答：有以下换热环节及热传递方式室内空气及环境对流换热、辐射换热暖气片管道外壁导热暖气片管道内壁对流换热热水2．夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析原因。答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。而冬季室外气温比室内低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃)，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。3．对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？答：（a）中热量传递的方式主要有热传导。（b）中热量传递的方式主要有热传导、自然对流。所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（a）布置。4．导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：①导热系数的单位是：W/(m.K)；②表面传热系数的单位是：W/(m2.K)；③传热系数的单位是：W/(m2.K)。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。5．为了节能，经常在圆形热力管道外用两种不同导热系数的材料进行保温，一种材料导热系数大，另一种材料的导热系数小，假设包裹的厚度相同，如果作为工程师，你认为是否有必要考虑先包哪种材料，为什么？答：要考虑保温材料包裹的先后次序。为了保温，应使总的导热热阻最大，当管外包裹两层保温材料（）时，导热系数小的材料包裹在管内时，其导热热阻为：导热系数大的材料包裹在管内时，其导热热阻为：在d1、d2、d3相同时，两者的热阻之差为：0)ln)(ln11(21231221dddd所以，将导热系数小的保温材料包在内层，保温效果比较好。6．用火炉烧开水，壶底的温度是接近火焰的温度还是接近水的温度？答：为了抓住问题的实质，暂不考虑壶底金属材料的热阻和污垢热阻，即将壶底内、外表面的温度统一用tw来表示。设ti、to分别代表水和火焰的温度。由牛顿冷却定律：)()(q00wiwitthtth由于水侧的对流传热系数ih远大于空气侧的对流传热系数0h,即ih0h,由上式可知：)()(0iwwtttt即火焰与壶底的温度差远大于壶底与水的温度差。也就是说)(iwtt的数值很小，iwtt。由此可以得出结论，壶底的温度接近水的温度。推广开来，当两种流体通过壁面换热时，若对流传热系数相差较大，也可以说对流传热热阻相差较大时，壁温总是接近较大（即对流热阻小）的那一侧流体的温度。六、计算题某燃烧室的三层平壁墙，自内向外的厚度和导热系数依次为：1=120mm，1=1.5W/（mK），2=20mm，2=0.2W/（mK），3=240mm，3=1.2W/（mK），导热面积均为A=10m2，内层两面的温度分别为t1=800℃，t2=650℃。求：另两层的外层面温度t3和t4解：由傅里叶定律：Φ11231A(tt)1.5100(800650)Q18750W12010稳态时，热流量不变可得：Φ22333423A(tt)A(tt)Q2223qtt322Q187502010650462.5A0.210℃3334qtt333Q1875024010462.587.5A0.210℃