传热学试题库及相关参考答案.docx

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1、传热学试题与答案第一章概论一、名词说明1 .热流量：单位时间内所传递的热量2 .热流密度：单位传热面上的热流显3 .导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的状况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递r热眼，这种现象被称为热传导，简称导热。4 .对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。5 .辐射传热：物体不断向四周空间发出热辐射能，并被四周物体汲取。同时，物体也不断接收四周物体辐射给它的热能。这样，物体发出和接收过程的综合结果产生r物体间通过热辐射而进行的热联传递，称为表面辐

2、射传热，简称辐射传热。6 .总传热过程：热球从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，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与壁面温度差为IK是的对流传热成，单位为W(m2K)o对流传热系数表示对流传热实力的大小。8 .辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为IK是的辐射传热成，单位为W(m2K)o辐射传热系数表示辐射传热实力的大小。9 .豆合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为IK是的复合传热成，单位为W(m2K)o复合传热系数表示复合传热实力的大小。10 .总传热系数：总传热过程中热量传递实力的大

3、小。数值上表示传热温差为IK时，单位传热面积在单位时间内的传热量。二、填空题I.热量传递的三种必本方式为、(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，(单位时间内所传递的热量,W,单位传热面上的热流破，Wm2)3.总传热过程是指,它的猛烈程度用来衡(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数)4 .总传热系数是指,单位是。(传热温差为IK时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W(m2K)5.导热系数的单位是;对流传热系数的单位是；传热系数的单位是C(W(mK),W(m2-K),W/(m2K)6 .复合传热是指,复合传热系数等于之和，单

4、位是。(对流传热与辐射传热之和，对流传热系数与辐射传热系数之和，W(m2.K)7.单位面积热阻r,的单位是;总面积热阻Rt的单位是o(m2KW,K/W)8 .单位面积导热热阻的表达式为。()9 .单位面积对流传热热阻的表达式为o(1.h)10 .总传热系数K与单位面积传热热阻rt的关系为。(r1.=1.K)H.总传热系数K与总面积A的传热热阻R的关系为o(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更的热后传递过程。)13 .非稳态传热过程是指o(物体中各点温度随时间而变更的热豉传递过程。)14 .某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辎射传热系数为30W(m2.K),

5、对流传热系数为70W(m2.K),其复合传热系数为o(100W(m2.K)15 .由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是。(热辐射)16 .由烟气向空气预热器传热的主要方式是。(热对流)17 .已知一传热过程的热阻为0.035K/W,温压为70C,则其热流肽为。(2kW)18 .一大平壁传热过程的传热系数为100W(mO,J=fw（x,）其次类边界条件：。，“图=Ur）第三类边界条件：Aa,碇）（5，）1.在一根蒸汽管道上须要加装一根测温套管，有三种材料可选：铜、铝、不锈钢，问选用哪种材料所引起的测温误差最小，为什么？为减小测Gt误差，在套管尺寸的选择上还应留意哪些问题？（提示：与简答题2的笫点类

6、似，套管材料应选用不锈病，因给出的三种材料中，不锈钢的导热系数最小）5.什么是接触热阻？削减固体壁面之间的接触热阻力哪些方法？（提示：材料表面由于存在肯定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻称为接触热阻，接触热阻的存在使相邻的两个表面产生温降（温度不连续）。接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度与四周介质的物性等有关，因此可以从这些方面考虑削减接触热阻的方法，此外，也可在固体接触面之间衬以导热系数大的桐箔或铝箔等以削减接触热阻。）第三章对流传热一、名词说明1 .速度边界层：在流场中壁面旁边流速发生急剧变更的薄层。2 .温度边界层：在流体温度场中壁面旁边温度

7、发生急剧变更的海层。3 .定性温度：确定换热过程中流体物性的温度。4 .特征尺度：对于对流传热起确定作用的几何尺寸。5 .相像准则（如Nu,Re,Pr,Gr,Ra）:由几个变量组成的无量纲的组合量，6 .强迫对流传热：由于机械（泵或风机等）的作用或其它压差而引起的相对运动。7 .自然对流传热：流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。8 .大空间自然对流传热：传热面上边界层的形成和发展不受四周物体的干扰时的自然对流传热。9 .珠状凝聚：当凝聚液不能润湿壁面（e9c11时，凝聚液在壁面上形成很多液滴，而不形成连续的液膜。10 .膜状凝聚：当液体能润湿壁面时，凝聚液和壁面的涧湿角（液体与壁面交界处

8、的切面经液体到壁面的交角）。90凝聚液在壁面上形成一层完整的液膜。11 .核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的猛烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。12 .膜态沸腑：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大卜.降一二、填空题I.影响自然对流传热系数的主要因索布f:、（流淌起因，流淌速度，流体有无相变,壁面的几何形态、大小和位置，流体的热物理性质）2. 速度边界层是指。（在流场中壁面旁边流速发生急剧变更的薄层。）温度边界层是指“（在流体温度场

9、中壁面旁边温度发生急剧变更的薄层。）3. 流体刚刚流入恒壁温的管道作层流传热时，其局部对流传热系数沿管K渐渐,这是由于.（减小，边界层厚度沿管长渐渐增厚）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O（厚,簿）5. 流体流过弯曲的管道或螺旋管时，对流传热系数会,这是由于。（增大，离心力的作用产生了二次环流增加了扰动）6. 流体横掠管束时，一般状况下，布置的平均对流传热系数要比布置时高。（义排，顺排）7. 管外流淌传热，方纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，以向冲刷方向传热更为猛烈。（横向）8. 对流传热微分方程式的表达式为其中，x是,入是,t是,你）,f是0（九=4停I,

10、同部换热系数,流，,f体导热系数，主流流体温度与壁温之差，贴墙处流体的法向温度变更率）9. 纯净饱和蒸气膜状凝聚的主要热阻是。（液膜的导热热阻）10. 大容器饱和沸腾曲线可分为、四个区域，其中具有温差小、热流大的传热特点。（自然对流、核态沸腌、过渡沸腾、膜态沸腌，核态沸脆）11. 雷诺比拟采纳模型，其结果在Pr=条件F与试验解相吻合.（单层，D12. 沸腾的临界热通员是指O（当壁面过热度大到某一程度时，汽泡来不与脱离加热面而起先连成不稳定的汽膜，即由核态沸腾起先向膜态沸腾过渡，出现临界点的热流密度）13. 格拉晓夫准MJ的物理意义;表达式Gr=O（流体流淌时浮升力与粘滞力之比的无St纲量，丝坐

11、）14. 减小管内湍流对流传热热阻的方法有、（增加流速，采纳短管。变更流体物性,增加换热面积，扰流，采纳导热系数大的流体用小管径等）15. 反映对流传热强度的准则称为准则。（努塞尔）16. 普朗特准则Pr的数学表达式为,它表征了的相对大小。（va,动微传递与热量传递）17. 管内充分发展湍流的传热系数与平均流速U的次方成比.，与内径D的次方成比。（0.8,正，0.2,反）18. 大空间自然对流处于湍流状态时有自模化特征，此时传热系数与无关。（尺寸）19. 自然对流传热在条件卜发生关于特征尺度1.的自模化现象.0（湍流）20. 在蒸汽的凝聚过程中，凝聚的传热系数大于凝聚。（珠状，膜状）21. 自

12、然对流传热是指（流体在浮升力作用卜的对流传热）22. 管槽内对流传热的人口效应是指.（流体入口段由于热边界层较通而具有较高的对流传热系数)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的次方。(O)24. 大容器沸腾曲线分为、_、四个区段“(自然对流、核态沸腾、过渡沸腑、膜态沸肺)三、选择题1.卜列各参数中，属于物性参数的是：(I)传热系数K(2)汲取率(3) IffmitPr(4)传热系数he2 .流体纯自然对流传热的准则方程可写成(1.)Nu=f(Rc,Pr)(2)Nuf(Gr,国(3)Nu=f(Re,Gr,Pr)(4)Nu=f(Bi,FO)3 .流

13、体拂过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降主要发生在：(1)主流区(2)湍流边界层(3)层触层(4)缓冲区(5)湍流核心区4 .空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：(1)要小的多(2)要大得多(3)特别接近(4)不行比较5 .沸腌的临界热流成q,是：(1)从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点(2从自由流淌过渡到核态沸腾的转折点从模态”过渡到媒态涝的转折就(4)从不稳定膜态沸腭过渡到稳定膜态沸腌的转折点6 .流体在大空间沿竖壁自然对流传热时，在湍流状态F；对流传热系数正比于竖鞭高度的()(I)O次方(2)0.8次方(3)1/4次方(4)1/3次方7 .液体沸腌时，汽泡内的压力大

14、于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的？(D传热温差(2)初聚力(3)浮升力(4)重力8 .定型准则是指：包含定型尺寸的准则(2)由已知=构成的准则(3)含有待求限的准则(4)待定准则9 .工程中，较为常用的沸腌工况是指：(1)膜态沸腾(2)核态滂(3)H然对流沸腌(4)以上都不是10 .下述哪种手段对提高对流传热系数无效？(1)提高流速(2)，大管径(3)采纳入口效应(4)采纳导热系数大的流体11 .已知某气体的密度为1.26kgm3,比热为1.02kJ(kgK),导热系数为0.025W(mK),粘度为15.1X106m2s,其Pr(普朗特)准则数为多少？()0.78(2)0.02(

15、3)0.7(4)0.6212. Nu(努谢尔特)准则反映：()(1)惯性力和粘滞力的相对大小趣就一(3)浮升力和粘滞力的相对大小导热实力大小13. 描述浮升力与黏滞力的相对大小的准则数称为：(1)Re(2)Qr(3)PrRa14. 当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝聚传热系数与竖放时相比如何？4W班2)两者差不多(3)竖放时大(4)无法比较15. 无量纲组合此”称为什么准v则？宙诺Re普朗特Pr(3)努谢尔特NU(4蝌畛Gr16. 推断管内湍流强制对流是否须要进行人口效应修正的依据是什么？(1.)1.d70(2)Re104(3Wd50(4)1.d10417. 对流传热以作为基本计算

16、式。傅里叶定律中餐耐公式(3)普朗克定律(4)欧姆定律18. 从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好？(1)水冷(2)氢冷(3)气冷(4119. 相变传热的特征为0(1)工质比体积变更较大(2)汽化潜热(3)(1)+(2)(4)工质比体积较20. 冷却液润湿壁面的实力取决于O(1)液体的表面张力(2)液体与壁面间的附着力(3)(1)+(2)(4)(1)或21.在饱和沸脆时，随着的增高，将会出现个换热规律全然不同的区域。(IM过热度,4(2)鞭面过热度,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(314(4)523 .凝聚液

17、能很好的润湿壁面，形成完蟋的膜向下流淌，称为。凝聚(2)耐NK豪(3)珠状凝聚(4)稳态凝聚24 .下列哪个不是影响对流传热的主要因素？(1)流淌起因；(2)tw;(魄；换热面的几何形态。11II1.IVVInff1.1.V25 .对于Pr数，下列说法哪个是错误的？(1)它是动力粘度与热扩散率的比值；(2)它是探讨对流传热最常用的重要准则；对于层流流淌,当Pr=I时，=t;故的相对程度.26 .自由对流传热的流态主要取决于的数值。(I)Pr(2)Fo(3)Re(4)Gr27 .假如流体的流淌是由流体内部温差产生的密度差引起的，称为0(1)强迫对流凝独量毂(3)湍流对流层流对流28 .对流传热微

18、分方程组包括0I、付立叶定律n、对流传热微分方程III、基尔霍夫定律IV、连续性方程V、动t微分方程VI、能依微分方程11IVVVI(4)11IIVVVI29 .NUm其特征温度为a(1)流体温度(2)平均度壁面温度(4)不定30 .当流体外掠圆管时，10Re50（或60）时，短管的上述影响可忽视不计，当1.dv50（或60）时，则必需考虑入口段的影响。7 .层流时的对流传热系数是否总是小于湍流时的对流传热系数?为什么？（提示：该问题同样可以从入11效应脩度加以阐述。在入口段边界层厚度从零起先增厚，若采纳短管，尽管处于层流工况，由于边界层较薄，对流换热系数可以大于紊流状况C）8 .什么叫临界热

19、流密度？为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腌危机？（提示：用大容器饱和沸脚曲线说明之。以大容器饱和沸腾为例，U）沸腾过程中，随着壁面过热度9的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸脏四个阶段，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的最大热流密度；当加热热流大于临界热流密度时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇合形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数快速卜.降，传热恶化；（3）汽膜的存在使壁温急剧上升，若为限制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热依大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腌，壁温E升到100oC以

20、上（水）,使设备烧毁。）9 .试述不凝性气体影响膜状凝聚传热的缘由。（提示：少量不凝性气体的存在就将使凝聚换热系数减小，这可以从换热热阻增加和蒸汽饱和温度下降两方面加以阐述.（1）含彳丁不凝性气体的蒸汽凝聚时在液膜表面会渐渐积聚起不凝性气体层，将蒸汽隔开，蒸汽凝聚必需穿过气层，使换热热阻大大增加；（2）随着蒸汽的凝聚，液膜表面气体分压力增大，使凝聚蒸汽的分压力降低，液膜表面蒸汽的饱和温度降低，削减了有效冷凝温紫，减弱r凝聚换热。）第四章辐射传热一、名词说明1 .热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动状态变更，而将部分内能转换成电磁波的能量放射出去的过程。2 .汲取比：投射到物体表面的热辐射中被物

21、体所汲取的比例。3 .反射比：投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。4 .穿透比：投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。5 .黑体：汲取比=1的物体。6 .白体：反射比P=I的物体（漫射表面）7 .透亮体：透射比I=1的物体8 .灰体：光谱汲取比与波K无关的志向物体。9 .黑度：实际物体的辐射力与同温度卜.黑体辐射力的比值，即物体放射实力接近黑体的程度。10 .辐射力:单位时间内物体的单位辐射面积向外界（半球空间）放射的全部波长的辐射能，11 .漫反射表面：假如不论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匀称投入，物体表面在半球空间范囤内各方向上都有匀称的反射辐射度U,

22、则该表面称为漫反射表面。12 .角系数：从表面1发出的辐射能干脆落到表面2上的百分数。13 .方效辐射：堂位时间内从单位面积离开的总辐射能，即放射辐射和反射辐射之和。14 .投入辎射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能。15 .定向辎射度：单位时间内,单位可见辐射面积在某一方向P的单位立体角内所发出的总辎射能（放射辐射和反射辐射），称为在该方向的定向辐射度.16 .漫射表面：如该表面既是漫放射表面,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放射的领射能，18 .表面辐射热阻：由表面的辐射特性所引起的热阻。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 .重辎射面：辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。二、填空题1 .热辐射是由于产生的电磁波辐射。热辐射波长的单位是,在工业他围内，热辐射的波段主要集中于区段。（热的缘由，m,红外）2 .太阳与地球间的热量传递属于传热方式。（辐射）3 .黑体是指的物体，白体是指的物体，透亮体是指的物体。灰体是的物体。（汲取比为0,反射比为0,投射比为0,光谱汲取比与波K无关的）4基尔霍夫定律表明，擅长辐射的物体也报K,在同温度黑体具有的辐射力，实际物体的汲取率恒久1-（汲取，最大，小于）5. 有效辐射是之和。