东南大学传热学考试真题试卷与解析

东大2006—2007学年第二学期期末考试

《传热学》试题（A卷）答案

一、填空题(每空1分，共20分)

1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维（几维）、非稳态（稳态或非稳态）温度场。

2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。

3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。

4、工程上常采用肋片来强化传热。

5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。

6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。

7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层，其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。

8、判断两个现象相似的条件是：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。

9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结有较大的换热强度，工程上常用的是膜状凝结。

10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。

11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射，单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射，后者包括表面的自身辐射和投入辐射被反射的部分。

二、选择题（每题2分，共16分）

1、下列说法不正确的是（D ）

A、辐射换热不依赖物体的接触而进行热量传递；

B、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化；

C、一切物体只要其温度T＞0K，都会不断地发射热射线；

D、辐射换热的大小与物体温度差的四次方成正比。

2、大平板采用集总参数法的判别条件是（C）

A．Bi>0.1 B．Bi=1

C．Bi<0.1 D．Bi=0.1

3．已知边界周围流体温度和边界面与流体之间的表面传热系数的称为( C )

A.第一类边界条件

B. 第二类边界条件

C.第三类边界条件

D. 初始条件

4、在热辐射分析中，把光谱吸收比与波长无关的物体称为（c ）

A、黑体；

B、透明体；

C、灰体；

D、绝对白体。

5、换热器在相同的进出口温度条件下，（A ）平均温差最大。

A、逆流；

B、顺流；

C、交叉流；

D、混合流。

6.下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( D )。

A.增加流体流度

B.设置肋片

C.管内加插入物增加流体扰动

D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加

7.已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为300°C和150°C，冷流体进出口温度分别为50°C和100°C，则其对数平均温差约为( B )。A.100°C B.124°C C.150°C

D.225°C

8．管内对流换热的流态判别是用

（B ）

A. Gr

B. Re

C. Pe

D. Gr·Pr

三、名词解释（每题3分，共12分）

1、热扩散率：

c

λ

αρ

＝，物理意义：材料传播温度变化能力大小的指标。

2、传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。

3、努赛尔数：，反映对流换热过程的强度。

4、角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数，称为角系数。

四、简答题（每题4分，共16分）

1、什么是稳态温度场？其数学表达式是什么？

答：在稳态条件下物体各点的温度分布不随时间的改变而变化的温度场（2分）。

其表达式),,,(z y

x

f

t=（2分）。

2、室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的传热过程中包含那些传热环节。

答：热水→管子内壁：对流换热；（1分）

管子内壁→管子外壁：导热；（1分）

管子外壁→室内环境：对流换热和辐射换热（2分）

3、影响对流换热的一般因素有哪些？

答：影响对流换热的一般因素有：⑴流动的起因和流动状态（1

分）；⑵流体的热物

理性质（1分）；⑶

流体的相变（1分）；⑷换热表面几何因素（1分）。

4、如图所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试答：指出①，②，③3处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设①，②，②处对球心所张立体角相同。

答：由黑体辐射的兰贝特定律知，定向辐射强度与方向无关。故I l＝I2=I3。（2分）

而三处对球心立体角相当，但与法线方向夹角不同，θ1＞θ2＞θ3。所以①处辐射热流最大，③处最小。（2分）

五、计算题（共36分）：

1、某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，

厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/(m·K)和0.5W/(m·K)，炉墙内外侧壁面温度分别为700℃和50℃，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为

0.11W/(m·K)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温板。（10分）

解：(1)单位面积散热损失：

q=

2

2

1

1

2

w

1

w

t

t

λ

δ

+

λ

δ

-=

5.0

1.0

8.0

2.0

50

700

+

-=1444.4W/ m2（5分）

(2)以保温板替代红砖，由于炉墙热损失不得高于q0=1kW/m2

δ2≥λ2(

1

1

2

w

1

w

q

t

t

λ

δ

-

-)=0.11×

(

8.0

2.0

1000

50

700

-

-)=0.044m=44mm（5分）

2、对于如附图所示的几种几何结构，计算角

系数

1,2

X。（每题3分，共6分）

112

11110.3

0.74320.3()2

R A εεπ--=

==??222

22110.60.21220.3()2

R A εεπ--===??54211,311

0.513

20.62()2R R A X π==

==??⑴ 半球内表面与1/4底面； ⑵ 球与无限大平面；

解：

⑴假设2表面为整个底面，则

125.05.04

1

4/15.02;1;2,12

2122

,11,21,222,11=?=

===?==X R R A A X X X A X A 底面时由于对称性，则ππ

⑵设想在球的顶面有另一块无限大平板存在，则显然，X 1,2=0.5,由于X 1,2不因另一块平板的存在而影响其值，因而X 1,2=0.5。

3、两个相距1m 、直径为2m 的平行放置的圆盘，相对表面的温度分别为t 1=500℃，t 2=200℃，发射率分别为ε1=0.3 及ε2=0.6，圆盘的另外两个表面的换热略而不计，两圆盘被置于一绝热空腔中。圆盘表面分别为1，2，第三表面计为3，已知X 1,2=X 2,1=0.38，试确定每个圆盘的净辐射换热量。（要求画出网络图）

解：网络图如图所示（2分）

4842114842

22 5.6710(500273)20244/5.6710(200273)2838/b b E T W m E T W m σσ--==??+===??+=

（)

/

f t ℃ )/(K k

g kJ c p

?

3

/m kg ρ

)/(102

K m W ??λ )/(106

s m kg ??η s m /1026

?υ r P

20

4.183

998.2 59.9 1004

1.006 7.02 80 4.195 971.8 67.4 355.1

0.365 2.21 90 4.208 965.3 68.0 314.9

0.326 1.95 100 4.220 958.4

68.3 282.5

0.295

1.75

345

12111

2.1685,0.46120.7430.46120.212 1.4612R R R R R R R R R

*

*

*

=+=++=++=总所以＝＝＋32

11,211

0.838

20.38()2R A X π===??

4、初温为100℃的热水，流经内径为16mm 、壁厚为1mm 的管子，出口温度为80℃；与管外冷水的总换热量为350kW ，试计算管内平均换热系数。（10分）

准则方程：水的物性简表：

解：

121,2

20244283812.29b b E E kw

R --Φ==总＝ 1.4162

)2300.(..........)()(86.110.......(....................023.014

.031

43.08.0???=??=e w

f r e u e r e u R L d P R N R P R N 层流）

旺盛湍流ηη03

1416

0.80.3

21

(10080)90,,,,.....2235010 4.159(/)..................(242082044 4.159

1984410.......(33.140.016965.30.32610

0.023Pr 3275/()...f r p m p m e e t c P c q kg s c t q R d h R W m k d

λυρπηλ

-=+=?Φ?===???=

==>????==?见表（分）

分）

分）.........3（分）

东大2007—2008学年第一学期期末考试《传热学》试题（A卷）试题答案

一、填空（每空1分，共20分）

1、温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为等温面。

2、就引起流动的原因而论，对流换热可区分为自然对流与强制对流两大类。

3、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是有效辐射，定义为灰体表面的本身辐射和反射辐射之和。

4、热电偶的时间常数是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。

5、所谓同类物理现象，指那些用相同形式并具有相同内容的微分方程式所描写的现象。

6、强化传热的方法之一是提高K值。要提高K值,则应改善对流换热表面传热系数较小的一侧的传热条件（对流换热表面传热系数小的还是大的）

7、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式，分别为膜状凝结和珠状凝结，工程设计的依据是膜状凝结。

8、由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越小,其两侧的温度差越小。

9、傅立叶定律中的负号表示热流方向与温度梯度方向相反。

10、温度边界层越厚，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越薄越好。

11、内部流动与外部流动的区别主要在于换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展。

12、影响核态沸腾的主要因素是壁面过热度和汽化核心数。

二、选择题（每题2分，共10分）

1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。

A. 固体

B. 静止的流体

C. 流动的流体

2、有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、

3、4表示，已知角系数X1，2=0.4,X1，4=0.25，则X1，3为( D )。

A.0.5

B.0.65

C.0.15

D.0.35

3、温度对辐射换热的影响（ B ）对对流换热的影响。

A.等于；

B.大于；

C.小于；

D.可能大于、小于

4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。

A.重力和惯性力；

B.惯性力和粘性力；

C.重力和粘性力；

D.浮升力和粘性力

5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。

A.1417.5W/m2，将增大

B.1417.5W/m2，将减小

C.60.22W/m2，将增大

D.60.22W/m2，将减小

三、简答题（每题4分，共20分）

1、简述热辐射与其它两种热量传递方式的区别。

⑴导热、对流这两种热量传递方式只在有物质存在的条件下才能实现，而热辐射可以在真空中传递，而且实际上在真空中辐射能的传递最有效（2分）；

⑵辐射换热区别于导热、对流换热的另一个特点是，它不仅产生能量的转移，而且还伴随着能量形式的转换，即发射时从热能转换为辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。（2分）

2、什么是物体表面的吸收比（率）？它与哪些因素有关？

答：物体对投入辐射所吸收的百分数称为该物体的吸收比（率）。（2分）

物体的吸收比（率）只取决于物体的表面特性（物体的种类、表面状况和温度），对于全波长的特性还与投射能量的波长分布有关关。（2分）

3、写出时间常数的表达式。时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？

答：时间常数的表达式为

hA

cV

c

ρ

τ=

（2分），是从非稳态导热问题中定义出来的（1分），它不仅取决于几何A

V/参数和物性参数cρ，还取决于换热条件h（1分）。

4、分别写出N u、B i数的表达式，并说明其物理意义。

答：努塞尔数，Nu hlλ

=，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。（2分）

毕渥数，Bi hlλ

=，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。（2分）

5、

为什么珠状凝结表面换热系数比膜状凝结表面换热系数大？

答：膜状凝结换热时沿整个壁面形成一层液膜，并且在重力的作用下流动，凝结放

出的汽化潜热必须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响了热量传递。（2分）

珠状凝结换热时，凝结液体不能很好的浸润壁面，仅在壁面上形成许多小液珠，此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触，因此，换热速率远大于膜状凝结换热。（2分）

四、分析题（每题5分，共20分） 1、对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？

解：（a ）中热量交换的方式主要有热传导和热辐射（2分）。（b ）热量交换的方式主要有热传导，自然对流和热辐射（2分）。

所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（a ）布置。（1分）

2、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些?

解 假定人体表而温度相同时，人体的散热

在有风时相当于强制对流换热（1分），而在无风时属自然对流换热(不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时) （1分）。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从入体带走的热量更多，所以感到更冷一些（3分）。

3、北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜？为什么？

答：霜会容易结在树叶的上表面（2分）。因为树叶上表面朝向太空，而太空表面的温度会低于摄氏零度（1分）；下表面朝向地面，而地球表面的温度一般在零度以上（1分）。相对于下表面来说，树叶上表面向外辐射热量较多，温度下降的快，一旦低于零度时便会结霜（1分）。 4、为什么工业换热器中冷、热流体的相对流向大多采用逆流操作?

答案：当冷热流体的进出口温度都一定时，逆流的温差比其他流动形式的大（3分）。因此，

1/21/341/21/32

0.02990.6640.664(610)0.721.59(/)0.2e r h R P W m C l λ==???=?

在相同传热系数的条件下，为了完成同样的热负荷，采用逆流操作，可以节省传热面积（1分）；或在传热面积相同时，采用逆流操作可以提高热流量。（1分）

五、计算题（30分）

1、一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m，厚3mm，导热系数为1.05W/(m·K)；中间空气层厚5MM，设空气隙仅起导热作用，导热系数为

0.026W/(m·K)。室内空气温度为25℃。表面传

热系数为20W/(m2·K)；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/(m2·K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。（10分）

解：(1)双层玻璃窗情形，由传热过程计算式：

（4分）

(2)单层玻璃窗情形：

（4分）

显然，单层玻璃的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。（2分）因此，北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温。

2、温度t f=50℃的空气平行掠过一表面温度为t w=100℃的平板表面，平板下表面绝热。平板沿流动方向的长度为0.2m，宽度为0.1m。此时按平板长度计算的雷诺数Re=6×104。试确定：

（1）平板表面与空气间的平均表面传热系数和传热量；（2）如果空气的流速增大为原来的10倍时，其它条件不变，平板表面与空气间的平均表面传热系数。（10分）

（层流时平板表面平均努塞尔数

1/21/3

0.664

e r

Nu R P

=，湍流时平板表面平均努塞尔数3/1

5/4)

871

037

.0(

r

e

P

R

Nu-

=，已知空气75℃时的物性参数为：)

/(

0299

.0K

m

W?

=

λ，7.0=

r

P）。

解：(1)空气的定性温度

C

t

t

t

w

f

m

75

)

(

2

1

=

+

=，此时的物性参数为：

)

/(

0299

.0K

m

W?

=

λ，7.0

=

r

P（1分）

由于5

410

5

10

6?

<

?

=

e

R，属层流流态。（1分）

1/21/3

0.664

e r

Nu R P

=

2.

604

7.0

)

871

)

10

6(

037

.0(

)

871

037

.0(3/1

8.0

5

3/1

5/4

2

=

?

-

?

?

=

-

=

r

e

P

R

Nu

（2分） 换热量（1分）

（2）若流速增加10倍，101

21

2==u u R R e e ，

5

52105106?>?=e R ，属湍流流态（2分）。

（2分）

20.0299604.2

90.33(/)0.2

Nu h W m C l λ?=

==?（1分）。

3、用一裸露的热电偶测试圆管中气流的温度，热电偶的指示值t 1=170℃。已知管壁温度t w =90℃，气流对热接点的对流换热系数为h= 50W/ (m2·K)，热接点的表面发射率ε=0.6。试确定气流的真实温度及测温误差，并简要说明如何减小误差。（10分）

解：由于热电偶工作端为凸表面，它的表面积相对于圆管的面积很小，即120A A ≈。因此他们之间的辐射换热可按式12111()b bw A E E εΦ=-，计算。

热电偶的辐射换热和对流换热的能量平衡式为：111()()f b bw h t t E E ε-=-（4分）

由此求得实际温度为：

44

1011440

1001000.6 5.67443363 170184.450100100w f C T T t t h C

ε??

????=+

-?? ? ????????

????????=+?-=?? ? ?????????

（2

分）

测温绝对误差为14.4℃，相对误差为8.5%。误差产生的原因是由于热电偶与管道外壁的辐射

换热，使t 1明显低于t f 。（2分）

可采用遮热罩来减小辐射换热。（2分）

W

t t hA f w 59.21)50100(1.02.059.21)(=-???=-=Φ

东大2007—2008学年第一学期期末考试

《传热学》试题（B卷）答案

一、填空（每空1分，共20分）

1、热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧低温流体的过程称为传热过程。

2、如果温度场不随时间而变化，则为稳态温度场。

3、温度梯度的正向朝着温度增加（增加或减小）的方向，与热流矢量的方向相反。

4、稳态导热过程的单值性条件有几何条件、物理条件、边界条件。

5、对应于总热阻为极小值的保温层外径为临界热绝缘直径。只有当管道外径大于临界热绝缘直径时，覆盖保温层才肯定有效地起到减少热损失的作用。

6、在一定的冷、热流体进出口温度下，换热器不同的流动型式中，逆流的对数平均温差最大，顺流最小。

7、非稳态导热可以分为瞬态导热和周期性导热。

8、按照引起流体流动的原因，对流换热可分为受迫对流换热和自然对流换热。

9、自然对流换热中，当边界层流态为层流时，局部表面传热系数将随着厚度的增加逐渐减小，而当边界层由层流向紊流转变后，局部表面传热系数将增大；达到旺盛紊流时，局部表面传热系数将保持不变。

10、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是有效辐射，定义为灰体表面的本身辐射和反射辐射之和。

11、将一个黑体表面的温度由30℃增加到333℃，该表面的辐射力增加了16倍。

二、选择题（每题2分，共10分）

1、C；

2、B；

3、A；

4、A；

5、C

1、具有均匀内热源的无限大平壁稳态导热的微分方程式为（）。

A. +

?

?

2

2

x

t

+

?

?

2

2

y

t

2

2

z

t

?

?+

λ

φ=0

B.

τ?

?t=ɑ（+

?

?

2

2

x

t

+

?

?

2

2

y

t

2

2

z

t

?

?）+

cρ

Φ

C. +

?

?

2

2

x

t

λ

φ=0

D.

τ

ρ

?

?t

c=)

(

x

t

x?

?

?

?

λ+)

(

y

t

y?

?

?

?

λ+)

(

z

t

z?

?

?

?

λ+ф

2、若某一边界面有0

t

x

?

=

?

，此为（）边界条件。

第一类B、第二类C、第三类D、以上都不是

3、下列说法不正确的是（）。

A、辐射换热必须通过中间介质相接触才能进行；

B、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转换；

C、一切物体只要温度T>0，都会不断地发射热射线；

D、高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量。

4、基尔霍夫定律指出（）。

A、实际物体吸收率和发射率之间的定量关系；

B、黑体的光谱辐射力与波长、温度的关系；

C、任意温度黑体最大单色辐射力所对应波长的定量描述；D所有漫射表面(定向)辐射强度不随空间方位改变。

5、关于对流换热，下列说法不正确的是（）。

A、流体的导热系数越大，换热越强；

B、流体的比热容于密度大的流体，以对流传递热量的能力高；

C、流体的粘度小，有碍于流体流动，不利于热对流；D对流换热是依靠导热和热对流两种作用来完成热量传递的。

三、简答题（每题3分，共18分）

1、热量传递有哪几种基本方式？

答：导热、热对流、热辐射（3分）

2、简述努谢尔特准则的表达式以及物理意义。

答：；壁面法向无量纲过余温度梯度，反映对流换热强度的大小。

3、何为集总参数法？应用这种方法的条件是什么？

答：忽略内部导热热阻，认为物体温度均匀一致的分析方法成为集总参数法；适用条件：Bi<0.1

4、写出两个同类现象相似的条件。

答：单值性条件相似，同名已定准则相等。（3分）

5、简述角系数的定义及性质

答：定义：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为。（1.5分）

性质：（1）相对性，（2）完整性，（3）可加性（1.5分）

6、实际物体表面的吸收率主要受哪些因素影响？

答：吸收率α与物体的种类、表面状况及温度有关，而且与入射的波长有关。（3分）

四、分析题（每题3分，共18分）

1分析置于室外大气中的架空输送蒸汽的保温管道有哪些传热环节。（6分）

答：管内蒸汽与管内壁的对流换热，管内壁向管外壁的导热，保温层内壁向保温层外壁的导热，保温层外壁与外界的对流换热及辐射换热。

2、对管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热? （6分）

答：采用短管，主要是利用流体在管内换热处于入口段温度边界层较薄，因而换热强的特点，即所谓的“入口效应”，从而强化换热。而对于弯管，流体流经弯管时，由于离心力作用，在横截面上产生二次环流，增加了扰动，从而强化了换热。

3、在对流温度差大小相同的条件下,在夏季和冬季,屋顶天花板内表面的自然对流换热表面传热系数是否相同?为什么? （6分）

答：冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低（1分）。在夏季室内空气温度低于屋顶天花板的温度，t f ＜t w （1分）, 在冬季夏季室内空气温度高于屋顶天花板的温度，t f ＞t w （1分）。因此夏季屋顶天花板内表面的自然对流换热为热面朝下（或冷面朝上）（1分），而冬季为冷面朝下（或热面朝上）（1分），因此两者自然对流换热表面传热系数不相同，夏季自流对流换热表面传热系数低于冬季（1分）。

五、计算题

1、一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m，厚3mm，导热系数为1.05W/(m·K)；中间空气层厚5MM，设空气隙仅起导热作用，导热系数为0.026W/(m·K)。室内空气温度为25℃。表面传热系数为20W/(m2·K)；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/(m2·K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。（12分）

解：(1)双层玻璃窗情形，由传热过程计算式：

(2)单层玻璃窗情形：

（5分）

显然，单层玻璃的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。（2分）因此，北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温。

2、两块平行放置的平板的表面发射率均为0.8，温度分别为t1＝527℃及t2＝27℃，板间距远小于板的宽度与高度。试计算：⑴板1、2间的辐射换热量；⑵板1的有效辐射；⑶板2的有效辐射。（12分）

解：由于两板间距极小，可视为两无限大平壁间的辐射换热。

（4分）

根据，得：

（4分）

（4分）

3、室温为为10℃的大房间中有一个直径为15cm的烟筒，烟筒长15m，水平放置。求烟筒的平均壁温为tw为110℃时，每小时的对流散热量。

0.25

0.48(Pr)

Nu Gr

=?，适用范围为

613

10 1.310

Gr-

=?

定性温度取为：2

m w

t t t

∞

=+

（）

10℃的空气物性参数为：

62

0.0236/(),12.4310/,Pr0.712

W m K m s

λυ-

?=?=＝

60℃的空气物性参数为：

62

0.029/(),18.9710/,Pr0.696

W m K m s

λυ-

?=?=＝

解：定性温度

则对应的空气物性参数为

，（2分）

则求得的

（2分）

由给出的经验公式可知

（2分）

（2分）因此水平烟筒的散热量为：

（2分）

(完整版)传热学期末考试试题

传热学（一） 第一部分选择题 ?单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( B) A. 导温系数 B. 导热系数 C. 传热系数 D. 密度 2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?(C ) A. 雷诺数 B. 雷利数 C. 普朗特数 D. 努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为 ( B)

A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 (C ) 自然对流。 A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 无法比较 5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（D ） A. B. C. D. 6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（ C） A. 粗管和细管的相同 B. 粗管内的大 C. 细管内的大 D. 无法比较 7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（ A） A. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法比较

8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（A ） A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. （D ）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。 A. 灰体 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑体 10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（B ） A. 大一点好 B. 小一点好 C. 大、小都一样 D. 无法判断 第二部分非选择题 ?填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11. 如果温度场随时间变化，则为。非稳态温度场

(完整word版)传热学储运试题2

2004-2005学年第一学期期末考试题 专业班级：储运02-班课程名称：传热学第1页共2页 一、简答题（本大题18分，每小题3分）选3个）。 1、热量传递的三种基本方式？ 2、分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。（油温大于空气温度） 3、写出角系数的相对性的数学表达式（以空间任意两表面为例）。 4、什么情况下可以说两个物理现象是相似的？ 5、写出对于漫灰表面的基尔霍夫表达式？ 6、通常工业应用的沸腾换热过程设计在哪个沸腾状态阶段，为什么。 二、计算题（本大题60分，每小题12分） 1、有一房间墙壁厚为0.4m,面积为12m2,导热系数为0.7 W/m·K,其内外表面的对流换热系数分别为6W/m2·K 和40 W/m2·K,房间内空气温度为20℃,室外空气温度为5℃,忽略辐射换热量,求房间通过该墙壁的散热量。 2、将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气中。已知对流换热表面传热系数h=40W/m2·K，铝的物性参数为ρ=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kg·K，λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该铝球由400℃降至100℃所需的时间。（忽略辐射换热） 3、一大房间里放有一圆管，长为2m，直径为10cm，表面温度为127℃，发射率（黑度）为0.6，房间墙壁温度为27℃，求其辐射换热量是多少？ 4、为研究一换热设备的换热情况,采用一个缩小成原设备1/10的模型来研究,已知原设备空气流速为1m/s,热条件不变,模型中流体仍是空气,求模型中空气流速是多少才能保证模型与原设备的换热现象相似。 5、某房间吊装一水银温度计读数为15℃，已知温度计头部发射率（黑度）为0.9，头部与室内空气间的对流换热的表面传热系数为20 W/m2·K,，墙表面温度为10℃，求①气流的真实温度，②该温度计的测量误差。三、综合题（本大题22分） 有一水平管道直径为200mm ，分别包有=0.04W/m·K，和=0.05 W/m·K的保温材料，厚度分别为20mm和 30mm，管内流有50℃的空气，流速为10m/s，管外大气温度为10℃。（管道厚度很薄，可以忽略不计）求：1.管内的对流换热表面传热系数。（7分） 2.管外的对流换热表面传热系数。（7分） 3.每米管道的传热热阻和传热系数。（4） 4.每小时每米管道散热量。（4分） 备注：1.管内流动的对流换热实验关联式 : 2.管外横掠的对流换热实验关联式 : 3.管外自然对流换热实验关联式 : （注：此关联式中定性温度取管外流体温度，中的Δt=5℃，其中体积膨胀系数可以按管外为理想气体计算） 4.空气的热物性： t℃ ρ kg/m3 Cp kJ/kg.K λ* W/m.K υ*Pr 10℃ 1.25 1.0 2.5 14.0 0.7 20℃ 1.20 1.0 2.6 15.0 0.7 25℃ 1.18 1.0 2.6 15.5 0.7

最新东南大学918传热学考研真题及讲解

2016年东南大学918传热学考研真题及讲解 名词解释： 1.总传热过程 热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。 2.集总参数法 当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度趋于一致，近似认为固体内部的温度t仅是时间τ的一元函数而与空间坐标无关，这种忽略物体内部导热热阻的简化方法称为集总参数法。 3.光谱发射率 热辐射体的光谱辐射出射度与处于相同温度的黑体的光谱辐射出射度之比。 4.自然对流自模化 它表明自然对流紊流的表面传热系数与定型尺寸无关。 5.Bi Bi =hl/λ, 表明了导热热阻与对流换热热阻的比值。 6.局部对流传热系数 就是指某个点的对流传热系数,比如一个平板上某一点,是用该点的温度同外界温度的差来计算所得该点的局部对流换热系数。 7.接触热阻 接触热阻是由于两接触面凹凸不平存在空气使得接触不完全而产生的热阻。接触热阻的大小与接触表面的材料、连接方式、表面状况及接触压力大小等多种因素有关。 8.热边界层 流体在平壁上流过时，流体和壁面间将进行换热，引起壁面法向方向上温度分布的变化，形成一定的温度梯度，近壁处，流体温度发生显著变化的区域，称为热边界层或温度边界层。 9.漫射表面 辐射能按空间分布满足兰贝特定律的表面。 10.灰体。 光谱吸收率与波长无关的物体。

简答题： 1功率恒定的电阻丝放在房间中，分析影响表面温度的因素是什么？ 答：电阻丝跟外界的换热有两种方式，一种是与空气的对流换热，第二种是与墙壁的辐射换热。从对流换热的角度出发，影响因素主要有空气的物性参数、流速、电阻丝的散热面积、表面性质；从辐射的角度来说，影响因素主要有墙壁的温度、电阻丝的散热面积。 2为什么冷藏车表面刷白漆？ 答：增加车表面的反射辐射，减少吸收辐射。 3非稳态一维无内热源环境传热系数h ，环境温度tf ，步长为△x ，写出显示差分方程并指出收敛条件。 答：p176 公式4-14a;p177公式4-16a 。 4强制对流，流体通过温度恒定两块平行板，画出传热系数变化曲线，并画流体平均温度变化曲线。 答：p244图6-6b;批、p245图6-7b 。 5水滴滴在120度和400度金属板哪块汽化更快？为什么？ 答：120度的汽化更快， 因为那时候处在核态沸腾区域，热流密度更大。而400度时，处于膜态沸腾区，热流密度相对较小。 6不同直径的材料相同的小球温度计放在温度变化相同的环境中，哪个测量更准确，为什么？ 计算题 1圆柱直径30mm ，圆柱表面温度80度，表面覆盖保温层，保温层导热系数为0.5W/mk ，保温层外表面传热系数10，环境温度为30度。分析保温层厚度δ对传热量的影响。若允许保温层外表面温度最高为50度，则保温层厚度δ为多少？ 0.075m δ= 2空气温度为20度，速度为2m/S ，横掠直径为15mm 长500mm 的圆柱。圆柱表面温度为80度，求传热系数和换热量。 求解：

传热学核心考点模拟试题

传热学模拟试题（一） 一．填空题 1．导热系数是由式定义的，式中符号q表示沿n方向的 ，是 。 2．可以采用集总参数法的物体，其内部的温度变化与坐标 。 3．温度边界层越________，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越________越好。 4．凝结换热的两种形式是 和 。 5．保温材料是指 的材料。 6．P r(普朗特数)即 ，它表征了 的 相对大小。 7．热辐射是依靠 传递能量的，它可以在 进行。 8．同一温度下黑体的辐射能力 、吸收能力 。 9．热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了 。 10.换热器传热计算的两种方法是 。 二．单项选择题 1.热量传递的三种基本方式是( ) A.热对流、导热、辐射 B.复合换热、热辐射、导热 C.对流换热、导热、传热过程 D.复合换热、热辐射、传热过程 2.无量纲组合用于对流换热时称为 ( )准则。 A.R e(雷诺) B.P r(普朗特) C.N u(努谢尔特) D.G r(格拉晓夫) 3.对流换热以( )作为基本计算式。 A.傅立叶定律 B.牛顿冷却公式 C.普朗克定律 D.热路欧姆定律 4.下述几种方法中，强化传热的方法是( )。 A.夹层抽真空 B.增大当量直径 C.增大流速 D.加遮热板 5.当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在( )会最有效。 A.换热系数较大一侧 B.换热系数较小一侧 C.随便哪一侧 D.两侧同样都加 6.下列各参数中，属于物性参数的是( ) A.换热系数 B.传热系数 C.吸收率 D.导温系数 7.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的 保温效果，应将( )材料放在内层。

建环期末考试传热学 答案B

一、选择 1.下列（D）准则反映了流体物性对对流换热的影响。 a.雷诺数 b.瑞利数 c.普朗特数 d.努谢尔特数 2.绝大多数下强制对流换热的换热系数（A）自然对流。 a.大于 b.小于 c.等于 d.无法比较 3.（B）反映了物质的导热能力的大小。 a.热流密度 b.导热系数 c.对流换热系数 d.温度梯度 4.当Fo数（A）0.2时，瞬态温度场的变化进入正常情况阶段。 a.大于 b.小于 c.等于 d.无法比较 5.在相同进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差关系为（A） a.逆流大于顺流 b.顺流大于逆流 c.二者相等 d.无法比较 6.（C）传热不需要冷热物体直接接触? a.导热 b.热对流 c.热辐射 d.以上几种都不是 7.如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将（B） a.不变 b.提高 c.降低 d.随机改变 8.某一传热过程的热流密度q=500W/m2，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少?（C） a.K=50W/（m2〃K）r=0.05m2〃K/W b.K=0.02W/（m2〃K）r=50m2〃K/W c..K=50W/（m2〃K）r=0.02m2〃K/W d..K=50W/（m2〃K）r=0.05K/W 9.黑体表面的有效辐射（D）对应温度下黑体的辐射力。 a.大于 b.小于 c.无法比较 d.等于 10.下列各种方法中，属于削弱传热的方法是（D） a.增加流体流速 b.管内加插入物增加流体扰动 c.设置肋片 d.采用导热较小的材料使导热热阻增加 二、填空题 1.传热学是研究在温差作用下热量传递_过程规律的科学。 2.热传递的三种方式分别为热对流、导热和热辐射。 3.兰贝特余弦定律是指黑体在任何方向上的定向辐射强度与方向无关，符合兰贝特余弦定律的表面有黑体、漫灰表面。 4.按照导热机理，水的汽液固三种状态中，气态状态下导热系数最小。 5.肋片效率ηf的定义是肋片实际散热量与肋片处于肋基温度下的比值。 6.一大平壁传热过程的传热系数为100W/（m2〃K），热流体侧的传热系数为200W/（m2〃K），冷流体侧的传热系数为250W/（m2〃K），平比厚度5mm，则该平壁的导热系数为__，导热热阻为__。 三、判断 1.手摸在铜板和木板上，很快就会感到铜板比木板冷的多，这是由于铜的导热系数大于木板的导热系数的缘故。F 2.用套管温度计测量温度时，为减小测量误差，常采用导热系数较小的材料作套管。F 3.黑体就是可以全部吸收透射到其表面上的所有波长的辐射能量。T 4.对一维肋片，导热系数越高，沿肋高方向的热阻越小，因而沿肋高方向的温度变化越小。T 5.同一块砖，在受潮时候的导热系数大于干燥时的导热系数T 四、名词解释 1.热边界层：当壁面与流体间有温差时，会产生温度梯度很大的热边界层。

传热学期末考试题

导热： 一、（10分）如图所示的墙壁，其导热系数为50W /(m K)λ=?，厚度为100mm ，所处外界温度20℃，测得两侧外壁面温度均为100℃，外壁面与空气的表面传热系数为h 为1252W /(m K)?，壁内单位体积内热源生成热为Φ，假设墙壁内进行的是一维稳态导热，求Φ及墙壁厚度方向温度分布()t x ？ 二、（10分）如图所示一个半径为1=100r mm 的实心长圆柱体，具有均匀的内热 源4=10Φ3W /m ，导热系数=10λW /m K ?（） 。圆柱体处于温度为f t =25C 。的环境中，与周围环境间的表面传热系数h 为802W /m K ?（）。试求圆柱体外壁温度w t 及圆柱体沿半径方向的温度分布；并求圆柱体内最高温度的位置和大小？ 对流： 三、（10分）20℃的空气，以10m/s 的速度纵向流过一块长200mm ，温度为60℃的平板。求离平板前沿50mm ，100mm 处的流动边界层和热边界层厚度。并求得平板与流体之间的换热量。（平板宽为1m ，空气物性参数见表） 准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流 边界层厚度：x δ =； 流动边界层与热边界层之比：13Pr t δδ= 空气的热物理性质

度为40℃，管内径d ＝20mm ，求对流换热系数和平均管壁温度。 为50℃，周围空气的温度为10℃。计算蒸汽管道外壁面的对流散热损失。准则 关联式：Pr n Nu C Gr =（） 气流过平板时，板的一面与空气的对流换热量为3.75kW ，试确定空气的流速。准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流 空气热物理性质 辐射： 七、（10分）如图所示，半球表面是绝热的，底面一直径d=0.3m 的圆盘被分为1、2两部分。表面1为灰体，T 1＝550K ，发射率ε1=0.6，表面2为温度T 2＝333K 的黑体。 （1）计算角系数)21(,3+X ，2,1X ，3,1X ，3,2X （2）画出热网络图并计算表面1和表面2之间的换热量以及绝热面3的温度。

东南大学传热学名词解释+分析题整理笔记

第一章 1.热传导物体各部分之间不发生相对位移，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。 2.热流量单位时间内通过某一给定面积的热量。 3.热对流指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。 4.导热系数表征材料导热性能优劣的参数，数值上等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。取决于物质的种类和热力状态（温度和压力等） 5.对流换热流体流过固体表面时，对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面之间产生热量传递的过程。 6.辐射物体通过电磁波来传递能量的方式。 7.热辐射物体因热的原因而发出辐射能的现象。 8.辐射传热物体不断向空间发出热辐射，又不断吸收其他物体的热辐射，辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。 9.传热过程热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。 10.传热系数表征传热过程强烈尺度的标尺，数值上等于冷热流体间温差1℃、传热面积1㎡时的热流量的值。 11.传热过程热阻面积热阻（见P14） 第二章 1.温度场各个时刻物体中各点温度所组成的集合。 2.稳态温度场物体中各点温度不随时间变化的温度场。 3.非稳态温度场物体中各点温度随时间变化的温度场。 4.均匀温度场物体中各点温度相同的温度场。 5.一维温度场物体中各点温度只在一个坐标方向变化的温度场。 6.二维温度场物体中各点温度只在二个坐标方向变化的温度场。 7.等温面温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面。 8.等温线在任何一个二维截面上等温面表现为等温线。 9.导热基本定律在导热过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂

29青理工成人高等教育期末考试 传热学(专升本) 及参考答案

2019~_2020学年第 1 学期传热学课程试卷 标准答案及评分标准 A(√)/B( ) 卷 一、填空题 1．热量传递的三种基本方式为、、。 （热传导、热对流、热辐射） 2．物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程为。 （稳态传热过程） 3．如果温度场随时间变化，则为。 （非稳态温度场） 4．已知导热系数为1 W/(m·K)，平壁厚0.02m，，其热阻为。 （热阻为0.02m2.K/W） 5．导热基本定律是_____定律，可表述为。 （傅立叶，） 6．已知材料的导热系数与温度的关系为λ＝λ0(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的导热系数。 (（t1+t2）/2) 7．第一类边界条件是。 （给定物体边界上任何时刻的温度分布） 8．温度边界层是指。

（在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。） 9．纯净饱和蒸气膜状凝结的主要热阻是。 （液膜的导热热阻） 10．格拉晓夫准则的物理意义。 （流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量） 二、基本概念题 1.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。 2.凝结换热：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。 3.黑体：吸收率等于1的物体。 4.肋壁总效率：肋侧表面总的实际散热量与肋壁测温度均为肋基温度的理想散热量之 比。 5.大容器沸腾：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。 三、分析题 1．试用所学的传热学知识说明用温度计套管测量流体温度时如何提高测温精度。

东南大学传热学考试真题试卷与解析

东大2006—2007学年第二学期期末考试 《传热学》试题（A卷）答案 一、填空题(每空1分，共20分) 1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维（几维）、非稳态（稳态或非稳态）温度场。 2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。 3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。 4、工程上常采用肋片来强化传热。 5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。 6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。 7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层，其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。 8、判断两个现象相似的条件是：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。 9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结有较大的换热强度，工程上常用的是膜状凝结。 10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。 11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射，单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射，后者包括表面的自身辐射和投入辐射被反射的部分。 二、选择题（每题2分，共16分） 1、下列说法不正确的是（D ） A、辐射换热不依赖物体的接触而进行热量传递； B、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化； C、一切物体只要其温度T＞0K，都会不断地发射热射线； D、辐射换热的大小与物体温度差的四次方成正比。 2、大平板采用集总参数法的判别条件是（C） A．Bi>0.1 B．Bi=1 C．Bi<0.1 D．Bi=0.1

东南大学传热学历年考研真题(全)

东南大学 二OOO 位研究生入学考试题 一．解释下列现象：（本题共25分，每题5分） 1，冰箱里结霜后，耗电量增加; 2, 某厂一条架空敷设的电缆使用时发现绝热层超温，为降温特剥去一层绝热材料，结果发现温度更高。 3， 某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20℃，但感觉不同。 4， 大气中的 CO2 含量增加，导致地球温度升高。 5， 同样是-6℃的 气温，在南京比在北京感觉要冷一些。 二．半径为s γ 圆球，其热导率（导热系数）为λ单位体积发热量为Qr,浸在温度为tf 的 流体中，流体与球表面的对流换热系数为h, 求稳态时，(1) 圆球内的温度分布，(2)当 0.1, 4.5/(s m w m γλ==?℃), 25000/v Q w m =,215/(h w m =?℃), 20f t =℃时，球内 的最高温度。（本题15分） 三．采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。现测得铂丝直径d=0.1mm, 长10mm ，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A,表面温度为200℃,已知0.3851/3 0.911Pr um em m R N =，空气的物性参数见下表，求气流的速度u ∞( 本题15分) 附：空气的物性参数 t ℃ λ/(w m ?℃) ν 2/m s Pr 20 2.59210-? 21.4610-? 0.703 110 3.27210-? 24.3610-? 0.687 200 3.93210-? 26.0610-? 0.680 四，用一裸露的热电偶测烟道内的烟气温度，其指示值为280℃ 已知烟道壁面温度为250℃ 热电偶的表面温度为0.9℃，与烟气的对流换热系数为1002 /(w m ?℃)求烟气的实际温度。若烟气的实际温度为317℃，热电偶的指示值为多少？（本题15分） 五，一条供热管道长500m ，架空敷设，管道内径为70mm ，管内热水与外部空气的总传热系数为1.82 /(w m ?℃)流量为1000kg/h,比热为4.168J/(kg .℃).若入口温度为110℃ 空气温度为—5℃ 求出口热水温度。（本题15分） 六， 一长为H ，宽为b ，厚度为δ的铝板水平放置（b >>δ ）长度方向两端温度均为o t ,底部绝热，周围空气的温度为f t 与铝板的对流传热系数为h ，设铝板的热导率为λ，求铝板的温度分布。（本题15分）

《传热学B》期末考试试题及答案

汽车工程学院本科课程考试试卷 考试课程与试卷类型：传热学B —A 姓名： 学年学期： 学号： 考试时间： 班级： 一、简答题（每题4分，共40分） 1. 黑体的单色辐射率最大位置随温度升高是向长波方向还是向短波方向移动？这种移动的规律是由哪个定律确定的？ 2. 对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为什么？ 3. 绝热边界是第几类边界条件？边界上的温度梯度是多少？ 4. 半径为R 的长圆柱，水平放置在空气中冷却，已知空气的表面传热系数为h ，导热系数为 1λ，圆柱体的导热系数为2λ，请写出此时的毕渥数与努塞尔数。 5. 有一表面为灰体的物体放在一个大房间中，试画出由该物体表面与房间内表面构成的封闭 空间的辐射换热网络图。（房间面积与物体表面积相比可以认为无限大） 6. 暖气片的肋片加在空气侧，请解释原因？ 7. Bi 数满足什么条件，就可以使非稳态导热问题按第三类边界条件所求解的结果转化为第一类边界条件的解？为什么？ 8. 已知某黑体向外发出的定向辐射强度为)/(100002sr m W I b ?=，求该黑体的温度为多少？（写出计算依据） 9. 肋效率是不是越高越好？当肋效率1=f η时，肋高是多少？ 10. 有两块平行放置的大平壁，其中之一是黑体，另一块是灰体。若两者温度相等。试问黑 体与灰体中哪个辐射力大？黑体与灰体之中哪个有效辐射大？为什么？ 二、实验题（共10分） 写出水自然对流换热实验的数据整理成的公式形式，实验中如何实现自然对流换热？实验装置中的冷却管和辅助加热管有什么作用？ 三、计算题（每题10分，共50分，计算结果小数点后保留2位） 1. 在一台1-2型壳管式冷却器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到 45℃。空气流量为min /6.19kg ，温差修正系数92.0=ψ，换热器的总传热系数为 )/(842K m W k ?=。试计算所需的传热面积。（已知水)/(2.4K kg kJ c p ?=，空气)/(009.1K kg kJ c p ?=）。

最新《传热学期末复习试题库》含参考答案

传热学试题 第一章概论 一、名词解释 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量 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情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，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：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。同时，物体也不断接收周围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了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。 6．总传热过程：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，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1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 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1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。 二、填空题 1．热量传递的三种基本方式为、、。 （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量，W/m2） 3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。 (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1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)） 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。 （W／(m·K)，W／(m2·K)，W／(m2·K)）

热工学期末考试归纳之传热学

1.热力学研究可逆过程，无温差传热；而传热学则是温差传热，为不可逆过程。 ?三种热量传递方式：导热、对流和热辐射 ?分析室内热量传给室外的热传递过程 （1）室内→内墙：对流换热，热辐射 （2）内墙→外墙：导热 （3）外墙→大气：对流换热，热辐射 2.导热：温度不同的物体直接接触或同一物体内不同温度的各部分之间，依靠物质的分子、 原子及自由电子等微观粒子的热运动而引起的一种能量传递现象。(只要有温差存在，导热过程就可以在任何物体中发生。) 特征：a. 物体间无相对位移；b.物体间必须相互接触；c.没有能量形式的转化。 热对流：在有温差的条件下，伴随流体宏观移动发生的，因冷热流体相互掺混所引起的热量转移现象。（只能发生在流体中） 特征：a. 有相对位移；b.一定伴随着流体的导热；c. 没有能量形式之间的转换；d. 流体和固体壁面相互接触。 辐射：物体以电磁波方式向外传递能量的过程。 热辐射：由于热的原因而产生的电磁波辐射。 特征: a. 有能量形式间的转化：热能－辐射能－热能b. 不需直接接触c. T>0就有能量辐射d. 与绝对温度呈4次方关。 辐射力：物体单位面积在单位时间内对外辐射的能量。 3.传热过程：工程上经常遇到热量由高温流体经固体壁传给低温流体。 内表面的对流换热量：Φ1=h1A(t f1－t w1) 炉墙的导热量：Φ=λA（t w1－t w2）∕δ 外表面的对流换热量：Φ=h2A(t w2－t f2) 4.热阻叠加原理：传热过程的总热阻等于组成该过程的各环节中各部分分热阻之和。 增强传热时，应设法减少串联热阻中最大的热阻； 减弱传热时，应加大串联热阻中的最小的热阻。 5.温度场：在某一瞬间，物体内各点温度分布的集合或总称。 如果温度分布不随时间变化，称之为稳定温度场。 温度场某一瞬间同温度各点连成的面（线）称等温面。 温度梯度：沿等温面法线方向上温度的增量与法向距离比值的极限。 温度梯度是一个矢量，它的方向总是朝着温度增加的方向。 热流密度：在单位时间内通过单位面积传递的热流，用q 表示，单位为W/m2。 热流密度的方向与温度降度的方向一致。 6.傅里叶定律：热流密度与该时刻同一处的温度梯度成正比，而方向与温度梯度方向相反。（稳态导热与非稳态导热过程均适用） 适用条件：（1）各向同性（2）不透明的介质（玻璃除外） 导热系数：每单位温度梯度通过单位面积所传递的热流量。 在一般情况下：①λ固>λ液>λ气；②λ导>λ非导；③λ湿>λ干；④λ实体>λ多孔 保温材料：凡平均温度不高于350℃时，导热系数不大于0.12W∕（m?K）的材料。 含湿量对多孔材料的导热系数影响很大。 各向异性材料：有些物质的各向结构不同，因而在各个方向上导热系数有较大的差异。 单值性条件：1.几何条件2.物理条件3.时间条件 4.边界条件 稳态导热：1.通过平壁的导热 2.通过圆管壁的导热3.通过肋片的导热 7.对流换热：流动的流体与固体壁面直接接触，当两者温度不同时相互间所发生的热传递过

东南大学传热学历年真题要点

东南大学 1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题 1． 直径100mm 的蒸汽管道，绝热层外径250mm ，若绝热层内外璧温度均不变而改用新的绝热材料（已知导热系数2λ=1λ/2，单位体积价格1G =22G ）。问价格相同时，但位管厂的热损失变化是多少？ 2． 两个表面黑率的平行平板，其温度分别为1T 与2T 。板间辐射换热，热在中间插入一块厚δ，导热系数λ，表面黑率ε的平板，问热流有什么变化？ 3． 空气在方管内作强迫对流紊流时，若流量增加一倍，问对流换热系数变化多少？压力损失多少？（阻力系数与雷诺数无关） 4． 设计一个采用瞬态导热理论测试材料热物性（如导热系数a ）的实验装置。说明其工作原理与测试方法。 5． 用裸露热电偶测量管中的气流温度，热电偶读数1t =170c ?，已知管壁温度2t =90c ?，气流对热接点的对热换热系数α=50c m w ?2 /，接点表面黑率ε=0.6，试确定气流的温度。若考虑热电偶导热的影响，则真实的温度应有何变化？ 6． 流量为的907kg/h 水，通过长4.6m 的钢管，水温16c ?升高至49c ?，钢管内壁温度66c ?。求钢管的内径。 水的物性： 东南大学一九九六 年传热学研究生入学考试 一．请设计一个存放液氮的金属容器，附上简图并加以说明（按传热学原理） 二．导热微分方程 )(222222z T y T x T T ??+??+??=??ατ 温度 λ?210[]c m w ?/ γ?610 [] s m /2 r p 20 59.9 1.006 7.02 30 61.8 0.805 5.42 40 63.5 0.659 4.31

东南大学传热学考试真题试卷与解析

东南大学传热学考试真题试卷与解析

答：在稳态条件下物体各点的温度分布不随时间的改变而变化的温度场（2分）。 其表达式),,,(z y x f t =（2分）。 2、室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的传热过程中包含那些传热环节。 答：热水→管子内壁：对流换热；（1分） 管子内壁→管子外壁：导热；（1分） 管子外壁→室内环境：对流换热和辐射换热（2分） 3、影响对流换热的一般因素有哪些？ 答：影响对流换热的一般因素有：⑴流动的起因和流动状态（1分）；⑵流体的热物理性质（1分）；⑶ 流体的相变（1分）；⑷换热表面几何因素（1分）。 4、如图所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试答：指出①，②，③3处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设①，②，②处对球心所张立体角相同。 答：由黑体辐射的兰贝特定律知，定向辐射强度与方向无关。故I l ＝I 2=I 3。（2分） 而三处对球心立体角相当，但与法线方向夹角不同，θ1＞θ2＞θ3。所以①处辐射热流最大，③处最小。（2分） 五、计算题（共36分）： 1、某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm 和100mm ，导热系数分别为0.8W/(m ·K)和0.5W/(m ·K)，炉墙内外侧壁面温度分别为700℃和50℃，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为0.11W/(m ·K)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m 2，至少需要用多厚的保温板。（10分） 解：(1)单位面积散热损失： q= 2 2112w 1w t t λδ+ λδ-=5.01 .08.02.050 700+-=1444.4W/ m 2 （5 分） (2)以保温板替代红砖，由于炉墙热损失不得高于q 0=1kW/m 2 δ2≥λ2( 1 1 2w 1w q t t λδ--)=0.11×(8 .02 .010*******- -)=0.044m=44mm （5分）

传热学期末考试试题及答案

传热学试题 一、单项选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1. 在锅炉的炉墙中：烟气内壁外壁大气的热过和序为 : （） A. 辐射换热 , 导热 , 复合换热 B. 导热，对流换热，辐射换热 C. 对流换热泪盈眶，复合换热，导热 D. 复合换热，对流换热，导热 2. 由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中： X 1,2 （） X 2,1 。 A.等于 B. 小于 C.可能大于，等于，小于。 D.大于 3. 流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数（） A.=1 B. >1 C. <1 D. =0 4. 在其他条件相同的情况下 , 下列哪种物质的导热能力最差（） A. 空气 B. 水 C. 氢气 D. 油 5. 下列哪种物质中不可能产生热对流（） A. 空气 B. 水 C. 油 D. 钢板 6.Gr 准则反映了（）的对比关系。 A. 重力和惯性力 B. 惯性力和粘性力 C. 重力和粘性力 D. 角系数 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. 气体的导热系数随温度的升高而（） A. 减小 B. 不变 C. 套管式换热器 D. 无法确定 9. 下列哪种设备不属于间壁式换热器（） A.1-2 型管壳式换热器 B. 2-4 型管壳式换热器 C. 套管式换热器 D. 回转式空气预热器 10. 热传递的三种基本方式为（） A. 导热、热对流和传热过热 B. 导热、热对流和辐射换热 C. 导热、热对流和热辐射 D. 导热、辐射换热和对流换热 二、填空题（每小题 2 分，共 20 分） 1. 在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为 180 和 100 ，冷流体的进出口温度分别为 40 和 80 ，则对数平均温差为 ___________ 。 2. 已知一灰体表面的温度为 127 ，黑度为 0.5 ，则其车辆射力为 ____________ 。 3. 为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 ________ 一侧。

交大传热传质学期末试卷-B卷答案

一、 简答（30分） 1、 答：（a ）质量守恒定律、傅里叶定律和能量守恒定律 （2分） （b ）导入与导出的净热流量 + 对流传入的净热流量=单位时间热力学能的增量 （2分） 2、 （6分） 答：膜状凝结：如果凝结液体能很好地润湿壁面，在壁面上铺展成膜，称之为膜状凝结 （2分） 珠状凝结：当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面形成一个个小液珠，称之为珠状凝结 （2分） 由于实际工程只能够凝结传热过程的污染等诸多因素，使得珠状凝结无法长时间保持。（1分） 第三问可以根据学生自己的想法判断是否给分， （1分） 3、 答：导热（热传导）、对流（热对流）、辐射（热辐射） （2分） 导热：dt q dx λ=- （1分） 热流：q h t =? （1分） 热辐射：4q T σ=或41T εσ= （1分） 4、 答：（1）p t c ρτ ??是非稳态项，代表单位体积物体的热力学能增量 （1分） t t t x x y y z z λλλ???????????? ++ ? ? ??????????? ??是扩散项，代表单位体积的物体通过导热方式获 得的净热流量； （1分） Φ是源项，代表单位体积内热源的生成热 （1分） （2）220d t dx = （1分） 方程中未出现导热系数，但不能说物理内温度分布与导热系数无关 （1分） 原因：导热微分方程是导热过程的通用方程，其具体的解还要依赖边界条件，如果两侧都是第一类边条，则的确无关，如果是第三类边条，则有关。 （1分） 5、 传热学中引入相似原理的意义是什么？(4分) 答：可以解决对流传热的实验中遇到的三个问题：（1分） （1）测量那些数据； （1分） （2）如何整理实验数据； （1分） （3）指导模化实验 （1分） 6、 表面间辐射传热过程中，经常用到角系数。请给引入角系数的意义、应用条件及其三个性质各是什么？

传热学B期末考试试题及答案

吉林大学汽车工程学院本科课程考试答案 考试课程与试卷类型：传热学B B 卷 姓名： 学年学期：1314-2 学号： 考试时间：2014-5-28 班级： 一、选择题（每小题2分，共14分） 1、下面材料中哪种材料的导热系数最小（ ） A. 铜 B.铁 C.瓷砖 D. 硅藻土砖 2、肋片高度增加，则肋效率（ ） A. 增加 B. 不变 C. 减小 D.先增加后减小 3、Fo 与时间的关系是（ ） A. 正比 B.反比 C.无关 D. 不确定 4、1Pr >，则（ ） A.速度边界层厚度大于热边界层厚度 B.速度边界层厚度等于热边界层厚度 C.速度边界层厚度小于热边界层厚度 D. 不确定 5、下列哪个不是物性参数（ ） A.导热系数 B.对流换热表面传热系数 C.热扩散系数 D. 普朗特数 6、下列那种说法错误（ ） A 黑体辐射函数是个百分数 B.黑体辐射函数值最大是1 C.波长为零时，黑体辐射函数也为零 D.黑体辐射函数与黑体温度无关 7、大空间小物体辐射换热过程中的辐射换热量的大小与哪个物体的表面发射率有关？（ ） A.大空间 B.小物体 C.大空间和小物体 D.不确定 二、判断题（每小题1分，共6分） 1、传热系数和导热系数单位相同。（× ） 2、0=??? ????w n t 是属于第二类边界条件。（ √ ）

3、无限大平板的非稳态导热过程中 θ θm 与Bi 、Fo 和δx 有关。（ √ ） 4、流体外掠平板过程的分析解法依据的控制方程有质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律和换热微分方程。（ √ ） 5、有限空间自然对流换热中空间的几何参数对换热效果影响较小。（ × ） 6、黑体辐射力是定向辐射强度的π倍。（ √ ） 三、实验题（10分） 1、《稳态平板法测定绝热材料的导热系数》实验中如何判定实验工况达到稳定状态？实验中需要测试什么参数？实验装置中为什么要布置辅助加热器？ 解： 当各点的温度不再随时间变化时实验工况达到稳定状态。 3分 实验中需要测试加热功率、试件热面温度、试件冷面温度。 3分 布置辅助加热器后可以实现沿试件厚度方向的一维导热。 4分 四、简答题（每小题5分，共20分） 1、对于室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的热量传递过程中，包含哪些传热环节？ 答：热水到管内壁为对流传热，管内壁到外壁为导热，管外壁到室内为对流传热及辐射传热。 2、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？ 能量守恒定律和傅里叶定律 3、试说明Bi 数的物理意义，Bi→0和Bi→∞各代表什么样的换热条件？ 答：Bi 数表征固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比，Bi→0代表固体内部温度趋于一致， Bi→∞代表壁温保持恒定的第一类边界条件 4、实际物体的发射率ε与其吸收比α从影响因素上看有何区别？ 答：实际物体的发射率ε取决于物质种类、表面温度和表面状况，这表明发射率只与发射辐射物体本身有关，不涉及外界条件。 吸收比α除了受上述自身情况影响以外，还与投入辐射的特性有着密切关系，与投入辐射的波长分布及空间分布有关。

传热学试卷A及答案

湖南涉外经济学院2017—2018学年度第 2 学期 《传热学》课程考核试题册 学院： 机械工程学院 专业年级：能源动力1601 考核方式：闭卷 考试时量： 100 分钟 试卷类型： A 一、选择题（本大题共计10小题，每小题2分，共计20分） 1．下列导热过程傅立叶定律表述中，不正确的是（ ） A 热流密度与传热面积成正比 B 导热量与温度梯度成正比 C 热流密度与传热面积无关 D 导热量与导热距离成反比 2．圆柱壁面双层保温材料敷设过程中，为了减少保温材料用量或减少散热量，应该采取措施是（ ） A 热导率较大的材料在内层 B 热导率较小的材料在内层 C 根据外部散热条件确定 D 材料的不同布置对散热量影响不明显 3．采用有限差分法进行导热过程数值计算时，可以有多种离散格式方式，下列不适用的方法是（ ） A 边界节点，级数展开法 B 边界节点，热量守恒法 C 中心节点，级数展开法 D 中心节点，热量守恒法 4.表面温度为50oC 的管道穿过室内，为了减小管道向室内的散热，最有效的措施是（ ） A 表面喷黑色的油漆 B 表面喷白色的油漆 C 表面缠绕铝箔 D 表面外安装铝箔套筒 5．冷流体流经恒定壁温为t w 的管道被加热，壁温与流体之间的对数平均温差为△t m ，则管道中的流体平均温度为（ ） A t w -△t m B t w +△t m C t w -△t m /2 D t w +△t m /2 6．表面进行膜状凝结换热的过程中，影响凝结换热作用最小的因素为（ ） A 蒸汽的压力 B 蒸汽的流速 C 蒸汽的过热度 D 蒸汽中的不凝性气体 7．在充分发展的管内单相流体受迫层流流动中，如果取同样管径及物性参数，则常壁温w t 和常 热流q c =下，换热系数关系为（ ） A w q c t c h h ==< B w q c t c h h === C w q c t c h h ==> D 不确定 8．根据普朗克定律，黑体的单色辐射力与波长之间的关系是一个单峰函数，其峰值所对应的 波长（ ） A 与温度无关 B 随温度升高而线性减小 C 随温度升高而增大 D 与绝对温度成反比 9．用套管温度计测量容器内流体温度时，为减少测温误差，套管材料的导热系数应选用（ ） A 导热系数大 B 与导热系数值无关 C 导热系数小 D 无法确定 10．将一个圆柱状加热元件竖直置于20oC 水中，加热后加热元件表面温度达到60oC ，则这种换热方式为（ ） A 沸腾换热 B 自然对流换热 C 强迫流动换热 D 沸腾和自然对流换热 二、计算题（本大题共计5小题，每小题4分，共计20分，选择正确的答案填在括号内，并要求写出正确的计算过程，计算过程不正确不给分） 1．某房间玻璃窗的高度为1.5m 、宽为1.2m 、厚度为4mm ，玻璃的导热系数为0.7 W/(m ?K)。在某冬天夜间，室内外的空气温度分别为15?C 和- 5?C ，若已知玻璃窗内外侧对流传热的表面传热系数分别为5 W/(m2?K)和20 W/(m2?K)。计算通过该玻璃窗的热损失为（ ），忽略玻璃内外表面的辐射影响。 A 140.8 B 281.6 C 178.6 D 89.6 2．如附图所示，用裸露的热电偶测量管道中气体的温度，稳定后，热电偶所指示的温度为170 ℃。已知管道内壁温度 为90℃，高温气流与热电偶 结点的表面传热系数为50 W/（m2·K ），热电偶结点的 表面发射率为0.6。试求高温 气体的真实温度（ ）。 A 186.0 B 181.4 C 178.4 D 184.2 第2页 共 4 页 第1页 共 4 页