傳熱學期末考試試題

傳熱學（一）第一部分選擇題?

單項選擇題（本大題共10小題，每題2分，共20分）在每題列出的四個選項中只有一種選項是符合題目規(guī)定的，請將對的選項前的字母填在題后的括號內。1.在穩(wěn)態(tài)導熱中,決定物體內溫度分布的是(B)

A.導溫系數(shù)B.導熱系數(shù)

C.傳熱系數(shù)D.密度2.下列哪個準則數(shù)反應了流體物性對對流換熱的影響?(C)

A.雷諾數(shù)B.雷利數(shù)C.普朗特數(shù)D.努謝爾特數(shù)3.單位面積的導熱熱阻單位為(B)

A.B.C.D.4.絕大多數(shù)狀況下強制對流時的對流換熱系數(shù)(C)自然對流。

A.不不小于B.等于C.不小于D.無法比較5.對流換熱系數(shù)為100、溫度為20℃的空氣流經(jīng)50℃的壁面，其對流換熱的熱流密度為（D）

A.B.

C.D.6.流體分別在較長的粗管和細管內作強制紊流對流換熱，假如流速等條件相似，則（C）

A.粗管和細管的相似B.粗管內的大

C.細管內的大D.無法比較7.在相似的進出口溫度條件下，逆流和順流的平均溫差的關系為（A）

A.逆流不小于順流B.順流不小于逆流

C.兩者相等D.無法比較8.單位時間內離開單位表面積的總輻射能為該表面的（A）

A.有效輻射B.輻射力

C.反射輻射D.黑度9.（D）是在相似溫度條件下輻射能力最強的物體。

A.灰體B.磨光玻璃

C.涂料D.黑體10.減弱輻射換熱的有效措施是加遮熱板，而遮熱板表面的黑度應（B）

A.大一點好B.小一點好

C.大、小都同樣D.無法判斷第二部分非選擇題?

填空題（本大題共10小題，每題2分，共20分）11.假如溫度場隨時間變化，則為。非穩(wěn)態(tài)溫度場12.一般來說，紊流時的對流換熱強度要比層流時。強13.導熱微分方程式的重要作用是確定。導熱體內溫度分布14.當d50時，要考慮入口段對整個管道平均對流換熱系數(shù)的影響。不不小于1515.一般來說，順排管束的平均對流換熱系數(shù)要比叉排時。小16.膜狀凝結時對流換熱系數(shù)珠狀凝結。不不小于17.普朗克定律揭示了按波長和溫度的分布規(guī)律。黑體單色輻射力18.角系數(shù)僅與原因有關。幾何19.已知某大平壁的厚度為15mm，材料導熱系數(shù)為0.15，壁面兩側的溫度差為150℃，則通過該平壁導熱的熱流密度為。1500W/m220.已知某流體流過固體壁面時被加熱，并且，流體平均溫度為40℃，則壁面溫度為。80?

名詞解釋（本大題共5小題，每題4分，共20分）21.導熱基本定律:導熱基本定律:當導熱體中進行純導熱時,通過導熱面的熱流密度,其值與該處溫度梯度的絕對值成正比,而方向與溫度梯度相反。22.非穩(wěn)態(tài)導熱:導熱基本定律:當導熱體中進行純導熱時,通過導熱面的熱流密度,其值與該處溫度梯度的絕對值成正比,而方向與溫度梯度相反。23.凝結換熱:蒸汽同低于其飽和溫度的冷壁面接觸時,蒸汽就會在壁面上發(fā)生凝結過程成為流液體。24.黑度:物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比。25.有效輻射:單位時間內離開單位表面積的總輻射能。?

簡答題(本大題共2小題,每題8分,共16分)26.簡述非穩(wěn)態(tài)導熱的基本特點。（1）伴隨導熱過程的進行,導熱體內溫度不停變化,好象溫度會從物體的一部分逐漸向另一部分轉播同樣,習慣上稱為導溫現(xiàn)象。這在穩(wěn)態(tài)導熱中是不存在的。

（2）非穩(wěn)態(tài)導熱過程中導熱體自身參與吸熱（或放熱），即導熱體有儲熱現(xiàn)象，因此雖然對通過平壁的非穩(wěn)態(tài)導熱來說，在與熱流方向相垂直的不一樣截面上的熱流量也是到處不等的，而在一維穩(wěn)態(tài)導熱中通過各層的熱流量是相等的。

（3）非穩(wěn)態(tài)導熱過程中的溫度梯度及兩側壁溫差遠不小于穩(wěn)態(tài)導熱。27.什么是臨界熱絕緣直徑？平壁外和圓管外敷設保溫材料與否一定能起到保溫的作用，為何？（1）對應于總熱阻為極小值時的隔熱層外徑稱為臨界熱絕緣直徑。

（2）平壁外敷設保溫材料一定能起到保溫的作用，由于增長了一項導熱熱阻，從而增大了總熱阻，到達減弱傳熱的目的。

（3）圓筒壁外敷設保溫材料不一定能起到保溫的作用，雖然增長了一項熱阻，但外壁的換熱熱阻隨之減小，因此總熱阻有也許減小，也有也許增大。?

計算題（本大題共2小題，每題12分，共24分）28.一內徑為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熱系數(shù)分別為48和0.1，鋼管內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。解：已知d1=300mmd2=300+2×10=320mmd3=320+2×20=360mmm

tw1=220℃tw2=40℃

=9591.226W29.一內徑為75mm、壁厚2.5mm的熱水管，管壁材料的導熱系數(shù)為60，管內熱水溫度為90℃，管外空氣溫度為20℃。管內外的換熱系數(shù)分別為和。試求該熱水管單位長度的散熱量。解：已知d1=75mm=0.075md2=75+2×2.5=80mm=0.08mtf1=90℃tf2

=20℃

=572.2W/m傳熱學（二）第一部分選擇題一、單項選擇題（本大題共10小題，每題2分，共20分）在每題列出的四個選項中只有一種選項是符合題目規(guī)定的，請將對的選項前的字母填在題后的括號內。1．對于過熱器中：高溫煙氣→外壁→內壁→過熱的傳熱過程次序為（A）

A．復合換熱、導熱、對流換熱

B．導熱、對流換熱、復合換熱

C．對流換熱、復合換熱、導熱

D．復合換熱、對流換熱、導熱2．溫度對輻射換熱的影響對對流換熱的影響。（B）

A．等于B．不小于C．不不小于D．也許不小于、不不小于3．對充換熱系數(shù)為1000W/(m2·K)、溫度為77℃的水流經(jīng)27℃的壁面，其對流換熱的熱流密度為（D）

A．8×104W/m2B．6×104W/m2C．7×104W/m2D．5×104W/m24．流體流過管內進行對流換熱時，當l/d時，要進行入口效應的修正。（C）

A．＞50B．＝80C．＜50D．＝1005．爐墻內壁到外壁的熱傳遞過程為（D）

A．熱對流B．復合換熱C．對流換熱D．導熱6．下述哪個參數(shù)表達傳熱過程的強烈程度？（A）

A．kB．λC．αcD．α7．雷諾準則反應了的對比關系？（B）

A．重力和慣性力B．慣性和粘性力

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？C

A．磨光的銀B．無光澤的黃銅

C．多種顏色的油漆D．粗糙的沿9．在熱平衡的條件下，任何物體對黑體輻射的吸取率同溫度下該物體的黑度。（C）

A．不小于B．不不小于C．恒等于D．無法比較10．五種具有實際意義的換熱過程為：導熱、對流換熱、復合換熱、傳熱過程和（A）

A．輻射換熱B．熱輻射C．熱對流D．無法確定第二部分非選擇題二、填空題（本大題共10小題，每題2分，共20分）11．已知某大平壁的厚度為10mm，材料導熱系數(shù)為45W/(m·K)，則通過該平壁單位導熱面積的導熱熱阻為。2.22×10－4（m2·k）/W（若沒寫單位，扣0.5分。）12．已知某換熱壁面的污垢熱阻為0.0003（m2·K），若該換熱壁面剛投入運行時的傳熱系數(shù)為340W（m2·K），則該換熱壁面有污垢時的傳熱系數(shù)為。308.5W/（m2·k）[或309W/（m2·k）或308W/（m2·k）]（若不寫單位，扣0.5分）13．采用小管徑的管子是對流換熱的一種措施。強化14．壁溫靠近換熱系數(shù)一側流體的溫度。較大15．研究對流換熱的重要任務是求解，進而確定對流換熱的熱流量。對流換熱系數(shù)（或αc均可）16．熱對流時，能量與同步轉移。質量（物質）17．導熱系數(shù)的大小表征物質能力的強弱。導熱18．一般狀況下氣體的對流換熱系數(shù)液體的對流換熱系數(shù)。不不小于19．在一定的進出口溫度條件下，的平均溫差最大。逆流20．是在相似溫度下輻射能力最強的物體。黑體三、名詞解釋（本大題共5小題，每題4分，共20分）21．穩(wěn)態(tài)導熱：發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場內的導熱過程稱為穩(wěn)態(tài)導熱。

（或：物體中的溫度分布不隨時間而變化的導熱稱為穩(wěn)態(tài)導熱。）22．穩(wěn)態(tài)溫度場：溫度場內各點的溫度不隨時間變化。（或溫度場不隨時間變化。）23．熱對流：依托流體各部分之間的宏觀運行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)象。24．傳熱過程：熱量由固體壁面一側的熱流體通過固體壁面?zhèn)鬟f給另一側冷流體的過程。25．肋壁總效率：肋側表面總的實際散熱量與肋壁測溫度均為肋基溫度的理想散熱量之比四、簡答題（本大題共2小題，每題8分，共16分）26．不凝結氣體含量怎樣影響了蒸汽凝結時的對流換熱系數(shù)值？其影響程度怎樣？凝汽器怎樣處理這個問題？（1）因在工業(yè)凝汽器設備的凝結溫度下，蒸汽中所具有的空氣等氣體是不會凝結的，故稱這些氣體成分為不凝結氣體。當蒸汽凝結時，不凝結氣體聚積在液膜附近，形成不凝結氣體層，遠處的蒸汽在抵達液膜表面進行凝結前，必須以擴散方式穿過這個氣體層，這就使凝結換熱過程增長了一種熱阻，即氣相熱阻，因此αc減少。（3分）（2）在一般冷凝溫差下，當不凝結氣體含量為1%時，換熱系數(shù)將只達純凈蒸汽的40%左右，后果是很嚴重的。（3分，答50%左右也可）（3）這是凝汽器必須裝設抽氣器的重要原因之一。（2分）27．寫出直角坐標系中導熱微分方程的一般體現(xiàn)式，它是根據(jù)什么原理建立起來的？它在導熱問題的分析計算中有何作用？（1）直角坐標系中導熱微分方程的一般體現(xiàn)式為：（3分）（2）它是根據(jù)導熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來的。（2分）（3）作用：確定導熱體內的溫度分布（或溫度場）。（3分）五、計算題（本大題共2小題，每題12分，共24分）28．兩塊平行放置的平板1和2，有關尺寸如圖示。已知：t1=177℃、t2=27℃、ε1=0.8、ε2=0.4、X1，2＝0.2。試用網(wǎng)絡法求：?

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？（1）(3分)

(2分)

=1105.65W（1分）?

若兩表面為黑體表面，則

（3分）

（2分）

=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。29．一臺逆流式換熱器用水來冷卻潤滑油。流量為2.5kg/s的冷卻水在管內流動，其進出口溫度分別為15℃和60℃，比熱為4174J/(kg·k)；熱油進出口溫度分別為110和70，比熱為2190J/(kg·k)。傳熱系數(shù)為400W（m2·k）。試計算所需的傳熱面積。已知：qm2=2.5kg/s

?

計算平均溫差

（5分）（2）計算水所吸取的熱量（3分）（3）計算傳熱面積由得(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（三）第一部分選擇題

一、單項選擇題（本大題10小題，每題2分，共20分）在每題列出的四個選項中只有一種選項是符合題目規(guī)定的，請將對的項前的字母填在題后的括號內。1.在鍋爐的爐墻中：煙氣內壁外壁大氣的熱過和序為:【A】

A.輻射換熱,導熱,復合換熱

B.導熱，對流換熱，輻射換熱

C.對流換熱淚盈眶，復合換熱，導熱

D.復合換熱，對流換熱，導熱2.由表面1和表面2構成的封閉系統(tǒng)中：X1,2__C___X2,1。

A.等于B.不不小于C.也許不小于，等于，不不小于D.不小于3.流體流過短管內進行對流換熱時其入口效應修正系數(shù)【B】

A.=1B.>1C.<1D.=04.在其他條件相似的狀況下,下列哪種物質的導熱能力最差?【A】

A.空氣B.水C.氫氣D.油5.下列哪種物質中不也許產(chǎn)生熱對流?D

A.空氣B.水C.油D.鋼板6.Gr準則反應了________的對比關系。D

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)7.表面輻射熱阻與________無關。D

A.表面粗糙度B.表面溫度

C.表面積D.角系數(shù)8.氣體的導熱系數(shù)隨溫度的升高而【C】

A.減小B.不變

C.套管式換熱器D.無法確定9.下列哪種設備不屬于間壁式換熱器?【D】

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.回轉式空氣預熱器10.熱傳遞的三種基本方式為【C】

A.導熱、熱對流和傳熱過熱

B.導熱、熱對流和輻射換熱

C.導熱、熱對流和熱輻射

D.導熱、輻射換熱和對流換熱第二部分非選擇題

二、填空題（本大題共10小題，每題2分，共20分）11.在一臺順流式的換熱器中，已知熱流體的進出口溫度分別為180和100，冷流體的進出口溫度分別為40和80，則對數(shù)平均溫差為___________。61.712.已知一灰體表面的溫度為127，黑度為0.5，則其車輛射力為____________。725.7613.為了到達減少壁溫的目的，肋片應裝在________一側。冷流體14.灰體就是吸取率與________無關的物體。波長15.冬季室內暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于________換熱。復合16.傳熱系數(shù)的物理意義是指_________間溫度差為１時的傳熱熱流密度。冷熱流體17.黑度是表明物體________能力強弱的一種物理量。輻射18.肋壁總效率為_______與肋壁側溫度均為肋基溫度時的理想散熱量之比。肋壁實際散熱量19.在一種傳熱過程中，當壁面兩側換熱熱阻相差較多時，增大換熱熱阻_______一側的換熱系數(shù)對于提高傳熱系數(shù)最有效。大20.１－２型管殼式換熱器型號中的“２”表達_________。管程數(shù)三、名詞解釋（本大題５小題，每題４分，共２０分）21.換熱器的效能（有效度）：換熱器的實際傳熱量與最大也許傳熱量之比22.大容器沸騰：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。23.準穩(wěn)態(tài)導熱：物體內各點溫升速度不變的導熱過程。24.黑體：吸取率等于1的物體。25.復合換熱：對流換熱與輻射換熱同步存在的綜合熱傳遞過程。四、簡答題（本大題共２小題，每題８分，共１６分）26.氣體輻射有哪些特點？（1）氣體的輻射（和吸?。ΣㄩL有強烈的選擇性，即它只能輻射和吸取某些波長范圍內的能量。

（2）氣體的輻射（和吸?。┦窃谡麄€容積中進行的。固體和液體不能穿透熱射線，因此它們的輻射（和吸取）只在表面進行。27.為何高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式？（1）由于在一定的進出口溫度條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，即采用逆流方式有助于設備的經(jīng)濟運行。

（2）但逆流式換熱器也有缺陷，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，不利于設備的安全運行。

（3）因此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。五、計算題（本大題２小題，每題１２分，共２４分）28.某爐墻由耐火磚和保溫板構成，厚度分別為200mm和80mm，導熱系數(shù)分別為0.8W/(m.K)和0.11W/(m.K)，爐墻內外側壁溫分別為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的流速在內徑為2.5cm的直管內流動，管子內表面溫度為60。C，水的平均溫度為30。管長２m。試求水所吸取的熱量。（已知30。C時,水的物性參數(shù)為：Cp=4.17KJ/(kg.K),λ=61.8×10-2W/(m.K),ρ=995.7kg/m3,μ=0.805×10-6m2/s,）Pr=5.42,水60。C時的υ=469.9×10-6kg/(m.s))。已知水在管內流動時的準則方程式為（１）Nuf=0.027Ref0.8Prf0.4ε1εR合用條件：Ref=104—1.2×105,Rrf=0.6-120,水與壁面間的換熱溫差t≤30C°（２）Nuf=0.027Ref0.2Prf1/3(μf/μw)0.11ε1εR合用條件：Ref=104~1.75×106,Prf=0.6~700,水與壁面間的換熱溫差t>３０以上兩個準則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度（μw的定性溫度為管內壁溫度）,特性尺度為管內徑。傳熱學(四)一、填空題（每題1分，共15分）1.復合表面?zhèn)鳠釋W系數(shù)，單位是。W/（m2·k）2.二維穩(wěn)態(tài)溫度場，在直角坐示系中，可表達為。t=f(x,y)3.對于一種傳熱過程，假如固體壁面兩側與流體之間的表面?zhèn)鳠釘?shù)相差比較懸殊，為增強傳熱效果，采用助壁的形式，常常裝在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的一側。較小4.非穩(wěn)態(tài)導熱過程中，稱F0為。付立葉準則5.采用集總參數(shù)法的物體，其內部溫差趨近于。06.建立有限差分離散議程的常用措施之一是用替代微商。差商7.在流場中的內存在較大的速度梯度。邊界層8.若兩現(xiàn)角的流態(tài)及換熱均，則它們的Nu必然相等。相似9.管的彎曲半徑越小，二次不流的影響就。越大10.一般工業(yè)設備中的凝結換熱形式均為。膜狀凝結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行的沸騰，稱為。大容器沸騰12.凡波長λ=0.38~0.76μm的電磁波，屬于?？梢姽?3.實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的。黑體14.在輻射換熱系統(tǒng)中稱為。便面熱阻15.由兩根同心圓管構成的間壁式換熱器稱為。套管式換熱器二、單項選擇題（每題1分，共25分。從每題的四個備選答案中，選出一種對的答案，并將對的答案的號碼寫在題背面的括號中。）16.對流換熱牛頓冷卻定律式為Φ=aA△t（W）指出其中的熱阻體現(xiàn)式是（2）

①Aa②③④a17.一般而言，金屬比非金屬（介電體）的導熱系數(shù)值是（1）

①較高的②較低的③相等的④靠近的18.當物性參數(shù)為常數(shù)且無內熱源時的導熱微分方程式可寫為（2）

①②③④19.假如溫度場不隨時間而變化，即（4）

①②③④20.在非穩(wěn)態(tài)導熱時，物體的溫度伴隨（3）

①形狀變化②重量變化③時間變化④顏色變化21.寫出的名稱（3）

①努謝爾特準則②付立葉準則③畢奧準則④普蘭特準則22.結束導熱問題數(shù)值計算迭代過程的判據(jù)之一是（3）

①②

③④①或③23.流體在泵、風機或水壓頭等作用下產(chǎn)生的流動稱為（3）

①自然對流②層流③強制對流④湍流24.普朗特準則Pr〉1時，則（1）

①δ>δ1②δ<δ1③δ≈δ1④δ/δ1025.格拉曉夫準則Gr越大，則表征（1）

①浮升力越大②粘性力越大③慣性力越大④動量越大26.當量直徑中U表達（4）

①長度②寬度③周長④潤濕周長27.橫掠單管時的對流換熱中，特性尺度?。?）

①管長L②管內徑di③管外徑di④d0-di28.水平圓筒外的自然對流換熱的特性尺度應?。?）

①圓筒的長度②圓筒外徑③圓筒內徑④圓筒壁厚度29.膜狀凝結換熱中的定性溫度?。?）

①蒸汽溫度②凝結液溫度③凝結液膜層平均溫度④飽和溫度30.飽和沸騰時，壁溫與飽和溫度之差稱為（4）

①平均溫度②絕對溫差③相對溫差④沸騰溫差31.定向輻射強度與方向無關的規(guī)律稱為（4）

①普朗克定律②四次方定律③維恩定律④蘭貝特定律32.灰體的吸取率是（3）

①1②不小于1③定值④變量33.對于灰體，吸取率愈大，其反射率（1）

①愈?、谟螈圻m中④不變34.角系數(shù)是純幾何原因，與物體的黑度（1）

①無關②有關③有較大關系④關系很大35.由輻射物體表面原因產(chǎn)生的熱阻稱為（3）

①導熱熱阻②對流熱阻③表面熱阻④空間熱阻36.二氧化碳和水蒸汽在光帶內都可以（1）

①吸取輻射②反射輻射③重輻射④不能輻射37.按傳熱系數(shù)的符號單位，從如下列舉中選擇（3）

①②③④38.管殼式換熱器歸類于（1）

①間壁式②回熱式③混合式④再生式39.在一般換熱器設計中，考慮表面污染狀況用（2）

①運用系數(shù)②污垢系數(shù)③傳熱系數(shù)④表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)40.表達A組分質量濃度的符號是（2）

①CA②A③CB④B三、名詞解釋（每題2分，共4分）41.溫度場：溫度場是指某一瞬間物體中各點溫度分布的總稱42.吸取率：外界投射到某物體表面上的輻射能，被該物體吸取的百分數(shù)。四、簡答題（每題3分，共9分）43.簡述物性參數(shù)導熱系數(shù)和粘度對表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。（1）導熱系數(shù)大，則流體內部、流體與壁面間的導熱熱阻小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就大。

（2）粘度大，流速就低，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就小。44.蒸汽凝結換熱中有不凝結氣體存在時，對凝結換熱有什么影響？形成氣體熱阻，使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大減少。45.角系數(shù)有哪些特性？（1）角系數(shù)的相對性（2分）

（2）角系數(shù)的完整性（1分）

（3）角系數(shù)的可加性（1分）五、計算題（每題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tf=100℃,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)W/（m2·k）。當處在穩(wěn)態(tài)時，試確定平壁材料的導熱系數(shù)。由（3分）

得（2分）47.壓縮空氣在中間冷卻器的管外橫掠流過，a0=90W/(m2·k)，冷卻水在管內流過a1=6000W/(m2·k)。冷卻管是外徑為16mm，厚1.5mm的黃銅管。求：

1）此時的傳熱系數(shù)；

2）若管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增長一倍，傳熱系數(shù)有何變化；

3）若管內表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增長一倍，傳熱系數(shù)又作何變化。.1）對