传热学试卷和答案

传热学（一）第一部分选择题1.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是()A.导温系数B.导热系数C.传热系数D.密度2.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?()A.雷诺数B.雷利数C.普朗特数D.努谢尔特数3.单位面积的导热热阻单位为()A.B.C.D.4.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数()自然对流。A.小于B.等于C.大于D.无法比较5.对流换热系数为100、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A.B.C.D.6.流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）A.粗管和细管的相同B.粗管内的大C.细管内的大D.无法比较7.在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A.逆流大于顺流B.顺流大于逆流C.两者相等D.无法比较8.单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A.有效辐射B.辐射力C.反射辐射D.黑度9.（）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。A.灰体B.磨光玻璃C.涂料D.黑体10.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）A.大一点好B.小一点好C.大、小都一样D.无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.如果温度场随时间变化，则为。12.一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。13.导热微分方程式的主要作用是确定。14.当d50时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。15.一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。16.膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。17.普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。18.角系数仅与因素有关。19.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℃，则通过该平壁导热的热流密度为。20.已知某流体流过固体壁面时被加热，并且，流体平均温度为40℃，则壁面温度为。•名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）21.导热基本定律22.非稳态导热23.凝结换热24.黑度25.有效辐射•简答题(本大题共2小题,每小题8分,共16分)26.简述非稳态导热的基本特点。27.什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？•计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）28.一内径为300mm、厚为10mm的钢管表面包上一层厚为20mm的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为48和0.1，钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。试求该管壁的散热量。29.一内径为75mm、壁厚2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为60，管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。管内外的换热系数分别为和。试求该热水管单位长度的散热量。传热学（一）参考答案•单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.B2.C3.B4.C5.D6.C7.A8.A9.D10.B•填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)11.非稳态温度场12.强13.导热体内的温度分布(仅答“温度分布”或“温度场”、“导热体内的温度场”也可)14.小于或“〈”15小或“低”16.小于17.黑体单色辐射力或“”18.几何19.1500W/m220.80℃•名词解释(本大题共5小题,每小题4分,共20分)21.导热基本定律:当导热体中进行纯导热时,通过导热面的热流密度,其值与该处温度梯度的绝对值成正比,而方向与温度梯度相反。22.发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。或：物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。23.蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时,蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。24.物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。25.单位时间内离开单位表面积的总辐射能。•简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）26.（1）随着导热过程的进行,导热体内温度不断变化,好象温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样,习惯上称为导温现象。这在稳态导热中是不存在的。（2）非稳态导热过程中导热体自身参与吸热（或放热），即导热体有储热现象，所以即使对通过平壁的非稳态导热来说，在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的，而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。（3）非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态导热。27.（1）对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。（2）平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用，因为增加了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热的目的。（3）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用，虽然增加了一项热阻，但外壁的换热热阻随之减小，所以总热阻有可能减小，也有可能增大。•计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）28.解：已知d1=300mmd2=300+2×10=320mmd3=320+2×20=360mmmtw1=220℃tw2=40℃=9591.226W29.解：已知d1=75mm=0.075md2=75+2×2.5=80mm=0.08mtf1=90℃tf2=20℃=572.2W/m传热学（二）一、单项选择题1．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（）A．复合换热、导热、对流换热B．导热、对流换热、复合换热C．对流换热、复合换热、导热D．复合换热、对流换热、导热2．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。（）A．等于B．大于C．小于D．可能大于、小于3．对充换热系数为1000W/(m2·K)、温度为77℃的水流经27℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A8×104W/m2B6×104W/m2C7×104W/m2D5×104W/m24．流体流过管内进行对流换热时，当l/d时，要进行入口效应的修正。（）A．＞50B．＝80C．＜50D．＝1005．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）A．热对流B．复合换热C．对流换热D．导热6．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（）A．kB．λC．αcD．α7．雷诺准则反映了的对比关系？（）A．重力和惯性力B．惯性和粘性力C．重力和粘性力D．浮升力和粘性力8．下列何种材料表面的法向黑度为最大？A．磨光的银B．无光泽的黄铜C．各种颜色的油漆D．粗糙的沿9．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。（）A．大于B．小于C．恒等于D．无法比较10．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（）A．辐射换热B．热辐射C．热对流D．无法确定第二部分非选择题二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11．已知某大平壁的厚度为10mm，材料导热系数为45W/(m·K)，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。12．已知某换热壁面的污垢热阻为0.0003（m2·K），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为340W（m2·K），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。13．采用小管径的管子是对流换热的一种措施。14．壁温接近换热系数一侧流体的温度。15．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。16．热对流时，能量与同时转移。17．导热系数的大小表征物质能力的强弱。18．一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。19．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。20．是在相同温度下辐射能力最强的物体。三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）21．稳态导热22．稳态温度场23．热对流24．传热过程25．肋壁总效率四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）26．不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？27．写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？它在导热问题的分析计算中有何作用？五、计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）28．两块平行放置的平板1和2，相关尺寸如图示。已知：t1=177℃、t2=27℃、ε1=0.8、ε2=0.4、X1，2＝0.2。试用网络法求：•两平板之间的辐射换热量；•若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？29．一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为2.5kg/s的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为15℃和60℃，比热为4174J/(kg·k)；热油进出口温度分别为110和70，比热为2190J/(kg·k)。传热系数为400W（m2·k）。试计算所需的传热面积。传热学（二）参考答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1•A2．B3．D4．C5．D6．A7．B8．C9．C10．A二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11．2.22×10－4（m2·k）/W（若没写单位，扣0.5分。）12．308.5W/（m2·k）[或309W/（m2·k）或308W/（m2·k）]（若不写单位，扣0.5分）13．强化14．较大15．对流换热系数（或αc均可）16．质量（或物质）17．导热18．小于19．逆流20．黑体三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）21．【参考答案】发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。（或：物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热。）22．【参考答案】温度场内各点的温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。）23．【参考答案】依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象。24．【参考答案】热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程。25．【参考答案】肋侧表面总的实际散热量与肋壁测温度均为肋基温度的理想散热量之比。四、简答题）本大题共2小题，每小题8分，共16分）26．【参考答案及评分标准】（1）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以αc降低。（3分）（2）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为1%时，换热系数将只达纯净蒸汽的40%左右，后果是很严重的。（3分，答50%左右也可）（3）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。（2分）27．【参考答案及评分标准】（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：（3分）（2）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。（2分）（3）作用：确定导热体内的温度分布（或温度场）。（3分）五、计算题（本大题共2小题，每小题12，共24分）28．【参考答案及评分标准】（1）(3分)(2分)=1105.65W（1分）•若两表面为黑体表面，则（3分）（2分）=1492.63W（1分）若不写单位，扣0.5分若直接把值代入而没写出公式，也可给分。29．【参考答案及评分标准】已知：qm2=2.5kg/s•计算平均温差（5分）（2）计算水所吸收的热量（3分）（3）计算传热面积由得(4分)若不写单位，扣0.5分若没写公式，直接把值代入，也可给分。传热学（三）一、单项选择题（本大题10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确项前的字母填在题后的括号内。1.在锅炉的炉墙中：烟气内壁外壁大气的热过和序为:【】A.辐射换热,导热,复合换热B.导热，对流换热，辐射换热C.对流换热泪盈眶，复合换热，导热D.复合换热，对流换热，导热2.由表面1和表面2组成的封闭系统中：X1,2_____X2,1。A.等于B.小于C.可能大于，等于，小于D.大于3.流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数【】A.=1B.1C.1D.=04.在其他条件相同的情况下,下列哪种物质的导热能力最差?【】A.空气B.水C.氢气D.油5.下列哪种物质中不可能产生热对流?A.空气B.水C.油D.钢板6.Gr准则反映了________的对比关系。A.重力和惯性力B.惯性