傳熱學(xué)試題答案綜述

1、傳熱學(xué)試卷一.填空題：（共20分）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每小題2分 1 導(dǎo)溫系數(shù)是材料 物體內(nèi)部溫度扯平能力 的指標(biāo)，大小等于 /C。2 影響強(qiáng)制對(duì)流換熱的主要因素有 流體的物性，狀態(tài)，壁面結(jié)構(gòu)。3 動(dòng)量傳遞和熱量傳遞的雷諾比擬的解為，適用條件是Pr=1。4 影響膜狀凝結(jié)傳熱的主要熱阻是液膜層的導(dǎo)熱熱阻。5 自膜化現(xiàn)象是對(duì)流換熱系數(shù)與壁面尺寸無關(guān)，其發(fā)生的條件是流體處于湍流自然對(duì)流。6 同一殼管式換熱器，逆流布置時(shí)對(duì)數(shù)平均溫壓最大，順流布置時(shí)對(duì)數(shù)平均溫壓最小。7 在熱輻射分析中，把單色吸收率與波長無關(guān)的物體稱為灰體。8 通常，把的材料稱為保溫材料。9 有效輻射是單位時(shí)間內(nèi)離開物體單位表面的輻射能，它包括本

2、身輻射和反射輻射兩部分。10傅立葉定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是。二問答及推導(dǎo)題：（共50分）1. 名詞解釋：（10分）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每小題2分 輻射力：?jiǎn)挝槐砻娣e物體在單位時(shí)間內(nèi)向半球空間發(fā)射得全部波長的能量. 熱邊界層：在壁面附近溫度劇烈變化的薄層. 導(dǎo)溫系數(shù)： 表示物體內(nèi)部溫度扯平的能力. 膜狀凝結(jié)：凝結(jié)液能很好的潤濕壁面,在壁面上鋪展成膜.液膜的熱阻為主要熱阻. 太陽常數(shù)：大氣層外緣與太陽射線相垂直的單位表面積所接受的太陽輻射能為1367W/m22.試介紹三種強(qiáng)化管內(nèi)湍流換熱的措施，并說明措施的傳熱學(xué)原理。（10分）答：三種方法（1）流速u提高，（2）直徑d減小，（3）采用強(qiáng)化的換熱面。（6分）原理或

3、（4分）3.根據(jù)大容器飽和沸騰曲線，飽和沸騰曲線可分為幾個(gè)區(qū)段？其中哪個(gè)區(qū)段 具有溫壓小，換熱強(qiáng)的特點(diǎn)？為什么在沸騰換熱時(shí)必須嚴(yán)格監(jiān)視并控制熱 通量在臨界熱通量以內(nèi)？（10分）答：四個(gè)區(qū)段， 核態(tài)沸騰。（4分）用DNB監(jiān)視的原因（1）DNB之上q隨t變化亦小 （2）超過時(shí)t猛增，可達(dá)到1000，易燒毀設(shè)備。（6分）4.輻射換熱與導(dǎo)熱.對(duì)流相比,有哪些特點(diǎn)？ (10分)答(1)電磁波,能量形式轉(zhuǎn)換.（2分） (2)不依靠中間介質(zhì),在真空中亦可以進(jìn)行. （2分） (3)在高溫時(shí),輻射特別重要,與溫度的四次方成正比. （2分） (4)熱輻射為物體的固有特性. （2分） (5)吸收與輻射的總效果為輻射

4、換熱. （2分）5.平壁的厚度為，兩表面的溫度分別為tw1和tw2，且tw1tw2，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)是隨溫度而變化的，關(guān)系式為=0（1+bt）。試求熱流密度和平壁內(nèi)的溫度分布的表達(dá)式。(10分) 解：一求熱流密度由傅立葉定律 (1) （1分） (2) （1分）由邊界條件 (3) （1分） (4) （1分）(4)-(3) （5）（1分）或?qū)懗?（6）（1分）二求t的分布 （4分）三：計(jì)算題：（共80分）1.參閱下圖，一支水銀溫度計(jì)被用來測(cè)定壓縮空氣儲(chǔ)罐里的空氣溫度。如果 溫度計(jì)讀數(shù)為tH=100，套管基部溫度為t0=50，套管長度為H=140mm，套管壁厚=1mm，壁的導(dǎo)熱系數(shù)為=50W/(m

5、.)，套管外側(cè)壓縮空氣的對(duì)流換熱系數(shù)為h=30W/(m2.) ，試確定測(cè)溫誤差有多大？如果改成不 銹鋼制成的套管，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為=15W/(m.)，測(cè)量誤差又有多大？ （20分） 提示H=0/(chmH)解：（1） u=d A=d（12分）（2）改用不銹鋼，實(shí)際氣溫仍為（8分）即測(cè)量溫度誤差為t=-0.22.有一外直徑d1=0.3m，黑度1=0.9 的熱管道。其外表面溫度tw=450,周圍介質(zhì)的溫度tf=50。試求每米管長上的輻射熱損失。如果在熱管道周圍加一直徑dz=0.4m，黑度z=0.82的遮熱板，此時(shí)輻射熱損失又是多少？ （20分）解：（一）無遮熱板時(shí)（6分）（二）有遮熱板時(shí)（1）先

6、求出遮熱板的溫度（8分）（2分）（4分）3.一蒸汽管道內(nèi)徑為200mm，管壁厚為8mm，管外包有120mm厚的熱絕緣層，其導(dǎo)熱系數(shù)2=0.12W/(m.)，管壁導(dǎo)熱系數(shù)1=46.5W/(m.)，蒸汽溫度為tf1=300，周圍空氣溫度為tf2=25，管內(nèi)外兩側(cè)流體與壁面間的對(duì)流換熱系數(shù)分別為1=116W/(m2.)，2=10W/(m2.)，求單位管長的傳熱系數(shù)、傳熱量ql及絕緣層外表面溫度。 （20分）解：（1分）（10分）（9分）4.溫度為17，流量為1.14kg/s的水通過換熱器對(duì)油進(jìn)行冷卻。油的比熱為 c1=1.88kJ/(kg.)，進(jìn)口溫度為117，出口溫度為27，最后出口水溫 達(dá)到60

7、，已知總的傳熱系數(shù)為285W/(m2.)，試分別用-NTU法和對(duì) 數(shù)平均溫壓法求單流程逆流換熱器所需的面積。（20分）提示水的比熱為4.187 kJ/(kg.)，C=(Gc)min/(Gc)max解：（一）用-NTU計(jì)算：進(jìn)出口油溫 進(jìn)出口水溫 （4分）（4分）由知（4分）解出A=26.27m2 （1分）(二)用平均溫壓法 （7分）傳熱學(xué)（一） 第一部分 選擇題    單項(xiàng)選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。   1. 在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中 , 決

8、定物體內(nèi)溫度分布的是 ( )       A. 導(dǎo)溫系數(shù) B. 導(dǎo)熱系數(shù)       C. 傳熱系數(shù) D. 密度   2. 下列哪個(gè)準(zhǔn)則數(shù)反映了流體物性對(duì)對(duì)流換熱的影響 ?( )       A. 雷諾數(shù) B. 雷利數(shù)       C. 普朗特?cái)?shù) D. 努謝爾特?cái)?shù)   3. 單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為 ( )  

9、;     A. B.       C. D.   4. 絕大多數(shù)情況下強(qiáng)制對(duì)流時(shí)的對(duì)流換熱系數(shù) ( ) 自然對(duì)流。       A. 小于 B. 等于       C. 大于 D. 無法比較   5. 對(duì)流換熱系數(shù)為 100 、溫度為 20 的空氣流經(jīng) 50 的壁面，其對(duì)流換熱的熱流密度為（ ）   

10、60;   A. B.       C. D.   6. 流體分別在較長的粗管和細(xì)管內(nèi)作強(qiáng)制紊流對(duì)流換熱，如果流速等條件相同，則（ ）       A. 粗管和細(xì)管的 相同 B. 粗管內(nèi)的 大       C. 細(xì)管內(nèi)的 大 D. 無法比較   7. 在相同的進(jìn)出口溫度條件下，逆流和順流的平均溫差的關(guān)系為（ ）    

11、   A. 逆流大于順流 B. 順流大于逆流       C. 兩者相等 D. 無法比較   8. 單位時(shí)間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能為該表面的（ ）       A. 有效輻射 B. 輻射力       C. 反射輻射 D. 黑度   9. （ ）是在相同溫度條件下輻射能力最強(qiáng)的物體。      

12、 A. 灰體 B. 磨光玻璃       C. 涂料 D. 黑體   10. 削弱輻射換熱的有效方法是加遮熱板，而遮熱板表面的黑度應(yīng)（ ）       A. 大一點(diǎn)好 B. 小一點(diǎn)好       C. 大、小都一樣 D. 無法判斷 第二部分 非選擇題    填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   11. 如果溫度場(chǎng)隨時(shí)間變

13、化，則為 。   12. 一般來說，紊流時(shí)的對(duì)流換熱強(qiáng)度要比層流時(shí) 。   13. 導(dǎo)熱微分方程式的主要作用是確定 。   14. 當(dāng) d 50 時(shí)，要考慮入口段對(duì)整個(gè)管道平均對(duì)流換熱系數(shù)的影響。   15. 一般來說，順排管束的平均對(duì)流換熱系數(shù)要比叉排時(shí) 。   16. 膜狀凝結(jié)時(shí)對(duì)流換熱系數(shù) 珠狀凝結(jié)。   17. 普朗克定律揭示了 按波長和溫度的分布規(guī)律。   18. 角系數(shù)僅與 因素有關(guān)。   19. 已知某大平壁的厚度為 15

14、mm ，材料導(dǎo)熱系數(shù)為 0.15 ，壁面兩側(cè)的溫度差為 150 ，則通過該平壁導(dǎo)熱的熱流密度為 。   20. 已知某流體流過固體壁面時(shí)被加熱，并且 ， 流體平均溫度為 40 ，則壁面溫度為 。    名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）   21. 導(dǎo)熱基本定律   22. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱   23. 凝結(jié)換熱   24. 黑度   25. 有效輻射    簡(jiǎn)答題 ( 本大題共 2 小題 , 每小題 8 分 , 共

15、 16 分 )   26. 簡(jiǎn)述非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本特點(diǎn)。   27. 什么是臨界熱絕緣直徑？平壁外和圓管外敷設(shè)保溫材料是否一定能起到保溫的作用，為什么？    計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）   28. 一內(nèi)徑為 300mm 、厚為 10mm 的鋼管表面包上一層厚為 20mm 的保溫材料，鋼材料及保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為 48 和 0.1 ，鋼管內(nèi)壁及保溫層外壁溫度分別為 220 及 40 ，管長為 10m 。試求該管壁的散熱量。   29. 一內(nèi)徑為 75mm 、壁

16、厚 2.5mm 的熱水管，管壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為 60 ，管內(nèi)熱水溫度為 90 ，管外空氣溫度為 20 。管內(nèi)外的換熱系數(shù)分別為 和 。試求該熱水管單位長度的散熱量。   傳熱學(xué)（一）參考答案    單項(xiàng)選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   1.B 2.C 3.B 4.C 5.D   6.C 7.A 8.A 9.D 10.B    填空題 ( 本大題共 10 小題 , 每小題 2 分 , 共 20 分 )   11. 非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng) 12. 強(qiáng)  &#

17、160;13. 導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布 ( 僅答“溫度分布”或“溫度場(chǎng)”、“導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度場(chǎng)”也可 )   14. 小于或“” 15 小或 “ 低 ”   16. 小于 17. 黑體單色輻射力或 “ ”   18. 幾何 19.1500W/m 2   20.80    名詞解釋 ( 本大題共 5 小題 , 每小題 4 分 , 共 20 分 )   21. 導(dǎo)熱基本定律 : 當(dāng)導(dǎo)熱體中進(jìn)行純導(dǎo)熱時(shí) , 通過導(dǎo)熱面的熱流密度 , 其值與該處溫度梯度的絕對(duì)值成正比 , 而方向與溫度梯度

18、相反。   22. 發(fā)生在非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)內(nèi)的導(dǎo)熱過程稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。     或：物體中的溫度分布隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。   23. 蒸汽同低于其飽和溫度的冷壁面接觸時(shí) , 蒸汽就會(huì)在壁面上發(fā)生凝結(jié)過程成為流液體。   24. 物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比。   25. 單位時(shí)間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能。    簡(jiǎn)答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）   26. （ 1 ）隨著導(dǎo)熱過程的進(jìn)行 ,

19、導(dǎo)熱體內(nèi)溫度不斷變化 , 好象溫度會(huì)從物體的一部分逐漸向另一部分轉(zhuǎn)播一樣 , 習(xí)慣上稱為導(dǎo)溫現(xiàn)象。這在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中是不存在的。       （ 2 ）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中導(dǎo)熱體自身參與吸熱（或放熱），即導(dǎo)熱體有儲(chǔ)熱現(xiàn)象，所以即使對(duì)通過平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱來說，在與熱流方向相垂直的不同截面上的熱流量也是處處不等的，而在一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中通過各層的熱流量是相等的。       （ 3 ）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中的溫度梯度及兩側(cè)壁溫差遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。   27. （ 1 ）對(duì)應(yīng)于總熱

20、阻為極小值時(shí)的隔熱層外徑稱為臨界熱絕緣直徑。       （ 2 ）平壁外敷設(shè)保溫材料一定能起到保溫的作用，因?yàn)樵黾恿艘豁?xiàng)導(dǎo)熱熱阻，從而增大了總熱阻，達(dá)到削弱傳熱的目的。       （ 3 ）圓筒壁外敷設(shè)保溫材料不一定能起到保溫的作用，雖然增加了一項(xiàng)熱阻，但外壁的換熱熱阻隨之減小，所以總熱阻有可能減小，也有可能增大。    計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）   28. 解：已知 d 1 =300mm d 2

21、 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mm m           t w1 =220 t w2 =40                             

22、  =9591.226W   29. 解：已知 d 1 =75mm=0.075m d 2 =75+2 × 2.5=80mm=0.08m t f1 =90 t f2           =20                      

23、60;        =572.2W/m   傳熱學(xué)（二）   本試題分兩部分，第一部分為選擇題， 1 頁至 2 頁，每二部分為非選擇題， 3 頁至 7 頁，共 7 頁；選擇題 20 分，非選擇題 80 分，滿分 100 分?？荚嚂r(shí)間 150 分鐘。 第一部分選擇題 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。   1 對(duì)于過熱器中：高溫?zé)煔馔獗趦?nèi)壁過

24、熱的傳熱過程次序?yàn)椋ǎ?      A 復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對(duì)流換熱         B 導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱       C 對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、導(dǎo)熱       D 復(fù)合換熱、對(duì)流換熱、導(dǎo)熱   2 溫度對(duì)輻射換熱的影響 對(duì)對(duì)流換熱的影響。（）       

25、;A 等于 B 大于 C 小于 D 可能大于、小于   3 對(duì)充換熱系數(shù)為 1000W/(m 2 · K) 、溫度為 77 的水流經(jīng) 27 的壁面，其對(duì)流換熱的熱流密度為（）       A 8 × 10 4 W/m 2 B 6 × 10 4 W/m 2 C 7 × 10 4 W/m 2 D 5 × 10 4 W/m 2   4 流體流過管內(nèi)進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí)，當(dāng) l/d 時(shí)，要進(jìn)行入口效應(yīng)的修正。（）     

26、;  A 50 B 80 C 50 D 100   5 爐墻內(nèi)壁到外壁的熱傳遞過程為（）       A 熱對(duì)流 B 復(fù)合換熱 C 對(duì)流換熱 D 導(dǎo)熱   6 下述哪個(gè)參數(shù)表示傳熱過程的強(qiáng)烈程度？（）       A k B C c D   7 雷諾準(zhǔn)則反映了 的對(duì)比關(guān)系？（）       A 重力和慣性力 B 慣性和粘性力  

27、     C 重力和粘性力 D 浮升力和粘性力   8 下列何種材料表面的法向黑度為最大？       A 磨光的銀 B 無光澤的黃銅       C 各種顏色的油漆 D 粗糙的沿   9 在熱平衡的條件下，任何物體對(duì)黑體輻射的吸收率 同溫度下該物體的黑度。（）       A 大于 B 小于 C 恒等于 D 無法比較 

28、0; 10 五種具有實(shí)際意義的換熱過程為：導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、傳熱過程和（）       A 輻射換熱 B 熱輻射 C 熱對(duì)流 D 無法確定 第二部分非選擇題 二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   11 已知某大平壁的厚度為 10mm ，材料導(dǎo)熱系數(shù)為 45W/(m · K) ，則通過該平壁單位導(dǎo)熱面積的導(dǎo)熱熱阻為 。   12 已知某換熱壁面的污垢熱阻為 0.0003 （ m 2 · K ），若該換熱壁面剛投入運(yùn)行時(shí)的傳熱系數(shù)

29、為 340W （ m 2 · K ），則該換熱壁面有污垢時(shí)的傳熱系數(shù)為 。   13 采用小管徑的管子是 對(duì)流換熱的一種措施。   14 壁溫接近換熱系數(shù) 一側(cè)流體的溫度。   15 研究對(duì)流換熱的主要任務(wù)是求解 ，進(jìn)而確定對(duì)流換熱的熱流量。   16 熱對(duì)流時(shí)，能量與 同時(shí)轉(zhuǎn)移。   17 導(dǎo)熱系數(shù)的大小表征物質(zhì) 能力的強(qiáng)弱。   18 一般情況下氣體的對(duì)流換熱系數(shù) 液體的對(duì)流換熱系數(shù)。   19 在一定的進(jìn)出口溫度條件下， 的平均溫差最大。

30、  20 是在相同溫度下輻射能力最強(qiáng)的物體。 三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）   21 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱   22 穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)   23 熱對(duì)流   24 傳熱過程   25 肋壁總效率 四、簡(jiǎn)答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）   26 不凝結(jié)氣體含量如何影響了蒸汽凝結(jié)時(shí)的對(duì)流換熱系數(shù)值？其影響程度如何？凝汽器如何解決這個(gè)問題？   27 寫出直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式，它是根

31、據(jù)什么原理建立起來的？它在導(dǎo)熱問題的分析計(jì)算中有何作用？ 五、計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）   28 兩塊平行放置的平板 1 和 2 ，相關(guān)尺寸如圖示。已知： t 1 =177 、 t 2 =27 、 1 =0.8 、 2 =0.4 、 X 1 ， 2 0.2 。試用網(wǎng)絡(luò)法求：     兩平板之間的輻射換熱量；     若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少？   29 一臺(tái)逆流式換熱器用水來冷卻潤滑油。流量為 2.5kg /s 的冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，其進(jìn)出口溫

32、度分別為 15 和 60 ，比熱為 4174J/(kg · k) ；熱油進(jìn)出口溫度分別為 110 和 70 ，比熱為 2190 J/(kg · k) 。傳熱系數(shù)為 400W （ m 2 · k ）。試計(jì)算所需的傳熱面積。   傳熱學(xué)（二）參考答案 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   1  A 2 B 3 D 4 C 5 D   6 A 7 B 8 C 9 C 10 A 二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   11 2.

33、22 × 10 4 （ m 2 · k ） /W （若沒寫單位，扣 0.5 分。）   12 308.5W/ （ m 2 · k ） 或 309W/ （ m 2 · k ）或 308W/ （ m 2 · k ） （若不寫單位，扣 0.5 分）   13 強(qiáng)化   14 較大   15 對(duì)流換熱系數(shù)（或 c 均可）   16 質(zhì)量（或物質(zhì)）   17 導(dǎo)熱   18 小于   19 逆流

34、  20 黑體 三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）   21 【參考答案】       發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)內(nèi)的導(dǎo)熱過程稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。       （或：物體中的溫度分布不隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。）   22 【參考答案】       溫度場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化。（或溫度場(chǎng)不隨時(shí)間變化。）   23

35、【參考答案】       依靠流體各部分之間的宏觀運(yùn)行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)象。   24 【參考答案】       熱量由固體壁面一側(cè)的熱流體通過固體壁面?zhèn)鬟f給另一側(cè)冷流體的過程。   25 【參考答案】       肋側(cè)表面總的實(shí)際散熱量與肋壁測(cè)溫度均為肋基溫度的理想散熱量之比。 四、簡(jiǎn)答題）本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）  

36、60;26 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 （ 1 ）因在工業(yè)凝汽器設(shè)備的凝結(jié)溫度下，蒸汽中所含有的空氣等氣體是不會(huì)凝結(jié)的，故稱這些氣體成分為不凝結(jié)氣體。當(dāng)蒸汽凝結(jié)時(shí)，不凝結(jié)氣體聚積在液膜附近，形成不凝結(jié)氣體層，遠(yuǎn)處的蒸汽在抵達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)前，必須以擴(kuò)散方式穿過這個(gè)氣體層，這就使凝結(jié)換熱過程增加了一個(gè)熱阻，即氣相熱阻，所以 c 降低。（ 3 分） （ 2 ）在一般冷凝溫差下，當(dāng)不凝結(jié)氣體含量為 1% 時(shí)，換熱系數(shù)將只達(dá)純凈蒸汽的 40% 左右，后果是很嚴(yán)重的。（ 3 分，答 50% 左右也可） （ 3 ）這是凝汽器必須裝設(shè)抽氣器的主要原因之一。（ 2 分）   27 【參考答案

37、及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】    （ 1 ）直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式為： （ 3 分）    （ 2 ）它是根據(jù)導(dǎo)熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來的。（ 2 分）    （ 3 ）作用：確定導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布（或溫度場(chǎng)）。（ 3 分） 五、計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題 12 ，共 24 分）   28 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 （ 1 ） (3 分 )          

38、0;  (2 分 )             =1105.65W （ 1 分）     若兩表面為黑體表面，則             （ 3 分）             （ 2 分） &

39、#160;           =1492.63W （ 1 分）    若不寫單位，扣 0.5 分若直接把值代入而沒寫出公式，也可給分。   29 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】   已知： q m2 =2.5kg/s               計(jì)算平均溫差    

40、   （ 5 分） （ 2 ）計(jì)算水所吸收的熱量 （ 3 分） （ 3 ）計(jì)算傳熱面積   由 得   (4 分 )   若不寫單位，扣 0.5 分若沒寫公式，直接把值代入，也可給分。 傳熱學(xué)（三）   本試題分兩部分，第一部分為選擇題， 1 頁至 2 頁，第二部分為非選擇題， 3 頁至 7 頁。本試題共 7 頁；選擇題 20 分，非選擇題 80 分，滿分 100 分?？荚嚂r(shí)間 150 分鐘。   第一部分 選擇題   一、單項(xiàng)選擇題（本大題 10 小題，每小題 2

41、 分，共 20 分）   在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。   1. 在鍋爐的爐墻中：煙氣 內(nèi)壁 外壁 大氣的熱過和序?yàn)?: 【 】       A. 輻射換熱 , 導(dǎo)熱 , 復(fù)合換熱       B. 導(dǎo)熱，對(duì)流換熱，輻射換熱       C. 對(duì)流換熱淚盈眶，復(fù)合換熱，導(dǎo)熱    

42、60;  D. 復(fù)合換熱，對(duì)流換熱，導(dǎo)熱   2. 由表面 1 和表面 2 組成的封閉系統(tǒng)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. 流體流過短管內(nèi)進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí)其入口效應(yīng)修正系數(shù) 【 】       A.=1 B. >1 C. <1 D. =0   4. 在其他條件相同的情況下 , 下列哪種物質(zhì)的導(dǎo)熱能

43、力最差 ? 【 】       A. 空氣 B. 水 C. 氫氣 D. 油   5. 下列哪種物質(zhì)中不可能產(chǎn)生熱對(duì)流 ?       A. 空氣 B. 水 C. 油 D. 鋼板   6.Gr 準(zhǔn)則反映了 _ 的對(duì)比關(guān)系。       A. 重力和慣性力 B. 慣性力和粘性力       C. 重力和粘性力 D. 角系數(shù)

44、   7. 表面輻射熱阻與 _ 無關(guān)。       A. 表面粗糙度 B. 表面溫度       C. 表面積 D. 角系數(shù)   8. 氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而 【 】       A. 減小 B. 不變       C. 套管式換熱器 D. 無法確定   9. 下列哪種設(shè)備不屬于間壁式換熱器

45、? 【 】       A.1-2 型管殼式換熱器 ? B. 2-4 型管殼式換熱器       C. 套管式換熱器 D. 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器   10. 熱傳遞的三種基本方式為 【 】       A. 導(dǎo)熱、熱對(duì)流和傳熱過熱       B. 導(dǎo)熱、熱對(duì)流和輻射換熱       

46、;C. 導(dǎo)熱、熱對(duì)流和熱輻射       D. 導(dǎo)熱、輻射換熱和對(duì)流換熱   第二部分 非選擇題   二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）   11. 在一臺(tái)順流式的換熱器中，已知熱流體的進(jìn)出口溫度分別為 180 和 100 ，冷流體的進(jìn)出口溫度分別為 40 和 80 ， 則對(duì)數(shù)平均溫差為 _ 。   12. 已知一灰體表面的溫度為 127 ，黑度為 0.5 ， 則其車輛射力為 _ 。   13. 為了達(dá)到降低壁溫的目的，肋片應(yīng)

47、裝在 _ 一側(cè)。   14. 灰體就是吸收率與 _ 無關(guān)的物體。   15. 冬季室內(nèi)暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于 _ 換熱。   16. 傳熱系數(shù)的物理意義是指 _ 間溫度差為時(shí)的傳熱熱流密度。   17. 黑度是表明物體 _ 能力強(qiáng)弱的一個(gè)物理量。   18. 肋壁總效率為 _ 與肋壁側(cè)溫度均為肋基溫度時(shí)的理想散熱量之比。   19. 在一個(gè)傳熱過程中，當(dāng)壁面兩側(cè)換熱熱阻相差較多時(shí)，增大換熱熱阻 _ 一側(cè)的換熱系數(shù)對(duì)于提高傳熱系數(shù)最有效。   20

48、. 型管殼式換熱器型號(hào)中的“”表示 _ 。 三、名詞解釋（本大題小題，每小題分，共分）   21. 換熱器的效能（有效度）   22. 大容器沸騰   23. 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱   24. 黑體   25. 復(fù)合換熱   四、簡(jiǎn)答題（本大題共小題，每小題分，共分）   26. 氣體輻射有哪些特點(diǎn)？   27. 為什么高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式？ 五、計(jì)算題（本大題小題，每小題分，共分）   28. 某爐墻由耐火磚

49、和保溫板組成，厚度分別為 200mm 和 80mm ，導(dǎo)熱系數(shù)分別為 0.8W/(m. K) 和 0.11W/(m. K) ，爐墻內(nèi)外側(cè)壁溫分別為 600 。 C 和 70 。 C 。求爐墻單位面積的熱損失和兩層材料間的溫度。   29. 以 0.8m/s 的流速在內(nèi)徑為 2.5cm 的直管內(nèi)流動(dòng)，管子內(nèi)表面溫度為 60 。 C ，水的平均溫度為 30 。管長 m 。試求水所吸收的熱量。（已知 30 。 C 時(shí) , 水的物性參數(shù)為： C p =4.17KJ/(kg.K), =61.8 × 10 -2 W/(m.K), =995.7kg/m 3 , =0.805 &

50、#215; 10 -6 m 2 /s, ） Pr=5.42, 水 60 。 C 時(shí)的 =469.9 × 10 -6 kg/(m.s) 。已知水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的準(zhǔn)則方程式為    （） Nu f =0.027Re f 0.8 Pr f 0.4 1 R 適用條件： Re f =10 4 1.2 × 10 5 , Rr f =0.6-120, 水與壁面間的換熱溫差 t 30C °    （） Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3 ( f / w ) 0.11 1 R 適用條件： Re f =1

51、0 4 1.75 × 10 6 , Pr f = 0.6 700, 水與壁面間的換熱溫差 t > 以上兩個(gè)準(zhǔn)則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度（ w 的定性溫度為管內(nèi)壁溫度） , 特性尺度為管內(nèi)徑。   傳熱學(xué)（三）參考答案 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）       1 A 2. C 3. B 4. A 5. D       6. D 7. D 8. C 9. D 10. C 二、填空題（本大題共 10 小題

52、，每小 2 分，共 20 分）       11 61.7 ° C 或 61.7 ° C( 若不寫單位 , 扣 0.5 分 )       12 725.76W/m 2 或 726W/m 2 ( 若不寫單位 , 扣 0.5 分 )       13 冷流體       14 波長或 “ ” 復(fù)合 15. 復(fù)合   &#

53、160;   16 熱冷流體 ( 或冷熱流體也可，熱流體和冷流體 ) 也可 )       17. 輻射 18. 肋壁實(shí)際散熱量       19. 較大或 “ 大、“較高” 20. 管程數(shù) 三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）       21 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】       換熱器的實(shí)際傳熱量

54、與最大可能傳熱量之比。或       22 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】       高于液體飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰。         【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】       物體內(nèi)各點(diǎn)溫升速度不變的導(dǎo)熱過程。         【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

55、60;     吸收率等于 1 的物體。         【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】       對(duì)流換熱與輻射換熱同時(shí)存在的綜合熱傳遞過程。 四、簡(jiǎn)答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）       26 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】       （ 1 ）氣體的輻射（和吸收）對(duì)波長有強(qiáng)烈

56、的選擇性，即它只能輻射和吸收某些波長范圍內(nèi)的能量。       （ 2 ）氣體的輻射（和吸收）是在整個(gè)容積中進(jìn)行的。固體和液體不能穿透熱射線，所以它們的輻射（和吸收）只在表面進(jìn)行。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（ 1 ）答出 4 分：（ 2 ）答出 4 分。       27 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】       （ 1 ）因?yàn)樵谝欢ǖ倪M(jìn)出口溫度條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，即采用逆流方式有利于設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

57、60;     （ 2 ）但逆流式換熱器也有缺點(diǎn)，其熱流體和冷流體的最高溫度集中在換熱器的同一端，使得該處的壁溫較高，即這一端金屬材料要承受的溫度高于順流型換熱器，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行。       （ 3 ）所以高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式，即在煙溫較高區(qū)域采用順流布置，在煙溫較低區(qū)域采用逆流布置。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（ 1 ）答出 2 分；（ 2 ）答出 2 分；       （ 3 ）答出 3 分。  

58、; 五、計(jì)算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）         28 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】          29 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】傳熱學(xué) ( 四 ) 一、填空題（每小題 1 分，共 15 分）   1. 復(fù)合表面?zhèn)鳠釋W(xué)系數(shù)，單位是 。   2. 二維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)，在直角坐示系中，可表示為 。   3. 對(duì)于一個(gè)傳熱過程，如果固體壁面兩側(cè)與流體之間的

59、表面?zhèn)鳠釘?shù)相差比較懸殊，為增強(qiáng)傳熱效果，采用助壁的形式，常常裝在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 的一側(cè)。   4. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中，稱 F 0 為 。   5. 采用集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部溫差趨近于 。   6 . 建立有限差分離散議程的常用方法之一是用 代替微商。   7. 在流場(chǎng)中的 內(nèi)存在較大的速度梯度。   8. 若兩現(xiàn)角的流態(tài)及換熱均 ，則它們的 Nu 必定相等。   9. 管的彎曲半徑越小，二次不流的影響就 。   10. 一般工業(yè)設(shè)備中的凝結(jié)換熱形式均為

60、。   11. 高于飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所進(jìn)行的沸騰，稱為 。   12. 凡波長 =0.380.76 m 的電磁波，屬于 。   13. 實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的 。   14. 在輻射換熱系統(tǒng)中稱 為 。   15. 由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為 。 二、單項(xiàng)選擇題（每小題 1 分，共 25 分。從每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的號(hào)碼寫在題后面的括號(hào)中。）   16. 對(duì)流換熱牛頓冷卻定律式

61、為 =aA t （ W ）指出其中的熱阻表達(dá)式是 （ ）        Aa a   17. 一般而言，金屬比非金屬（介電體）的導(dǎo)熱系數(shù)值是 （ ）       較高的 較低的 相等的 接近的   18. 當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無內(nèi)熱源時(shí)的導(dǎo)熱微分方程式可寫為 （ ）          19. 如果溫度場(chǎng)不隨時(shí)間而變化，即（ ）   

62、0;      20. 在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體的溫度隨著（ ）       形狀變化 重量變化 時(shí)間變化 顏色變化   21. 寫出 的名稱 （ ）       努謝爾特準(zhǔn)則 付立葉準(zhǔn)則 畢奧準(zhǔn)則 普蘭特準(zhǔn)則   22. 結(jié)束導(dǎo)熱問題數(shù)值計(jì)算迭代過程的判據(jù)之一是 （ ）            

63、;   或   23. 流體在泵、風(fēng)機(jī)或水壓頭等作用下產(chǎn)生的流動(dòng)稱為（ ）       自然對(duì)流 層流 強(qiáng)制對(duì)流 湍流   24. 普朗特準(zhǔn)則 Pr 1 時(shí)，則（ ）        > 1 < 1 1 / 1 0   25. 格拉曉夫準(zhǔn)則 Gr 越大，則表征（ ）       浮升力越大 粘性力越大 慣性力越大 動(dòng)量越大 &#

64、160; 26. 當(dāng)量直徑 中 U 表示（ ）       長度 寬度 周長 潤濕周長   27. 橫掠單管時(shí)的對(duì)流換熱中，特性尺度取（ ）       管長 L 管內(nèi)徑 d i 管外徑 d i d 0 -d i   28. 水平圓筒外的自然對(duì)流換熱的特性尺度應(yīng)?。?）       圓筒的長度 圓筒外徑 圓筒內(nèi)徑 圓筒壁厚度   29. 膜狀凝結(jié)換

65、熱中的定性溫度?。?）       蒸汽溫度 凝結(jié)液溫度 凝結(jié)液膜層平均溫度 飽和溫度   30. 飽和沸騰時(shí)，壁溫與飽和溫度之差稱為（ ）       平均溫度 絕對(duì)溫差 相對(duì)溫差 沸騰溫差   31. 定向輻射強(qiáng)度與方向無關(guān)的規(guī)律稱為（ ）       普朗克定律 四次方定律 維恩定律 蘭貝特定律   32. 灰體的吸收率是（ ）   

66、;     1 大于 1 定值 變量   33. 對(duì)于灰體，吸收率愈大，其反射率（ ）       愈小 愈大 適中 不變   34. 角系數(shù)是純幾何因素，與物體的黑度（ ）       無關(guān) 有關(guān) 有較大關(guān)系 關(guān)系很大   35. 由輻射物體表面因素產(chǎn)生的熱阻稱為（ ）       導(dǎo)熱熱阻 對(duì)流熱阻 表面熱阻 空間

67、熱阻   36. 二氧化碳和水蒸汽在光帶內(nèi)都能夠（ ）       吸收輻射 反射輻射 重輻射 不能輻射   37. 按傳熱系數(shù)的符號(hào)單位，從以下列舉中選擇（ ）          38. 管殼式換熱器歸類于（ ）       間壁式 回?zé)崾?混合式 再生式   39. 在一般換熱器設(shè)計(jì)中，考慮表面污染情況用（ ）   

68、;    利用系數(shù) 污垢系數(shù) 傳熱系數(shù) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)   40. 表示 A 組分質(zhì)量濃度的符號(hào)是（ ）        C A A C B B 三、名詞解釋（每小題 2 分，共 4 分）   41. 溫度場(chǎng)   42. 吸收率 四、簡(jiǎn)答題（每小題 3 分，共 9 分）   43 . 簡(jiǎn)述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。   44. 蒸汽凝結(jié)換熱中有不凝結(jié)氣體存在時(shí)，對(duì)凝結(jié)換熱有什么影響？

69、   45. 角系數(shù)有哪些特性？ 五、計(jì)算題（每小題 5 分，共 15 分）   46. 平壁，厚度 = 80mm ，兩表面溫度分別維持在 20 （ ）和 0 ，平壁的高溫面受到流體的加熱，流體溫度 t f = 100 , 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W/ （ m 2 · k ）。當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，試確定平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)。   47. 壓縮空氣在中間冷卻器的管外橫掠流過， a 0 =90W/(m 2 · k) ，冷卻水在管內(nèi)流過 a 1 =6000W/(m 2 · k) 。冷卻管是外徑為 16mm ，厚 1.5mm 的黃

70、銅管。求：       1 ）此時(shí)的傳熱系數(shù)；       2 ）若管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)有何變化；       3 ）若管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)又作何變化。   48. 一順流換熱器，其冷流體進(jìn)出口溫度分別為 10 和 30 ，熱流體進(jìn)出口溫度分別為 80 和 50 ，試比較對(duì)數(shù)平均溫差和算術(shù)平均溫差，并說明能否用算術(shù)平均溫差代替對(duì)數(shù)平均溫差？ 六、綜合計(jì)算（每小題 8 分

71、，共 32 分）   49. 一平壁水泥泡沫磚構(gòu)成，厚度為 50cm ，導(dǎo)熱系數(shù) ，高溫面維持 200 、低溫面為 50 。試求：       （ 1 ）通過平壁的熱流密度；       （ 2 ）維持熱流密度不變時(shí)，計(jì)算在墻壁內(nèi)溫度為 70 處，距離溫墻面的厚度為多少？   50.30 的大銅板，被置于 400 的爐中加熱 10 分鐘后，測(cè)得銅板溫度上升到 150 。已知銅板兩側(cè)與周圍環(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 125W/ （ m 2 &

72、#183; k ），銅板的 = 8440kg /m 3 ， C P =377J/ （ kg · k ） , 。試估算銅板的厚度是多少？   51. 水以 1.5m /s 的速度流過內(nèi)徑為 25mm 的加熱管。管的內(nèi)壁溫度保持 100 ，水的進(jìn)口溫度為 15 。若要使水的出口溫度達(dá)到 85 ，求單位管長換熱量。（不考慮修正）        提示： 已知： 50 的水         52. 抽真空的保冷瓶膽是雙壁鍍銀的夾層結(jié)構(gòu)，

73、外壁內(nèi)表面溫度為 30 ，內(nèi)壁外表面溫度為 0 ，鍍銀壁黑度為 0.03 。計(jì)算由于輻射換熱單位面積人散熱量。   傳熱學(xué)（四）答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 一、填空題：每小題 1 分，共 15 分。       1.W/ （ m 2 · k ） 2.t=f(x,y) 3. 較小 4. 付立葉準(zhǔn)則 5.0       6. 差商 7. 邊界層（流動(dòng)邊界層或速度邊界層） 8. 相似       9. 越大 10.

74、 膜狀凝結(jié) 11. 大容器沸騰 12. 可見光       13. 黑度 14. 表面熱阻 15. 套管式換熱器 二、單項(xiàng)選擇題：每小題 1 分，共 25 分。       16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.       26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35.       3

75、6. 37. 38. 39. 40. 三、名詞解釋（每小題 2 分，共 4 分）       41. 溫度場(chǎng)是指某一瞬間物體中各點(diǎn)溫度分布的總稱。       42. 外界投射到某物體表面上的輻射能，被該物體吸收的百分?jǐn)?shù)。 四、簡(jiǎn)答題（每小題 3 分，共 9 分）       43. （ 1 ）導(dǎo)熱系數(shù)大，則流體內(nèi)部、流體與壁面間的導(dǎo)熱熱阻小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就大。     

76、60;     （ 2 ）粘度大，流速就低，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就小。       44. 形成氣體熱阻，使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大減少。       45. （ 1 ）角系數(shù)的相對(duì)性 （ 2 分）           （ 2 ）角系數(shù)的完整性 （ 1 分）        &

77、#160;  （ 3 ）角系數(shù)的可加性 （ 1 分） 五、計(jì)算題（每小題 5 分，共 15 分）       46. 由 （ 3 分）           得 （ 2 分）       47.1 ）對(duì)于管外表面積的傳熱系數(shù)為           （ 2 分）

78、      2 ）略計(jì)算壁熱阻，傳熱系數(shù)為                     傳熱系數(shù)增加了 96%       3 )            傳熱系數(shù)增加還不到

79、1%           抓住分熱阻最大的那個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，才能收到顯著效果。       48. 對(duì)數(shù)             算術(shù) （ 1 分）           差別 （ 1 分） 六、綜合計(jì)算（每小巧玲瓏題 8

80、 分，共 32 分）       49. （ 2 分）           （ 2 分）            由 （ 1 分）            有      &#

81、160;   （ 2 分）       50. 設(shè) ，采用集總數(shù)法                                       &#