傳熱學(xué)試題庫含參考復(fù)習(xí)資料講解

1、傳熱學(xué)試題庫第一章 概 論一、 名詞解釋1熱流量：單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量2熱流密度：單位傳熱面上的熱流量3導(dǎo)熱：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個(gè)不同溫度的物體接觸時(shí)，在物體各部分之間不發(fā)生相對位移的情況下，物質(zhì)微粒(分子、原子或自由電子)的熱運(yùn)動傳遞了熱量，這種現(xiàn)象被稱為熱傳導(dǎo)，簡稱導(dǎo)熱。 4對流傳熱：流體流過固體壁時(shí)的熱傳遞過程，就是熱對流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱量傳遞過程，稱為表面對流傳熱，簡稱對流傳熱。5輻射傳熱：物體不斷向周圍空間發(fā)出熱輻射能，并被周圍物體吸收。同時(shí)，物體也不斷接收周圍物體輻射給它的熱能。這樣，物體發(fā)出和接收過程的綜合結(jié)果產(chǎn)生了物體間通過熱輻射而進(jìn)行的熱量傳遞，稱為表面輻射傳熱，簡稱輻射

2、傳熱。6總傳熱過程：熱量從溫度較高的流體經(jīng)過固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過程，稱為總傳熱過程，簡稱傳熱過程。 7對流傳熱系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度及壁面溫度差為1K是的對流傳熱量，單位為W(m2·K)。對流傳熱系數(shù)表示對流傳熱能力的大小。8輻射傳熱系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度及壁面溫度差為1K是的輻射傳熱量，單位為W(m2·K)。輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。9復(fù)合傳熱系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度及壁面溫度差為1K是的復(fù)合傳熱量，單位為W(m2·K)。復(fù)合傳熱系數(shù)表示復(fù)合傳熱能力的大小。10總傳熱系數(shù)：總傳熱過程中熱量傳遞能力的

3、大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K時(shí)，單位傳熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。四、簡答題1試述三種熱量傳遞基本方式的差別，并各舉12個(gè)實(shí)際例子說明。（提示：從三種熱量傳遞基本方式的定義及特點(diǎn)來區(qū)分這三種熱傳遞方式）2請說明在傳熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在對傳熱過程會產(chǎn)生什么影響?如何防止? （提示：從傳熱過程各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻的角度，分析水垢、灰垢對換熱設(shè)備傳熱能力及壁面的影響情況）3. 試比較導(dǎo)熱系數(shù)、對流傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的差別，它們各自的單位是什么? （提示：寫出三個(gè)系數(shù)的定義并比較，單位分別為W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4在分析傳熱過程時(shí)引入熱阻

4、的概念有何好處?引入熱路歐姆定律有何意義? （提示：分析熱阻及溫壓的關(guān)系，熱路圖在傳熱過程分析中的作用。）5結(jié)合你的工作實(shí)踐，舉一個(gè)傳熱過程的實(shí)例，分析它是由哪些基本熱量傳遞方式組成的。（提示：學(xué)會分析實(shí)際傳熱問題，如水冷式內(nèi)燃機(jī)等）6在空調(diào)房間內(nèi)，夏季及冬季室內(nèi)溫度都保持在22左右，夏季人們可以穿短袖襯衣，而冬季則要穿毛線衣。試用傳熱學(xué)知識解釋這一現(xiàn)象。 （提示：從分析不同季節(jié)時(shí)墻體的傳熱過程和壁溫，以及人體及墻表面的熱交換過程來解釋這一現(xiàn)象（主要是人體及墻面的輻射傳熱的不同）第二章 熱傳導(dǎo)一、名詞解釋1溫度場：某一瞬間物體內(nèi)各點(diǎn)溫度分布的總稱。一般來說，它是空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)的函數(shù)。2等溫

5、面(線)：由物體內(nèi)溫度相同的點(diǎn)所連成的面（或線）。3溫度梯度：在等溫面法線方向上最大溫度變化率。4熱導(dǎo)率：物性參數(shù)，熱流密度矢量及溫度降度的比值，數(shù)值上等于1 Km的溫度梯度作用下產(chǎn)生的熱流密度。熱導(dǎo)率是材料固有的熱物理性質(zhì)，表示物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。5導(dǎo)溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)。6穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過程。7非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過程。8傅里葉定律：在各向同性均質(zhì)的導(dǎo)熱物體中，通過某導(dǎo)熱面積的熱流密度正比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。9保溫(隔熱)材料：0.12 W/(m·K)(平均溫度不高于350時(shí))的材料。10肋效率：肋片實(shí)

6、際散熱量及肋片最大可能散熱量之比。11接觸熱阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過程帶來額外熱阻。12定解條件(單值性條件)：使微分方程獲得適合某一特定問題解的附加條件，包括初始條件和邊界條件。四、簡答題1 試解釋材料的導(dǎo)熱系數(shù)及導(dǎo)溫系數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系。 （提示：從兩者的概念、物理意義、表達(dá)式方面加以闡述，如從表達(dá)式看，導(dǎo)溫系數(shù)及導(dǎo)熱系數(shù)成正比關(guān)系(a=/c)，但導(dǎo)溫系數(shù)不但及材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，還及材料的熱容量(或儲熱能力)也有關(guān)；從物理意義看，導(dǎo)熱系數(shù)表征材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱，導(dǎo)溫系數(shù)表征材料傳播溫度變化的能力的大小，兩者都是物性參數(shù)。）2 試用所學(xué)的傳熱

7、學(xué)知識說明用溫度計(jì)套管測量流體溫度時(shí)如何提高測溫精度。 （提示：溫度計(jì)套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋)，利用等截面直肋計(jì)算肋端溫度th的結(jié)果，可得采用溫度計(jì)套管后造成的測量誤差t為t=tf-th=，其中，欲使測量誤差t下降，可以采用以下幾種措施： (1)降低壁面及流體的溫差(tf-t0)，也就是想辦法使肋基溫度t0接近tf，可以通過對流體通道的外表面采取保溫措施來實(shí)現(xiàn)。 (2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增大。具體可以用以下手段實(shí)現(xiàn)：增加H，延長溫度計(jì)套管的長度；減小，采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做溫度計(jì)套管，如采用不銹鋼管，不要用銅管。因?yàn)椴讳P鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比銅和碳鋼小。降低，減小溫

8、度計(jì)套管的壁厚，采用薄壁管。提高h(yuǎn)增強(qiáng)溫度計(jì)套管及流體之間的熱交換。)3 試寫出直角坐標(biāo)系中，一維非穩(wěn)態(tài)無內(nèi)熱源常導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱問題的導(dǎo)熱微分方程表達(dá)式；并請說明導(dǎo)熱問題常見的三類邊界條件。 ( 提示：直角坐標(biāo)系下一維非穩(wěn)態(tài)無內(nèi)熱源導(dǎo)熱問題的導(dǎo)熱微分方程式第一類邊界條件：>0,tw=fw(x, )第二類邊界條件：>0,第三類邊界條件：>0,4 在一根蒸汽管道上需要加裝一根測溫套管，有三種材料可選：銅、鋁、不銹鋼。問選用哪種材料所引起的測溫誤差最小，為什么?為減小測量誤差，在套管尺寸的選擇上還應(yīng)注意哪些問題?（提示：及簡答題2的第(2)點(diǎn)類似，套管材料應(yīng)選用不銹鋼，因給出的三種材

9、料中，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)最?。? 什么是接觸熱阻?減少固體壁面之間的接觸熱阻有哪些方法? （提示：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過程帶來額外熱阻稱為接觸熱阻，接觸熱阻的存在使相鄰的兩個(gè)表面產(chǎn)生溫降(溫度不連續(xù))。接觸熱阻主要及表面粗糙度、表面所受壓力、材料硬度、溫度及周圍介質(zhì)的物性等有關(guān)，因此可以從這些方面考慮減少接觸熱阻的方法，此外，也可在固體接觸面之間襯以導(dǎo)熱系數(shù)大的銅箔或鋁箔等以減少接觸熱阻。）第三章 對流傳熱一、名詞解釋1 速度邊界層：在流場中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。2 溫度邊界層：在流體溫度場中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。3 定性溫度：確定換

10、熱過程中流體物性的溫度。4 特征尺度：對于對流傳熱起決定作用的幾何尺寸。5 相似準(zhǔn)則(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由幾個(gè)變量組成的無量綱的組合量。6 強(qiáng)迫對流傳熱：由于機(jī)械(泵或風(fēng)機(jī)等)的作用或其它壓差而引起的相對運(yùn)動。7 自然對流傳熱：流體各部分之間由于密度差而引起的相對運(yùn)動。8 大空間自然對流傳熱：傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周圍物體的干擾時(shí)的自然對流傳熱。9 珠狀凝結(jié)：當(dāng)凝結(jié)液不能潤濕壁面(>90)時(shí)，凝結(jié)液在壁面上形成許多液滴，而不形成連續(xù)的液膜。 10 膜狀凝結(jié)：當(dāng)液體能潤濕壁面時(shí)，凝結(jié)液和壁面的潤濕角(液體及壁面交界處的切面經(jīng)液體到壁面的交角)<90，凝結(jié)液在壁

11、面上形成一層完整的液膜。11 核態(tài)沸騰：在加熱面上產(chǎn)生汽泡，換熱溫差小，且產(chǎn)生汽泡的速度小于汽泡脫離加熱表面的速度，汽泡的劇烈擾動使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和熱流密度都急劇增加。12 膜態(tài)沸騰：在加熱表面上形成穩(wěn)定的汽膜層，相變過程不是發(fā)生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于液體的導(dǎo)熱系數(shù)，因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降。四、 簡答題1 影響強(qiáng)迫對流傳熱的流體物性有哪些?它們分別對對流傳熱系數(shù)有什么影響? （提示：影響強(qiáng)迫對流換熱系數(shù)的因素及其影響情況可以通過分析強(qiáng)迫對流傳熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，將各無量綱量展開整理后加以表述。）2 試舉幾個(gè)強(qiáng)化管內(nèi)強(qiáng)迫對流傳熱的方法(至少五個(gè))。 （提示：通過分析強(qiáng)迫對

12、流換熱系數(shù)的影響因素及增強(qiáng)擾動、采用人口效應(yīng)和彎管效應(yīng)等措施來提出一些強(qiáng)化手段，如增大流速、采用機(jī)械攪拌等。）3 試比較強(qiáng)迫對流橫掠管束傳熱中管束叉排及順排的優(yōu)缺點(diǎn)。 （提示：強(qiáng)迫對流橫掠管束換熱中，管束叉排及順排的優(yōu)缺點(diǎn)主要可以從換熱強(qiáng)度和流動阻力兩方面加以闡述：(1)管束叉排使流體在彎曲的通道中流動，流體擾動劇烈，對流換熱系數(shù)較大，同時(shí)流動阻力也較大；(2)順排管束中流體在較為平直的通道中流動，擾動較弱，對流換熱系數(shù)小于叉排管束，其流阻也較??；(3)順排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。）4 為什么橫向沖刷管束及流體在管外縱向沖刷相比，橫向沖刷的傳熱系數(shù)大? （提示：從邊界層理論的角度加

13、以闡述：縱向沖刷容易形成較厚的邊界層，其層流層較厚且不易破壞。有三個(gè)因素造成橫向沖刷比縱向沖刷的換熱系數(shù)大：彎曲的表面引起復(fù)雜的流動，邊界層較薄且不易穩(wěn)定；管徑小，流體到第二個(gè)管子時(shí)易造成強(qiáng)烈擾動；流體直接沖擊換熱表面。）5 為什么電廠凝汽器中，水蒸氣及管壁之間的傳熱可以不考慮輻射傳熱? （提示：可以從以下3個(gè)方面加以闡述：(1)在電廠凝汽器中，水蒸氣在管壁上凝結(jié)，凝結(jié)換熱系數(shù)約為450018000W(m2K)，對流換熱量很大；(2)水蒸氣及壁面之間的溫差較小，因而輻射換熱量較??；(3)及對流換熱相比，輻射換熱所占的份額可以忽略不計(jì)。）6 用準(zhǔn)則方程式計(jì)算管內(nèi)湍流對流傳熱系數(shù)時(shí)，對短管為什么要

14、進(jìn)行修正? （提示：從熱邊界層厚度方面加以闡述：(1)在入口段，邊界層的形成過程一般由薄變厚；(2)邊界層的變化引起換熱系數(shù)由大到小變化，考慮到流型的變化，局部長度上可有波動，但總體上在入口段的換熱較強(qiáng)（管長修正系數(shù)大于1）；(3)當(dāng)ld50(或60)時(shí)，短管的上述影響可忽略不計(jì)，當(dāng)ld50(或60)時(shí)，則必須考慮入口段的影響。7 層流時(shí)的對流傳熱系數(shù)是否總是小于湍流時(shí)的對流傳熱系數(shù)?為什么? （提示：該問題同樣可以從入口效應(yīng)角度加以闡述。在入口段邊界層厚度從零開始增厚，若采用短管，盡管處于層流工況，由于邊界層較薄，對流換熱系數(shù)可以大于紊流狀況。）8 什么叫臨界熱流密度?為什么當(dāng)加熱熱流大于臨

15、界熱流密度時(shí)會出現(xiàn)沸騰危機(jī)? （提示：用大容器飽和沸騰曲線解釋之。以大容器飽和沸騰為例，(1)沸騰過程中，隨著壁面過熱度t的增大，存在自然對流、核態(tài)沸騰、不穩(wěn)定膜態(tài)沸騰和膜態(tài)沸騰四個(gè)階段，臨界熱流密度是從核態(tài)沸騰向膜態(tài)沸騰轉(zhuǎn)變過程中所對應(yīng)的最大熱流密度；(2)當(dāng)加熱熱流大于臨界熱流密度時(shí)，沸騰工況向膜態(tài)沸騰過渡，加熱面上有汽泡匯集形成汽膜，將壁面及液體隔開，由于汽膜的熱阻比液體大得多，使換熱系數(shù)迅速下降，傳熱惡化；(3)汽膜的存在使壁溫急劇升高，若為控制熱流加熱設(shè)備，如電加熱設(shè)備，則一旦加熱熱量大于臨界熱流密度，沸騰工況從核態(tài)沸騰飛躍到穩(wěn)定膜態(tài)沸騰，壁溫飛升到1000以上(水)，使設(shè)備燒毀。）

16、9 試述不凝性氣體影響膜狀凝結(jié)傳熱的原因。 （提示：少量不凝性氣體的存在就將使凝結(jié)換熱系數(shù)減小，這可以從換熱熱阻增加和蒸汽飽和溫度下降兩方面加以闡述。(1)含有不凝性氣體的蒸汽凝結(jié)時(shí)在液膜表面會逐漸積聚起不凝性氣體層，將蒸汽隔開，蒸汽凝結(jié)必須穿過氣層，使換熱熱阻大大增加；(2)隨著蒸汽的凝結(jié)，液膜表面氣體分壓力增大，使凝結(jié)蒸汽的分壓力降低，液膜表面蒸汽的飽和溫度降低，減少了有效冷凝溫差，削弱了凝結(jié)換熱。）第四章 輻射傳熱一、 名詞解釋1熱輻射：由于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動狀態(tài)改變，而將部分內(nèi)能轉(zhuǎn)換成電磁波的能量發(fā)射出去的過程。2吸收比：投射到物體表面的熱輻射中被物體所吸收的比例。3反射比：投射

17、到物體表面的熱輻射中被物體表面所反射的比例。4穿透比：投射到物體表面的熱輻射中穿透物體的比例。5黑體：吸收比= 1的物體。6白體：反射比=l的物體(漫射表面)7透明體：透射比= 1的物體8灰體：光譜吸收比及波長無關(guān)的理想物體。9黑度：實(shí)際物體的輻射力及同溫度下黑體輻射力的比值，即物體發(fā)射能力接近黑體的程度。10輻射力：單位時(shí)間內(nèi)物體的單位輻射面積向外界(半球空間)發(fā)射的全部波長的輻射能。11漫反射表面：如果不論外界輻射是以一束射線沿某一方向投入還是從整個(gè)半球空間均勻投入，物體表面在半球空間范圍內(nèi)各方向上都有均勻的反射輻射度Lr，則該表面稱為漫反射表面。12角系數(shù)： 從表面1發(fā)出的輻射能直接落到

18、表面2上的百分?jǐn)?shù)。13有效輻射：單位時(shí)間內(nèi)從單位面積離開的總輻射能，即發(fā)射輻射和反射輻射之和。14投入輻射：單位時(shí)間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能。15定向輻射度：單位時(shí)間內(nèi)，單位可見輻射面積在某一方向p的單位立體角內(nèi)所發(fā)出的總輻射能(發(fā)射輻射和反射輻射)，稱為在該方向的定向輻射度。16漫射表面：如該表面既是漫發(fā)射表面，又是漫反射表面，則該表面稱為漫射表面。17定向輻射力：單位輻射面積在單位時(shí)間內(nèi)向某一方向單位立體角內(nèi)發(fā)射的輻射能。18表面輻射熱阻：由表面的輻射特性所引起的熱阻。19遮熱板：在兩個(gè)輻射傳熱表面之間插入一塊或多塊薄板以削弱輻射傳熱。20重輻射面：輻射傳熱系統(tǒng)中表面溫度未定而凈輻射傳

19、熱量為零的表面。四、 簡答題1 試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識說明用熱電偶測量高溫氣體溫度時(shí)，產(chǎn)生測量誤差的原因有哪些?可以采取什么措施來減小測量誤差? （提示：用熱電偶測溫時(shí)同時(shí)存在氣流對熱電偶換熱和熱電偶向四壁的散熱兩種情況，熱電偶的讀數(shù)小于氣流的實(shí)際溫度產(chǎn)生誤差。所以，引起誤差的因素：煙氣及熱電偶間的復(fù)合換熱??；熱電偶及爐膛內(nèi)壁問的輻射換熱大。減小誤差的措施：減小煙氣及熱電偶間的換熱熱阻，如抽氣等；增加熱電偶及爐膛間的輻射熱阻，如加遮熱板；設(shè)計(jì)出計(jì)算誤差的程序或裝置，進(jìn)行誤差補(bǔ)償。）2 試用傳熱原理說明冬天可以用玻璃溫室種植熱帶植物的原理。 （提示：可以從可見光、紅外線的特性和玻璃的透射比來加以闡

20、述。玻璃在日光(短波輻射)下是一種透明體，透過率在90以上，使絕大部分陽光可以透過玻璃將溫室內(nèi)物體和空氣升溫。室內(nèi)物體所發(fā)出的輻射是一種長波輻射紅外線，對于長波輻射玻璃的透過串接近于零，幾乎是不透明(透熱)的，因此，室內(nèi)物體升溫后所發(fā)出的熱輻射被玻璃擋在室內(nèi)不能穿過。玻璃的這種輻射特性，使室內(nèi)溫度不斷升高。）3 試分析遮熱板的原理及其在削弱輻射傳熱中的作用。（提示：可從遮熱板能增加系統(tǒng)熱阻角度加以說明。(1)在輻射換熱表面之間插入金屬(或固體)薄板，稱為遮熱板。(2)其原理是，遮熱板的存在增大了系統(tǒng)中的輻射換熱熱阻，使輻射過程的總熱阻增大，系統(tǒng)黑度減少，使輻射換熱量減少。(3)遮熱板對于削弱輻

21、射換熱具有顯著作用，如在兩個(gè)平行輻射表面之間插入一塊同黑度的遮熱板，可使輻射換熱量減少為原來的12，若采用黑度較小的遮熱板，則效果更為顯著。）4 什么叫黑體、灰體和白體?它們分別及黑色物體、灰色物體、白色物體有什么區(qū)別?在輻射傳熱中，引入黑體及灰體有什么意義? （提示：可以從黑體、白體、灰體的定義和有關(guān)輻射定律來闡述。根據(jù)黑體、白體、灰體的定義可以看出，這些概念都是以熱輻射為前提的?；疑?、黑色、白色是針對可見光而言的。所謂黑體、白體、灰體并不是指可見光下物體的顏色，灰體概念的提出使基爾霍夫定律無條件成立，及波長、溫度無關(guān)，使吸收率的確定及輻射換熱計(jì)算大為簡化，因此具有重要的作用；黑體概念的提出

22、使熱輻射的吸收和發(fā)射具有了理想的參照物。）5 玻璃可以透過可見光，為什么在工業(yè)熱輻射范圍內(nèi)可以作為灰體處理? （提示：可以從灰體的特性和工業(yè)熱輻射的特點(diǎn)來論述。所謂灰體是針對熱輻射而言的，灰體是指吸收率及波長無關(guān)的物體。在紅外區(qū)段，將大多數(shù)實(shí)際物體作為灰體處理所引起的誤差并不大，一般工業(yè)熱輻射的溫度范圍大多處于2000K以下，因此其主要熱輻射的波長位于紅外區(qū)域。許多材料的單色吸收率在可見光范圍內(nèi)和紅外范圍內(nèi)有較大的差別，如玻璃在可見光范圍內(nèi)幾乎是透明的，但在工業(yè)熱輻射范圍內(nèi)則幾乎是不透明的，并且其光譜吸收比及波長的關(guān)系不大，可以作為灰體處理。）6 什么是“溫室效應(yīng)”?為什么說大氣中的C02含量

23、增加會導(dǎo)致溫室效應(yīng)? （提示：可以從氣體輻射的特點(diǎn)和能量平衡來加以說明。CO2氣體具有相當(dāng)強(qiáng)的輻射和吸收能力，屬于溫室氣體。根據(jù)氣體輻射具有選擇性的特點(diǎn)，CO2氣體的吸收光帶有三段：26528、415445、130170m，主要分布于紅外區(qū)域。太陽輻射是短波輻射，波長范圍在038一076m，因此，對于太陽輻射C02氣體是透明的，能量可以射入大氣層。地面向空間的輻射是長波輻射，主要分布于紅外區(qū)域，這部分輻射在CO2氣體的吸收光帶區(qū)段C02氣體會吸收能量，是不透明的。在正常情況下，地球表面對能量的吸收和釋放處于平衡狀態(tài)，但如果大氣中的CO2含量增加會使大氣對地面輻射的吸收能力增強(qiáng)，導(dǎo)致大氣溫度上升

24、，導(dǎo)致了所謂溫室效應(yīng)。）第五章 傳熱過程及傳熱器一、 名詞解釋1 傳熱過程:熱量從高溫流體通過壁面?zhèn)飨虻蜏亓黧w的總過程.2 復(fù)合傳熱:對流傳熱及輻射傳熱同時(shí)存在的傳熱過程.3 污垢系數(shù):單位面積的污垢熱阻.4 肋化系數(shù): 肋側(cè)表面面積及光壁側(cè)表面積之比.5 順流:兩種流體平行流動且方向相同6 逆流: 兩種流體平行流動且方向相反7效能:換熱器實(shí)際傳熱的熱流量及最大可能傳熱的熱流量之比.8傳熱單元數(shù):傳熱溫差為1K時(shí)的熱流量及熱容量小的流體溫度變化1K所吸收或放出的熱流量之比.它反映了換熱器的初投資和運(yùn)行費(fèi)用,是一個(gè)換熱器的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo).9臨界熱絕緣直徑:對應(yīng)于最小總熱阻(或最大傳熱量)的保溫

25、層外徑.四、簡答題 1 試舉出3個(gè)隔熱保溫的措施，并用傳熱學(xué)理論闡明其原理？ (提示:可以從導(dǎo)熱、對流、輻射等角度舉出許多隔熱保溫的例子.例如采用遮熱板,可以顯著削弱表面之間的輻射換熱，從傳熱學(xué)原理上看，遮熱板的使用成倍地增加了系統(tǒng)中輻射的表面熱阻和空間熱阻，使系統(tǒng)黑度減小，輻射換熱量大大減少；又如采用夾層結(jié)構(gòu)并抽真空，可以削弱對流換熱和導(dǎo)熱，從傳熱角度看，夾層結(jié)構(gòu)可以使強(qiáng)迫對流或大空間自然對流成為有限空間自然對流，使對流換熱系數(shù)大大減小，抽真空，則杜絕了空氣的自然對流，同時(shí)也防止了通過空氣的導(dǎo)熱；再如表面包上高反射率材料或表面鍍銀，則可以減小輻射表面的吸收比和發(fā)射率(黑度)，增大輻射換熱的表

26、面熱阻，使輻射換熱削弱，等等。)2 解釋為什么許多高效隔熱材料都采用蜂窩狀多孔性結(jié)構(gòu)和多層隔熱屏結(jié)構(gòu)。 (提示：從削弱導(dǎo)熱、對流、輻射換熱的途徑方面來闡述。高效隔熱材料都采用蜂窩狀多孔性結(jié)構(gòu)和多層隔熱屏結(jié)構(gòu)，從導(dǎo)熱角度看，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于固體材料，因此采用多孔結(jié)構(gòu)可以顯著減小保溫材料的表觀導(dǎo)熱系數(shù)，阻礙了導(dǎo)熱的進(jìn)行；從對流換熱角度看，多孔性材料和多層隔熱屏阻隔了空氣的大空間流動，使之成為尺度十分有限的微小空間。使空氣的自然對流換熱難以開展，有效地阻礙了對流換熱的進(jìn)行；從輻射換熱角度分析，蜂窩狀多孔材料或多層隔熱屏相當(dāng)于使用了多層遮熱板，可以成倍地阻礙輻射換熱的進(jìn)行，若再在隔熱屏表面鍍上高

27、反射率材料，則效果更為顯著。)3 什么叫換熱器的順流布置和逆流布置?這兩種布置方式有何特點(diǎn)？設(shè)計(jì)時(shí)如何選用？ (提示：從順、逆流布置的特點(diǎn)上加以論述。冷、熱流體平行流動且方向相同稱為順流，換熱器順流布置具有平均溫差較小、所需換熱面積大、具有較低的壁溫、冷流體出口溫度低于熱流體出口溫度的特點(diǎn)。冷、熱流體平行流動但方向相反稱為逆流，換熱器逆流布置具有平均溫差大、所需換熱面積小、具有較高壁溫、冷流體出口溫度可以高于熱流體的出口溫度的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)中，一般較多選用逆流布置，使換熱器更為經(jīng)濟(jì)、有效，但同時(shí)也要考慮冷、熱流體流道布置上的可行性，如果希望得到較高的壁面溫度，則可選用逆流布置，反之，如果不希望換熱

28、器壁面溫度太高，則可以選擇順流布置，或者順、逆流混合布置方式。)4 試解釋并比較換熱器計(jì)算的平均溫差法和NTU法？ (提示：從平均溫壓法和NTU法的原理、特點(diǎn)上加以闡述。兩種方式都可以用于換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，平均溫差法是利用平均溫差來進(jìn)行換熱器的計(jì)算，而NTU法是利用換熱器效能及傳熱單元數(shù)NTU來進(jìn)行換熱器計(jì)算。平均溫壓法要計(jì)算對數(shù)平均溫壓，而NTU法則要計(jì)算熱容量比、傳熱單元數(shù)或換熱器效能。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，用平均溫差法比用NTU法方便，而在校核計(jì)算時(shí)，用NTU法比用平均溫差方便。)5 請說明在換熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在對傳熱過程會產(chǎn)生什么影響，如何防止。 (提示：從傳熱系數(shù)或傳熱熱阻角

29、度分析。在換熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在將使系統(tǒng)中導(dǎo)熱熱阻大大增加，減小了傳熱系數(shù)，使換熱性能惡化，同時(shí)還使換熱面易于發(fā)生腐蝕，并減小了流體的流通截面，較厚的污垢將使流動阻力也增大。此外，熱流體側(cè)壁面結(jié)垢，會使壁面溫度降低，使換熱效率下降·，而冷流體側(cè)壁面結(jié)垢，會導(dǎo)致壁溫升高，對于換熱管道，甚至造成爆管事故。防止結(jié)垢的手段有定期排污、清洗、清灰，加強(qiáng)水處理，保證水質(zhì)，采用除塵、吹灰設(shè)備等。)傳熱過程及換熱器部分一、基本概念主要包括傳熱方程式及換熱器設(shè)計(jì)、對數(shù)平均溫差、換熱器中兩流體沿程溫度變化曲線、強(qiáng)化傳熱及熱阻分析、傳熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)測定方法等等。1、對殼管式換熱器來說，兩種流體在下列情況

30、下，何種走管內(nèi)，何種走管外？(1)清潔及不清潔的；(2)腐蝕性大及小的；(3)溫度高及低的；(4)壓力大及小的；(5)流量大及小的；(6)粘度大及小的。答：(1)不清潔流體應(yīng)在管內(nèi)，因?yàn)闅?cè)清洗比較困難，而管內(nèi)可定期折開端蓋清洗；(2)腐蝕性大的流體走管內(nèi)，因?yàn)楦鼡Q管束的代價(jià)比更換殼體要低，且如將腐蝕性強(qiáng)的流體置于殼側(cè)，被腐蝕的不僅是殼體，還有管子；(3)溫度低的流體置于殼側(cè)，這樣可以減小換熱器散熱損失；(4)壓力大的流體置于管內(nèi)，因?yàn)楣軅?cè)耐壓高，且低壓流體置于殼側(cè)時(shí)有利于減小阻力損；(5)流量大的流體放在管外，橫向沖刷管束可使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加；(6)粘度大的流體放在管外，可使管外側(cè)表面?zhèn)鳠嵯?/p>

31、數(shù)增加。2、為強(qiáng)化一臺冷油器的傳熱，有人用提高冷卻水流速的辦法，但發(fā)現(xiàn)效果并不顯著c試分析原因。答：冷油器中由于油的粘度較大，對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小，占整個(gè)傳熱過程中熱阻的主要部分，而冷卻水的對流換熱熱阻較小，不占主導(dǎo)地位，因而用提高水速的方法，只能減小不占主導(dǎo)地位的水側(cè)熱阻，故效果不顯著。3、有一臺鋼管換熱器，熱水在管內(nèi)流動，空氣在管束間作多次折流橫向沖刷管束以冷卻管內(nèi)熱水。有人提出，為提高冷卻效果，采用管外加裝肋片并將鋼管換成銅管。請你評價(jià)這一方案的合理性。答：該換熱器管內(nèi)為水的對流換熱，管外為空氣的對流換熱，主要熱阻在管外空氣側(cè)，因而在管外加裝肋片可強(qiáng)化傳熱。注意到鋼的導(dǎo)熱系數(shù)雖然小于

32、銅的，但該換熱器中管壁導(dǎo)熱熱阻不是傳熱過程的主要熱阻，因而無需將鋼管換成銅管。4、為了簡化工程計(jì)算，將實(shí)際的復(fù)合換熱突出一個(gè)主要矛盾來反映，將其次要因素加以適當(dāng)考慮或忽略掉，試簡述多孔建筑材料導(dǎo)熱、房屋外墻內(nèi)表面的總換熱系數(shù)、鍋爐爐膛高溫?zé)煔饧八浔谥g的換熱等三種具體情況的主次矛盾。答：通過多孔建筑物材料的導(dǎo)熱,孔隙內(nèi)雖有對流和輻射,但導(dǎo)熱是主要的,所以熱量傳遞按導(dǎo)熱過程進(jìn)行計(jì)算,孔隙中的對流和輻射的因素在導(dǎo)熱系數(shù)中加以考慮。房屋外墻內(nèi)表面的總換熱系數(shù)是考慮了對流和輻射兩因素的復(fù)合,兩者所起作用相當(dāng),因?qū)α鲹Q熱計(jì)算簡便,將輻射的因素折算在對流換熱系數(shù)中較方便些。鍋爐爐膛高溫?zé)煔饧八浔谥g的

33、換熱,由于火焰溫度高達(dá)1000以上,輻射換熱量很大,而爐膛煙氣流速很小,對流換熱相對較小,所以一般忽略對流換熱部分,而把火焰及水冷壁之間的換熱按輻射換熱計(jì)算。5、肋片間距的大小對肋壁的換熱有何影響?答：當(dāng)肋片間距減小時(shí)，肋片的數(shù)量增多，肋壁的表面積相應(yīng)地增大,故肋化系數(shù)值增大,這對減小熱阻有利;此外適當(dāng)減小肋片間距可以增強(qiáng)肋片間流體的擾動,使換熱系數(shù)h相應(yīng)提高。但是減小肋片的間距是有限的,一般肋片的間距不小于邊界層厚度的兩倍,以免肋片間流體的溫度升高,降低了傳熱的溫差。6、如何考慮肋片高度l對肋壁傳熱的影響?答：肋高l的影響必須同時(shí)考慮它對肋片效率f和肋化系數(shù)兩因素的作用。l增大將使f降低,但

34、卻能使肋面積A2增大,從而使增大。因此在其他條件不變的情況下,如能針對具體傳熱情況,綜合考慮上述兩項(xiàng)因素,合理地選取l,使1/(hf)項(xiàng)達(dá)一最低值,從而獲得最有利的傳熱系數(shù)K值,以達(dá)到增強(qiáng)傳熱的目的。7、試述平均溫差法(LMTD法)和效能傳熱單元數(shù)法(-NTU法)在換熱器傳熱計(jì)算中各自的特點(diǎn)?答：LMTD法和-NTU法都可用于換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。這兩種方法的設(shè)計(jì)計(jì)算繁簡程度差不多。但采用LMTD法可以從求出的溫差修正系數(shù)t的大小看出所選用的流動形式接近逆流程度,有助于流動形式的選擇,這是-NTU法所做不到的。對于校核計(jì)算,兩法都要試算傳熱系數(shù),但是由于LMTD法需反復(fù)進(jìn)行對數(shù)計(jì)算故較-

35、NTU法稍嫌麻煩些,校核計(jì)算時(shí)如果傳熱系數(shù)已知,則-NTU法可直接求得結(jié)果,要比LMTD法簡便得多。8、熱水在兩根相同的管內(nèi)以相同流速流動，管外分別采用空氣和水進(jìn)行冷卻。經(jīng)過一段時(shí)間后，兩管內(nèi)產(chǎn)生相同厚度的水垢。試問水垢的產(chǎn)生對采用空冷還是水冷的管道的傳熱系數(shù)影響較大?為什么?答：采用水冷時(shí)，管道內(nèi)外均為換熱較強(qiáng)的水，兩側(cè)流體的換熱熱阻較小，因而水垢的產(chǎn)生在總熱阻中所占的比例較大。而空氣冷卻時(shí)，氣側(cè)熱組較大，這時(shí)，水垢的產(chǎn)生對總熱阻影響不大。故水垢產(chǎn)生對采用水冷的管道的傳熱系數(shù)影響較大。二、定量計(jì)算主要包括：復(fù)合換熱及傳熱過程、熱阻分析、換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算、換熱器校核計(jì)算。1、外徑為200mm采暖

36、熱水輸送保溫管道，水平架空鋪設(shè)于空氣溫度為-5的室外，周圍墻壁表面平均溫度近似為0，管道采用巖棉保溫瓦保溫，其導(dǎo)熱系數(shù)為（W/m）0.027+0.00017t（）。管內(nèi)熱水平均溫度為100，由接觸式溫度計(jì)測得保溫層外表面平均溫度為45，表面發(fā)射率為0.9，若忽略管壁的導(dǎo)熱熱阻，試確定管道散熱損失、保溫層外表面復(fù)合換熱系數(shù)及保溫層的厚度。解：管道散熱損失包括自然對流散熱損失和輻射散熱損失兩部分。確定自然對流散熱損失：定性溫度則確定輻射散熱損失：屬空腔（A2）及內(nèi)包壁（A1）之間的輻射換熱問題，且。單位管長管道散熱損失確定保溫層外表面復(fù)合換熱系數(shù)：確定保溫層的厚度：由傅立葉定律積分方法獲得。，分離

37、變量得：，即：得管道外徑保溫層的厚度為2、一所平頂屋，屋面材料厚0.2m，導(dǎo)熱系數(shù)w=0.6W/(m·K)，屋面兩側(cè)的材料發(fā)射率均為0.9。冬初，室內(nèi)溫度維持tf118，室內(nèi)四周墻壁亦為18，且它的面積遠(yuǎn)大于頂棚面積。天空有效輻射溫度為-60。室內(nèi)頂棚表面對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h10.529W/(m2·K)，屋頂對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=21.1W/(m2·K)，問當(dāng)室外氣溫降到多少度時(shí)，屋面即開始結(jié)霜(tw20)，此時(shí)室內(nèi)頂棚溫度為多少?此題是否可算出復(fù)合換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及其傳熱系數(shù)?解：求室內(nèi)頂棚溫度tw1穩(wěn)態(tài)時(shí)由熱平衡，應(yīng)有如下關(guān)系式成立：室內(nèi)復(fù)合換熱量=導(dǎo)熱量=室內(nèi)

38、復(fù)合換熱量”；因=，且結(jié)霜時(shí)，可得：，即解得：。求室外氣溫tf2因”=，可得：，即：注意到傳熱方向，可以求出復(fù)合換熱系數(shù)hf1、hf2依據(jù)，得依據(jù)，得求傳熱系數(shù)K3、一蒸汽冷凝器，內(nèi)側(cè)為ts=110的干飽和蒸汽，汽化潛熱r=2230，外側(cè)為冷卻水，進(jìn)出口水溫分別為30和80，已知內(nèi)外側(cè)換熱系數(shù)分別為104，及3000，該冷凝器面積A=2m2，現(xiàn)為了強(qiáng)化傳熱在外側(cè)加肋，肋壁面積為原面積的4倍，肋壁總效率=0.9，若忽略冷凝器本身導(dǎo)熱熱阻，求單位時(shí)間冷凝蒸汽量。解：對數(shù)平均溫差：，傳熱系數(shù)單位時(shí)間冷凝蒸汽量：7、設(shè)計(jì)一臺給水加熱器，將水從15加熱到80，水在管內(nèi)受迫流動，質(zhì)量流量為2kg/s，比熱

39、為4.1868kJ/kg。管內(nèi)徑為0.0116m，外徑0.019m，用110的飽和蒸汽加熱，在加熱器為飽和液體。已知管內(nèi)外的對流傳熱系數(shù)分別為4306 W/ m2和7153W/ m2；汽化潛熱r = 2229.9kJ/kg；且忽略管壁的導(dǎo)熱熱阻，試?yán)?NTU法確定所需傳熱面積。該換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后，在冷熱流體流量及進(jìn)口溫度不變的條件下，只能將水加熱到60，試采用對數(shù)平均溫差法確定運(yùn)行中產(chǎn)生的污垢熱阻。提示：一側(cè)流體有相變時(shí)，=1-e-NTU。解：利用-NTU法確定所需傳熱面積。換熱器效能為：傳熱單元數(shù)為：傳熱系數(shù)為：需說明因?yàn)楣軆?nèi)徑為0.0116m，外徑0.019m，即管壁較薄，可視為平壁

40、的傳熱過程。由，得：換熱器面積為：采用對數(shù)平均溫差法確定運(yùn)行中產(chǎn)生的污垢熱阻。對數(shù)平均溫差：，運(yùn)行中產(chǎn)生的污垢熱阻為：熱輻射基本定律部分一、基本概念主要包括熱輻射基本概念及名詞解釋、黑體輻射基本定律、實(shí)際物體輻射特性及其應(yīng)用。1、北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜。試問樹葉上、下去面的哪一面結(jié)箱?為什么?答：霜會結(jié)在樹葉的上表面。因?yàn)榍宄?，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表回的溫度低于攝氏零度，而地球表面溫度一般在零度以上。由于相對樹葉下表面來說，其上表面需要向太空輻射更多的能量，所以樹葉下表面溫度較高，而上表面溫度較低且可能低于零度，因而容易結(jié)霜。2、如圖所示的真空輻射爐，球心處有

41、一黑體加熱元件，試指出，3處中何處定向輻射強(qiáng)度最大?何處輻射熱流最大?假設(shè)，處對球心所張立體角相同。答：由黑體輻射的蘭貝特定律知，定向輻射強(qiáng)度及方向無關(guān)。故IlI2=I3。而三處對球心立體角相當(dāng)，但及法線方向夾角不同，123。所以處輻射熱流最大，處最小。3、有臺放置于室外的冷庫，從減小冷庫冷量損失的角度出發(fā)，冷庫外殼顏色應(yīng)涂成深色還是淺色?答：要減少冷庫冷損，須盡可能少地吸收外界熱量，而盡可能多地向外釋放熱量。因此冷庫敗取較淺的顏色，從而使吸收的可見光能量較少，而向外發(fā)射的紅外線較多。4、何謂“漫灰表面”?有何實(shí)際意義?答：“漫灰表面”是研究實(shí)際物體表面時(shí)建立的理想體模型.漫輻射、漫反射指物體

42、表面在輻射、反射時(shí)各方向相同. 灰表面是指在同一溫度下表面的輻射光譜及黑體輻射光譜相似,吸收率也取定值.“漫灰表面”的實(shí)際意義在于將物體的輻射、反射、吸收等性質(zhì)理想化,可應(yīng)用熱輻射的基本定律了。大部分工程材料可作為漫輻射表面,并在紅外線波長范圍內(nèi)近似看作灰體.從而可將基爾霍夫定律應(yīng)用于輻射換熱計(jì)算中。5、你以為下述說法：“常溫下呈紅色的物體表示此物體在常溫下紅色光的單色發(fā)射率較其它色光(黃、綠、蘭)的單色發(fā)射率為高?！睂?為什么?(注：指無加熱源條件下)答：這一說法不對。因?yàn)槌叵挛覀兯姷降奈矬w的顏色，是由于物體對可見光的反射造成的.紅色物體正是由于它對可見光中的黃、綠、藍(lán)等色光的吸收率較

43、大,對紅光的吸收率較小,反射率較大形成的. 根據(jù)基而霍夫定律=，故常溫下呈紅色的物體,其常溫下的紅色光單色發(fā)射率較其他色光的單色光發(fā)射率要小。6、某樓房室內(nèi)是用白灰粉刷的, 但即使在晴朗的白天, 遠(yuǎn)眺該樓房的窗口時(shí), 總覺得里面黑洞洞的, 這是為什么?答：窗口相對于室內(nèi)面積來說較小, 當(dāng)射線(可見光射線等)從窗口進(jìn)入室內(nèi)時(shí)在室內(nèi)經(jīng)過多次反復(fù)吸收、反射, 只有極少的可見光射線從窗口反射出來, 由于觀察點(diǎn)距離窗口很遠(yuǎn), 故從窗口反射出來的可見光到達(dá)觀察點(diǎn)的份額很小, 因而就很難反射到遠(yuǎn)眺人的眼里, 所以我們就覺得窗口里面黑洞洞的.7、實(shí)際物體表面在某一溫度T下的單色輻射力隨波長的變化曲線及它的單色

44、吸收率的變化曲線有何聯(lián)系?如巳知其單色輻射力變化曲線如圖所示，試定性地畫出它的單色吸收率變化曲線。答：從圖中可以分析出，該物體表面為非灰體，根據(jù)基爾霍夫定律，=，即為同一波長線及線之比。該物體單色吸收率變化曲線如圖所示。二、定量計(jì)算包括建立輻射換熱的能量守恒關(guān)系式，蘭貝特定律的應(yīng)用，利用物體的光輻（即單色）射特性計(jì)算輻射換熱，等等。1、白天，投射到大的水平屋頂上的太陽照度Gx1100W/m2，室外空氣溫反t127，有風(fēng)吹過時(shí)空氣及屋頂?shù)谋砻鎮(zhèn)鳠嵯禂?shù)為h25W/(m2·K)，屋頂下表面絕熱，上表面發(fā)射率0.2，且對太陽輻射的吸收比0.6。求穩(wěn)定狀態(tài)下屋頂?shù)臏囟?。設(shè)太空溫度為絕對零度。解

45、：如圖所示， 穩(wěn)態(tài)時(shí)屋頂?shù)臒崞胶猓簩α魃崃枯椛渖崃刻栞椛錈崃看?1)中得采用試湊法，解得2、已知太陽可視為溫度Ts5800 K的黑體。某選擇性表面的光譜吸收比隨波長A變化的特性如圖所示。當(dāng)太陽的投入輻射Gs800 W/m2時(shí)，試計(jì)算該表面對太陽輻射的總吸收比及單位面積上所吸收的太陽能量。解：先計(jì)算總吸收比。單位面積上所吸收的太陽能：3、有一漫射表面溫度T=1500K，已知其單色發(fā)射率隨波長的變化如圖所示，試計(jì)算表面的全波長總發(fā)射率和輻射力。解：，即：查教材P208表8-1得，所以輻射換熱計(jì)算部分一、基本概念主要包括：角系數(shù)的定義及性質(zhì)；漫灰表面輻射換熱特點(diǎn)；遮熱板原理及其應(yīng)用；氣體輻射

46、及太陽輻射特點(diǎn)等。1、簡述輻射換熱封閉空腔網(wǎng)絡(luò)法。答：求解輻射換熱問題時(shí)及電學(xué)中的歐姆定律相比擬， 得出一個(gè)封閉空腔網(wǎng)絡(luò)法。由任意放置的兩黑體表面間的輻射換熱計(jì)算公式：，式中(Eb1-Eb2)相當(dāng)于電位差，相當(dāng)于電阻，叫空間熱阻；又由灰表面間的某表面凈輻射換熱公式：，式中(Eb1-Eb2)相當(dāng)于電位差，相當(dāng)于電阻，叫表面熱阻。具體步驟為：首先所有表面必須形成封閉系統(tǒng)，再繪制熱阻網(wǎng)絡(luò)圖，其具體方法為：每一個(gè)物體表面為1個(gè)節(jié)點(diǎn)（該物體表面應(yīng)具有相同的溫度和表面輻射吸收特性），其熱勢為有效輻射Ji；每兩個(gè)表面間連接一個(gè)相應(yīng)的空間熱阻；每個(gè)表面及接地間連接一個(gè)表面熱阻和“電池”（黑體輻射力Eb）；若某

47、角系數(shù)為0，即空間熱阻，則相應(yīng)兩個(gè)表面間可以斷開，不連接空間熱阻；若某表面絕熱，則其為浮動熱勢，不及接地相連。2、黑體表面及重輻射面相比，均有J=Eb。這是否意味著黑體表面及重輻射面具有相同的性質(zhì)？答：雖然黑體表面及重輻射面均具有J=Eb的特點(diǎn)，但二者具有不同的性質(zhì)。黑體表面的溫度不依賴于其他參及輻射的表面，相當(dāng)于源熱勢。而重輻射面的溫度則是浮動的，取決于參及輻射的其他表面。3、要增強(qiáng)物體間的輻射換熱，有人提出用發(fā)射率大的材料。而根據(jù)基爾霍夫定律，對漫灰表面，即發(fā)射率大的物體同時(shí)其吸收率也大。有人因此得出結(jié)論：用增大發(fā)射率的方法無法增強(qiáng)輻射換熱。請判斷這種說法的正確性，并說明理由。答：在其他條

48、件不變時(shí)，由物體的表面熱阻可知，當(dāng)越大時(shí)，物體的表面輻射熱阻越小，因而可以增強(qiáng)輻射換熱。因此，上述說法不正確。4、如圖所示，兩漫灰同心圓球殼之間插入一同心輻射遮熱球殼，試問遮熱球殼靠近外球殼還是靠近內(nèi)球殼時(shí)，球殼1和球殼2表面之間的輻射散熱量越大?答：插入輻射遮熱球殼后，該輻射換熱系統(tǒng)的輻射網(wǎng)絡(luò)圖如圖所示。顯然，圖中熱阻R1，R2，R5，R6在遮熱球殼直徑發(fā)生變化時(shí)保持不變，但R3R4隨遮熱球殼半徑的增加而減小。因此，遮熱球殼靠近外球殼即半徑越大時(shí)輻射散熱量越大。5、氣體輻射有什么特點(diǎn)?答：1）不同氣體有著不同的輻射及吸收特性，即只有部分氣體具有輻射及吸收能力；2）具有輻射及吸收性氣體對波長具

49、有選擇性， 如CO2、H2O都各有三個(gè)光帶光譜不連續(xù)。3）輻射及吸收在整個(gè)容積中進(jìn)行。6、太陽能集熱器吸熱表面選用具有什么性質(zhì)的材料為宜? 為什么?答：太陽能集熱器是用來吸收太陽輻射能的，因而其表面應(yīng)能最大限度地吸收投射來的太陽輻射能，同時(shí)又保證得到的熱量盡少地散失，即表面盡可能少的向外輻射能。但太陽輻射是高溫輻射，輻射能量主要集中于短波光譜(如可見光)，集熱器本身是低溫輻射，輻射能量主要集中于長波光譜范圍(如紅外線)。所以集熱器表面應(yīng)選擇具備對短波吸收率很高，而對長波發(fā)射(吸收)率極低這樣性質(zhì)的材料。二、定量計(jì)算包括：角系數(shù)的計(jì)算；漫灰表面封閉輻射系統(tǒng)的換熱計(jì)算；多漫灰表面(主要是三表面)封閉輻射系統(tǒng)的換熱計(jì)算等。1、求如圖所示空腔內(nèi)壁面2對開口1的角系數(shù)。 解：利用角系數(shù)的互換性和完整性即可求出。由于壁面2為凹表面，所以，但，由角系數(shù)的互換性得：。2、兩塊平行放置的平板的表面發(fā)射宰均為0.8，溫度分別為t1527及t227，板間距遠(yuǎn)小于板的寬度及高度。試計(jì)算：(1