第二學期熱工基礎第3次作業(yè)

1、本次作業(yè)是本門課程本學期的第3次作業(yè)，注釋如下：本次作業(yè)為9-12章內容。一、單項選擇題(只有一個選項正確，共10道小題)1. 導熱系數是衡量物質導熱能力的重要指標，其大小除與材料的成分、分子結構、密度有關外，還與（ ）(A) 物體的幾何形狀有關(B) 物體的溫度和含水率有關(C) 物體的溫度有關，但與含水率無關(D) 物體的含水率有關，但與溫度無關你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：B解答參考：2. 非穩(wěn)態(tài)導熱的（ ）(A) 溫度場和熱流密度都不隨時間變化(B) 溫度場不變，熱流密度隨時間變化(C) 熱流密度不變，溫度場隨時間變化(D) 溫度場和熱流密度都隨時間變化你選擇的答

2、案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：D解答參考：3. 集總參數法的適用條件是：Bi 0.1（或BiV 0.1M），意味著（ ）(A) 該物體的體積很小 (B) 該物體的導熱系數很大(C) 該物體表面的對流換熱熱阻遠大于內部的導熱熱阻(D) 該物體表面的對流換熱熱阻遠小于內部的導熱熱阻你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：C解答參考：4. 關于對流換熱系數，以下說法錯誤的是（ ）(A) 液體的對流換熱系數大于氣體的對流換熱系數(B) 有相變的對流換熱系數大于無相變的對流換熱系數(C) 紊流的對流換熱系數大于層流的對流換熱系數(D) 光滑表面的對流換熱系數大于粗糙表面的對流換熱

3、系數你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：D解答參考：5. 一般情況下，強迫對流換熱系數（ ）自然對流換熱系數(A) 小于(B) 等于(C) 大于(D) 無法比較你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：C解答參考：6. 如圖所示，兩半球內表面之間的輻射角系數X1,2為（ ） (A) 1(B) 1/2(C) 1/3(D) p/2你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：B解答參考：7. 削弱輻射換熱的有效方法是加遮熱板，遮熱板的表面發(fā)射率（黑度）越大，削弱輻射換熱的效果（ ）(A) 越好(B) 越差(C) 沒有影響(D) 視遮熱板的表面溫度而定你選擇的答案：

4、前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：B解答參考：8. 將熱電偶置于煙道中測煙氣溫度（煙氣溫度高于環(huán)境溫度），在有、無遮熱套筒條件下測得的溫度分別為T1和T2，判斷下列四種情況中正確的是（ ） (A) T1=T2煙氣真實溫度 (B) T1 =T2煙氣真實溫度(C) T1T2煙氣真實溫度(D) T2T1煙氣真實溫度你選擇的答案： D 正確正確答案：D解答參考：9. 為強化傳熱采用的錯誤措施是（ ）(A) 提高流體的流速 (B) 在對流換熱系數較小的一側壁面加肋(C) 改良流體的物性(D) 在對流換熱系數較大的一側壁面加肋你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：D解答參考：10. 下列說

5、法正確的是（ ）(A) 平板和圓管加厚都能強化傳熱(B) 平板和圓管加厚都定能削弱傳熱(C) 平板加厚定能削弱傳熱，而圓管加厚不一定(D) 平板加厚定能強化傳熱，而圓管加厚不一定你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：C解答參考：二、判斷題(判斷正誤，共25道小題)11. 不同溫度的等溫線絕不會相交你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：12. 熱流線不一定總與等溫線垂直相交你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：13. 熱流密度的方向始終與溫度梯度的方向相反你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答

6、參考：14. 熱對流和對流換熱描述的是相同的概念你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：15. 雷諾數表示流體的慣性力和浮升力的比值你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：16. 雷諾數表示流體的慣性力和粘性力的比值你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：17. 同樣的對流換熱現象，也可能有不完全相同的準則式你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：18. 任何物體，只要其溫度高于 0 K，該物體就具有熱輻射的能力你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答

7、參考：19. 在真空中不能進行輻射換熱你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：20. 兩物體輻射換熱時，只是高溫物體向低溫物體放熱你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：21. 兩物體的輻射換熱量為零，就表示兩物體沒有輻射換熱你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：22. 輻射換熱時，能量的形式會發(fā)生變化你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：23. 黑體的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：24. 一定溫

8、度下，黑體的輻射力最大你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：25. 輻射表面的溫度越高，輻射能量中可見光的份額越大你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：26. 角系數是一個純幾何參數你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：27. 輻射表面的溫度越高，角系數越大你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：28. 黑體和灰體的表面熱阻均為零你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：29. 角系數越大，輻射換熱的空間熱阻越小你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經

9、做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：30. 在兩個輻射換熱表面間插入遮熱板，原來兩表面間的輻射換熱量減少你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：31. 遮熱板的表面發(fā)射率（黑度）越低，遮熱效果越差你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：32. 對流換熱系數h較小的情況下，可采用表面加肋的方式強化換熱你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：33. 在管道外表面包裹保溫層總能起到削弱傳熱的作用你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：34. 在管徑較小的情況下，需要考慮臨界熱絕

10、緣直徑的問題你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法正確解答參考：35. 在冷、熱流體進出口溫度相同、傳熱系數k、及換熱面積都相同的條件下，換熱器順流布置和逆流布置的傳熱效果相同。你選擇的答案： 前面作業(yè)中已經做正確 正確正確答案：說法錯誤解答參考：（注意：若有主觀題目，請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)三、主觀題(共14道小題)36. 對流換熱計算中，定型尺寸是對對換熱過程有明顯影響或起主要作用的尺寸。試寫出矩形槽道（設槽寬為B、流體深度為H）和同心套管環(huán)狀通道（設環(huán)狀通道內徑為d1，外徑為d2）的當量直徑計算式。 參考答案：3

11、7. 用比較法測得某一表面在800K時的輻射力恰等于黑體400K時的輻射力，試求該表面的黑度。 參考答案：38. 如圖所示，1、2表面在同一平面上，均垂直于表面3，A 1 = 2 m2，A 2 = 4 m2 ，A 3 = 6 m2, 現已求得X3,2 = 0.16，X3，1+2 = 0.18，求X1，3 參考答案： 解：利用角系數的可加性，有：X3，1+2 = X3，1 + X3,2 求得：X3,1= X3，1+2X3,2=0.180.16=0.02 再利用角系數的相對性，有：A1 X1，3=A 3 X3,1所以 X1，3=A 3 X3,1/A 1=6×0.02/2=0.0639.

12、寫出冷熱流體通過單層平壁傳熱時單位面積傳熱量q的計算式參考答案：40. 對管徑較小的管道，在包裹附加層削弱傳熱時，為什么會出現包裹附加層后傳熱反而增強的現象？什么情況下才能保證包裹附加層后總可以起到減少熱損失的作用。 參考答案： 答：管道包裹附加層雖在傳熱過程串聯熱路上增加了一個導熱熱阻，但同時增加了外表面的對流換熱面積，使外表面的對流換熱熱阻減小。如果增加的導熱熱阻小于對流換熱熱阻的減小量，包裹附加層后反而會強化傳熱。因此，只有在包裹層超過一定厚度的前提下，才能起到削弱傳熱的作用。41. 用平底鍋燒開水，鍋底有一層3mm厚的水垢，水垢導熱系數為1 W/（m·K),當熱流密度為4.2

13、4×104 W/m2時，與水接觸的鍋垢表面溫度為110，試問此時鍋底與水垢接觸面的溫度為多少？ 參考答案：42. 平面墻厚20 mm，其導熱系數 。為了使每平方米墻的熱損失不超過1830w，在墻外覆蓋了一層導熱系數的保溫材料。已知復合壁的兩側溫度為1 300 °C和30 °C，試確定保溫層應有的厚度。 參考答案：43. 一直徑為50mm的鋼球具有均勻溫度450，突然放入恒溫30的空氣中冷卻。已知鋼球表面與環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂礹 =24W/（m2 ·K），鋼球的熱容量（密度和比熱的乘積）c = 3721 kJ/（m3·K），導熱系數=35W/（m&

14、#183;K），試問10 min后鋼球的溫度。參考答案：44. 直徑50 mm的銅球，其導熱系數=85W/ (m·)，熱擴散率a=2.95×10-5m2/s,初始時溫度為300，現把銅球置于36的大氣中，銅球表面對流換熱系數為30 W/(m2·)，試用集總參數法計算銅球溫度達到90時所需的時間。 參考答案： 45. 將初始溫度為80的紫銅棒（直徑為0.08 m、長0.2m）突然置于20的氣流中，5分鐘后紫銅棒的表面溫度降到34。已知紫銅的密度為8954 kg/m3，比熱容為383.1 J/(kg·)，導熱系數=386W/ (m·)。試求紫銅棒表

15、面的對流換熱系數。 參考答案： 可以用集總參數法，上述計算有效。46. 如圖所示，三個無限大的平行平板，平板1的溫度為1200 K，平板3的溫度為600 K，且1 =0.2，2=0.5，3 =0.8，求平板2 的溫度，并畫出熱路圖、標出熱阻（平板2 的導熱熱阻不計）。 參考答案： 解：對平行板，A1A2A，X1，2=X2，1，故可由輻射換熱的基本公式導得 3個平行平板的輻射換熱熱路為串聯熱路，1、2 板和2、3板之間的熱流密度相等，由于板面積相等，所以輻射換熱量相等。即 熱路圖如下（各熱阻已標出）：47. 用熱電偶溫度計測得爐膛內煙氣的溫度為800，爐墻溫度為600。若熱電偶表面與煙氣的對流換

16、熱系數h=50W/(m2·)，熱電偶表面的發(fā)射率為0.8，試求煙氣的真實溫度。 參考答案： 已知：t1 = 800，tw = 600, h=50 W/（m2.），1= 0.8 求：t f = ？ 解：本題可由熱平衡法求解。 48. 冬季室內空氣溫度tf1=20，室外大氣溫度tf2 =10，室內空氣與壁面的對流換熱系數h1=8W/(m2·)，室外壁面與大氣的對流換熱系數h2=20W/(m2·)，已知室內空氣的結露溫度td=14，若墻壁由=0.6W/(m·) 的紅磚砌成，為了防止墻壁內表面結露，該墻的厚度至少應為多少？ 參考答案： 解：傳熱問題熱阻網絡：49

17、. 在一換熱器中，熱流體的進出口溫度分別為300和200，冷流體的進出口溫度分別為40和150，流動方式為逆流，換熱器的散熱面積為30 m2，傳熱系數k為100 W/（m2·），求換熱器的傳熱量。參考答案： 解：逆流時的對數平均溫差為三、主觀題(共14道小題)(主觀題請按照題目，離線完成，完成后紙質上交學習中心，記錄成績。在線只需提交客觀題答案。)36. 對流換熱計算中，定型尺寸是對對換熱過程有明顯影響或起主要作用的尺寸。試寫出矩形槽道（設槽寬為B、流體深度為H）和同心套管環(huán)狀通道（設環(huán)狀通道內徑為d1，外徑為d2）的當量直徑計算式。 37. 用比較法測得某一表面在800K時的輻射力

18、恰等于黑體400K時的輻射力，試求該表面的黑度。 38. 如圖所示，1、2表面在同一平面上，均垂直于表面3，A 1 = 2 m2，A 2 = 4 m2 ，A 3 = 6 m2, 現已求得X3,2 = 0.16，X3，1+2 = 0.18，求X1，3 39. 寫出冷熱流體通過單層平壁傳熱時單位面積傳熱量q的計算式40. 對管徑較小的管道，在包裹附加層削弱傳熱時，為什么會出現包裹附加層后傳熱反而增強的現象？什么情況下才能保證包裹附加層后總可以起到減少熱損失的作用。 41. 用平底鍋燒開水，鍋底有一層3mm厚的水垢，水垢導熱系數為1 W/（m·K),當熱流密度為4.24×104

19、W/m2時，與水接觸的鍋垢表面溫度為110，試問此時鍋底與水垢接觸面的溫度為多少？ 42. 平面墻厚20 mm，其導熱系數 。為了使每平方米墻的熱損失不超過1830w，在墻外覆蓋了一層導熱系數的保溫材料。已知復合壁的兩側溫度為1 300 °C和30 °C，試確定保溫層應有的厚度。 43. 一直徑為50mm的鋼球具有均勻溫度450，突然放入恒溫30的空氣中冷卻。已知鋼球表面與環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂礹 =24W/（m2 ·K），鋼球的熱容量（密度和比熱的乘積）c = 3721 kJ/（m3·K），導熱系數=35W/（m·K），試問10 min后鋼球的溫度。44. 直徑50 mm的銅球，其導熱系數=85W/ (m·)，熱擴散率a=2.95×10-5m2/s,初始時溫度為300，現把銅球置于36的大氣中，銅球表面對流換熱系數為30