2023年传热学试题库及相关参考答案

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1、传热学试题及答案第一章 概 论一、 名词解释1热流量:单位时间内所传播热量2热流密度:单位传热面上热流量3导热:当物体内有温度差或两个不一样样温度物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移状况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)热运动传播了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4对流传热:流体流过固体壁时热传播过程,就是热对流和导热联合用热量传播过程,称为表面对流传热,简称对流传热。5辐射传热:物体不停向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸取。同步,物体也不停接受周围物体辐射给它热能。这样,物体发出和接受过程综合成果产生了物体间通过热辐射而进行热量传播,称为表面辐射传热,简称辐射传热。6总传

2、热过程:热量从温度较高流体通过固体壁传播给另一侧温度较低流体过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度和壁面温度差为1K是对流传热量,单位为W(m2K)。对流传热系数表达对流传热能力大小。8辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度和壁面温度差为1K是辐射传热量,单位为W(m2K)。辐射传热系数表达辐射传热能力大小。9复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度和壁面温度差为1K是复合传热量,单位为W(m2K)。复合传热系数表达复合传热能力大小。10总传热系数:总传热过程中热量传播能力大小。数值上表达传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内传热量。

3、二、 填空题1 热量传播三种基础措施为 、 、 。(热传导、热对流、热辐射)2 热流量是指 ,单位是 。热流密度是指 ,单位是 。(单位时间内所传播热量,W,单位传热面上热流量,W/m2)3 总传热过程是指 ,它强烈程度用 来衡量。(热量从温度较高流体通过固体壁传播给另一侧温度较低流体过程,总传热系数)4 总传热系数是指 ,单位是 。(传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内传热量,W(m2K))5 导热系数单位是 ;对流传热系数单位是 ;传热系数单位是 。 (W(mK),W(m2K),W(m2K))6 复合传热是指 ,复合传热系数等于 之和,单位是 。 (对流传热和辐射传热之和,对流传热系

4、数和辐射传热系数之和,W(m2K))7 单位面积热阻rt单位是 ;总面积热阻Rt单位是 。 (m2K/W,K/W)8 单位面积导热热阻表达式为 。(/)9 单位面积对流传热热阻表达式为 。 (1/h)10 总传热系数K和单位面积传热热阻rt关系为 。 (rt=1/K)11 总传热系数K和总面积A传热热阻Rt关系为 。 (Rt=1/KA)12 稳态传热过程是指 。(物体中各点温度不随时间而变化热量传播过程。)13 非稳态传热过程是指 。(物体中各点温度随时间而变化热量传播过程。)14 某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热辐射传热系数为30W/(m2.K),对流传热系数为70W/(m2.K),其复合

5、传热系数为 。 (100 W/(m2.K))15由炉膛火焰向水冷壁传热关键措施是 。 (热辐射)16由烟气向空气预热器传热关键措施是 。 (热对流)17已知一传热过程热阻为0.035K/W,温压为70,则其热流量为 。 (2kW)18一大平壁传热过程传热系数为100W/(m2.K),热流体侧传热系数为200W/(m2.K),冷流体侧传热系数为250W(m2.K),平壁厚度为5mm,则该平壁导热系数为 ,导热热阻为 。 (5 W/(m.K),0.001(m2.K)/W)19总传热方程式可表达为 或q 。 (KAt,Kt)20已知平壁厚0.02m,热阻为0.02m2.K/W,其导热系数为 。 (1

6、 W/(mK))三、选择题1下列哪多种传热过程不需要有物体宏观运动? (1)导热 (2)对流 (3)辐射 (4)复合传热 2热流密度q和热流量关系为(如下式子A为传热面积,为导热系数,h为对流传热系数): (1)qA (2)q/A (3)q= (4)qh3假如在水冷壁管子里结了一层水垢,其他条件不变,管壁温度和无水垢时相比将: (1)不变 (2)提高 (3)减少 (4)随机变化4下列哪一种表达式是错误? ( ) (1)qt/ (2)qht (3)qkt (4)qrtt5导热系数单位是: ( ) (1)W/(m2.K) (2)W/m2 (3)W/(mK) (4)m2.K/W6在传热过程中,系统传

7、热量和下列哪一种参数成反比? ( ) (1)传热面积 (2)流体温差 (3)传热系数 (4)传热热阻7. 在稳态传热过程中,传热温差一定,假准期望系统传热量增大,则不能采用下述哪种手段? ( ) (1)增大系统热阻 (2)增大传热面积 (3)增大传热系数 (4)增大对流传热系数8. 试鉴定下述多种传热过程中哪一种传热系数最小? (1)从气体到气体传热 (2)从气体到水传热 (3)从油到水传热 (4)从凝结水蒸气到水传热9若已知对流传热系数为78W(m2.K),则其单位面积对流传热热阻为多少?(1)78W/(mK) (2)1/78mK/W(3)1/78m2K/W (4)78W(m2K)10单位时

8、间通过单位面积热量称为何?一般见什么符号表达? (1)热流密度,q (2)热流密度, (3)热流量,q (4)热流量,11太阳和地球间热量传播属于下述哪种传热措施? (1)导热 (2)热对流 (3)热辐射 (4)以上多种所有不是12热流量和温差成正比,和热阻成反比,此规律称为何? (1)导热基础定律 (2)热路欧姆定律 (3)牛顿冷却公式 (4)传热方程式 13传热过程热路图原理是什么? (1)傅里叶定律 (2)牛顿冷却公式 (3)斯蒂芬-波尔兹曼定律 (4)热路欧姆定律14某一传热过程热流密度q500W/m2,冷、热流体间温差为10,其传热系数和单位面积总传热热阻各为多少?( ) (1)K5

9、0W/(m2.K),rt0.05m2.K/W (2)K0.02W/(m2.K),rt50m2.K/W (3)K50W/(m2.K),rt0.02m2.K/W (4)K50W/(m2.K),rt0.05K/W15平板单位面积导热热阻计算式应为哪一种? (1)/ (2)/(KA) (3)1h (4)1/(KA)四、简答题1试述三种热量传播基础措施差异,并各举12个实际例子阐明。(提醒:从三种热量传播基础措施定义及特点来辨别这三种热传播措施)2请阐明在传热设备中,水垢、灰垢存在对传热过程会产生什么影响?怎样防止? (提醒:从传热过程各个环节热阻角度,分析水垢、灰垢对换热设备传热能力和壁面影响状况)3

10、. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数差异,它们各自单位是什么? (提醒:写出三个系数定义并比较,单位分别为W/(mK),W/(m2K),W/(m2K))4在分析传热过程时引入热阻概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? (提醒:分析热阻和温压关系,热路图在传热过程分析中作用。)5结合你工作实践,举一种传热过程实例,分析它是由哪些基础热量传播措施构成。(提醒:学会分析实际传热问题,如水冷式内燃机等)6在空调房间内,夏季和冬季室内温度所有保持在22左右,夏季大家可以穿短袖衬衣,而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 (提醒:从分析不一样样季节时墙体传热过程和壁温,和人体和墙表面热

11、互换过程来解释这一现象(关键是人体和墙面辐射传热不一样样)第二章 热传导一、名词解释1温度场:某一瞬间物体内各点温度分布总称。一般来说,它是空间坐标和时间坐标函数。2等温面(线):由物体内温度相似点所连成面(或线)。3温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。4热导率:物性参数,热流密度矢量和温度降度比值,数值上等于1 Km温度梯度作用下产生热流密度。热导率是材料固有热物理性质,表达物质导热能力大小。5导温系数:材料传播温度变化能力大小指标。6稳态导热:物体中各点温度不随时间而变化导热过程。7非稳态导热:物体中各点温度随时间而变化导热过程。8傅里叶定律:在各向同性均质导热物体中,通过某导热面

12、积热流密度正比于该导热面法向温度变化率。9保温(隔热)材料:0.12 W/(mK)(平均温度不高于350时)材料。10肋效率:肋片实际散热量和肋片最大也许散热量之比。11接触热阻:材料表面由于存在一定粗糙度使相接触表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。12定解条件(单值性条件):使微分方程获得适合某一特定问题解附加条件,包括初始条件和边界条件。二、填空题1 导热基础定律是_定律,可表述为 。(傅立叶,)2 非稳态导热时,物体内_场和热流量随_而变化。(温度,时间)3 导温系数表达式为_,单位是_,其物理意义为_。(a=/c,m2/s,材料传播温度变化能力指标)4 肋效率定义为_。(肋片实际

13、散热量和肋片最大也许散热量之比。)5 根据导热机理,水气、液、固三种状态中_态下导热系数最小。(气)6 一般,材料导热系数和_和_有关。(种类,温度)7 保温材料是指_材料.(0.12 W/(mK)(平均温度不高于350时))8 已知材料导热系数和温度关系为0(1+bt),当材料两侧壁温分别为t1、t2时,其平均导热系数可取 下导热系数。((t1+t2)/2)9 发电机水冷、氢冷、空冷三种措施中,以 措施效果最佳, 措施效果最差。(水冷、空冷)10 第三类边界条件是指已知 。(物体边界和周围流体间表面传热系数h及周围流体温度tf)11 及其单值性条件可以完整地描述一种详细导热问题。(导热微分方

14、程)12 第一类边界条件是 。(给定物体边界上任何时刻温度分布)13 初始条件是指 。 (如以某时刻作为时间起算点,在该时刻导热物体内温度分布)14 通过长圆筒壁导热时,圆筒壁内温度呈 分布规律. (对数曲线)15 温度梯度表达温度场内某一地点等温面法线方向 。 (温度变化率)16 第二类边界条件是指 。 (给定物体边界上任何时刻热流密度q w分布)三、选择题1 当采用加肋片措施增强传热时,最有效措施是将肋片加在哪一侧? ( )(1)传热系数较大一侧 (2)传热系数较小一侧(3)流体温度较高一侧 (4)流体温度较低一侧2 下列各参数中,属于物性参数是:(1)肋化系数 (2)导热系数 (3)导温

15、系数 (4)传热系数3 导温系数物理意义是什么?(1) 表明材料导热能力强弱(2) 反应了材料储热能力(3) 反应材料传播温度变化能力(4) 表明导热系数大材料一定是导温系数大材料4 常温下,下列物质中哪一种材料导热系数较大?(1)纯铜 (2)碳钢(3)不锈钢 (4)黄铜5 温度梯度表达温度场内某一点等温面上什么方向温度变化率? (1)切线方向 (2)法线方向(3)任意方向 (4)温度减少方向6 接触热阻存在使相接触两个导热壁面之间产生什么影响?(1)出现温差 (2)出现临界热流(3)增进传热 (4)没有影响7 下述哪一点不是热力设备和冷冻设备加保温材料目旳?(1)防止热量(或冷量)损失 (2

16、)提高热负荷(3)防止烫伤(或冻伤) (4)保持流体温度8 某热力管道采用两种导热系数不一样样保温材料进行保温,为了到达很好保温效果,应将哪种材料放在内层?(1)导热系数较大材料 (2)导热系数较小材料(3)任选一种均可 (4)无法确定9 金属具有较多杂质,则其导热系数将怎样变化?(1)变大 (2)变小(3)不变 (4)也许变大,也也许变小10 下列材料中,导热材料较差材料是什么?(1)铝合金 (2)铸铁(3)不锈钢 (4)一般玻璃 11 物体之间发生热传导动力是什么?(1)温度场 (2)温差(3)等温面 (4)微观粒子运动 12 下面哪种物质材料具有较大导热系数?(1)水 (2)空气(3)水

17、蒸气 (4)冰块13 通过大平壁导热时,大平壁内温度分布规律是下述哪一种?(1)直线 (2)双曲线(3)抛物线 (4)对数曲线14 若已知某种气体密度为0.617kgm3,比热为1.122 kJ(kgK),导热系数为0.0484W(m.K),则其导温系数是多少? ( )(1)14.3m2s (2)69.910-6m2s(3)0.0699m2s (4)1.43104m2s 15 已知某一导热平壁两侧壁面温差是30,材料导热系数是22W(m.K),通过热流密度是300Wm2,则该平壁壁厚是多少? ( )(1)220m (2)22m (3)2.2m (4)0.22m16 第二类边界条件是什么?(1)

18、 已知物体边界上温度分布。(2) 已知物体表面和周围介质之间传热状况。(3) 已知物体边界上热流密度。(4) 已知物体边界上流体温度和流速。17 冬天用手分别触摸置于同一环境中木块和铁块,感到铁块很凉,这是什么原因?(1)由于铁块温度比木块低 (2)由于铁块摸上去比木块硬(3)由于铁块导热系数比木块大 (4)由于铁块导温系数比木块大18 什么状况下圆筒壁导热可以按平壁处理? (1)当其长度不小于其外半径10倍时 (2)当其长度是其壁厚10倍时(3)当其外径不小于2倍内径时 (4)当其外径不小于其壁厚4倍时19 温度升高时,气体导热系数一般随温度会发生怎样变化? ( )(1)增大 (2)减小(3

19、)不变 (4)也许增大也也许减小20 一般状况下,对于材料导热系数,下述哪种说法是错误?(1)合金不不小于纯金属 (2)气体不不小于固体(3)液体不不小于固体 (4)导电体不不小于非导电体21下列那种状况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化?(1)内燃机启动过程 (2)内燃机停机 (3)内燃机变工况运行 (4)内燃机定速运行22在稳态导热中,已知三层平壁内外表面温度差为120,三层热阻之比R1 、R2、 R3=1:2:3,则各层温度降为 。(1)60、40、20 (2)70、40、10 (3)20、40、60 (4)10、40、7023材料导热能力和吸热能力之比称为 。(1)放热系数 (2)传热

20、系数 (3)导热系数 (4)导温系数24蒸汽管道内外直径分别为68mm和100mm,导热系数1=63W/(m. ),内表面温度为140。今采用玻璃棉垫料保温,2=0.053W/(m. )。若规定保温层外表面温度不超过50,且蒸汽管道许可热损失ql=50W/m,则玻璃棉垫料保温层厚度至少为 。(1)41mm (2)54mm (3)91mm (4) 104mm 25 导热体中不一样样温度等温面将 。(1)互相相交 (2) 互不相交(3)互相相切 (4)不定26 材料导温系数是材料 和 比值。(1)吸热能力/导热能力 (2) 导热能力/吸热能力(3)比热容/导热系数 (4)导热系数/比热容27 固体

21、壁面上敷设肋片后,其实际散热量和假设整个肋表面处在肋基温度下散热量比值为 。(1)肋壁效率 (2) 肋化系数 (3)肋片效率 (4)无明确专用名称28 忽视物体内部导热热阻分析措施称为 。(1)正规状况法(2)数学分析法 (3)数值解法 (4)集总参数法29 下列哪个是非稳态导热表达式? (1)t=f(x,y,z) (2)t=f(y,) (3)t=f(x,y) (4)t=f(z,x)30 下列那个表达非稳态导热过程无因次时间? (1)Bi (2)Fo (3)e (4)r四、简答题1 试解释材料导热系数和导温系数之间有什么辨别和联络。 (提醒:从两者概念、物理意义、表达式方面加以论述,如从表达式

22、看,导温系数和导热系数成正比关系(a=/c),但导温系数不仅和材料导热系数有关,还和材料热容量(或储热能力)也有关;从物理意义看,导热系数表征材料导热能力强弱,导温系数表征材料传播温度变化能力大小,两者所有是物性参数。)2 试用所学传热学知识阐明用温度计套管测量流体温度时怎样提高测温精度。 (提醒:温度计套管可以看作是一根吸热管状肋(等截面直肋),运用等截面直肋计算肋端温度th成果,可得采用温度计套管后导致测量误差t为t=tf-th=,其中,欲使测量误差t下降,可以采用如下多种措施: (1)减少壁面和流体温差(tf-t0),也就是想措施使肋基温度t0靠近tf,可以通过对流体通道外表面采用保温措

23、施来实现。 (2)增大(mH)值,使分母ch(mH)增大。详细可以用如下手段实现:增长H,延长温度计套管长度;减小,采用导热系数小材料做温度计套管,如采用不锈钢管,不要用铜管。由于不锈钢导热系数比铜和碳钢小。减少,减小温度计套管壁厚,采用薄壁管。提高h增强温度计套管和流体之间热互换。)3 试写出直角坐标系中,一维非稳态无内热源常导热系数导热问题导热微分方程表达式;并请阐明导热问题常见三类边界条件。 ( 提醒:直角坐标系下一维非稳态无内热源导热问题导热微分方程式第一类边界条件:0,tw=fw(x, )第二类边界条件:0,第三类边界条件:0,4 在一根蒸汽管道上需要加装一根测温套管,有三种材料可选

24、:铜、铝、不锈钢。问选择哪种材料所引起测温误差最小,为何?为减小测量误差,在套管尺寸选择上还应注意哪些问题?(提醒:和简答题2第(2)点类似,套管材料应选择不锈钢,因给出三种材料中,不锈钢导热系数最小)5 什么是接触热阻?减少固体壁面之间接触热阻有哪些措施? (提醒:材料表面由于存在一定粗糙度使相接触表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻称为接触热阻,接触热阻存在使相邻两个表面产生温降(温度不持续)。接触热阻关键和表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻措施,此外,也可在固体接触面之间衬以导热系数大铜箔或铝箔等以减少接触热阻。)第三章

25、对流传热一、名词解释1 速度边界层:在流场中壁面周围流速发生急剧变化薄层。2 温度边界层:在流体温度场中壁面周围温度发生急剧变化薄层。3 定性温度:确定换热过程中流体物性温度。4 特性尺度:对于对流传热起决定作用几何尺寸。5 相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra):由多种变量构成无量纲组合量。6 强迫对流传热:由于机械(泵或风机等)作用或其他压差而引起相对运动。7 自然对流传热:流体各部分之间由于密度差而引起相对运动。8 大空间自然对流传热:传热面上边界层形成和发展不受周围物体干扰时自然对流传热。9 珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(90)时,凝结液在壁面上形成诸多液滴,而不形成持续液膜。

26、10 膜状凝结:当液体能润湿壁面时,凝结液和壁面润湿角(液体和壁面交界处切面经液体到壁面交角)90,凝结液在壁面上形成一层完整液膜。11 核态沸腾:在加热面上产生汽泡,换热温差小,且产生汽泡速度不不小于汽泡脱离加热表面速度,汽泡剧烈扰动使表面传热系数和热流密度所有急剧增长。12 膜态沸腾:在加热表面上形成稳定汽膜层,相变过程不是发生在壁面上,而是汽液界面上,但由于蒸汽导热系数远不不小于液体导热系数,因此表面传热系数大大下降。二、填空题1 影响自然对流传热系数关键原因有: 、 、 、 、 、 。(流动起因,流动速度,流体有无相变,壁面几何形状、大小和位置,流体热物理性质)2 速度边界层是指 。(

27、在流场中壁面周围流速发生急剧变化薄层。)温度边界层是指 。(在流体温度场中壁面周围温度发生急剧变化薄层。)3 流体刚刚流入恒壁温管道作层流传热时,其局部对流传热系数沿管长逐渐 ,这是由于 。 (减小,边界层厚度沿管长逐渐增厚)4 温度边界层越 对流传热系数越小,强化传热应使温度边界层越 。 (厚,簿)5 流体流过弯曲管道或螺旋管时,对流传热系数会 ,这是由于 。 (增大,离心力作用产生了二次环流增强了扰动)6 流体横掠管束时,一般状况下, 布署平均对流传热系数要比 布署时高。 (叉排,顺排)7 管外流动传热,有纵向冲刷和横向冲刷之分,在其他条件相似时,以 向冲刷方向传热更为强烈。 (横向)8

28、对流传热微分方程式表达式为 。其中,x是 ,是 ,t是 ,是 。 (,局部换热系数,流体导热系数,主流流体温度和壁温之差,贴壁处流体法向温度变化率)9 纯净饱和蒸气膜状凝结关键热阻是 。 (液膜导热热阻)10 大容器饱和沸腾曲线可分为 、 、 、 四个区域,其中 具有温差小、热流大传热特点。 (自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾,核态沸腾)11 雷诺比拟采用 模型,其成果在Pr 条件下和试验解相吻合.(单层,1)12 沸腾临界热通量是指 。 (当壁面过热度大到某一程度时,汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定汽膜,即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡,出现临界点热流密度)13 格拉晓夫准则物理意义

29、 ;表达式Gr 。 (流体流动时浮升力和粘滞力之比无量纲量,)14 减小管内湍流对流传热热阻措施有 、 、 、 。 (增长流速,采用短管。变化流体物性,增长换热面积,扰流,采用导热系数大流体用小管径等)15 反应对流传热强度准则称为 准则。 (努塞尔)16 普朗特准则Pr数学表达式为 ,它表征了 相对大小。 (/a,动量传播和热量传播)17 管内充足发展湍流传热系数和平均流速U 次方成 比.,和内径D 次方成 比。 (08,正,02,反) 18 大空间自然对流处在湍流状态时有自模化特性,此时传热系数和 无关。 (尺寸) 19 自然对流传热在 条件下发生有关特性尺度L自模化现象.。 (湍流)20

30、 在蒸汽凝结过程中, 凝结传热系数不小于 凝结。 (珠状,膜状) 21 自然对流传热是指 。 (流体在浮升力作用下对流传热)22 管槽内对流传热入口效应是指 。 (流体入口段由于热边界层较薄而具有较高对流传热系数) 23 流体在大空间沿竖壁作自然对流传热时,对于湍流工况,其对流传热系数正比于竖壁高度 次方。(0)24 大容器沸腾曲线分为 、 、 、 四个区段。 (自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾)三、选择题1 下列各参数中,属于物性参数是:(1) 传热系数K(2) 吸取率(3) 普朗特数Pr(4) 传热系数hc2 流体纯自然对流传热准则方程可写成(1)Nuf(Re,Pr) (2)Nuf(

31、Gr,Pr)(3)Nuf(Re,Gr,Pr) (4)Nuf(Bi,Fo)3 流体擦过平板对流传热时,在下列边界层各区中,温度降关键发生在:(1)主流区 (2)湍流边界层 (3)层流底层(4)缓冲区 (5)湍流关键区4 空气自然对流传热系数和强迫对流时对流传热系数相比:(1)要小多 (2)要大得多(3)十分靠近 (4)不可比较5 沸腾临界热流量qc是:(1) 从过冷沸腾过渡到饱和沸腾转折点(2) 从自由流动过渡到核态沸腾转折点(3) 从核态沸腾过渡到膜态沸腾转折点(4) 从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾转折点6 流体在大空间沿竖壁自然对流传热时,在湍流状态下;对流传热系数正比于竖壁高度( )(

32、1)0次方 (2)0.8次方 (3)l/4次方 (4)l/3次方7 液体沸腾时,汽泡内压力不小于汽泡外液体压力,关键由于下列哪个原因导致?(1)传热温差 (2)表面张力 (3)浮升力 (4)重力8 定型准则是指:(1)包括定型尺寸准则 (2)所有由已知量构成准则(3)具有待求量准则 (4)待定准则9 工程中,较为常见沸腾工况是指:(1)膜态沸腾 (2)核态沸腾 (3)自然对流沸腾 (4)以上所有不是10 下述哪种手段对提高对流传热系数无效?(1)提高流速 (2)增大管径(3)采用入口效应 (4)采用导热系数大流体11 已知某气体密度为1.26kg/m3,比热为1.02kJ/(kgK),导热系数

33、为0.025W/(mK),粘度为15.110-6m2/s,其Pr(普朗特)准则数为多少? ( )(1)0.78 (2)0.02 (3)0.7 (4)0.6212 Nu(努谢尔特)准则反应: ( )(1)惯性力和粘滞力相对大小 (2)对流传热强度(3)浮升力和粘滞力相对大小 (4)导热能力大小13 描述浮升力和黏滞力相对大小准则数称为:(1)Re (2)Gr (3)Pr (4)Ra14 当管长远不小于管径时,圆管横向布署时管外膜状凝结传热系数和竖放时相比怎样?(1) 横放时大(2) 两者差不多(3) 竖放时大(4) 无法比较15 无量纲组合称为何准则?(1)雷诺Re (2)普朗特Pr(3)努谢尔

34、特Nu (4)格拉晓夫Gr16 鉴定管内湍流强制对流与否需要进行人口效应修正根据是什么?(1)l/d70 (2)Re104(3)l/d50 (4)l/d10417 对流传热以 作为基础计算式。(1)傅里叶定律 (2)牛顿冷却公式(3)普朗克定律 (4)欧姆定律18 从传热角度看,下面多种冷却措施中,哪种措施冷却效果会最佳?(1)水冷 (2)氢冷 (3)气冷 (4)水沸腾冷却19 相变传热特性为 。(1)工质比体积变化较大 (2) 汽化潜热 (3) (1)+(2) (4)工质比体积较大20 冷却液润湿壁面能力取决于 。(1)液体表面张力 (2)液体和壁面间附着力 (3) (1)+(2) (4)

35、(1)或(2)21 在饱和沸腾时,伴随 增高,将会出现 个换热规律全然不一样样区域。(1)壁面过热度 ,4 (2)壁面过热度,6 (3)热流密度 ,4 (4)热流密度,622对流传热微分方程组共有几类方程?(1) 2 (2) 3 (3) 4 (4)523 凝结液能很好润湿壁面,形成完整膜向下流动,称为 。(1)凝结 (2)膜状凝结 (3) 珠状凝结 (4)稳态凝结24下列哪个不是影响对流传热关键原因? (1)流动起因;(2)tw;(3);(4)换热面几何形状。25对于Pr数,下列说法哪个是错误? (1)它是动力粘度和热扩散率比值;(2)它是研究对流传热最常见关键准则;(3)对于层流流动,当Pr

36、=1时,=t;(4)它反应了流体中热量扩散和动量扩散相对程度。26自由对流传热流态关键取决于 数值。(1)Pr (2)Fo (3)Re (4)Gr27假如流体流动是由流体内部温差产生密度差引起,称为 。(1)强迫对流(2)自由运动 (3)湍流对流(4)层流对流28对流传热微分方程组包括 。、付立叶定律 、对流传热微分方程 、基尔霍夫定律 、持续性方程 、动量微分方程 、能量微分方程(1) (2) (3) (4) 29Num其特性温度为 。(1)流体温度 (2) 平均温度 (3)壁面温度 (4)不定30当流体外掠圆管时,10Re其边界层为 ,脱体发生在 处。其局部换热系数抵达最 值。(1) 湍流

37、,140,低 (2) 层流,140,高 (3) 湍流,82,低 (4) 层流,82 ,低31自然对流传热准则方程为 。(1) (2). (3) (4). 32影响膜状换热系数关键原因是 。(1)蒸汽流速 (2)不凝结气体 (3)表面粗糙度 (4) (1) + (2)四、 简答题1 影响强迫对流传热流体物性有哪些?它们分别对对流传热系数有什么影响? (提醒:影响强迫对流换热系数原因及其影响状况可以通过度析强迫对流传热试验关联式,将各无量纲量展开整顿后加以表述。)2 试举多种强化管内强迫对流传热措施(至少五个)。 (提醒:通过度析强迫对流换热系数影响原因及增强扰动、采用人口效应和弯管效应等措施来提

38、出部分强化手段,如增大流速、采用机械搅拌等。)3 试比较强迫对流横掠管束传热中管束叉排和顺排优缺陷。 (提醒:强迫对流横掠管束换热中,管束叉排和顺排优缺陷关键可以从换热强度和流动阻力两方面加以论述:(1)管束叉排使流体在弯曲通道中流动,流体扰动剧烈,对流换热系数较大,同步流动阻力也较大;(2)顺排管束中流体在较为平直通道中流动,扰动较弱,对流换热系数不不小于叉排管束,其流阻也较小;(3)顺排管束由于通道平直比叉排管束轻易清洗。)4 为何横向冲刷管束和流体在管外纵向冲刷相比,横向冲刷传热系数大? (提醒:从边界层理论角度加以论述:纵向冲刷轻易形成较厚边界层,其层流层较厚且不易破坏。有三个原因导致

39、横向冲刷比纵向冲刷换热系数大:弯曲表面引起复杂流动,边界层较薄且不易稳定;管径小,流体到第二个管子时易导致强烈扰动;流体直接冲击换热表面。)5 为何电厂凝汽器中,水蒸气和管壁之间传热可以不考虑辐射传热? (提醒:可以从如下3个方面加以论述:(1)在电厂凝汽器中,水蒸气在管壁上凝结,凝结换热系数约为450018000W(m2K),对流换热量很大;(2)水蒸气和壁面之间温差较小,因此辐射换热量较小;(3)和对流换热相比,辐射换热所占份额可以忽视不计。)6 用准则方程式计算管内湍流对流传热系数时,对短管为何要进行修正? (提醒:从热边界层厚度方面加以论述:(1)在入口段,边界层形成过程一般由薄变厚;

40、(2)边界层变化引起换热系数由大到小变化,考虑到流型变化,局部长度上可有波动,但总体上在入口段换热较强(管长修正系数不小于1);(3)当ld50(或60)时,短管上述影响可忽视不计,当ld50(或60)时,则必需考虑入口段影响。7 层流时对流传热系数与否总是不不小于湍流时对流传热系数?为何? (提醒:该问题同样可以从入口效应角度加以论述。在入口段边界层厚度从零开始增厚,若采用短管,尽管处在层流工况,由于边界层较薄,对流换热系数可以不小于紊流状况。)8 什么叫临界热流密度?为何当加热热流不小于临界热流密度时会出现沸腾危机? (提醒:用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例,(1)沸腾过程

41、中,伴随壁面过热度t增大,存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段,临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应最大热流密度;(2)当加热热流不小于临界热流密度时,沸腾工况向膜态沸腾过渡,加热面上有汽泡汇集形成汽膜,将壁面和液体隔开,由于汽膜热阻比液体大得多,使换热系数迅速下降,传热恶化;(3)汽膜存在使壁温急剧升高,若为控制热流加热设备,如电加热设备,则一旦加热热量不小于临界热流密度,沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾,壁温飞升到1000以上(水),使设备烧毁。)9 试述不凝性气体影响膜状凝结传热原因。 (提醒:少许不凝性气体存在就将使凝结换热系数减小,这可以从换热热

42、阻增长和蒸汽饱和温度下降两方面加以论述。(1)具有不凝性气体蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层,将蒸汽隔开,蒸汽凝结必需穿过气层,使换热热阻大大增长;(2)伴随蒸汽凝结,液膜表面气体分压力增大,使凝结蒸汽分压力减少,液膜表面蒸汽饱和温度减少,减少了有效冷凝温差,减弱了凝结换热。)第四章 辐射传热一、 名词解释1热辐射:由于物体内部微观粒子热运动状态变化,而将部分内能转换成电磁波能量发射出去过程。2吸取比:投射到物体表面热辐射中被物体所吸取比例。3反射比:投射到物体表面热辐射中被物体表面所反射比例。4穿透比:投射到物体表面热辐射中穿透物体比例。5黑体:吸取比= 1物体。6白体:反射比=

43、l物体(漫射表面)7透明体:透射比= 1物体8灰体:光谱吸取比和波长无关理想物体。9黑度:实际物体辐射力和同温度下黑体辐射力比值,即物体发射能力靠近黑体程度。10辐射力:单位时间内物体单位辐射面积向外界(半球空间)发射所有波长辐射能。11漫反射表面:假如不管外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投入,物体表面在半球空间范围内各方向上所有有均匀反射辐射度Lr,则该表面称为漫反射表面。12角系数: 从表面1发出辐射能直接落到表面2上百分数。13有效辐射:单位时间内从单位面积离开总辐射能,即发射辐射和反射辐射之和。14投入辐射:单位时间内投射到单位面积上总辐射能。15定向辐射度:单

44、位时间内,单位可见辐射面积在某一方向p单位立体角内所发出总辐射能(发射辐射和反射辐射),称为在该方向定向辐射度。16漫射表面:如该表面既是漫发射表面,又是漫反射表面,则该表面称为漫射表面。17定向辐射力:单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射辐射能。18表面辐射热阻:由表面辐射特性所引起烧阻。19遮热板:在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以减弱辐射传热。20重辐射面:辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零表面。二、填空题1 热辐射是由于 产生电磁波辐射。热辐射波长单位是 ,在工业范围内,热辐射波段关键集中于 区段。 (热原因,m,红外)2 太阳和地球间热量传播属于 传热

45、措施。(辐射)3 黑体是指 物体,白体是指 物体,透明体是指 物体。灰体是 物体。(吸取比为0,反射比为0,投射比为0,光谱吸取比和波长无关)4 基尔霍夫定律表明,善于辐射物体也善于 ,在同温度下,黑体具有 辐射力,实际物体吸取率永远 1。(吸取,最大,不不小于)5 有效辐射是 之和。(发射辐射和反射辐射)6 一种由两个表面所构成封闭系统中,若已知A1=0.5A2,X1,2=0.6,则X2,1= 。(0.3)7 将任意形状气体辐射折合成一种假想当量半球,半球内气体和所研究气体具有 ,球内气体对球心辐射效果等于 ,该当量半球半径称为 。(相似温度、压力和成分,所研究气体对指定地点辐射,平均射线行

46、程)8 物体光谱辐射力和同温度下 之比,称为物体光谱发射率。(黑体光谱辐射力)9 角系数具有 、 、 特性。(相对性、完整性、分解性)10 表面辐射热阻应用于 辐射传热计算,其值可用数学式表达为 。(灰漫表面(或灰表面即可),)11 气体辐射具有2个特点: ; 。(气体辐射和吸取对波长具有明显选择性,气体辐射和吸取在整个容积中进行)12 基尔霍夫定律指出了物体 和 之间关系。(辐射力,吸取碧)13 辐射传热空间热阻关键和 有关。(两个表面之间角系数及辐射换热面积)14 辐射减弱系数是指射线通过单位长度时 能量和 能量之比。(被气体所吸取,投射)15 辐射传热表面热阻关键和 有关。(表面黑度和辐

47、射换热面积)16 普朗克定律揭示了黑体光谱辐射力按 变化分布规律。(波长和热力学温度)17 热辐射能量投射到物体表面上时, 占投入辐射比例称为投射比。(穿透物体辐射能)18 在热平衡条件下,任何物体对黑体辐射吸取比恒等于 。(同温度下该物体黑度)19 角系数相对性用公式可写成 。(A1X1,2= A2X2,1)20 增强或减弱辐射传热原则是变化 和 。(系统黑度,温度条件)三、选择题1 有一种由六个平面构成六边形长通道,其内表面分别以l、2、3、4、5、6表达,已知角系数X120.1、X140.25,X150.25,X160.12,则X13为: ( )(1)035 (2)072 (3)037

48、(4)0282 一金属块表面发射率为04,温度为227,它表面热辐射力是多少?若表面氧化后发射率变成0.9,其表面热辐射力将怎样变化?(1)1417.5Wm2,将增大 (2)1417.5Wm2,将减小(3)60.22Wm2,将增大 (4)60.22Wm2,将减小3 影响物体表面黑度关键原因是:(1)物质种类、表面温度、表面状况 (2)表面温度、表面状况、辐射强度(3)物质种类、表面温度、表面颜色 (4)表面颜色、表面温度、表面光洁度4 在两块平行黑度相似大平板之间插入一块同样黑度遮热板后,两平板之间辐射传热量和未加遮热板时相比减少了: ( )(1)0.2倍 (2)0.5倍 (3)2倍 (4)3

49、倍5 对于边长为15m立方体内气体辐射,气体对整个包壁辐射平均射线行程等于:(1)15m (2)7.5m (3)9m (4)4.5m 6 在同温度条件下全波谱辐射和吸取,下列哪种说法是对旳(1) 物体辐射能力越强其吸取比越大(2) 物体吸取比越大其反射比越大(3) 物体吸取比越大其黑度越小(4) 物体吸取比越大其辐射透射比越大7 下列哪个定律可用来计算黑体光谱辐射力?(1)斯蒂芬波尔兹曼定律 (2)基尔霍夫定律(3)斯蒂芬公式 (4)普朗克定律8 单位时间内离开单位表面积总辐射能称为何?(1)有效辐射 (2)辐射力(3)辐射强度 (4)反射辐射9 由炉膛火焰向水冷壁传热关键措施是: (1)热辐

50、射 (2)热对流 (3)导热 (4)所有不是10 将保温瓶双层玻璃中间抽成真空,其目旳是什么?(1)减少导热 (2)减少对流传热(3)减少对流和辐射传热 (4)减少导热和对流传热11 在保温瓶内胆上镀银目旳是什么? ( )(1)减弱导热传热 (2)减弱辐射传热(3)减弱对流传热 (4)同步减弱导热、对流和辐射传热12 有一种由两个圆筒表面构成环形长通道,其外筒内径是d1,内筒外径是d2,且d1/d2=2,问角系数X1,2和X2,1,分别为多少? ( )(1)X1,20.5,X2,1l (2)X1,20.25,X2,10.5(3)X1,21,X2,1=0.25 (4)X1,20.5,X2,10.

51、2513物体可以发射热辐射最基础条件是下述哪一种?(1)温度不小于0K (2)具有传播介质(3)真空状态 (4)表面较黑14下述哪种气体可以看作热辐射透明体(l气体)? ( )(1)二氧化碳 (2)空气 (3)水蒸气 (4)二氧化硫气体15下列多种辐射中哪种辐射光谱不能看作是持续? ( )(1)灰体辐射 (2)黑体辐射 (3)发光火焰辐射 (4)气体辐射16烟道中有一支热电偶,热电偶(黑度1)和烟道内壁面(黑度2)辐射传热系统黑度s表达式应为下述哪一种? ( )(1)1 (2) 1 (3) (4)017、 某一封闭系统只有l、2两个表面,A1=2A2,Xl,2025,则X2,1及X2,2各为多少?(1)X2,105,X2,2025 (2)X2,1025,X2,205(3)X2,l05,X2,205 (4)X2,1025,X2,207518、 下述有关辐射传热表面热阻表达措施中对旳是哪一

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