传热试卷答案

一、选择题（每小题2分，共20分）（本题为单选）1、不同温度的等温面是A。A）不能相交的B）相交的C）可以相交或不相交。2、已定准则是指_____B____。A）包含定型尺寸的准则；B）全部由已知量构成的准则；C）不随时间而变化的准则。3、对于普朗特数Pr11的流体，如果流动边界层和热边界层都从同一地点开始发展，流动边界层的厚度δ㎝，热边界层厚度δt间的关系是____B_____。A）δt=δ；B）δtδ；C）δtδ4、某流体在两根几何尺寸完全相同的圆管内受迫流动换热，一管保持壁面温度均匀并恒定不变，另一管保持壁面热流均匀并恒定不变。若两管中流体的Re和Pr数分别相等，此两管内的换热现象是____B_____。A）相似；B）不相似；C）类似5、下列表达式中，属于第一类边界条件的是AA）),,,(zyxftwB）),,,(zyxfntwC）),,,(zyxfntwD）)(fwwttkhnt6、流体外掠光滑管束换热时，第一排管子的平均换热系数____B_____。A）最大；B）最小；C）与其他各排的一样。7、下列三类对流换热过程中，___C____的对流换热系数为最大。A）水在竖直管内作紊流流动时的换热；B）空气在竖直管内作紊流流动时的换热；C）饱和水在竖直管内作紊流流动时的泡态沸腾换热。8、流体外掠平板，温度条件不变，主流速度增加时BA）平均换热系数减小B）平均换热系数增加C）局部换热系数不变D）局部换热系数减小9、换热器中流体通过换热器后，理论上可能经历的最大温差是__C__。A）热流体的进、出口温差；B）冷流体的进、出口温差；C）热流体的进口温度与冷流体的进口温度之差；D）热流体的进口温度与冷流体的出口温度之差。10、关于黑体的特性，下列说法正确的是CA）ρ=1B）α=0C）ρ+α=1D）ρ+τ+α=0二、填空题（每空1分，共5分）1、格拉晓夫准则的物理意义是浮升力与粘性力的相对大小。2、肋片可以强化对流换热，其理由是扩展了换热面，减小了传热热阻。3、在相同进出口温度下,逆流比顺流平均温差____大_____(填大或小)。4、角系数的代数性质是指互换性、完整性、分解性。三、问答题（每小题5分，共25分）（本题考查学生对基本概念和基本规律的理解，按其理解的正确程度给分）1、强化传热有哪些基本途径?最有效的措施应从何处入手？为什么？要点：从传热的热阻分析和总传热公式进行分析均可，最有效的措施应从减少热阻较大环节的热阻。2、简述树叶表面露水蒸发时的传热过程。要点：从露珠与树叶、空气及太阳、天空的导热、对流、辐射换热等多个角度进行分析。3、“手摸在铁板上和木板上，很快就会感到铁板比木板冷得多，是由于铁的导热系数比木板的导热系数大得多的缘故”，该种说法准确吗？为什么？要点：从蓄热系数的物理意义和导热系数的物理意义出发进行分析。4、何谓“漫─灰表面”?在什么条件下实际物体可视为“漫─灰表面”？要点：阐述漫灰表面的基本概念从漫和灰两个方面进行论述，实际物体的表面性质曲线不规则，但拟合后与漫灰表面相似。5、简述相似原理的基本内容和对实验研究的指导意义。要点：相似三原理以及对实验原理、实验方法、实验数据整理等角度进行论述四、计算题（共50分）1、（7分）砖墙厚15cm，导热系数0.6W/(m·K)，在砖墙外侧敷设保温材料，其导热系数为0.14W/(m·K)。为使热流密度不超过1000W/m2，问需敷设多厚的保温材料（设内侧壁温900℃，外侧壁温20℃）。解题要点：221121ttq14.06.015.02090010002m0882.022、（10分）初始温度为20℃的热电偶突然放入300℃的空气中，30秒种后热电偶的指示温度为160℃。试问需要多长时间热电偶的指示温度才会上升到290℃？（提示：cVhAexp0）解：由cVhAexp0得cVhA0ln3030020300160lncVhA，cVhA30020300290lns22.14430020300160ln30020300290ln*303、（10分）某换热器中，冷却水以2m／s的速度流过直径d＝20mm的长钢管，已知管内壁平均温度为80℃。欲将水从进口处的20℃加热到出口处的50℃，试计算对流换热表面传热系数、传热量和所需管长。提示：定型尺寸为管内直径；Re2300时为湍流。解：（1）对流换热系数：2300104645.510732.002.02Re46udf，属湍流。0.2891.3554.727865.4104645.5023.0PrRe023.011.04.08.0411.04.08.0wffffNu℃mWdNuh29.905202.06265.00.289（2）传热量WttcudttGcffpffffpf42'2'1082.7205041742402.095.9934（3）所需管长由牛顿冷却公式fwtthA，且dLA，得：mttdhLfw06.335809.905202.01082.744、（10分）厂房内有一水平的未加保温的蒸汽管道，其外径d＝0.3m，壁面温度tw＝200℃，管道表面发射率ε＝0.8，厂房内环境温度为t=27℃，试求每米长管道的辐射散热损失，并绘出辐射热阻网络图。解：属空腔（厂房内表面2）与内包壁（管道外表面1）间的辐射换热，且21AA。mWEEAbb6.17933004731067.513.08.044821112,1辐射热阻网络图为：5、（13分）一传热面积为1.25m2的逆流式换热器，初运行时，热水质量流量为0.12kg／s，进、出口温度分别为95℃和55℃，冷水进、出口温度分别为30℃和70℃。在水质量流量及进口水温不变的情况下，经一段时间运行后发现热水出口温度只能达到65℃，试计算这时换热器的实际传热量及污垢热阻。(水的比热容可取为4.18kJ/(kg·K))解：（1）确定结垢前的传热系数确定LMTD：257095't℃，253055t℃252'tttm℃确定传热量：WttcM200645595418012.0'1111skgttcM12.0)3070(418020064)'(2222确定结垢前的传热系数：℃mWtAKm205.6422525.120064（2）确定结垢后的传热系数确定冷水的出口温度：WttcM150486595418012.0'1111℃tcMt6030418012.015048'2222确定LMTD：356095't℃，353065t℃352'tttm℃确定结垢后的传热系数：℃mWtAKm295.3433525.115048（3）确定污垢热阻W℃mKKr200135.005.642195.34311'1