传热学试卷及答案6套

1传热学试卷1一、填空题（每小题2分，共16分）1、导温系数a表征了物体的能力；流体粘度和a的比值组成的无量纲数是。2、强化遮热板作用的方法是和。3、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究______传递和_____传递之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。4、第一类边界条件是。5、若炉膛内的火焰温度在1400℃，则炉膛火焰中最大光谱辐射能量所对应的波长约为。6、一台换热器，冷流体的入口温度为20℃,出口温度为50℃，热流体入口温度为100℃,出口温度为60℃，则该换热器的效能为。7、当1Pr时，热边界层的厚度流动边界层的厚度。8、一个含有内热源的大平板，其导热系数为KmW/50，测得在稳定情况下，其内部温度分布为：2250050xt，则平板内的内热源生成率为________3/mW。二、单项选择题（每小题2分，共16分）1、下列表述正确的是。A、对漫射表面，光谱吸收比等于光谱发射率2B、吸收比等于发射率C、定向辐射强度与空气方向无关2、绝大多数情况下强制对流时的表面传热系数自然对流的表面传热系数。A、小于B、等于C、大于D、无法比较3、下列材料表面的法向黑度为最小。A、水B、镀锌的铁皮C、各种颜色油漆D、磨光的铬4、在其他条件相同的情况下，下列物质的导热能力最差。A、合金钢B、空气C、水D、油5、格拉晓夫准则Gr越大，则表征。A、浮升力越大B、粘性力越大C、惯性力越大D、动量越大6、当量直径PAde4中P表示。A、长度B、宽度C、润湿周长D、周长7、表面辐射热阻与无关。A、表面粗糙度B、表面温度C、表面积D、角系数8、水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取。A、圆筒的长度B、圆筒外径C、圆筒内径D、圆筒壁厚度三、简答与分析题（每小题5分，共20分）31、当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？2、当大气中三原子气体比例增加时，会出现所谓大气温室效应，试说明其原因？3、什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作？4、图1示出了常物性、有均匀内热源、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（不需要整理）。四、计算题（每小题12分，共48分）1、水以skg/2.1的流量在内径为mm30的管内流动，管子内表面温度为100℃，进口处水的温度为40℃。试求水被加热到80℃时所需管长。（不考虑修正）xy10423th,图142、热电偶的热接点可近似地看作球形，已知其直径0.5dmm，材料的密度38500/kgm、比热容400//cJkgK、导热系数110/WmK。热电偶的初始温度为25℃，突然将其放入120℃的气流中，热电偶表面与气流间的表面传热系数为802/WmK。试求：⑴热电偶的时间常数；⑵热电偶的过余温度达到初始过余温度的1%时所需要的时间。3、有一圆柱体，如图2所示，表面1温度KT5501，发射率10.8，表面2温度KT2752，发射率20.4，圆柱面3为绝热表面，角系数3,10.308X。求：⑴表面1的净辐射损失；⑵绝热面3的温度。10.6m230.3m图254、质量流量为2000kg/h的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从℃801t被冷却至t130℃，其定压比热容12.093/pckJkgK。进口温度为t220℃的冷水在盘管外流动用来冷却变压器油，出口处水温t225℃，水的定压比热容24.174/pckJkgK。水侧表面传热系数为2580/WmK，油侧表面传热系数为2150/WmK。钢盘管的导热系数为40/WmK，污垢热阻总共为20.0007/mKW。若盘管的直径为04.m，管的外径壁厚为5735mmmm.。求螺旋盘管的最小长度、盘数与水的质量流量。附：管内强制对流实验关联式（层流）（湍流）318.0PrRe86.1PrRe023.0LDNuNun饱和水的热物理性质t℃3/mkgKkgkJcp/KmW/102sm/1026Pr50988.04.17464.80.5563.5460983.24.17965.90.4782.9970977.74.18766.80.4152.556传热学试卷2一、填空题（每小题2分，共16分）1、蒸汽在壁面上凝结有两种形式，即珠状凝结和；通常其中的表面传热系数更大些。2、大空间自然对流换热处于流态时有自模化特征，此时表面传热系数与无关。3、4个等温、常物性表面构成的封闭系统，此系统一共有个角系数。4、有效辐射J由和两部分组成。5、第二类边界条件是。6、实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量之比称为。7、基尔霍夫定律数学表达式为。8、换热器热计算的计算方法有平均温差法和两种方法。7二、单项选择题（每小题2分，共16分）1、下列材料在常温下导热系数最大的是。A、纯铜B、纯铁C、黄铜D、天然金刚石2、下列工质Pr的数最小的是。A、水B、空气C、液态金属D、变压器油3、水平圆筒外的自然对流换热的特征长度应取。A、圆筒的长度B、圆筒外径C、圆筒内径D、圆筒壁厚度4、将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是。A、减少导热与对流换热B、减少导热C、减少对流换热D、减少对流和辐射换热5、自然对流换热的Gr数表示之比的一种度量。A、惯性力与粘性力B、浮升力与粘性力C、浮升力与惯性力6、对于管内湍流换热的实验关联式，当管长较短时，需要进行入口效应修正，其修正系数是一个的值。A、大于1B、小于1C、等于17、饱和水蒸汽在水平圆管外凝结，且dl，圆管的壁温恒定，则以下的方案可以增加单位时间内的凝结水量。A、将圆管垂直放置B、将圆管倾斜放置C、在圆管外面加装低肋管8、定向辐射强度与方向无关的规律称为。A、普朗克定律B、四次方定律C、维恩位移定律D、兰贝特定律8三、简答与分析题（每小题5分，共20分）1、某办公室由中央空调系统维持恒温，人们注意到尽管冬夏两季内都是20℃，但感觉却不同。2、一个常物性、含均匀内热源的二维稳态导热问题，在直角坐标系中利用有限差分的数值方法求解，试列出任意内部节点的差分方程（不需要整理）。3、在夏天的室外，人们感觉穿浅颜色的衣服会比深颜色的衣服凉爽，在钢厂的高温车间，工人穿浅颜色或深颜色衣服是否会有区别？并解释。4、换热微分方程与导热问题的第三类边界条件表达式有什么区别？四、计算题（每小题12分，共48分）1、水流过ml10的直管时，从25℃被加热到35℃，管子内径为mm20，水在管内的流速为sm/2，求管壁的平均温度是多少？2、直径为30mm的钢球，具有均匀的初始温度450℃，突然将其放入温度保持为100℃的恒温介质中，已知钢的导热系数为46.5)/(KmW，比热为0.5KkgkJ/，密度为76003/mkg，钢球与介质间的表面换热系数为11.6KmW2/，求：钢球的时间常数及钢球被冷却到150℃所需的时间。3、下图表示一个半球表面3，其黑度为475.03，并且处于辐射平衡中。被半球表面所覆盖的圆盘的一半为灰体表面，记作表面1，其黑度35.01，温度KT5551，而圆盘的另一半表面即表面29为KT3332的黑体。半球的直径为0.3m。试求：⑴画出该系统的辐射网络图；⑵计算表面1和表面2之间的辐射换热量。4、有一台壳管式换热器用来冷却润滑油。冷却水在管内流动，水的入口温度为20℃，出口温度为40℃，流量为skg/3，热油入口温度为120℃，出口温度为60℃，传热系数为KmW2500，温差修正系数97.0。若水和油的定压比热容分别为KkgkJ/174.4和KkgkJ/148.2，试求油的流量和所需的传热面积。附：管内强制对流实验关联式12310（层流）（湍流）318.0PrRe86.1PrRe023.0LDNuNun饱和水的热物理性质t℃3/mkgKkgkJcp/KmW/102sm/1026Pr30995.64.17461.80.8055.4240992.24.17463.50.6594.3150988.04.17464.80.5563.5411传热学试卷3一、四选一填空题（每空2分，共20分）1.【】在采暖散热器的外部加装肋片是因为它的外表面A.对流传热系数小；B.导热系数大；C.对流传热系数大；D.导热系数小2.【】为了提高炉温的测量精度，所采用的热电偶应尽量A.全裸；B.加套管并带抽气式；C.带套管式；D.无所谓3.【】实际物体的吸收比取决于它的A.有效辐射特性；B.本身情况和投入辐射特性；C.自身情况；D.投入辐射特性4.【】要提高遮热板的隔热效果，其遮热板最好采用A.高表面黑度；B.粗糙表面；C.低表面黑度；D.光滑表面5.【】将叉排布置的管束与顺排布置的管束相比，叉排布置管束的特点是A.传热量小、阻力大；B.传热量小、阻力小；C.传热量大、阻力小；D.传热量大、阻力大6.【】在凝汽器上加装抽气器的目的是为了A.增加凝汽器进汽阻力；B.减少凝汽器进汽阻力；C.增加凝汽器传热量；D.减少凝汽器传热量7.【】电厂中的凝汽器是属于A.相变式换热器；B.对流式换热器；C.辐射式换热器；D.导热式换热器8.【】若使一根较长的热棒在静止环境中尽快冷却下来，最好应将其A.任意放置；B.竖直放置；C.斜着放置；D.水平放置9.【】太阳能热水器能在严冬季节也可提供热水，它是利用什么原理进行蓄热的A.导热原理；B.温室效应原理；C.对流原理；D.凝结12换热原理10.【】在工业上常见的温度范围内，不参与辐射换热的气体是A.水蒸气；B.烟气；C.空气；D.煤气二、分析题（每小题4分，共20分）1.已知厚度为δ的两个单层平壁，两侧温度分别维持在t1和t2，试根据图中温度变化曲线确定(a)、(b)图中在x=0和x=δ处的导热系数λx＝0、λx＝δ哪个大；为什么？2.已知A、B两种材料的光谱发射率与波长的关系如图（a）、(b)所示，试估计这两种材料的发射率随温度变化的特性；并说明理由。3.试用简捷方法确定图中的角系数X1，2和X2，14.温度均为310K的两个物体同置于太阳光的照射下。试根据两物体表面的光谱吸收比随波长变化的图示，确定那种物体可作为灰体处理，为什么？135.有一台液-液换热器，甲、乙两种介质分别在管内、外做强制对流传热。实验测得的传热系数k与两种流体速度的变化情况如图所示。试分析该换热器的主要热阻在那一侧，为什么？三、计算题（每小题12分，共60分）1.在一外径为89mm的蒸汽管道外包覆厚为40mm、平均导热系数为0.11W/mk的矿渣棉；同时又在其外包覆厚为50mm、平均导热系数为0.12W/mk的粉煤灰泡沫砖。已知蒸汽管道和粉煤灰泡沫砖的外表面温度分别为500℃和50℃。试检查矿渣棉与煤灰泡沫砖交界处是否超温？（已知：粉煤灰泡沫砖的最高允许温度为300℃）2.一块厚50mm的钢板，被加热到400℃后置于10℃的空气中冷却。设冷却过程中钢板两个侧面的平均表面传热系数为35W/(m2·K)，钢板的导热系数为45W/(m·K)，热扩散率为1.37×10－5m2/s。试确定使钢板冷却到与空气温度相差10℃时所需要的时间。3.水以0.6m/s的流速流过管长20m、管道内截面尺寸为0.1m0.1m、且管内壁温均匀的直方管时，若将初温30℃的水加热到50℃，求：①该管段的传热量；②确定管壁与流体的传热温差是否满足要求。4.用壁温低于某饱和温度下的水平钢管来凝结水蒸气。试求在其它条件均相同的情况下，采用下列两种方案中哪种方案能使凝结液产生的更多？①用10根直径d=10mm的钢管呈一横向水平排列；②用1根直径D=100mm14的钢管呈水平布置。5.今用一个壳侧为单程的壳管式换热器来冷凝100℃的饱和水蒸气，要求每小时内凝结100kg蒸汽。已知该换热器的冷却水流经的钢管管径为20mm、长为1m，其进口水温