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文檔簡介
1、傳熱學試題庫第一章概論一、名詞解釋1熱流量:單位時間內所傳遞的熱量2熱流密度:單位傳熱面上的熱流量3導熱:當物體內有溫度差或兩個不同溫度的物體接觸時,在物體各部分之間不發(fā)生相對位移的情況下,物質微粒(分子、原子或自由電子)的熱運動傳遞了熱量,這種現(xiàn)象被稱為熱傳導,簡稱導熱。4對流傳熱:流體流過固體壁時的熱傳遞過程,就是熱對流和導熱聯(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,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果產生了物體間通過熱輻射而進行的熱量傳遞,稱為表面輻射傳熱,簡稱輻射傳熱。6
2、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溫度較低流體的過程,稱為總傳熱過程,簡稱傳熱過程。對流傳熱系數(shù):單位時間內單位傳熱面當流體溫度與壁面溫度差為1K是的對流傳熱量,單位為W/(m2K)。對流傳熱系數(shù)表示對流傳熱能力的大小。輻射傳熱系數(shù):單位時間內單位傳熱面當流體溫度與壁面溫度差為1K是的輻射傳熱量,單位為W/(m2K)。輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。9復合傳熱系數(shù):單位時間內單位傳熱面當流體溫度與壁面溫度差為1K是的復合傳熱量,單位為W/(m2K)。復合傳熱系數(shù)表示復合傳熱能力的大小。總傳熱系數(shù):總傳熱過程中熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K時,單位傳熱面積在
3、單位時間內的傳熱量。二、填空題TOC o 1-5 h z熱量傳遞的三種基本方式為、。(熱傳導、熱對流、熱輻射)熱流量是扌旨,單位是。熱流密度是扌旨,單位是。(單位時間內所傳遞的熱量,W,單位傳熱面上的熱流量,W/m2)總傳熱過程是指,它的強烈程度用來衡量。(熱量從溫度較高的流體經(jīng)過固體壁傳遞給另一側溫度較低流體的過程,總傳熱系數(shù))總傳熱系數(shù)是指,單位是。(傳熱溫差為1K時,單位傳熱面積在單位時間內的傳熱量,W/(m2K)導熱系數(shù)的單位;對流傳熱系數(shù)的單位;傳熱系數(shù)的單位是。(W/(mK),W/(m2K),W/(m2K)復合傳熱是指,復合傳熱系數(shù)等于之和,單位是。(對流傳熱與輻射傳熱之和,對流傳
4、熱系數(shù)與輻射傳熱系數(shù)之和,W/(m2K)TOC o 1-5 h z單位面積熱阻rt的單位是;總面積熱阻Rt的單位是。(m2K/W,K/W)單位面積導熱熱阻的表達式為。(5/入)單位面積對流傳熱熱阻的表達式為。(1/h)總傳熱系數(shù)K與單位面積傳熱熱阻rt的關系為。(rt=l/K)總傳熱系數(shù)K與總面積A的傳熱熱阻Rt的關系為。(Rt=1/KA)穩(wěn)態(tài)傳熱過程是指。(物體中各點溫度不隨時間而改變的熱量傳遞過程。)非穩(wěn)態(tài)傳熱過程是指。(物體中各點溫度隨時間而改變的熱量傳遞過程。)某燃煤電站過熱器中,煙氣向管壁傳熱的輻射傳熱系數(shù)為30W/(m2.K),對流傳熱系數(shù)為70W/(m2.K),其復合傳熱系數(shù)為。
5、(100W/(m2.K)由爐膛火焰向水冷壁傳熱的主要方式。(熱輻射)由煙氣向空氣預熱器傳熱的主要方式。(熱對流)已知一傳熱過程的熱阻為0.035K/W,溫壓為70C,則其熱流量為。(2kW)一大平壁傳熱過程的傳熱系數(shù)為100W/(m2.K),熱流體側的傳熱系數(shù)為200W/(m2.K),冷流體側的傳熱系數(shù)為250W/(m2.K),平壁的厚度為5mm,則該平壁的導熱系數(shù)為,導熱熱阻為。(5W/(m.K),0.001(m2.K)/W)總傳熱方程式可表示為=或q=。(KAAt,KAt)2.K/W,其導熱系數(shù)為。(1W/(mK)三、選擇題下列哪幾種傳熱過程不需要有物體的宏觀運動?(Z)導熱(2)對流(3
6、.)輻射(4)復合傳熱熱流密度q與熱流量的關系為(以下式子A為傳熱面積,入為導熱系數(shù),h為對流傳熱系數(shù)):q=A(2)?=/A(3)q=入(4)q=h如果在水冷壁的管子里結了一層水垢,其他條件不變,管壁溫度與無水垢時相比將:(1)不變(2.)提高(3)降低(4)隨機改變下列哪一種表達式是錯誤的?()(1)q=入At/5(2)q=hAt(3)q=kAt(4、q=irtAt5導熱系數(shù)的單位是:()(1)W/(m2.K)(2)W/m2(3W(mK)(4)m2.K/W6在傳熱過程中,系統(tǒng)傳熱量與下列哪一個參數(shù)成反比?()(1)傳熱面積(2)流體溫差(3)傳熱系數(shù)“)傳熱熱阻在穩(wěn)態(tài)傳熱過程中,傳熱溫差一
7、定,如果希望系統(tǒng)傳熱量增大,則不能采用下述哪種手段?()(Z)增大系統(tǒng)熱阻(2)增大傳熱面積(3)增大傳熱系數(shù)(4)增大對流傳熱系數(shù)試判斷下述幾種傳熱過程中哪一種的傳熱系數(shù)最小?(Z)從氣體到氣體傳熱(2)從氣體到水傳熱(3)從油到水傳熱(4)從凝結水蒸氣到水傳熱若已知對流傳熱系數(shù)為78W/(m2.K),則其單位面積對流傳熱熱阻為多少?78W/(mK)(2)1/78mK/W/78mKW(4)78W/(m2K)單位時間通過單位面積的熱量稱為什么?一般用什么符號表示?(7)熱流密度,q(2)熱流密度,(3)熱流量,q(4)熱流量,11太陽與地球間的熱量傳遞屬于下述哪種傳熱方式?(1)導熱(2)熱對
8、流熱輻射(4)以上幾種都不是12.熱流量與溫差成正比,與熱阻成反比,此規(guī)律稱為什么?(1)導熱基本定律(2)熱路歐姆定律(3)牛頓冷卻公式(4)傳熱方程式13傳熱過程熱路圖的原理是什么?傅里葉定律(2)牛頓冷卻公式斯蒂芬-波爾茲曼定律“)熱路歐姆定律14某一傳熱過程的熱流密度q=500W/m2,冷、熱流體間的溫差為10C,其傳熱系數(shù)和單位面積的總傳熱熱阻各為多少?()K=50W/(m2.K),rt2.K/WK=0.02W/(m2.K),rt=50m2.K/WK=50W/(m2.K),K=50W/(m2.K),rt15平板的單位面積導熱熱阻的計算式應為哪一個?(Z)6/入(2)s/(KA)(3)
9、1/h(4)1/(KA)四、簡答題試述三種熱量傳遞基本方式的差別,并各舉12個實際例子說明。(提示:從三種熱量傳遞基本方式的定義及特點來區(qū)分這三種熱傳遞方式)2請說明在傳熱設備中,水垢、灰垢的存在對傳熱過程會產生什么影響?如何防止?(提示:從傳熱過程各個環(huán)節(jié)的熱阻的角度,分析水垢、灰垢對換熱設備傳熱能力與壁面的影響情況)試比較導熱系數(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:寫出三個系數(shù)的定義并比較,單位分別為W/(mK),W/(m2K),W/(m2K)4在分析傳熱過程時引入熱阻的概念有何好處?引入熱路歐姆定律有何意義?(提示:分析熱阻與溫壓的關系,熱路圖在傳熱過程分析中
10、的作用。)5結合你的工作實踐,舉一個傳熱過程的實例,分析它是由哪些基本熱量傳遞方式組成的。(提示:學會分析實際傳熱問題,如水冷式內燃機等)6在空調房間內,夏季與冬季室內溫度都保持在22C左右,夏季人們可以穿短袖襯衣,而冬季則要穿毛線衣。試用傳熱學知識解釋這一現(xiàn)象。(提示:從分析不同季節(jié)時墻體的傳熱過程和壁溫,以及人體與墻表面的熱交換過程來解釋這一現(xiàn)象(主要是人體與墻面的輻射傳熱的不同)五計算題有一大平壁,厚度為材料的導熱系數(shù)為入,平壁一側的對流傳熱系數(shù)為兒,流體溫度為tf1,另一側的復合傳熱系數(shù)為h2,環(huán)境溫度為tf2,對于通過平壁的傳熱過程,試分析下列六種情形下壁溫tw1、tw2的情況:(1
11、)5/入一0;兒一8;h28;6/入=0,h=h2;5/入=0,h1=2h2;6/入=0,h1h2o(1)tw1=tw2;(2)tw1=tf1;(3)tw2=tf2;(4)tw1=tw2=(tf1+tf2)/2;(5)tw1=tw2=2/3tf1-1/3tf2;(6)tw1=tw2=1/3tf1-2/3tf2)有一測量板狀材料導熱系數(shù)的儀器,一側為加熱面,另一側為冷卻面,兩側溫度維持均勻、恒定,板狀材料的兩面與熱面和冷面接觸良好,無溫度降,并且四周絕熱良好,無散熱。已知熱面溫度為150C,冷面溫度為80C2。試確定板狀材料的導熱系數(shù)。(入=0.2079W/(mK)墻由耐火磚和保溫板組成,厚度分
12、別為61=200mm和62=80mm,導熱系數(shù)分別為入1=0.8W/(m.K)和入2=0.11W/(mK),爐墻內、外兩側表面溫度分別為tw1=600C和tw2=50C。試求爐墻單位面積的熱損失.2)一暖房玻璃的表面積為10m2,內、外表面溫度分別為tw1=10C和tw2=5C,玻璃厚度為3.5mm,玻璃的導熱系數(shù)為1.4W/(mK).試求通過玻璃的散熱量.(=20kW)一暖房玻璃的表面積為10m2,玻璃厚度為3.5mm,玻璃的導熱系數(shù)為1.4W/(m.K),玻璃內側空氣溫度為tf1=18C,對流傳熱系數(shù)h1=5W/(m2.K),外側空氣溫度為tf2=2C,對流傳熱系數(shù)h2=20W/(m2.K
13、).試求通過玻璃的散熱量及內、外側玻璃表面的溫度。(,tw1=5.33C,tw2=5.17C)C,室外空氣溫度為25C。已知管外壁與空氣的復合傳熱系數(shù)為11W/(m2.K),試計算該熱力管道的散熱量.(=121.75kW)平均溫度為120C的過熱蒸汽在直徑(內徑)為60mm的管道內流動,已知管內單位長度的散熱熱流密度為245W/m,蒸汽與管壁的對流傳熱系數(shù)為500W/(m2.K),試求管內壁面溫度。(tw2=C)有一表面積為1.5m2、表面黑度為1的散熱片在宇宙飛船的艙外向溫度為0K的宇宙空間散熱,已知散熱片的表面溫度為87C,試求其散熱量。(=1428.5W)2、表面黑度為1的物體在壁溫為2
14、5C的大型真空艙內,已知該物體的表面溫度為150C,試分別求該物體向外發(fā)射的總輻射能及與真空艙壁面的凈輻射傳熱量。(,凈=684.07W)有一表面積為2m2、表面黑度為1的平板型物體,一側表面(表面溫度為150C)面向溫度恒為25C的大型冷卻艙,已知該表面與冷卻艙內空氣的對流傳熱系數(shù)為25W/(m.K),平板厚度為15mm,平板的導熱系數(shù)為1.15W/(mK),試求:該平板面向冷卻艙一側表面的復合傳熱系數(shù);該平板另一側的表面溫度。(h=35.95W/(m2.K),tw2=208.6C)第二章熱傳導一、名詞解釋溫度場:某一瞬間物體內各點溫度分布的總稱。一般來說,它是空間坐標和時間坐標的函數(shù)。等溫
15、面(線):由物體內溫度相同的點所連成的面(或線)。溫度梯度:在等溫面法線方向上最大溫度變化率。熱導率:物性參數(shù),熱流密度矢量與溫度降度的比值,數(shù)值上等于1K/m的溫度梯度作用下產生的熱流密度。熱導率是材料固有的熱物理性質,表示物質導熱能力的大小。5導溫系數(shù):材料傳播溫度變化能力大小的指標。穩(wěn)態(tài)導熱:物體中各點溫度不隨時間而改變的導熱過程。非穩(wěn)態(tài)導熱:物體中各點溫度隨時間而改變的導熱過程。傅里葉定律:在各向同性均質的導熱物體中,通過某導熱面積的熱流密度正比于該導熱面法向溫度變化率。保溫(隔熱)材料:入WW/(mK)(平均溫度不高于350C時)的材料。肋效率:肋片實際散熱量與肋片最大可能散熱量之比
16、。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。二、填空題導熱基本定律是定律,可表述為。非穩(wěn)態(tài)導熱時,物體內的場和熱流量隨而變化。(溫度,時間)導溫系數(shù)的表達式為,單位是,其物理意義為(a=入/cP,m2/s,材料傳播溫度變化能力的指標)肋效率的定義為。(肋片實際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。)5按照導熱機理,水的氣、液、固三種狀態(tài)中態(tài)下的導熱系數(shù)最小。(氣)6一般,材料的導熱系數(shù)與和有關。(種類,溫度)7保溫材料是指的材料.(入WW/(mK)(平均溫度
17、不高于350C時)已知材料的導熱系數(shù)與溫度的關系為入=入0(l+bt),當材料兩側壁溫分別為t2時,其平均導熱系數(shù)可取下的導熱系數(shù)。(q+t?)/2)TOC o 1-5 h z發(fā)電機水冷、氫冷、空冷三種方式中,以方式的效果最好,方式的效果最差。(水冷、空冷)第三類邊界條件是指已知。(物體邊界與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h及周圍流體的溫度tf)及其單值性條件可以完整地描述一個具體的導熱問題。(導熱微分方程)第一類邊界條件。(給定物體邊界上任何時刻的溫度分布)初始條件是指。(如以某時刻作為時間的起算點,在該時刻導熱物體內的溫度分布)通過長圓筒壁導熱時,圓筒壁內的溫度分布規(guī)律.(對數(shù)曲線)溫度梯度表示
18、溫度場內的某一地點等溫面法線方向的。(溫度變化率)第二類邊界條件是指。(給定物體邊界上任何時刻的熱流密度qw分布)三、選擇題當采用加肋片的方法增強傳熱時,最有效的辦法是將肋片加在哪一側?()傳熱系數(shù)較大的一側(2)傳熱系數(shù)較小的一側流體溫度較高的一側(4)流體溫度較低的一側下列各參數(shù)中,屬于物性參數(shù)的是:(1)肋化系數(shù)(2)導熱系數(shù)(3)導溫系數(shù)(4)傳熱系數(shù)導溫系數(shù)的物理意義是什么?表明材料導熱能力的強弱反映了材料的儲熱能力反映材料傳播溫度變化的能力表明導熱系數(shù)大的材料一定是導溫系數(shù)大的材料常溫下,下列物質中哪一種材料的導熱系數(shù)較大?(7)純銅(2)碳鋼(3)不銹鋼(4)黃銅溫度梯度表示溫度
19、場內的某一點等溫面上什么方向的溫度變化率?(1)切線方向(2)法線方向(3)任意方向(4)溫度降低方向6接觸熱阻的存在使相接觸的兩個導熱壁面之間產生什么影響?H)出現(xiàn)溫差(2)出現(xiàn)臨界熱流(3)促進傳熱(4)沒有影響7下述哪一點不是熱力設備與冷凍設備加保溫材料的目的?(1)防止熱量(或冷量)損失(2)提高熱負荷(3)防止燙傷(或凍傷)(4)保持流體溫度8某熱力管道采用兩種導熱系數(shù)不同的保溫材料進行保溫,為了達到較好的保溫效果應將哪種材料放在內層?(1)導熱系數(shù)較大的材料(2)導熱系數(shù)較小的材料(3)任選一種均可(4)無法確定9金屬含有較多的雜質,則其導熱系數(shù)將如何變化?(1)變大(2)變小(3
20、)不變(4)可能變大,也可能變小10下列材料中,導熱材料較差的材料是什么?(1)鋁合金(2)鑄鐵(3)不銹鋼“)普通玻璃物體之間發(fā)生熱傳導的動力是什么?(1)溫度場(2)溫差(3)等溫面(4)微觀粒子運動下面哪種物質材料具有較大的導熱系數(shù)?1)水(2)空氣(3)水蒸氣(“)冰塊通過大平壁導熱時,大平壁內的溫度分布規(guī)律是下述哪一種?(Z)直線(2)雙曲線(3)拋物線(4)對數(shù)曲線若已知某種氣體的密度為0.617kg/m3,比熱為1.122kJ/(kgK),導熱系數(shù)為0.0484W/(m.K),則其導溫系數(shù)是多少?()2/s/$2X104m2/s已知某一導熱平壁的兩側壁面溫差是30C,材料的導熱系
21、數(shù)是22W/(m.K),通過的熱流密度是300W/m2,則該平壁的壁厚是多少?()220m(2)22m(3)2dm第二類邊界條件是什么?已知物體邊界上的溫度分布。已知物體表面與周圍介質之間的傳熱情況已知物體邊界上的熱流密度。已知物體邊界上流體的溫度與流速。冬天用手分別觸摸置于同一環(huán)境中的木塊和鐵塊,感到鐵塊很涼,這是什么原因?(1)因為鐵塊的溫度比木塊低(2)因為鐵塊摸上去比木塊硬(3)因為鐵塊的導熱系數(shù)比木塊大“)因為鐵塊的導溫系數(shù)比木塊大什么情況下圓筒壁導熱可以按平壁處理?(1)當其長度大于其外半徑的10倍時(2)當其長度是其壁厚的10倍時(3)當其外徑大于2倍的內徑時“)當其外徑大于其壁
22、厚的T倍時19溫度升高時,氣體的導熱系數(shù)一般隨溫度會發(fā)生怎樣的變化?()(7.)增大減小(3)不變(4)可能增大也可能減小20一般情況下,對于材料的導熱系數(shù),下述哪種說法是錯誤的?(1)合金小于純金屬(2)氣體小于固體(3)液體小于固體“)導電體小于非導電體下列那種情況內燃機汽缸溫度場不會隨時間發(fā)生變化?(1)內燃機啟動過程(2)內燃機停機(3)內燃機變工況運行“)內燃機定速運行在穩(wěn)態(tài)導熱中,已知三層平壁的內外表面溫度差為120C,三層熱阻之比Rxi、Rh、TOC o 1-5 h zR入3=1:2:3,則各層的溫度降為.。(1)60C、40C、20C(2)70C、40C、10C(3)20C、4
23、0C、60C(4)10C、40C、70C23材料的導熱能力與吸熱能力之比稱為。放熱系數(shù)(2)傳熱系數(shù)(3)導熱系數(shù)“)導溫系數(shù)蒸汽管道的內外直徑分別為68mm和100mm,導熱系數(shù)入i=63W/(m.C),內表面溫度為140C。今采用玻璃棉墊料保溫,入2=0.053W/(m.C)若要求保溫層外表面的溫度不超過50C,且蒸汽管道允許的熱損失ql=50W/m,則玻璃棉墊料保溫層的厚度至少。(1)41mm(2)54mm(3)91mm(4)104mm導熱體中不同溫度的等溫面將。(1)互相相交(2)互不相交(3)互相相切(4)不定材料的導溫系數(shù)是材料和的比值。(1)吸熱能力/導熱能力(2)導熱能力/吸熱
24、能力(3)比熱容/導熱系數(shù)(4)導熱系數(shù)/比熱容固體壁面上敷設肋片后,其實際散熱量與假設整個肋表面處于肋基溫度下的散熱量的比值為。(1)肋壁效率(2)肋化系數(shù)(3)肋片效率(4)無明確的專用名稱忽略物體內部導熱熱阻的分析方法稱為。正規(guī)狀況法(2)數(shù)學分析法(3)數(shù)值解法(4)集總參數(shù)法下列哪個是非穩(wěn)態(tài)導熱的表達式?.(1)t=f(x,y,z)(2)=(y,T)(3)t=f(x,y)(4)t=f(z,x)下列那個表示非穩(wěn)態(tài)導熱過程的無因次時間?Bi(2)Fo(3)RePr四、簡答題試解釋材料的導熱系數(shù)與導溫系數(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、表達式方面加以闡述,如從表達式看
25、,導溫系數(shù)與導熱系數(shù)成正比關系(a=入/cP),但導溫系數(shù)不但與材料的導熱系數(shù)有關,還與材料的熱容量(或儲熱能力)也有關;從物理意義看,導熱系數(shù)表征材料導熱能力的強弱,導溫系數(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)。)試用所學的傳熱學知識說明用溫度計套管測量流體溫度時如何提高測溫精度。(提示:溫度計套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋),利用等截面直肋計算肋tt端溫度th的結果,可得采用溫度計套管后造成的測量誤差At為At=tf-th=f肽,其中hfhch(mH)TThPhrTmH=無牙二丫忑H欲使測量誤差At下降可以采用以下幾種措施:降低壁面與流體的溫差(tf-t0),也就
26、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現(xiàn)。增大(mH)值,使分母ch(mH)增大。具體可以用以下手段實現(xiàn):增加H,延長溫度計套管的長度;減小入,采用導熱系數(shù)小的材料做溫度計套管,如采用不銹鋼管,不要用銅管。因為不銹鋼的導熱系數(shù)比銅和碳鋼小。降低5,減小溫度計套管的壁厚,采用薄壁管。提高h增強溫度計套管與流體之間的熱交換。)3試寫出直角坐標系中,一維非穩(wěn)態(tài)無內熱源常導熱系數(shù)導熱問題的導熱微分方程表達式;并請說明導熱問題常見的三類邊界條件。(提示:直角坐標系下一維非穩(wěn)態(tài)無內熱源導熱問題的導熱微分方程式=a學OTC2X第一類邊界條件第二類邊界條件第三類邊界條件T,
27、tw=fw(X,T)Ct)T,一益Jw二f(X,T)w=h(一t)wf4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注意哪些問題?(提示:與簡答題2的第(2)點類似,套管材料應選用不銹鋼,因給出的三種材料中,不銹鋼的導熱系數(shù)最小)5什么是接觸熱阻?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表面產生溫降(溫度不連續(xù))。接觸熱阻主要與表面粗糙度、表面所受壓力、材料硬度、溫
28、度及周圍介質的物性等有關,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熱系數(shù)大的銅箔或鋁箔等以減少接觸熱阻。)管外包兩種不同導熱系數(shù)材料以減少熱損失,若片九2,試問如何布置合理?某一維導熱平板,平板兩側表面溫度分別為T和T2,厚度為5。在這個溫度范圍內導熱系數(shù)與溫度的關系為X=1/PT,求平板內的溫度分布?有人認為,傅里葉定律并不顯含時間,因此不能用來計算非穩(wěn)態(tài)導熱的熱量。你認為對嗎?導熱是由于微觀粒子的擴散作用形成的。迄今為止,描述物質內部導熱機理的物理模型有哪些?用它們可以分別描述哪些物質內部的導熱過程?1.用穩(wěn)定法平板導熱儀對某廠提供的保溫試材的導熱系數(shù)進行
29、測定,試驗時從低溫開始,依次在6個不同溫度下測得6個導熱系數(shù)值。這些數(shù)據(jù)表明該材料的導熱系數(shù)隨溫度升高而下降,這一規(guī)律與絕熱保溫材料的導熱機理不符,經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)實驗裝置有問題,試分析問題可能出在哪里?在超低溫工程中要使用導熱系數(shù)很低的超級保溫材料。如果要你去研制一種這樣的新保溫材料,試從導熱機理出發(fā)設計一種超級保溫材料,列出你為降低導熱系數(shù)采取了哪些措施?并解釋其物理原因?試對比分析在氣體中由分子熱運動產生的熱量遷移與在金屬中自由電子熱運動產生的能量遷移這兩個物理模型的共同點和差異之處。在任意直角坐標系下,對于以下兩種關于第三類邊界條件的表達形式,你認為哪個對哪個不對,或者無法判別?陳述你的判
30、斷和理由。-吃=h(Tf-匚。)-吃=h(Tx=0-Tf)CXx=0CXx=0一維常物性穩(wěn)態(tài)導熱中,溫度分布與導熱系數(shù)無關的條件有哪些?發(fā)生在一個短圓柱中的導熱問題,在哪些情況下可以按一維導熱問題來處理?擴展表面中的導熱問題可以按一維處理的條件什么?有人認為,只要擴展表面細長,就可以按一維問題處理,你同意這種觀點嗎?某材料導熱系數(shù)與溫度的關系為X=X0(1+bT2),式中X0,b為常數(shù),若用這種材料制成平板,試求其單位面積的熱阻表達式。對于如圖所示的兩種水平夾層,試分析冷、熱表面間熱量交換的方式有何不同?如果要通過實驗來測定夾層中流體的導熱系數(shù),應采用哪一種布置?12.13.14.15.16.
31、17.18.19.20.21.22.23.熱面(a)夾層冷面在下zrzrz/;JJ7J匸;ffffff/z/冷面(b)夾層熱面在下在測量金屬導熱系數(shù)的實驗中,為什么通常把試件制作成細而長的棒?高溫下氣體導熱系數(shù)的測定有何困難?在實際中能否用常溫下的數(shù)據(jù)來替代?肋化系數(shù),肋效率和肋壁效率是如何定義的?在選用和設計肋片時它們有何用途?有兩根材料不同,厚度均為25的等截面直肋A和B,處于相同的換熱環(huán)境中,肋基溫度均為T0,肋端絕熱,它們的表面均被溫度為Tf、對流換熱系數(shù)h為常數(shù)的流體所冷卻,且5.認0.048m。)wm外徑為250mm的鋼管,若在其外表面包以6.5mm石棉(入=0.166W/(mK)
32、,再在其外包以25mm的玻璃纖維(入2=0.043W/(mK),玻璃纖維外表面溫度為38C,鋼管溫度為315C,求單位長度鋼管的熱損失和兩保溫層界面的溫度。(提示:這是一個一維通過雙層圓筒壁的導熱問題。答案:ql=399.8W/m,t=295.6C。由于鋼管的管徑比較大,保溫層厚度相對較薄,可忽略管徑曲率的影響,wm若用平壁公式計算,則答案為g=394.8W/m,twm=297.5C,熱流密度的誤差為-1.25,壁溫的誤差為+0.0064,由此可見,用平壁公式計算圓筒壁的導熱問題,要求管徑足夠大或d外/d內0.011m,q=189.2W/m2;=283.8kW。)某熱力管道的外徑(直徑)為10
33、0mm,壁溫為350C,在管道外包有一層50mm厚、導熱系數(shù)為0.05W/(mK)的微孔硅酸鈣制品作為保溫材料,現(xiàn)測得保溫材料的外表面溫度為70C,問1000m長的管道每小時的熱損失是多少?若折合成標煤(發(fā)熱量7000kcal/kg),每年將損失多少標煤?(提示:這是一個一維穩(wěn)態(tài)通過單層圓筒壁的導熱問題。答案:=4.57X105kJ/h,熱損失折合標煤1366噸/年。)外徑(直徑)為100mm、壁溫為350C的某熱力管道,為了降低其散熱損失,需要重新進行保溫設計,設計要求保溫層外表面溫度不超過50C,散熱量按標煤(發(fā)熱量7000kcal/kg)計算,每公里長管道熱損失不超過每年100噸標煤的發(fā)
34、熱量,保溫材料采用導熱系數(shù)為0.048W/(mK)的微孔硅酸鈣制品,問需要保溫層的厚度是多少?(提示:這是一個一維穩(wěn)態(tài)通過單層圓筒壁的導熱問題。答案:保溫層厚度至少82.4mm。對于某一大平壁,有三種保溫方案可以選擇:采用三層材料保溫:50mm厚的膨脹珍珠巖,導熱系數(shù)為0.08W/(mK),20mm厚的粉煤灰磚,導熱系數(shù)0.22W/(m.K),5mm厚的水泥,導熱系數(shù)為0.8W/(mK);采用兩層材料保溫:60mm厚的礦渣棉,導熱系數(shù)為0.06W/(mK),15mm厚的混凝土板,導熱系數(shù)為0.79W/(m.K);三層材料保溫:25mm的輕質耐火磚,導熱系數(shù)為0.3W/(m.K),30mm厚的玻
35、璃棉氈,導熱系數(shù)0.04W/(m.K),20mm厚的紅磚,導熱系數(shù)為0.49W/(m.K)。問單純從減少熱損失的角度分析,采用哪種方案最好?(提示:這是一個計算多層平壁導熱熱阻的問題,導熱熱阻越大,其熱損失越小。答案:這三種方案中,采用第二種方案的散熱損失最少。)一外徑為25mm的碳鋼管外裝有高為12.5mm、厚1mm的等厚度環(huán)肋(碳鋼制,導熱系數(shù)取45W/(mK),肋片間距為5mm,肋片與管外流體的對流傳熱系數(shù)為55W/(m2.K),問:環(huán)肋的肋效率為多少?若管長為1m,相當于整根管子肋側傳熱面積,其總面積肋效率又為多少?加肋前后傳熱面積增大了幾倍?(提示:這是一個計算等厚度環(huán)肋的肋效率的問
36、題,可通過查肋效率圖得到肋片效率,再計算相對于總換熱面積的總面積肋效率(等于肋片換熱面積乘肋片效率加上肋基光壁面積,除以管子的總換熱面積)。答案:(1)nf=76%,(2)n0=78.2%;(3)加肋前后換熱面積增大了8.7倍。)已知外徑為25mm的碳鋼管外裝有高為12.5mm、厚1mm、肋效率為76%的等厚度環(huán)肋,肋片間距為5mm,肋片與管外流體的對流傳熱系數(shù)為55W/(m2.C),管壁溫度為150C,管外流體溫度為300C,問:每米長管子的傳熱量為多少?與光管相比傳熱量增大了幾倍?(提示:這是一個計算等厚度環(huán)肋肋管總換熱量的問題,可以將肋片換熱量與肋基光壁的換熱量分別計算相加得到總換熱量,
37、也可通過計算總面積肋效率后得到總換熱量,這兩種方法的結果是一樣的,后者常用于計算通過肋壁的傳熱中。答案:(1)4405kW/m;(2)換熱量與末加肋前相比增大了68倍。)外直徑為50mm的蒸汽管道外表面溫度為400C,其外包裹有厚度為40mm,導熱系數(shù)為W/(mK)的礦渣棉,礦渣棉外又包有厚為45mm的煤灰泡沫磚,其導熱系數(shù)與磚層平均溫度的關系為:X=0.099+0.0002T。煤灰泡沫磚外表面溫度為50C,已知煤灰泡沫磚最高耐溫為300C,試檢查煤灰泡沫磚的溫度有無超過最高溫度?并求單位管長的熱損失。輸電的導線可以看作為有內熱源的無限長圓柱體。假設圓柱體壁面有均勻恒定的溫度T,內熱源q和導熱
38、系數(shù)為常數(shù),圓柱體半徑為r.。試求在穩(wěn)態(tài)條件下圓柱體內的溫WV0度分布。一根圓截面的不銹鋼肋片,導熱系數(shù)九=20W/(mK),直徑d為20mm,長度1為100mm,肋基溫度為300C,周圍流體溫度為50C,對流換熱系數(shù)為h=10W/(m2k),肋尖端面是絕熱的。試求:肋片的傳熱量,肋端溫度,不用肋片時肋基壁面的傳熱量,用導熱系數(shù)為無限大的假想肋片代替不銹鋼肋片時的傳熱量。噴氣渦輪發(fā)動機最后幾個透平級中之一的一個靜止葉片,葉片高75mm,橫截面積A為160mm2,周長P為50mm。除葉片的底表面,即葉片和透平連接的葉片根部外,葉片整個表面上流過540C的氣體。氣體和葉片表面之間的平均對流換熱系數(shù)
39、約為460W/m2K,葉片材料的導熱系數(shù)為170W/mK。假設允許作準一維分析,要使葉片端部溫度不超過480C,試計算葉片根部必須保持的溫度。外徑40mm的管道,壁溫為120Cmm,高20mm,肋的導熱系數(shù)為95W/mK,周圍介質溫度為20C,對流換熱系數(shù)為20W/m2K,求每米管長散熱量。如圖所示是平板式太陽能熱水器的一種簡單的吸熱板結構,吸熱板面向太陽的一面涂有一層對太陽輻射吸收率很高的材料,吸熱板的背面設置了一組平行的管子,其內通以冷卻水以吸收太陽輻射,管子之間則充滿絕熱材料。吸熱板的正面在接受太陽輻射的同時受到環(huán)境的冷卻。設凈吸收的太陽輻射為q,表面對流換熱系數(shù)為h,空氣溫度為T,rg
40、管子與吸熱板結合處的溫度為T0,試寫出確定吸熱板中溫度分布的數(shù)學描寫并求解之。吸熱板示意圖分析:(1)簡化,兩根管子的溫度一致,取s/2吸熱平板作為研究對象T。ti;20(2)吸熱板背面絕熱,相當于對稱面川ttttttt(3)建立數(shù)學模型s/2竺+紅=0dx2Xq=型=嘰-+qrp必一hP(T_t亠)vdVAdxAgh在模擬渦輪葉片前緣沖擊冷卻試驗中,用溫度為20C的冷空氣沖擊300C的鋁制模型試件。試件幾何尺寸如圖所示:沖擊表面積為6x10-3m2,體積為3x10-5m3,冷吹風1分鐘后,試件溫度為60C,試問對流換熱系數(shù)為多少?已知鋁的導熱系數(shù)九=200W/(mK);比熱容c=0.9KJ/
41、(KgK);密度p=2700Kg/m3。有一電烙鐵通電之后,加在電阻絲上的功率為Q0,一方面使烙鐵頭的內能增加,另一方面通過烙鐵頭表面向外對流換熱。如果烙鐵頭可看成是一個集總熱容體,其物性參數(shù)為已知,環(huán)境溫度及對流換熱系數(shù)為常數(shù),試分析烙鐵頭的溫度隨時間變化的函數(shù)關系。直徑12cm的鐵球(九=52W/(mK);a=1.7x10-5m2/s)在對流換熱系數(shù)h=75W/(m2K)的油池內冷卻42分鐘,若對直徑為30cm的不銹鋼球(九=14W/(mK);a=3.9x10-6m2/s)實現(xiàn)相似冷卻過程需多少時間?對流換熱系數(shù)為多少?一臺輸出功率為750W用于水中工作的電阻加熱器,總的暴露面積為2,在水
42、中的表面對流換熱系數(shù)為h=200W/(m2K),水溫為37C。試確定(1)在設計工況下加熱器的表面溫度;(2)如果放置在37C的空氣中,表面對流換熱系數(shù)變?yōu)閔=8W/(m2K),此時的穩(wěn)態(tài)表面溫度如何變化。解:取整個加熱器作為控制體,由于處于穩(wěn)定狀態(tài),故控制體內儲存能量的變化為零。0+750=hA(Tw-Tf)T=63.78CWTW=919.35C討論本例題得到的是一個代數(shù)方程式。運用控制體的概念來進行數(shù)學建模在以后的學習中可以進一步領會。一根外徑為,壁厚為3mm,長為10m的圓管,入口溫度為80C的水以的平均速度在管內流動,管道外部橫向流過溫度為20C的空氣,實驗測得管道外壁面的平均溫度為7
43、5C,水的出口溫度為78C。已知水的定壓比熱為4187J/(kgK),密度為980kg/m3,試確定空氣與管道之間的對流換熱系數(shù)。解:根據(jù)熱量傳遞過程中能量守恒的定理,管內水的散熱量必然等于管道外壁與空氣之間的對流換熱量管內水的散熱量為Q=PuAcp(TiTt)cPinout兀兀C兀式中A為管道流通截面積,A=d2=(d026)2=(0.32x0.003)2=0.0679m2cc4i404Q=980 x0.1x0.0679x4187x(8078)=55722.27W管道外壁與空氣之間的對流換熱量為Q=hA(TWTf)=nd01(TWTf)h=nx0.3x10 x(7520)=518.1h(W)
44、管內水的散熱量等于管道外壁與空氣之間的對流換熱量518.1h=55722.27h=107.55W/(m2K)10cm厚的平板兩側面分別保持為100C和0C,導熱系數(shù)按照九=人(1+bT)關系隨溫度變化。在T=0C時,九=50W/(mK),T=100C時,九=100W/(mK),求熱流密度和溫度分布。解:由題意知,7;=0C時,九1=50W伽K);T2=100C時九2=50W/(mK)可以解出,九0=50W/(mK),b=C由導熱微分方程止(X遼=0dx(dx丿550.01T2q=XB5BA5BBAx討論上述溫度分布結果定性示于圖??梢姰攲嵯禂?shù)不為常數(shù)時,平壁內的溫度不再呈線性分布。讀者可思考
45、一下,如果bR,這樣導致肋片產生絕熱效應而不是增大散熱量的有利作用。例如,敷設由石棉構成的ba相當厚的肋片就有這樣的作用,因石棉的導熱系數(shù)很小而使R足夠大。有肋片時的散熱量為hm入+th(mL)1+th(mL)Qf=lm(Tw-Tf)皿=5h(T-Tf)hhwfh1+th(mL)1+th(mL)TOC o 1-5 h zm九m九式中,5h(Tw-Tf)=0對,為未加肋片的基部表面散熱量。m九|2h九:2九九1由h九5hh5h(5/2)一Bi1+th(mL)得到養(yǎng)-笛Qnf1+IBith(mL)q1+th(mL)當空B1時,敷設肋片將起到增加傳熱的有利作用。解不等式,得到Qnf1+%Bith(m
46、L)Bi1討論:在有肋片的設計中,當全部因素都加以考慮時,一般只有在下列條件下肋片的應用才是合理的。Bi0.25【例題10】一無限大平板,熱擴散系數(shù)a-1.8x10-6m2/s,厚度為25mm,具有均勻初始溫度150C。若突然把表面溫度降到30C,試計算1分鐘后平板中間的溫度(假設物體表面對流換熱熱阻與物體內的導熱熱阻相比可以忽略,即Bi1)。解:本問題的完整數(shù)學描寫如下:16T_a2ta5x2引入過余溫度9_T-Tf,上式變?yōu)?a紿a6r6x2t_0時,在0 x0時,在x_0處9_0t0時,在x_28處9_0運用分離變量法,可得到最終的級數(shù)解為nx、2n_1,3,54a1-(產aT.nxxZ
47、e28sinxn28n_1對于本例題,將以下數(shù)據(jù)a_1.8x10-6m2/s,28_0.025m,t_60sT_150C,T_T_30C,x_8_0.0125mifw代入上式,若只取前面非零的四項(n_1,3,5,7)計算,得T-T4f_(0.181777.22x10-8+6.15x10-205.21x10-37)_0.2314T-Txif由此求得在1分鐘后,平板中間溫度為T_0.2314(T.Tf)+Tf_0.2314(15030)+30_57.8C討論:一般以Fo為界,判斷非穩(wěn)態(tài)導熱過程進入正規(guī)狀況階段。此時無窮級數(shù)的解可以用第一項來近似地代替,所得的物體中心溫度與采用完整級數(shù)計算得到的值
48、的差別基本能控制在1%以內。本例題中Fo=0.69,可以看出,級數(shù)的第一項較后幾項高出多個數(shù)量級。兩一塊厚度均為30mm的無限大平板,初始溫度為20C,分別用銅和鋼制成。平板兩側表面的溫度突然上升到60C,試計算使兩板中心溫度均上升到56C時兩板所需的時間比。銅和鋼的熱擴散系數(shù)分別為103x10-6m2/s和12.9x10-6m2/s。解:一維非穩(wěn)態(tài)無限大平板的溫度分布有如如下函數(shù)形式_f(Bi,Fo,)9.8兩塊不同材料的無限大平板,均處于第一類邊界條件(BiT8)。由題意,兩種材料達到同樣工況時,Bi數(shù)和x/8相同,要使溫度分布相同,則只需Fo數(shù)相等。(Fo)銅_(Fo)鋼_0.12530
49、.測量氣流溫度的熱電偶,其結點可視為球體,結點與氣流之間的對流換熱系數(shù)h_400W/(m2K),結點的熱物性:九=20W/(mK);比熱容c=400J/(kgK);密度p=8500kg/m3,試求:?把熱電偶從25C的環(huán)境放入200C的氣流中要多長時間才能到達199C?A_xd2,V_解:首先計算結點直徑,并檢查Bi數(shù)值。對球形結點Tc勒chApcdh6得驗證6hTcpc6x400 x18500 x4007.06x10-40.71mmahlBlI九400 x7.06x10-4/6202.53x10-490)時,凝結液在壁面上形成許多液滴,而不形成連續(xù)的液膜。膜狀凝結:當液體能潤濕壁面時,凝結液
50、和壁面的潤濕角(液體與壁面交界處的切面經(jīng)液體到壁面的交角)990,凝結液在壁面上形成一層完整的液膜。核態(tài)沸騰:在加熱面上產生汽泡,換熱溫差小,且產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。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,但由于蒸汽的導熱系數(shù)遠小于液體的導熱系數(shù),因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降二、填空題影響自然對流傳熱系數(shù)的主要因素有:、。(流動起因,流動速度,流體有無相變,壁面的幾何形狀、大小和位置,流體的熱物理性質)速度邊界層是指(在流場中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。)溫度邊界層是指(在流體溫度場
51、中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。)TOC o 1-5 h z流體剛剛流入恒壁溫的管道作層流傳熱時,其局部對流傳熱系數(shù)沿管長逐y,這是由于。(減小,邊界層厚度沿管長逐漸增厚)溫度邊界層越對流傳熱系數(shù)越小,強化傳熱應使溫度邊界層越。(厚,簿)流體流過彎曲的管道或螺旋管時,對流傳熱系數(shù)會,這是由于。(增大,離心力的作用產生了二次環(huán)流增強了擾動)流體橫掠管束時,一般情況下,布置的平均對流傳熱系數(shù)要比布置時高。(叉排,順排)管外流動傳熱,有縱向沖刷和橫向沖刷之分,在其他條件相同時,以向沖刷方向傳熱更為強烈。(橫向)對流傳熱微分方程式的表達式為。其中,ax是,入九fQt、At6丿y=0是,At是,是。局
52、部換熱系數(shù),流體導熱系數(shù),主流流體溫度與壁溫之差,貼壁處流體的法向溫度變化率)純凈飽和蒸氣膜狀凝結的主要熱阻。(液膜的導熱熱阻)大容器飽和沸騰曲線可分為、四個區(qū)域,其中具有溫差小、熱流大的傳熱特點。(自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰,核態(tài)沸騰)雷諾比擬采用模型,其結果在Pr=條件下與實驗解相吻合.(單層,1)TOC o 1-5 h z沸騰的臨界熱通量是指。(當壁面過熱度大到某一程度時,汽泡來不及脫離加熱面而開始連成不穩(wěn)定的汽膜,即由核態(tài)沸騰開始向膜態(tài)沸騰過渡,出現(xiàn)臨界點的熱流密度)格拉曉夫準則的物理意;表達式Gr=。gaAtl3(流體流動時浮升力與粘滯力之比的無量綱量,一-)V2減小管內
53、湍流對流傳熱熱阻的方法有、。(增加流速,采用短管。改變流體物性,增加換熱面積,擾流,采用導熱系數(shù)大的流體用小管徑等)反映對流傳熱強度的準則稱為準則。(努塞爾)普朗特準則Pr的數(shù)學表達式為,它表征了的相對大小。(v/a,動量傳遞與熱量傳遞)管內充分發(fā)展湍流的傳熱系數(shù)與平均流速U的次方成比.,與內徑D的次方成比。(0.8,正,0.2,反)大空間自然對流處于湍流狀態(tài)時有自模化特征,此時傳熱系數(shù)與無關。(尺寸)自然對流傳熱條件下發(fā)生關于特征尺度L的自模化現(xiàn)象.。(湍流)在蒸汽的凝結過程中,凝結的傳熱系數(shù)大于凝結。(珠狀,膜狀)自然對流傳熱是指。(流體在浮升力作用下的對流傳熱)管槽內對流傳熱的入口效應是
54、指。(流體入口段由于熱邊界層較薄而具有較高的對流傳熱系數(shù))流體在大空間沿豎壁作自然對流傳熱時,對于湍流工況,其對流傳熱系數(shù)正比于豎壁高度的次方。(0)大容器沸騰曲線分為、四個區(qū)段。(自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰)三、選擇題下列各參數(shù)中,屬于物性參數(shù)的是1)傳熱系數(shù)K2)吸收率a3)普朗特數(shù)丹4)傳熱系數(shù)h流體純自然對流傳熱的準則方程可寫成(1)Nu=f(Re,Pr)(2)Nu=f(GrP、Nu=f(Re,Gr,Pr)(4)Nu=f(Bi,Fo)流體掠過平板對流傳熱時,在下列邊界層各區(qū)中,溫度降主要發(fā)生在:主流區(qū)(2)湍流邊界層層流底層緩沖區(qū)(5)湍流核心區(qū)空氣自然對流傳熱系數(shù)與強迫對
55、流時的對流傳熱系數(shù)相比:(Z)要小的多(2)要大得多(3)十分接近(4)不可比較沸騰的臨界熱流量qc是:從過冷沸騰過渡到飽和沸騰的轉折點從自由流動過渡到核態(tài)沸騰的轉折點從核態(tài)沸騰過渡到膜態(tài)沸騰的轉折點從不穩(wěn)定膜態(tài)沸騰過渡到穩(wěn)定膜態(tài)沸騰的轉折點流體在大空間沿豎壁自然對流傳熱時,在湍流狀態(tài)下;對流傳熱系數(shù)正比于豎壁高度的()(1)0次方(2)0.8次方1/4次方1/3次方7液體沸騰時,汽泡內的壓力大于汽泡外液體的壓力,主要由于下列哪個因素造成的?傳熱溫差(2.)表面張力(3)浮升力(4)重力定型準則是指:(1)包含定型尺寸的準則(2)全部由已知量構成的準則(3)含有待求量的準則(4)待定準則工程中
56、,較為常用的沸騰工況是指:(1)膜態(tài)沸騰(2)核態(tài)沸騰(3)自然對流沸騰(4)以上都不是下述哪種手段對提高對流傳熱系數(shù)無效?(1)提高流速(2)增大管徑(3)采用入口效應(4)采用導熱系數(shù)大的流體3,比熱為1.02kJ/(kgK),導熱系數(shù)為0.025W/(mX10-6m2/s,其Pr(普朗特)準則數(shù)為多少?()Nu(努謝爾特)準則反映:()(1)慣性力和粘滯力的相對大小(2)對流傳熱強度(3)浮升力和粘滯力的相對大小(4)導熱能力大小描述浮升力與黏滯力的相對大小的準則數(shù)稱為:Re(2)Gr(3)Pr(4)Ra當管長遠大于管徑時,圓管橫向布置時的管外膜狀凝結傳熱系數(shù)與豎放時相比如何?1)橫放時
57、大2)兩者差不多3)豎放時大4)無法比較gaAtl3無量綱組合dr稱為什么準則?V2雷諾Re(2)普朗特Pr(3)努謝爾特Nu“)格拉曉夫Gr判斷管內湍流強制對流是否需要進行人口效應修正的依據(jù)是什么?l/d270(2)Re三104(3)Ud50(4)l/d104對流傳熱以作為基本計算式。(1)傅里葉定律(2)牛頓冷卻公式(3)普朗克定律(4)歐姆定律從傳熱角度看,下面幾種冷卻方式中,哪種方式的冷卻效果會最好?(1)水冷(2)氫冷(3)氣冷(4)水沸騰冷卻相變傳熱的特征為。(1)工質比體積變化較大(2)汽化潛熱(1)+(2)(4)工質比體積較大冷卻液潤濕壁面的能力取決于。(1)液體的表面張力液體
58、與壁面間的附著力(3)(1)+(2)(4)(1)或在飽和沸騰時,隨著的增高,將會出現(xiàn)個換熱規(guī)律全然不同的區(qū)域。(1)壁面過熱度,4(2)壁面過熱度,6(3)熱流密度,4(4)熱流密度,6對流傳熱微分方程組共有幾類方程?(1)2(2)34(4)5凝結液能很好的潤濕壁面,形成完整的膜向下流動,稱為。(1)凝結膜狀凝結(3)珠狀凝結(4)穩(wěn)態(tài)凝結下列哪個不是影響對流傳熱的主要因素?流動起因;tw;5(4)換熱面的幾何形狀。對于Pr數(shù),下列說法哪個是錯誤的?它是動力粘度與熱擴散率的比值;它是研究對流傳熱最常用的重要準則;對于層流流動,當Pr=1時,5=5t;它反映了流體中熱量擴散和動量擴散的相對程度。
59、自由對流傳熱的流態(tài)主要取決于的數(shù)值。TOC o 1-5 h zPr(2)Fo(3)Re“心如果流體的流動是由流體內部溫差產生的密度差引起的,稱。(1)強迫對流(2.)自由運動(3)湍流對流(4)層流對流對流傳熱微分方程組包括。I、付立葉定律II、對流傳熱微分方程III、基爾霍夫定律W、連續(xù)性方程V、動量微分方程、能量微分方程(1)IIIIIWV(2)IIIIIIW(3)IIWVWIIIWVWNum其特征溫度為。(1)流體溫度平均溫度(3)壁面溫度(4)不定當流體外掠圓管時,10vRe50(或60)時,短管的上述影響可忽略不計,當l/d5X105),特征尺寸為流體經(jīng)過的板長(順著來流方向的長度)
60、,定性溫度為tm=(t+tw)/2o(提示:這是一個流體通過平面的對流換熱問題,可以通過計算雷諾數(shù)Re來判斷用上述哪一個公式計算。得到努謝爾特數(shù)Nu后可得到流過平板的對流換熱系數(shù),再根據(jù)牛頓冷卻公式得到換熱量。答案:選用湍流公式,被風帶走的熱量為2.23kWo)一空氣預熱器中,煙氣在直圓管內流過,管內徑d=45mm,管長1.5m,煙氣流速12m/s,平均煙氣溫度300C,管壁溫度150C,試求單管的對流傳熱量.(提示:這是一個煙氣在圓管內強制對流換熱問題。答案:單管的對流換熱量為2.21kWo)有一套管式給水預熱器,內管的外徑為d=12mm,外管的內徑d2=18mm,管長為0.5m。給水在套管
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