同济大学传热学题库共6套含答案.docx

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1、传热学（一）-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珏和0.1 Wlm E），钢管内壁及保温层外壁温度分别为220 C及40 C，管长为10m。试求该管 壁的散热量。

2、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 wg 勇，管内热水温度为90 C，管外空气温度为20 C。管内外的换热系数分别为wqws/.k）和花w气”.K）。试求该热水管单位长度的散热量。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

3、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

4、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 d 1 =300mm d 2 =300+2 X 10=320mm d 3 =320+2 X 20=360mm土 EmLSE 玲 珍t w1 =220 C t w2 =40 C11 i 虫In+In _220-40=173201 d 360n+In 2jix4E x 10

5、 300 2n x 0.1 x 10320=9591.226W29. 解：已知 d 1 =75mm=0.075m d 2 =75+2 X 2.5=80mm=0.08m九 5WE9t fl =90 C t f2 =20 C.k；叫-. JcJr _4 1 tfli一+In 4口Aj d_90-20= ii；aosI+In+ 50071x0.075 2ttx60 0.075 35ttx0.08=572.2W/m传热学（二）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1

6、6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：t 1=177 C、t2 =27 C、e 1 =0.8、e 2 =0.4、X 1 , 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

7、动，其进出口温度分别为15 C和60 C，比热为4174J/（kg - k）；热油 进出口温度分别为110和70，比热为2190 J/（kg - k）。传热系数为400W （m 2 k ）。试计算所需的传热面积。三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）21、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、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、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、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、肋侧表面总的实际散

8、热量与肋壁两侧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、（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a c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）a1

9、 _ El 加Q27、（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：无七耘町+惑尸反 （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）=1105.65W （ 1 分）若两表面为黑体表面，则F而（3分）J7177 + 273Y ,27+273)4- .100J 100 )2x 2 x0.2（2分）=1492.63W ( 1 分)29、(1)已知：q m2 =2.5kg/s切，_ 门叫：板_e心成，町一 工191_1.什leg . kJ c2 - 4r/4

10、/(.kg -k； k - 4UU- K；-计算平均温差J-地吐(70-15)-(110-60)四,蛆=7 7； = =. 77： =LI*70-50lrLno-6o（5分）（2）计算水所吸收的热量中一。心项.秋次顼3异14网-1*-斗蚀”，卅（3分）（3）计算传热面积由好此山孩得F=ct/kAk = 4S9575/(400 x 52.46) = 22.3Srn2(4 分)传热学（三）三、名词解释（本大题5小题，每小题4分，共2 0分）21. 换热器的效能（有效度）22. 大容器沸腾23. 准稳态导热24. 黑体25. 复合换热四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）26. 气体辐射

11、有哪些特点？27. 为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式?五、计算题（本大题2小题，每小题12分，共2 4分）28.某炉墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为200mm和80mm ,导热系数 分别为0.8W/（m. K）和0.11W/（m. K），炉墙内外侧壁温分别为600。C和 70。C。求炉墙单位面积的热损失和两层材料间的温度。29.以0.8m/s的流速在内径为2.5cm的直管内流动，管子内表面温度为60。 C，水的平均温度为30。管长2 m。试求水所吸收的热量。（已知30。C 时，水的物性参数为：C p =4.17KJ/（kg.K）,入=61.8 X 10 -2 W/（m.K

12、）, P =995.7kg/m 3 , u =0.805 X 10 -6 m 2 /s, ） Pr=5.42,水 60。C 时的 u =469.9 X 10 -6 kg/（m.s）。已知水在管内流动时的准则方程式为（1）Nu f =0.027Re f 0.8 Pr f 0.4 e 1 e R适用条件：Re f =10 4 1.2 X 10 5 , Rr f =0.6-120,水与壁面间的换热温差t W 30C （2）Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3 （ u f / u w ） 0.11 e 1 e R适用条件：Re f =10 41.75 X 10 6 , Pr f =

13、 0.6700,水与壁面间的换热温差 t 3 0以上两个准则方程式的定性温度均为流体的平均温度（u w的定性温度为管内 壁温度），特性尺度为管内径。传热学（三）参考答案三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）21、 换热器的实际传热量与最大可能传热量之比。或虹22、高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。23、物体内各点温升速度不变的导热过程。24、吸收率等于1的物体。25、对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程。四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）26、（1）气体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸 收某些波长范围内的能

14、量。（2）气体的辐射（和吸收）是在整个容积中进行的。固体和液体不能穿透热 射线，所以它们的辐射（和吸收）只在表面进行。评分标准：（1）答出4分：（2）答出4分。27、（1）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平 均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。（2）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器 的同一端，使得该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换 热器，不利于设备的安全运行。（3）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式，即在烟温较 高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。评分标准：（1）答出2分；（2）

15、答出2分；（3）答出3分。传热学（四）三、名词解释（每小题2分，共4分）41. 温度场42. 吸收率四、简答题（每小题3分，共9分）43. 简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。44. 蒸汽凝结换热中有不凝结气体存在时，对凝结换热有什么影响？45. 角系数有哪些特性？五、计算题（每小题5分，共15分）46. 平壁，厚度，=80mm，两表面温度分别维持在20 （ C）和0 C，平 壁的高温面受到流体的加热，流体温度t f = 100 C ,表面传热系数心=口mW/（m 2 k ）。当处于稳态时，试确定平壁材料的导热系数。47.压缩空气在中间冷却器的管外横掠流过，a 0 =90W/（m

16、2 - k），冷却水 在管内流过a 1 =6000W/（m 2 k）。冷却管是外径为16mm，厚1.5mm 的 黄铜管。求：1 ）此时的传热系数；2 ）若管外表面传热系数增加一倍，传热系数有何变化；3）若管内表面传热系数增加一倍，传热系数又作何变化。48. 一顺流换热器，其冷流体进出口温度分别为10 C和30 C，热流体进 出口温度分别为80 C和50 C ,试比较对数平均温差和算术平均温差，并说 明能否用算术平均温差代替对数平均温差？六、综合计算(每小题8分，共32分)49. 一平壁水泥泡沫砖构成，厚度为50cm，导热系数 iiE5*.y， 高温面维持200 C、低温面为50 C。试求：(1

17、 )通过平壁的热流密度；(2 )维持热流密度不变时，计算在墙壁内温度为70 C处，距离温墙面 的厚度为多少？50.30 C的大铜板，被置于400 C的炉中加热10分钟后，测得铜板温度上 升到150 C。已知铜板两侧与周围环境间的表面传热系数为125W/ ( m 2 - k )，铜板的8440kg /m 3，C P =377J/ ( kg - k ),f。试估算铜板的厚度是多少？51.水以1.5m /s的速度流过内径为25mm的加热管。管的内壁温度保持100 C，水的进口温度为15 C。若要使水的出口温度达到85 C，求单位 管长换热量。(不考虑修正)提示:屿-。迪眼护，已知：50 p的水% v

18、f -0.566x10?岳,月-3.5452.抽真空的保冷瓶胆是双壁镀银的夹层结构，外壁内表面温度为30 C ,内 壁外表面温度为0 C，镀银壁黑度为0.03。计算由于辐射换热单位面积人散 热量。传热学（四）答案及评分标准三、名词解释（每小题2分，共4分）41. 温度场是指某一瞬间物体中各点温度分布的总称。42. 外界投射到某物体表面上的辐射能，被该物体吸收的百分数。四、简答题（每小题3分，共9分）43. （1）导热系数大，则流体内部、流体与壁面间的导热热阻小，表面传热 系数就大。（2）粘度大，流速就低，表面传热系数就小。44. 形成气体热阻，使表面传热系数大大减少。45. （1）角系数的相对

19、性 4值-丝m （ 2分）工闻=1（2）角系数的完整性合” （1分）（3） 角系数的可加性（ 1分）五、计算题（每小题5分，共15分）46.由萨一吟如）（3分）八响-边七河顶）加“诉幻得（2分）47. （1）对于管外表面积的传热系数为1拓1 =备町E *) - +111 + 6000 13 2x11113 90（2分）（2）略计算壁热阻，传热系数为1 .K = = 174iy 5 - 0.000205+ 180传热系数增加了 96%(3 )1七K= = 89一2附73? - k)X xO.Olll12000 13传热系数增加还不到1%抓住分热阻最大的那个环节进行强化，才能收到显著效果。48.对

20、数_ (30-10)-(50- 30) _祖 | 80-10In50-30C算术-抑。WE5。功-（1分）=1.128（1分）六、综合计算（每小巧玲珑题8分，共32分）凫=0.1 + 0.002x(200 + 50)= QV25WS*) 八49.N ,1； ( 2 分)qr-i -Iq - 一槌-：60# 84-4Q-：377Z 30-4000.6757 -日E = . 06 = 120mm校核假设凡5八假设正确（2分）110/ _ 15+85 51.定性温度250C诚 1.5x 0.025P _十 _ 七0.55&X10-6=6.74X104 10+流动为紊流/V敏=II |旧弓 R詈町=I

21、l/4x III1 严 x t、* M；01 =渗眼可 一，蛆心”（ 2 分）_ &1 m= p-+ 152.% 垃5.67x(3.03+ -2.734)=i+_ 10.03 0.03(2 分)-2.4SF/-传热学（五）三. 简答题（共28分）1. 试比较准则数Nu和Bi的异同。（6分）2. 应用准则关联式求管内对流换热系数时，定性温度如何确定？确定定性温度有何 用处？ （6分）3. 用热电偶测量炉膛出口的烟气温度，有哪些因素会引起误差?对此可采取哪些措施?（8分）4. 有一钢管换热器，热水在管内流动，空气在管间作多次折流，横向冲刷管束以冷 却管内热水。拟改造采用管外加肋片并换钢管为铜管来增

22、加冷却效果，试从传热角度 来评价这个方案。（8分）四. 计算题（共32分）1.一温度为20C的园钢，长0.3m，直径为0.06m，热导率为35 W/（mK）， 密度为7800 kg/m3，比热容为460J/（kg - K），通过长6m、温度为1250C的 加热炉时表面传热系数为100W/（m2K）。如欲将园钢加热到850C，试求园钢通过 加热炉的速度。（共8分）2. 用实验测定一薄壁管的流体平均对流换热系数。蒸汽在管外凝结并维持管内壁温 度为100C。水在管内流动，流量为G=0.5kg/s,水温从15C升到45C。管的内径 d=50mm,长L=4.5m。试求管内流体与壁面间的平均换热系数。（已

23、知水在30C时 cp=4174J/（kg - K） （6 分）3. 如图所示的一矩形受热面接受一加热器的辐射加热。该矩形表面长3m,宽1m,温度T2=600K, e 2 = 0.5。加热器温度T1=1000K, e 1 = 0.8。两表面互相平行，相距为1m。加热系统置于一大房间之中，房间壁温为300K。试求受热面接受的 辐射换热量。（假设加热器表面及受热面均是漫射的灰体表面，X12=X21=0.32） （8分）t4. 在一逆流式水-水换热器中，管内为热水，进口温度1=100C,出口温度=80C； 、t、t ”管外流过冷水，进口温度2 =20C，出口温度2 =70C。总换热量中=350kW，共

24、 有53根内径为16mm、壁厚为1mm的管子，管壁导热系数入二40W/（mK），管外 流体的表面传热系数h=1500 W/（m2 - K），管内流体为一个流程。假设管子内、 外表面都是洁净的，试确定所需的管子长度。（10分）准则方程：N = 0.023人o.8 Po.3.（旺盛湍称）104）eN = 1.86(R - P -史丁)13(2)0.14.ue r / L门.(层松2300)e水的物性简表：wt /cp人 X 102门 X 106U X 106Pf CkJ /(kg - K)kg / m 3W /(m - K)kg /(m - s)m 2 / srf204.183998.259.91

25、0041.0067.02454.174990.164.15601.40.6083.93704.187977.7804.195971.890疝4.208965.34.220958.466.8674680683406.10.4152.55355.10.3652.21314.90.3261.95282.50.295175传热学（五）答案及评分标准 三.简答题（共28分）N 二里B 二 bL1. 答：从形式上看，Nu数（u人）与Bi数（i人）完全相同，但二 者物理意义却不同。（1）Nu数中的为流体的入导热系数，而一般h未知，因而Nu数一般是待定 准则。Nu数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度，

26、他表示流体对流 换热的强弱。（3分）（2）Bi数中的入为导热物体的导热系数，且一般情况下h已知，Bi数一般是l l己定准则。Bi数的物理意义是导热物体内部导热热阻（I）与外部对流热阻（h）的 相对大小。（3分）2. 答：定性温度是指计算流体物性时所采用的温度。（2分）应用准则关联式求管内对流换热系数时，定性温度原则上取进出口截面流体 温度的平均值。（2分）定性温度用以计算流体的物性。在整理实验数据时按定性温度计算物性，则 整个流场中的物性就可认为是相应与定性温度下的值，即相当于把物性视为常数，于 是物性场相似的条件即自动满足。对同一批实验数据，定性温度不同使所得的准则方 程也可能不同。（2分）

27、3. 答：热电偶测温产生误差的原因主要有两个：（1）由于热电偶本身向根部导热引起的；（2分）（2）由于热电偶与周围冷表面辐射传热造成的。（2分）针对上述两个原因，有效措施为：（1）热电偶的插入深度足够长，第一种测温误差即可避免；（2分）（2）采用抽气遮热罩式热电偶，减少热电偶的辐射散热量。（2分）4. 答：传热效果增强，分析如下：（1）强化传热时，对热阻比较大的一侧流体换热下功夫，往往能收到显著的效 果。即在传热温差不变时，改变传热过程中热阻大的那一环节的热阻，可以大大增加 传热过程的传热量。（2分）（2）一般来说，如果要采取加肋片的方式强化传热过程的话，在h较小的一侧 加肋片才能收到显著的强

28、化效果。（2分）（3）铜的导热系数（纯铜为399W/mK）比钢的导热系数（碳钢约为36.7 W/Mk） 大（2分）。（4）横向冲刷时表面传热系数大。（横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层 分离而产生的漩涡，增加了流体的扰动，因而换热强。）（2分）四.计算题（共32分）1、解：（1）特征尺寸1兀V心2/x （0.06m）2 x 0.3ml = =4_,=4= 0.0136mc A1Kndl + 2 x_nd2k x 0.06m x 0.3m + 2 xx （0.06m）244（2分）（2）用毕渥数来判断（2分）土 = 100 即 /（m 2 K） x0.0136 m = 0.039 v 0.1

29、mBi 人35 W /（m - K）V=此处近似取M=2，所以本题可用集总参数法分析。(3)pcv(d- = -hA (t - t X表示物体被冷却)0 = t t00p cV d= hA 0d t0(0 )=t t =0分离变量并积分：ln * =-人t0 p cV通过加热炉所需时间0t ) pcVt = exp( hA 0ot0 - L代入已知数据得100W /(m2 K)t7800kg /m3 x 460J /(kg K) x 0.0136m850 1250 =exp20 1250求解得t = 548.14s（2分）(4)圆钢通过加热炉的速度（2分）6m u = 0.0109m / s5

30、48.14s2.解：水的定性温度tf=(15+45+/2=30C小心八入八水侧吸热量为气，(f tf)(2分)管内换热面积为 A= n dL= nX 0.05 X 4.5=0.707皿园管内对流换热的进出口换热温压：At = 100 -15 = 85 CM = 100 - 45 = 55 C平均换热温压七=（也W）/2 = （85 + 55）/2 = 70 c （2分）所以, Gc (t t) 0.5 x 4174x (45-15)h = p f f 一 = 1265AAtAAt0.707 x 70/ 顷。0(2分)本题属3表面组成封闭系的辐射换热问题，因房间表面积人3很大，其表0.707 x

31、 703.解：面热阻1 -8383A3可取为零。因此，J3=Eb3是个已知量，其辐射网络图如下:（2分）其中1-8 _ 1 -0.8 _ 18 A 0.8 x 3 = E1 -81 - 0.51 2 8 2 A20.5 x 3 3又因X12=X21=0.32X13=X2 3=1-0.32=0.68E =oT4 - 56700W / m2，11E =gT4 - 7348.32W /m2 b 22E =bT4 - 5.67 x 10-8 x 3004 - 459.27W/m21 - 1 x 3 - 3m2A - 3m22（共2分）则节点方程组：E - J J - J E - J 八bl 1 + _

32、1 + 1 = 01 -I 11 A1AA1111,211,3Eb 2 - J 2 + J1 - J 2 + 气3 - J2 =0 1-11 A2AA2 22 1,222,3带入已知值，得：J1=46143.25； J2=11212.5=匕 2 J2 =-11593W21 一3- - A=Eb1 - J1 = 126719W11 一1- - A（1分）（1分）（1分）（1分）表面辐射净换热量为负值表示该表面获得热量。5. 解：（a）计算管内平均换热系数：（共4分）=1（100 + 80） = 900 c n 人,u, P , c , p见表.（1 分） 2q m1c A t4qm1350 x

33、103 =4.159（kg /s） 4208 x204 x 4.159（1分）=19844 ）104兀d门3.14 x 0.016 x 965.3 x 0.326 x 10 一6（1分）h = 0.023 R 0.8 Pr0.3 - = 3275 W /（m 2 -。c）（1 分）ie d（b）计算传热系数：（2分）k = 964.701 8 d 1 d 10.001 18118气兀了 h* 谕。40 x 17 3275x 区ln（60/30）（c）计算传热平均温差：（2分） 人（80 - 20）-（100 - 70）At =f= 43.28m（d）计算传热面积及管子长度：（2分）A = =

34、ndlk - At350 x 103l = _A = 964.7 x 43.28 = 2 797(m) nnd53 x 3.14 x 0.018(传热学（七）三. 简答题（共16分，每题4分）1. 试比较准则数Nu和Bi的异同。2. 解释热边界层及其厚度的定义。3. 其它条件相同时，同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比，哪个的表面传热系数大， 为什么？4. 强化传热的原则是什么？四. 计算题（共54分）1.对于如附图所示的几种几何结构，计算角系数% 1,2。（9分）计算沟槽表面与环境（在垂直与纸面方向无限长）；半球内表面与1/4底面;球与无限大平面；2.一块精炼铁锭在1200C时铸造成一个0.3m

35、X0.15mX3.0m的长方体，将该铁 锭置于空气温度T8 =50C的室内冷却，平均对流系数h=55W/（m2K）,已知精炼铁锭的 c =。仙灯Kkg - K）, p=7753kg/m3,入二34.5W/（mK）。试问：能否采用集总参数法进行计算？试列出物体内部的温度随时间变化的微分方程式，并且求出铁锭中心（x=0.15m,y=0.075m,z=1.5m）的温度降到200C时所需的时间。（共10分）3.如图所示的二维、含有内热源、常物性的稳态导热问题，试导出内角顶节点O（m,n）的离散方程式。且 x=Ay时，解出内角顶节点O （m,n）的温度分布tm,n（8 分）4.一直径为0.8m的薄壁球形

36、液氧贮存容器，被另一个直径为1.2m的同心薄壁 容器所包围。两容器表面为不透明漫灰表面，发射率均为0.05，两容器表面之 间是真空的，如果外表面的温度为300K，内表面温度为95K，试求由于蒸发使液 氧损失的质量流量。液氧的蒸发潜热为2.13X105j/kg。（10分）传热学（七）答案及评分标准三.简答题（共20分，每题4分）2. 答：（1）引入热边界层的主要原因是因为对流换热的热阻大小主要取决于 紧靠壁面附近的流体流动状况，这一区域中速度和温度变化最剧烈，因此，固体壁面附近流体速度急剧变化的薄层称为速度边界层，而温度急剧变化的薄层 则称为温度边界层。(2分)(2)速度边界层的厚度通常规定为在

37、壁面法线方向达到主流速度99%处的距离。即“8 = 99 % U 8，温度边界层的厚度则为沿该方向达到主流过余温度99%处的t =99% (W)(2 分)距离。即(0)53. 答:(1) 因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动，热边界层较厚。(2分)(2) 横向冲刷时表面传热系数大。横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层 分离而产生的漩涡，增加了流体的扰动，因而换热强。(2分)4. 答：从公式中=kAAtm上看比较有效的方法是增加的值，而采取增大传热温 差的方法往往受到设备本身的限制。因而：(1) 强化传热时，对热阻比较大的一测流体换热下功夫，往往能收到显著的效 果。即在传热温差不变时，改变传热过程

38、中热阻大的那一环节的热阻，可以大大 增加传热过程的传热量。(2分)(2) 一般来说，如果要采取加肋片的方式强化传热过程的话，只有在h., ho相差 较大，而A. , A。相差不大时，在h较小的一侧加肋片才能收到显著的强化效果。 当A. h. = Ao ho但数值都很小时，两侧都要采取强化措施，如双侧强化管。(2分) 四.计算题(共54分)1. 解：(每一题3分)WJ 一 *叫(1)(2)假设2表面为整个底面，则2 x sin甲,一A冗R 2八 _1 % = A2X21； X21 = 1; n X12 = = 0.511由于对称性，则1/4底面时X12 = 4X0.5 = 0.125(3) 设想

39、在球的顶面有另一块无限大平板存在，则显然，X12=0.5,由于X12不因 另一块平板的存在而影响其值，因而X,2=0.5。解 t = 2(1200 + 200)= 700V =(0.3 x 0.15 x 3.0)= 0.135m 3(1) (4 分)A = 2 x(0.3 x 3)+ 2 x(0.3 x 0.15 )+ 2 x(0.15 x 3)= 2.79m 20.1352.79=0.04839 m0.077 50（或60）时，短管的上述影响可忽略不计。当l/d50（或 60）时，则必 须考虑入口段的影响。2. 请分析遮热板的原理及其在削弱辐射换热中的作用。2. （1）在辐射换热表面之间插入金属（或固体）薄板，称为遮热板。（2）其原理是，遮热板的存在增大了系统中的辐射换热热阻，使辐射过程的总 热阻增大，系统黑度减少，使辐射换热量减少。(3) 遮热板对于削弱辐射换热具有显著作用，如在两个平行辐射表面之间插入 一块同黑度的遮热板，可使辐射换热量