传热
一、填空题
1. 传热的基本方式有_______、_______和_______三种。
2. 导热系数的物理意义是_______，它的单位是_______。
3. 各种物体的导热系数大小顺序为_______。
4. 牛顿冷却定律表达式为_______，其中温度差代表_______。
5. 对流传热系数的主要影响因素有_______、_______、_______。
6. 当流体在管内呈湍流动时，对流传热热阻主要集中在_______，为了减小热阻以提高α值，可采用的措施是_______。
7. 流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为α=0.023λ/d i Re 0.8 Pr n ，式中n 是为校正_______的影响。当流体被加热时，n 等于_______，当流体被冷却时，n 等于_______。
8．努塞尔特准数Nu 表示_______的准数，其准数式为_______；普兰特准数Pr 表示_______的准数，其准数式为_______
9. 蒸气冷凝有_______和_______两种方式。
10. 液体在大容器内沸腾时，随着温度差（s w t t -）的不同，出现_______、_______和_______不同的沸腾状态。
11. 总传热系数的倒数1/K 代表_______，提高K 值的关键是_______。
12. 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在_______程流动，总传热系数接近于_______的对流传热系数。
13．根据热补偿方式的不同，写出三种管壳式换热器的基本型式：_______、_______和_______。
14. 写出三种间壁式换热器的名称：_______、_______和_______。
15．蒸汽在套管换热器中的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数K 值接近于_______的对流传热系数；管壁的温度接近于_______的温度。
二、选择题
1．双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1，和λ2，其对应的温度差为△t 1和△t 2，若△t 1＞△t 2，则λ1和λ2的关系为（ ）。
A ． λ1＜λ2,
B ． λ1＞λ2
C ．λ1=λ2
D ．无法确定
2．空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2：和λ3，其大小顺序为（ ）。
A. λ1＞λ2＞λ3
B. λ1＜λ2＜λ3 C ．λ2＞λ3＞λ1, D. λ2＜λ3＜λ1,
3．通过三层平壁的定态热传导，各层界面间接触均匀，第一层两侧温度为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R 1和第二、三层热阻R 2、R 3的大小为（ ）。
A. R 1＞（R 2＋R 3） B ．R 1＜（R 2＋R 3） C ．无法确定 D ． R 1=（R 2十R 3）
4．在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（ ）。
甲：传热管壁温度接近加热蒸汽温度。
乙总传热系数接近于空气侧对流传热系数。
A ．甲、乙均合理
B ．甲、乙均不合理
C ．甲合理、乙不合理
D ．甲不合理、乙合理
5．对流传热速率=系数×推动力，其中推动力是（ ）。
A ．两流体的温度差
B ．.流体温度和壁温度差
C ．同一流体的温度差
D ．两流体的速度差
6．因次分析的目的是（ ）。
A ．得到各变量间定量关系
B ．用无因次数群代替变量，使实验简化
C ．得到无因次数群间定量关系
D ．实验结果更可靠
7．计算液体在圆管内对流传热系数，若可采用Nu ＝0.023Re 0.8 Pr n ，式中指数n 为（ ）。
A ．0.4
B ．0.3
C ．被加热时为0.4,被冷却时为0.3
D ．被加热时为0.3，被冷却时为0.4
8．水在圆管中强制湍流时的对流传热系数i α为1000 W/（m 2?℃），若将水的流量增加一倍，而其他条件不变，则i α为（ ）。
A . 2000
B . 1740
C . 1000
D . 500
9．对间壁两侧流体一侧恒温、另一侧变温的传热过程，逆流和并流时△t m 大小为（ ）。
A.△t m 逆＞△t 并
B. △t m 逆＜△t 并
C. △t m 逆=△t 并
D.无法确定
10．工业生产中，沸腾传热应设法保持在（ ）。
A.自然对流区
B.核状沸腾区
C.膜状沸腾区
D.过渡区
三、计算题
1. 普通砖平壁厚度为460mm ，一侧壁面温度为200℃，另一侧壁面温度为30℃，已知砖平均导热系数为0.93W/（m?℃），试求：
（1）通过平壁的热传导通量，W/m2；
（2）平壁内距离高温侧300mm处温度，℃
*2. 燃烧炉的平壁由三种材料的平砖砌成。内层为耐火砖，其厚度为150mm，平均导热系数为11.5W/（m?℃）；中间层为绝热砖，其厚度为130mm，平均导热系数为0.15W/(m?℃)外层为普通砖，其厚度为230mm，平均导热系数为0.8.W/(m?℃）。已知炉内、外壁表面温度分别为900℃和40℃，试求：
（1）耐火砖和绝热砖间界面温度t2，℃；
（2）绝热砖和普通砖间界面温度t3 ,℃；
（3）通过三层平壁的热传导通量，W/m2。
3．平壁炉是用内层为120mm厚的耐火砖和外层为230mm的普通砖砌成。两种砖的导热系数均为未知。测得炉内壁温度为800℃，炉外侧壁面温度为113℃。为减少热损失，后又在普通砖外包一层厚度为50mm、导热系数为0.2 W/(m?℃)的石棉。包扎后测得各层温度为：炉内壁温度为800℃，耐火砖和普通砖界面温度为686℃，普通砖和石棉界面温度为405℃，石棉外侧温度为77℃。试求包扎后热损失较原来热损失减小的百分数及耐火砖导热系数λ1、普通砖导热系数λ2。
4. 有一直径为Φ32mm×3.5mm的蒸汽管道，其长度为6m，已知管内壁温度为100℃，外壁温度为90℃，试求该管的散热量。钢管的导热系数为45 W/(m·℃)。
5．在直径为Φ60 mm ×3.5mm的钢管外包有两层绝热材料。内层厚度为40mm，其平均导热系数为0.07W/(m.?℃)；外层厚度为20mm，其平均导热系数为0.15 W/(m?℃)。现测得管内壁温度为500℃，最外层表面温度为80℃，试求单位管长的热损失和两层保温层界面上的温度t3。钢管导热系数为45 W/(m?℃)。
6. 在蒸汽管道外包扎有两层厚度相同而导热系数不同的保温层，外层的平均直径为内层的2倍，其导热系数也为内层的2倍。若将两种材料互换而其他条件不变，试何每米管长的热损失变化多少？说明在本题情况下，哪一种材料包扎在内层较为合适？
7．常压下空气以15 m/s的平均流速在长为4 m,管径为Φ60mm×3.5mm的钢管中流动，温度从150℃升高到250℃，试求管壁对空气的对流传热系数。
8．某流体在圆形直管内作强制湍流传热，已知其对流传热系数为500 W/（m2?℃），现欲使α值提高到750W/（m2?℃），试问其流速应增加多少倍？
9. 在套管换热器中，一定流量的水在内管中流过而被加热，并测得管内水侧对流传热系数为2 000W/(m2?℃).若相同体积流量的某油品通过该换热器内管中而被加热，试求此时管内油侧的对流传热系数。假设两种情况下流体均为强制湍流传热。已知两流体在定性温度下物性如下：
10. 试求绝压为200 kPa,流量为3 600 kg/h的饱和蒸汽冷凝后并降温到49℃时所放出的热量。
11. 在套管换热器中，用冷水将硝基苯从85℃冷却到35℃，冷却水进、出口温度分别为20℃和30℃。若硝基苯流量为1000 kg/h，试求冷却水用量，假设换热器热损失可忽略。
12. 在套管换热器中，水以1.0 m/s的速度流过套管中的内管，内管内径为25 mm、长为4m。水的进口温度为20℃，管内壁的平均温度为50℃，若管壁对水的平均对流传热系数为3 000 W/（m2?℃），试求水的出口温度。假设换热器的热损失可忽略。水的密度取为1000kg/m3，比热容为4.187 kJ/(kg?℃）。
13. 在套管换热器中，冷流体温度由100℃加热到160℃，热流体温度由250℃冷却到180℃，试计算两流体作并流和逆流时的平均温度差。
14. 在一单壳程、双管程的1-2型管壳式换热器中，冷流体的进、出口温度分别为20℃和50℃，热流体的进、出口温度分别为100℃和60℃，试求传热平均温度差。
15. 管壳式换热器管束由Φ25mm×2.5mm的钢管组成。管内空气侧的对流传热系数为40 W/（m2?℃），管外水侧对流传热系数为3 000 W/（m2?℃），空气侧污垢热阻为0.53×10-3m2?℃/W，水侧污垢热阻为0.21×10-3m2?℃/W，钢的
导热系数为45 W/(m?℃)，试求基于管内表面的总传热系数K i和基于管外表的总传热系数K o。
*16. 在一单程管壳式换热器中，管内为某溶液呈湍流流动，流量为15 000 kg/h，温度由15℃升到75℃，其平均比热容为4.18 kJ/(kg?℃)；壳程为110℃的饱和蒸汽冷凝，并在饱和温度下排出。已测得总传热系数K0为400 W/（m2?℃），试求传热面积S0。又若换热器列管管束由136根Φ25mm×2.5mm钢管组成，试求管有效长度。假设换热器热损失可忽略。
17. 在一套管换热器中，管内为冷却水，管间为空气，空气和水的流动均呈湍流状态。水侧对流传热系数为2000W/ (m2?℃)，空气侧对流传热系数为50 W/(m2?℃)，污垢热阻和管壁热阻均可忽略。若水的流量增加一倍，试求总传热系数增加的百分数。假设空气侧α不变，总传热系数可按平壁计算。
18.在传热面积为20m2的换热器中，用温度为20℃、流量为13200 kg/h的冷却水冷却进口温度为110℃的醋酸，两流体呈逆流流动。换热器刚开始运行时，水出口温度为45℃，醋酸出口温度为40℃，试求总传热系数K o。而在换热器运行一段时间后，若两流体的流量不变，进口温度也不变，而冷水的出口温度降到38℃，试求总传热系数下降的百分数。水的比热容可取为4.2 kJ/(kg?℃)，换热器的热损失可忽略。
19．在1-4型管壳式换热器中，用饱和蒸汽将流量为53m3/h的某油品从60℃加热到80℃，已知油品的密度为800 kg/m3，比热容为2.0 kJ/（kg?℃），换热器的管束由368根Φ19mm×2mm的管子所组成，每根管子长度为6m。若基于管外表面的总传热系数为110 W/（m2?℃），冷凝水在饱和温度下排出，换热器的热损失可忽略，试求饱和蒸汽的温度。设传热平均温度差可按算术平均值计算。
*20. 有一单程管壳式换热器，传热面积S0为4m2，列管直径为Φ25mm×2.5mm。用温度为25℃水将油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间，并呈逆流流动。已知水和油的流量分别为1200 kg/h和1400 kg/h,其比热容分别为4.18 kJ/(kg?℃)和2.0 kJ/(kg?℃)；水侧和油侧的对流传热系数为1800W/（m2?℃）和200 W/（m2?℃）。污垢热阻和管壁热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略。试校核该换热器是否合用？若不合用试定性分析应采取什么措施使该换热器合用。
*21．有一管壳式换热器，管束由300根Φ25mm×2.5mm钢管组成，管长为2 m.管内为常压空气流过，其流量为8 000 kg/h，进、出口温度为20℃和85℃，壳方为108℃的饱和蒸汽冷凝，并在同温度下排出。若蒸汽冷凝传热系数为1×104W/（m2?℃），管壁热阻和污垢热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略。空气在定性温度下物性如下：c p 为1kJ（kg?℃），μ为1 .98×10-5Pa?s，λ为2.85 ×10-2W/（m?℃），试求：
（1）空气在管内的对流传热系数；
（2）总传热系数K o；
（3）校核该换热器能否满足要求。
22. 有一套管换热器，内管为Φ57mm×3.5mm、外管为Φ108mm×4mm的钢管。苯以流量3. 5×103 kg/h在内管内流过，进、出口温度为50℃和80℃，苯的密度可取为880kg/m3。饱和蒸汽在外管内冷凝，饱和蒸汽绝压为2.00℃，并以饱和水排出。若蒸汽冷凝传热系数可取为1×104W/（m2?℃），内管内侧污垢热阻可取为3.5 10-4（m2.℃）/W，内管管壁热阻及内管外侧污垢热阻均可忽略，换热器的热损失也可忽略，试求：
（1）加热蒸汽用量；（2）套管的有效长度；
（3）若加热蒸汽绝压降到140 kPa,此时苯出口温度t2如何变化？（假设总传热系数不变，传热平均温度差可按算术平均温度差计算）
23. 有一管壳式换热器，110℃的饱和蒸汽在壳方冷凝为同温度下的水，管内为一定流量的气体呈湍流流动，其温度从30℃加热到50℃。现因气体流量增加，而加热蒸汽温度和气体进口温度均不变，气体出口温度降到48℃，试求气体流量为原流量的倍数。假设管壁热阻、污垢热阻及换热器的热损失均可忽略。两种情况下气体物性可视为不变。
提示：K≈αi，αi∝W0.8c。
24．在一管壳式换热器中，壳方用110℃饱和蒸汽冷凝，以加热管方呈湍流流动的空气，空气的温度由30℃升高到45℃，若空气的流量增加0.5倍，试求空气出口温度。假设管壁热阻、污垢热阻及热损失均可忽略。（计算中可作合理的假设）
25. 在一单程管壳式换热器中，用饱和蒸汽加热油品。壳方为160℃的饱和蒸汽冷凝为同温度的水。油品在管方呈湍流流动，并由20℃加热到110℃。换热器的热负荷为12.5×103 W，蒸汽冷凝传热系数为7000W/（m2?℃），油侧污垢热阻为0.5×10-3m2?℃/W，管壁热阻及蒸汽侧污垢热阻可忽略，换热器的热损失也可忽略。换热器的管束由25根Φ19mm×2mm的管子组成，管长为4 m。试求：
（1）管内油侧对流传热系数；
（2）若油的流速增加一倍，保持油的进、出口温度不变，求饱和蒸汽的温度。
参考答案
一、填空题
1、热传导 热对流 热辐射
2、单位温度差下热传导热通量或热传导能力的大小 ()℃m W ?/
3、金属的λ＞非金属固体λ＞液体λ＞气体λ
4、Q=αs △t 液体温度和壁面温度差
5、流体物性 流动状况和原因 传热面的形状和分布
6、层流内层 提高液体的流速
7、热流方向 0.4 0.3
8、对流传热系统的准数 λαl
物性影响的准数 λμp c
9、膜状冷凝 液状冷凝 10、自然对流 泡核沸腾 膜状沸腾
11、间壁两侧流体传热的总热阻 设法减小起决定作用的分热阻
12、管程 原油 13、U 型 浮头式 带补偿圈的固定管板式
14、套管式 管壳式 平板式等 15、空气 蒸汽
二、选择题
1、A
2、B
3、D
4、A
5、B
6、B
7、C
8、B
9、C 10、B
三、计算题
1、⑴q=343.7 W/m 2 ⑵t=89.1℃
2、⑴t 2=890℃ ⑵t 3=232℃ ⑶q=730W/m 2
3、减少42.4℃ λ1=1.38()℃m W ?/ λ2=1.07 ()℃m W ?/
4、Q=68.7kW
5、L Q
=191.4W/m t 3=131.2℃
6、q ‘
=1.25q 导热系数小的材料在内层 7、8.44=i α()℃m W ?2/ 8、1.66倍 =i α213
()℃m W ?2/ 10、Q =2500kW 11、h kg W c /1925
= 12、=2t 31.2℃ 13、=?并m t 64.5℃ =?逆m t 84.9℃ 14、≈?m t 40℃
15、=i K 38.4()℃m W ?2/，
7.30=o K ()℃m W ?2/ 16、L=4.07m 17、约增加1% 18、=o K 504()
℃m W ?2/ o K 值下降49.3% 19、T=102.5℃ 20、不合用 可增大冷却水用量 21、（1）=i α90()℃m W ?2/
（2）=o K 71.5()
℃m W ?2/ （3）可满足要求 22、（1）h W =88.6kg/h (2)L=9.34m (3) =2t 75.3℃ 23、1.83倍 24、≈2t 44℃
25、（1）=i α358
()℃m W ?2/ （2）T=186℃
第三章 传热单元自测题 一、填空题 1、传热的基本方式有 、 和 三种。 2、对流传热系数的主要影响因素有 、 、 。 3、流体在圆形直管中做强制湍流传热时，对流传热系数关联式为 ，式中n 是为校正 的影响，当流体被加热时，n ＝ ，当流体被冷却时，n ＝ 。 4、蒸汽冷凝有 和 两种方式；液体在大容器内沸腾时，随着温度差(t w －t s )的不同，会出现 、 和 不同的沸腾状态，工业上应维持在 状态内操作。 5、总传热系数K 的倒数1/K 代表 ，提高K 值关键是 。 6、在管壳式换热器，用饱和水蒸汽冷凝加热原油，则原油宜在 流动，总传热系数接近于 的对流传热系数。 7、写出三种间壁式换热器的名称： 、 和 。 8、二流体逆流流动，T 1＝300℃，T 2＝200℃，t 2＝180℃，t 1＝25℃，则△t ＝ 。 9、有相变时的对流传热系数比无相变时 ；粘度μ值大，对流传热系数 ；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数 。 10、平壁稳定热传导过程．通过三层厚度相同的材料，每层问 温度变化如图所示。试判断λ1、λ2、λ3的大小顺 序 ，每层热阻的大小顺序 。 11、有一列管式换热器，由38根φ25mm ×2.5mm 的无缝钢管 组成。苯在管内流动，由20℃被加热到80℃，苯的流量为8.32kg/s 。外壳中通入水蒸气进 行加热。则管壁对苯的传热系数为 W/(m 2 .℃)；若将苯的流量提高一倍，则传热系 数又为 W/(m 2.℃)。（已知苯的物性数据为：密度ρ＝860kg/m 3 ；比热容C p ＝ (kg.℃)；粘度μ＝；导热系数λ＝ W/(m 2 .℃)。） 12、对于圆筒壁的稳定热传导，其总热阻为各层热阻之 ；总推动力为 ；各层温差与 成正比；Q Q 1 Q 2 …；但q q 1 q 2 …。 13、固定管板式列管换热器中，压力高，腐蚀性以及不清洁的物料应走 。 14、套管换热器的管隙通入压强一定的饱和水蒸汽，使管内空气由t 1升温至t 2，空气的流量为m sc ，今保持蒸汽压强不变，而使m sc 增大，其它条件不变，则Q 、K 、 t 2 、△t m 。(变大、变小、不变、不确定) 15、进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用_______操作。 二、选择题 1、水在圆管中强制湍流时的对流传热系数αi 为1000W/(m 2 .℃)，若将水流量增加一倍，而其它条件不变，则αi 为( )。 A 、2000 B 、1740 C 、1000 D 、500 2、对间壁两侧流体一侧恒温，另一侧变温的传热过程，逆流和并流时△t m 大小为( )。 A 、△t m 逆＞△t m 并 B 、△t m 逆＜△t m 并 C 、△t m 逆＝△t m 并 D 、无法确定 3、某保温材料λ＝／，厚度为300mm ，测得低温处t 0＝80℃，单位面积导热速率为／，求高温处t 1＝( )。 A 、530℃ B 、82℃ C 、125℃ D 、无法确定 4、某流体在圆形直管内作湍流运动，温度由t 1加热至t 2，若流体流速为u 时，其对流
1. 外径为100 mm 的蒸汽管，外面包有一层50 mm 厚的绝缘材料A ，λA =0.05 W/(m.℃)，其外再包一层25 mm 厚的绝缘材料B ，λB =0.075 W/(m.℃)。若绝缘层A 的内表面及绝缘层B 的外表面温度各为170 ℃及38℃，试求：（1）每米管长的热损失量；（2）A 、B 两种材料的界面温度；（3）若将两种材料保持各自厚度，但对调一下位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。 解：以下标1表示绝缘层A 的内表面，2表示绝缘层A 与B 的交界面，3表示绝缘层B 的外表面。 （1）每米管长的热损失 2 31231ln 1 ln 1) (2r r r r t t l Q B A λλπ+-= ∴ m W r r r r t t l Q B A /3.495050255050ln 075.01505050ln 05.01)38170(2ln 1ln 1)(22 3 1231=+++++-=+-=πλλπ (2)A 、B 界面温度t2 因系定态热传导，故 3.4921===l Q l Q l Q ∴ 3.4950 5050ln 05.01) 170(22=+-t π 解得 t 2=61.3 （3）两种材料互换后每米管长的热损失 同理 1.5350 5025 5050ln 05.01505050ln 075.01) 38170(2' =+++++-=πl Q W/m 由上面的计算可看到，一般说，导热系数小的材料包扎在内层能够获得较好的保温效果。 1、欲将一容器中的溶液进行加热，使其从30℃加热至60℃，容器中的液量为6000，用 夹套加热，传热面积为 ，容器内有搅拌器，因此器内液体各处的温度可视为均匀的， 加热蒸气为0.1MPa 的饱和水蒸气，传热系数为 ℃，求将溶液由30℃加热至60℃ 所需要的时间？ 已知溶液比热为℃，热损失忽略不计。 解：溶液从30℃被加热到60℃所需的热量： 而夹套的传热效率： 其中，对于 的饱和水蒸气， ℃
总复习题 基本概念 : ?薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体得温度 , 则该物体称为 ----、 ?传热 : 由热力学第二定律 , 凡就是有温差得地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起得热量转移过程统称为 ------、 ?导热 : 就是指物体内不同温度得各部分之间或不同温度得物体相接触时 , 发生得热量传输得现象、物体各部分之间不发生相对位移,仅依靠物体内分子原子与自由电子等微观粒子得热运动而产生得热能传递成为热传导简称导热 ?对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起得热量传输现象、由于流体得宏观运动而引起得流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互渗混所导致得热量传递过程 ?对流换热 : 指流体流过与其温度不同得物体表面时 , 流体与固体表面之间发生得热量交换过程称为 ------、 ?强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起得流动、 ?自然对流 : 由于流体各部分温度不同 , 致使各部分密度不同引起得流动、 ?流动边界层 : 当具有粘性得流体流过壁面时 , 由于粘滞力得作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体得速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体得速度基本达到主流速度、这一流体层即为 -----、 ?温度边界层 : 当具有粘性得流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体得温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体得温度基本达到主流温度、这一流体层即为 -----、 ?热辐射 : 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量得过程称为 ------、物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量得过程成为热辐射 ?辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射得全部波长得辐射能得总量、 ?单色辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射得波长在λ -- λ +d λ范围内得辐射能量、 ?立体角 : 就是一个空间角度 , 它就是以立体角得角端为中心 , 作一半径为 r 得半球 , 将半球表面上被立体角切割得面积与半径平方 r 2 得比值作为 ------ 得大小、 ?定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射得全部波长得辐射能量称为 ----、 ?传质 : 在含有两种或两种以上组分得流体内部 , 如果有浓度梯度存在 , 则每一种组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀得趋势、物质由高浓度向低浓度方转移过程称为 ----、
传热学试题 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间所传递的热量 2．热流密度：单位传热面上的热流量 3．导热：当物体有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。 4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。 5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。 6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。 7．对流传热系数：单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8．辐射传热系数：单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9．复合传热系数：单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间的传热量。 二、填空题 1．热量传递的三种基本方式为、、。 （热传导、热对流、热辐射） 2．热流量是指，单位是。热流密度是指，单位是。 （单位时间所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2） 3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。 (热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数) 4．总传热系数是指，单位是。 （传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间的传热量，W／(m2·K)） 5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。 （W／(m·K)，W／(m2·K)，W／(m2·K)）
传热复习题 1、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差__最小__。 2、一定质量的流体在Ф25mm×2.5mm的直管内作强制的湍流流动，其对流传热系数 αi=1000W/(m2·℃)，如果流量和物性不变，改在Ф19mm×2mm的直管内流动，其αi=__1678__W/(m2·℃) 3、在蒸汽—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是__A__。 A.提高空气流速 B.提高蒸汽流速 C.采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D.在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液 4、在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则 （1）传热管的壁温接近___饱和蒸汽__温度 （2）换热器总传热系数将接近_____空气____对流传热系数 5、在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对α的影响是____A____ A. 不凝气体的存在会使α大大降低 B. 不凝气体的存在会使α升高 C. 不凝气体的存在对α无影响 6、大容器内饱和液体沸腾分为____自然对流____、____泡核沸腾_____和____膜状沸腾_____ 阶段。工业上总是设法在_____泡核沸腾_____下操作。 7、斯蒂芬—波尔兹曼定律的数学表达式是 4 0100?? ? ? ? = T C E b ，该式表明__黑体的辐射能力与 热力学温度的四次方成正比___ 8、物体黑度是指在___相同__温度下，灰体的__辐射能力__和__黑体辐射能力__之比，在数值上它与同一温度下物体的__吸收率__相等。 计算题 9、质量流量为7200kg/h的常压空气，要求将其温度由20℃加热到80℃，选用108℃的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·℃)，且已知空气在平均温度下的物性数据如下：比热容为1kJ/(kg·℃)，导热系数为2.85×10-2W/(m·℃)，粘度为1.98×10-5Pa·s，普兰特准数为0.7。 现有一单程列管式换热器，装有Ф25mm×2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热器能否完成上述传热任务？ 计算中可忽略管壁及两侧污垢的热阻，不计热损失 解：空气需要吸收的热量是已知的，蒸汽冷凝放出热量能否通过该换热器的传递为空气所获得，就与列管换热器的传热速率密切相关。核算现有的列管换热器是否合用，就是用工艺本身的要求与现有换热器相比较，最直接的方法就是比较两者的Q或S0 （1）核算空气所需的热负荷应小于换热器的传热速率，即Q需要＜Q换热器 （2）核算空气所需的传热面积应小于换热器提供的传热面积，即S0需要＜S0换热器 解题时，首先应确定列管换热器中流体的流径，因蒸汽安排在壳程易排出冷凝水，故蒸汽走
化工原理习题及答案 第五章传热 姓名 ____________ 班级 ____________ 学号 _____________ 成绩 ______________ 一、填空题： 1.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为500℃ ,而 环境温度为20℃ ,采用某隔热材料, 其厚度为240mm,λ =此时单位面积的热损失为_______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 ***1140w 2.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为500℃ ,而 环境温度为20℃ ,采用某隔热材料, 其厚度为120mm, λ =此时单位面积的热损失为 _______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 *** 1000w 3.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为150℃ ,而 环境温度为20℃ , 要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料, 其导热系数λ =则其 厚度不低于 _______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 *** 91mm 4.（ 6 分）某间壁换热器中 , 流体被加热时 , 圆形直管内湍流的传热系数表达式为 ___________________. 当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α= .K). 若水的其它物性不变, 仅改变水在管内的流速, 当流速为 0.8m.s时,此时传热系数α =_____________. *** 答案 ***α =(λ /d)Re Pr α = .K) 5.（ 6 分）某间壁换热器中 , 流体被加热时 , 圆形管内湍流的传热系数表达式为 _____________________. 当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α= .K). 若水的其它物性不变, 仅改变水在管内的流速, 当流速为 1.2m.s时,此时传热系数α =________________. *** 答案 ***α =(λ /d)Re Pr
高等传热学复习题答案 热动硕士2015 吕凯文 10、燃用气、液、固体燃料时火焰辐射特性。 答：燃料的燃烧反应属于比较剧烈的化学反应。由于燃烧温度较高，而且燃料的化学成分一般都比较复杂，所以燃烧反应的过程是非常复杂的过程，一般的燃料燃烧时火焰的主要成分还有CO 2、H 2O 、N 2、O 2等，有的火焰中还有大量的固体粒子。火焰中还存在大量的中间参悟。在不同的工况下，可能有不同的中间产物和燃烧产物。火焰的辐射光谱是火焰中的各种因素作用的结果。 燃烧中间产物或燃烧产物受火焰加热，要对外进行热辐射。在火焰的高温环境下，固体粒子的辐射光谱多为热辐射的连续光谱，而气体分子的发射光谱多为分段的发射或选择性吸收。此外，还有各物质的特征光谱对火焰的辐射的影响。在工业火焰的温度水平下，氧、氢等结构对称的双原子分子没有发射和吸收辐射的能力，它们对于火焰光谱的影响比较小。而CO 2和H 2O 等结构不对称的分子以及固体粒子对火焰光谱的影响起主导作用。在火焰中大量的中间产物虽然存在时间很短，但对火焰辐射光谱也有一定的影响。（该答案仅供参考） 11、试述强化气体辐射的各种方法。 答：气体辐射的特点有：①不同种类的气体的辐射和吸收能力各不相同；②气体辐射对波长具有强烈的选择性；③气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的，辐射到气体层界面上的辐射能在辐射行程中被吸收减弱，减弱的程度取决于辐射强度及途中所遇到的分子数目。 气体的辐射和吸收是气层厚度L 、气体的温度T 和分压p （密度）的函数，(,)f T pL λα=。由贝尔定律,,0k L L I I e λλλ-=?可知，单色辐射在吸收性介质中传播时其强度按指数递减。 由上述可知，强化气体辐射的方法有：提高气体的温度；减小气体层的厚度，；选择三原子、多原子及结构不对称的双原子气体；减小气体的分压。（该答案仅供参考） 12、固体表面反射率有哪几种？ 答：被表面反射的能量与投射到表面的能量之比定义为表面反射率。固体表面反射率有： ①双向单色反射率；②单色定向-半球反射率；③单色半球-定向发射率。
一、选择题 1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（） A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值； B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异； C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手； C 2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； A、C、D； B、E、F 3、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因； B、流体的流动状况； C、流体的物性； D、流体有无相变； E、壁面的几何因素； A、B、C、D、E 4、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）。 A、②>④>③>①； B、③>④>②>①； C、③>②>①>④； D、②>③>④>①； 冷流体热流体 ①水气体 ②水沸腾水蒸气冷凝 ③水水 ④水轻油 D 5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。 A、③>④>①>②； B、④>③>②>①； C、③>④>②>①； D、③>②>④>①； ①空气流速为30m/S时的a；②水的流速为1.5m/s时的a； ③蒸汽滴状冷凝时的a；④水沸腾时的a； C 6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。 A、管避热阻； B、污垢热阻； C、管内对流传热热阻； D、管外对流传热热阻； B 7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。 A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过； B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围； C、热射线和可见光一样，都服从折射定律； D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变； A 8、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90?C，出口温度为50?C，冷
工程传热学试题及其答案
传热学试题 （环境科学与工程学院2003级使用） 班级 姓名 学号 成绩 一、概念题（34分） 得 分 答：非周期性的加热或冷却过程可以分为初始状况阶段和正规状况阶段（2分）。前者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。 得分 答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为A cV αρτ＝ 0，（1分）从中不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。因此， 1.（6分）非周期性的加热或冷却过程可以分 2.（6分）时间常数是从什么导热问题中定义
同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。 得 分 答： 四个无量纲准则的物理量组成为：2 3 Re;Pr ;Pr ;Re νβννTL g Gr Pe a L u ?=?=== ∞。（各1分） Re ――表征给定流场的流体惯性力与其黏性力的对比关系；Pe ――表征给定流场的流体热对流能力与其热传导（扩散）能力的对比关系；Pr ――反映物质的动量扩散特性与其热量扩散特性的对比关系；Gr ――主要表征给定流场在浮升力作用下产生的流体惯性力与其黏性力的对比关系。（各1分） Bi=αL s /λs 而Nu=αL f /λf 。从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数λs 为固体的值，而Nu 数的λf 则为流体的值；Bi 数的特征尺寸L s 在固体侧定义，而Nu 数的L f 则在流体侧定义。从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系，而后者则反映了换热系统中流体与壁面地换热性能与其自身的导热性能的对比关系。（2分） 3.（10分）写出对流换热过程中的无量纲准
《传热学》试题库 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间内所传递的热量 2．热流密度：单位传热面上的热流量 3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。 4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。 5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。 6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。 7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。 四、简答题 1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。 （提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式） 2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止? （提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况）3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么? （提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)） 4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? （提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。） 5．结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。 （提示：学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等） 6．在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 （提示：从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主
传热 概念： 1、传热的三种基本方式 2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K 4、如何强化传热 计算公式 （1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8） （2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。（3）实验测K (例4－9) （4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10） 二实验题（10） 1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？ 2.蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？ 3.为了提高换热器的总传热系数K，应提高空气侧，还是水侧的 和S？为什么？ 换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？ 4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？ 1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。（1分） 当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。通常，换热器尽可能采用逆流操作。（1分）当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并流。（1分）采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。（1分） 2、（6分）液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。（3分） 一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。 （3分）5．灰体的定义及特点 6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、 仪器名称。并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。？ 三计算题（60分） 3 （20分）在一列管式换热器内用水冷却苯。苯走管程，流量为 1.5kg/s，由80o C 被冷却至30o C。冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动，其进口温
第五章传热【学生自测题】 一、填空或选择 1. 多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差。 2. 一定质量的流体在φ25×2.5mm的直管内，作强制的湍流流动，其对流传热系数 a i=1000W/m2·℃，如果流量和物性不变，改在φ19×2mm的直管内流动，其a i为W/m2·℃。 A．1259；B．1496；C．1585；D．1678。 3. 水与苯通过间壁换热器进行换热。水从20℃升至30℃，苯由80℃降至40℃，则最小值流体为，此换热器的传热效率η=____ 。 4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_________ 。 5. 有一套管换热器，在内管中空气从46℃被加热到50℃，环隙内有119.6℃的水蒸气冷凝，管壁温度接近___ ℃。 A．35；B．119.6℃；C．77.3 。 6. 对膜状冷凝传热，冷凝液膜两侧温差愈大，冷凝传热系数愈____ 。 7. 在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度；乙）换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。则： A．甲乙均合理；B．甲乙均无理；C．甲合理，乙无理；D．甲无理，乙合理。 8. 在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对a的影响是______ 。 A．不凝气体的存在会使a大大降低；B．不凝气体的存在会使a升高； C．不凝气体的存在对a无影响。 9. 对在蒸气-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是____ 。 A．提高空气流速；B．提高蒸气流速；C．采用过热蒸气以提高蒸气流速； D．在蒸气一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。 10. 在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该____ 。 A．增大；B．变小；C．不变；D．不确定。 11. 327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的____倍。 12. 物体黑度是指在___温度下，物体的___与_____ 之比，在数值上它与同一温度下物体的_____相等。 13. 在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在___流动，总传热系数接近的对流传热系数值，传热壁面的温度接近于___温度。 14. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板，以提高___程流速。设置隔板以提高____程流速，以达到强化传热的目的。管程流速的选取，对一般液体取___，气体取____，如果该换热器用水蒸气冷凝来加热原油，那么水蒸气应在____流动。 15. 斯蒂芬─波尔茨曼定律的数学表达式是____ ，该式表明____ 。 二、计算题 1. 设计由φ25×2mm的136根不锈钢管组成的列管换热器。平均比热为4187J/kg·℃的溶液在管内作湍流流动，流量为15000kg/h，并由15℃加热到100℃。温度为110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的对流传热系数为a i=520W/m2·℃，蒸气冷凝时的对流传热系数a o=1.16×104W/m2·℃，不锈钢管的导热系数l=17W/m ·℃，忽略污垢热阻和热损失，试求： （1）管程为单程时的列管有效长度； （2）管程为四程时的列管有效长度（仍为136根）。 2. 有一单程列管式换热器，内装有φ25×2.5mm的钢管300根，管长为2m。要求将质
1. 间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻( ) A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系 （答案 A） 2. 翅片管换热器的翅片应安装在( )。 A. α小的一侧 B. α大的一侧 C. 管内 D. 管外 （答案 A） 3. 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层 的热阻 R 1R 2 R 3 ( )。 A. R 1>(R 2 +R 3 ) B. R 1 <(R 2 +R 3 ) C. R 1=(R 2 +R 3 ) D. 无法比较 （答案 C） 4. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为ｔ 12 有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却 蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ 2 ( )。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 （答案 A） 5. 套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时: （1）传热系数K应 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （2）空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （3）壁温 A 增大B 略有减小 C 基本不变 ( ) （答案 A、B、 C） 6. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。 A. 增加热阻，减少热量损失; B. 节约钢材、增强美观 C. 增加传热面积，提高传热效果。 （答案 C） 7. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α( )滴状冷凝的α。
A. 等于 B. 大于 C. 小于 （答案 C ） 8. 导热是（ ）热量传递的主要方式。 A. 固体中 B. 液体中 C. 气体中 （答案 A ） 9. 热量传递的基本方式是（ ）。 A. 恒温传热和稳态变温传热字 B. 导热给热和热交换 C. 气化、冷凝与冷却 D. 传导传热、对流传热与辐射传热 （答案 D ） 10. 在比较多的情况下，尤其是液－液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计的是（ ）。 A. 热流体的热阻 B. 冷流体的热阻 C. 冷热两种流体的热阻 D. 金属壁的热阻 （答案 D ） 11. 传热速率公式q ＝KA Δt m Δt m ）。 A.器壁内外壁面的温度差 B.器壁两侧流体对数平均温度差 C.流体进出口的温度差 D.器壁与流体的温度差 （答案 B ） 12. 湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（ ）。 A. 流体内; B. 器壁内; C. 湍流体滞流内层中; D. 流体湍流区域内。 （答案 C ） 13. 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1116)(2K m W ?，α2 11600) (2K m W ? 要提高传热系数（K ），最简单有效的途径是（ ）。 A. 设法增大α1; B. 设法增大α2;C. 同时增大α1α2 （答案 A ） 14. 用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ ） A. 蒸汽的温度； B. 空气的出口温度； C. 空气进、出口平均温度 （答案 A ） 15. 间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K 值，关键在于提高对流传热系数（ ）之值。 A. 大者； B. 小者； C. 两者； （答案 B ） 16. 在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K 值接近于（ ）。 A. α蒸汽 B. α空气 C. α蒸汽与α空气的平均值 （答案 B ） 17. 对流传热仅发生在（ ）中。 A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体 （答案 C ） 18. 稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（ ）。
《传热学》考试试题库汇总 第一章概论 一、名词解释 1.热流量:单位时间所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量 3.导热:当物体有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子) 的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。 5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。 6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7.对流传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的对流传热量,单位为 W /(m2·K) 。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8.辐射传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的辐射传热量,单位为 W /(m2·K) 。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9.复合传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的复合传热量,单位为 W /(m2·K) 。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间的传热量。 二、填空题 1. 热量传递的三种基本方式为 (热传导、热对流、热辐射) 2. 热流量是指单位是。热流密度是指 ,单位是。 (单位时间所传递的热量, W ,单位传热面上的热流量, W/m2) 3. 总传热过程是指 (热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数 ) 4. 总传热系数是指 (传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间的传热量, W /(m2·K) ) 5. 导热系数的单位是 ;传热系数的单位是。 (W /(m·K) , W /(m2·K) , W /(m2·K) ) 6. 复合传热是指 ,复合传热系数等于之和,单位是。 (对流传热与辐射传热之和,对流传热系数与辐射传热系数之和, W /(m2·K) ) 7. 单位面积热阻 r t 的单位是 ;总面积热阻 R t 的单位是。 (m 2·K/W, K/W) 8. 单位面积导热热阻的表达式为 (δ/λ) 9. 单位面积对流传热热阻的表达式为 (1/h) 10. 总传热系数 K 与单位面积传热热阻 r t 的关系为。 (r t =1/K) 11. 总传热系数 K 与总面积 A 的传热热阻 R t 的关系为。
《工程热力学与传热学》复习题答案 渤海石油职业学院石油工程系——晏炳利 第一篇工程热力学 第一章绪论 一、填空题 1．水力能、风能、太阳能、地热能、燃料化学能、原子能等 2．①以机械能的形式直接利用（如水力能、风能）； ②以热能的形式利用（如太阳能、地热能、燃料化学能、原子能等）。 3．①直接利用热能加热物体（如采暖、烘烤、冶炼、蒸煮等）； ②间接利用。 4．吸气、压缩、爆发、排气 5．①热力学第一、第二定律；②研究工质的热物理性质；③研究各种热力设备中的能量转换过程 二、概念题 1．热力学：是一门研究与热现象有关的能量、物质和它们之间相互作用规律的科学。 2．工程热力学：是从工程应用的角度研究热能与机械能之间相互转换的规律，达到提高能量有效利用率目的的学科。 三、简答题 1．工程热力学的基本任务．：通过对各种用能设备及系统中的能量转换过程及影响因素的研究，探索有效、合理利用能量的技术途径和基本方法。 第二章基本概念 一、概念题 1．工质：工程热力学中，把实现热能与机械能相互转换的媒介物或工作介质称为工质。 2．环境（外界）：指系统以外与系统相联系的部分称为环境。 3．热力状态：系统在某一瞬间的宏观物理状况称为系统的热力状态简称状态。 4．平衡态：指在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间改变的状态。
5．绝对压力（P）：一般情况下，容器内系统的实际压力称为绝对压力（P）。 测压计测出的不是绝对压力，而是气体的绝对压力与当地大气压力的差值，是一个相对压力。 6.表压力（Pg）：当容器内气体的实际压力大于大气压力时，测压计（压力表）的读数为正，读数称为表压力。 7.真空度（Pv）：当容器内气体的实际压力小于大气压力时，测压计（真空表）的读数为负，读数的绝对值称为真空度。 状态方程：表示基本状态参数之间函数关系的方程称为状态方程。 热力过程（过程）：系统从一个状态变化到另一个状态所经历的状态称为热力过程。 准静态（准平衡）过程：系统由平衡态（I）变化到平衡态（II）的过程中，所经历的每一个中间状态都可看作平衡态，这样的过程均称为准静态（准平衡）过程。 可逆过程：在工质进行完一个热力过程以后，如果能使工质沿着相同的路径，逆行回到原来的初始状态，并且系统和环境也完全都能恢复到原来的状态而不留任何改变。这样的过程称之为可逆过程。反之，则称之为不可逆过程。 功（W）：当系统与环境之间存在压力差时，系统通过边界与环境之间相互传递的能量称为功。 容积功(体积功)：封闭系统中通过工质的容积改变而与环境交换的功。 热量（Q）：当热力学系统与环境之间存在温差时，系统与环境之间相互传递的非功形式的能量称为热量。 功与热量的区别 热量的传递宏观上是由于热力系统与环境之间存在温差造成，微观上使物体之间通过紊乱的分子运动发生相互作用而传递的能量； 功的传递宏观上是由于物体的宏观运动发生相互作用而传递的能量，微观上是物体之间有规律的微观运动发生能量的传递。 功是有序能的传递量；热量是无序能的传递量。 二、填空题 1．对工质的要求：①具有良好的流动性和膨胀性；②通常选用气（汽）态
传热 一、填空题 1. 传热的基本方式有_______、_______和_______三种。 2. 导热系数的物理意义是_______，它的单位是_______。 3. 各种物体的导热系数大小顺序为_______。 4. 牛顿冷却定律表达式为_______，其中温度差代表_______。 5. 对流传热系数的主要影响因素有_______、_______、_______。 6. 当流体在管内呈湍流动时，对流传热热阻主要集中在_______，为了减小热阻以提高α值，可采用的措施是_______。 7. 流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为α=0.023λ/d i Re 0.8 Pr n ，式中n 是为校正_______的影响。当流体被加热时，n 等于_______，当流体被冷却时，n 等于_______。 8．努塞尔特准数Nu 表示_______的准数，其准数式为_______；普兰特准数Pr 表示_______的准数，其准数式为_______ 9. 蒸气冷凝有_______和_______两种方式。 10. 液体在大容器内沸腾时，随着温度差（s w t t -）的不同，出现_______、_______和_______不同的沸腾状态。 11. 总传热系数的倒数1/K 代表_______，提高K 值的关键是_______。 12. 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在_______程流动，总传热系数接近于_______的对流传热系数。 13．根据热补偿方式的不同，写出三种管壳式换热器的基本型式：_______、_______和_______。 14. 写出三种间壁式换热器的名称：_______、_______和_______。 15．蒸汽在套管换热器中的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数K 值接近于_______的对流传热系数；管壁的温度接近于_______的温度。 二、选择题 1．双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1，和λ2，其对应的温度差为△t 1和△t 2，若△t 1＞△t 2，则λ1和λ2的关系为（ ）。 A ． λ1＜λ2, B ． λ1＞λ2 C ．λ1=λ2 D ．无法确定 2．空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2：和λ3，其大小顺序为（ ）。 A. λ1＞λ2＞λ3 B. λ1＜λ2＜λ3 C ．λ2＞λ3＞λ1, D. λ2＜λ3＜λ1, 3．通过三层平壁的定态热传导，各层界面间接触均匀，第一层两侧温度为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R 1和第二、三层热阻R 2、R 3的大小为（ ）。 A. R 1＞（R 2＋R 3） B ．R 1＜（R 2＋R 3） C ．无法确定 D ． R 1=（R 2十R 3） 4．在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（ ）。 甲：传热管壁温度接近加热蒸汽温度。 乙总传热系数接近于空气侧对流传热系数。 A ．甲、乙均合理 B ．甲、乙均不合理 C ．甲合理、乙不合理 D ．甲不合理、乙合理 5．对流传热速率=系数×推动力，其中推动力是（ ）。 A ．两流体的温度差 B ．.流体温度和壁温度差 C ．同一流体的温度差 D ．两流体的速度差 6．因次分析的目的是（ ）。 A ．得到各变量间定量关系 B ．用无因次数群代替变量，使实验简化 C ．得到无因次数群间定量关系 D ．实验结果更可靠 7．计算液体在圆管内对流传热系数，若可采用Nu ＝0.023Re 0.8 Pr n ，式中指数n 为（ ）。 A ．0.4 B ．0.3 C ．被加热时为0.4,被冷却时为0.3 D ．被加热时为0.3，被冷却时为0.4 8．水在圆管中强制湍流时的对流传热系数i α为1000 W/（m 2?℃），若将水的流量增加
第一章热力学第一定律练习题 一、判断题（说法对否）： 1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生 变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态 完全确定。 3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完 全确定。 4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。 7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。