第5章传热过程基础
一、选择题
1．冷热流体进行对流传热，冷流体一侧的对流传热系数α1为100W/（m2·K），热流体一侧的对流传热系数α2等于1000W/（m2·K），总传热系数K接近哪一侧的对流传热系数α值，要提高K，应提高哪一侧的α值（）。
A．接近α1，提高α2
B．接近α2，提高α1
C．接近α1，提高α1
D．接近α2，提高α2
【答案】C
2．下列各种情况下对流给热系数由大到小的正确顺序是（）。
①空气流速为30m/s时的α
②水的流速为1.5m/s时的α
③蒸汽滴状冷凝时的α
④水沸腾时的α
A．③＞④＞①＞②
B．④＞③＞②＞①
C．③＞④＞②＞①
D．③＞②＞④＞①
【答案】C
【解析】因为有相变时的给热系数比无相变时要大，而气相的给热系数又大于液相，所以蒸汽滴状冷凝时的α＞水沸腾时的α＞水的α＞空气的α。
3．强制对流（无相变）流体的对流传热系数关联式来自（）。
A．理论方法
B．量纲分析法
C．数学模型法
D．量纲分析和实验相结合的方法
【答案】D
4．在间壁式传热中，热量从热流体传到冷流体的过程，热阻主要集中在（）。
A．金属壁
B．冷、热流体的层流底层内
C．冷、热流体的主体
D．平均分配在各层
【答案】B
5．在对流传热系数关联式中，反映流体流动状况对对流传热影响的准数是（）。
A．努塞尔特准数Nu
B．普朗特准数Pr
C．雷诺准数Re
D．格拉斯霍夫准数Gr
【答案】C
6．热量传递的基本方式是（）。
A．恒温传热和定态变温传热
B．导热给热和热交换
C．汽化、冷凝与冷却
D．传导传热、对流传热和辐射传热
【答案】D
7．关于辐射传热，下列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．热射线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
【答案】A
【解析】任何物体只要其绝对温度不为零度，都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量，且热辐射线可以在真空中传播，无需任何介质。和可见光一样，当来自外界的辐射能投射到固体表面上时，会发生吸收、反射和穿透现象。
8．蒸汽-空气间壁换热过程为强化传热，下列方案中的（）在工程上是可行的。
A．提高空气流速
B．蒸汽侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液
C．采用过热蒸汽以提高蒸汽温度
D．提高蒸汽流速
【答案】A
【解析】因为，所以，提高空气流速，α空气增加，K增加；在蒸汽侧管壁上装翅片，虽可增加冷凝面积并及时导走冷凝液，但在工程上操作较困难；若采用过热蒸汽，且冷壁温度高于相应的饱和温度，则壁面上不会发生冷凝现象，蒸汽和壁面之间所进行的只是一般的对流给热，此时热阻将集中于壁面附近的层流内层中，因蒸汽的导热系数很小，所以起不到强化传热的作用；若提高蒸汽流速，则有可能会影响液膜的流动，如果蒸汽与液膜同向，则蒸汽将加速冷凝液的流动，使膜厚减小，α增大；反之，如果蒸汽与冷凝液逆向流动，则蒸汽流速增大将阻滞冷凝液的流动，使液膜增厚，α减小；如果蒸汽流速很大可冲散液膜使部分壁面直接暴露于蒸汽中，则α反而增大。
9．从传热角度来看，工业锅炉与工业冷凝器的设计是依据什么现象来考虑的（）。
A．核状沸腾及膜状冷凝
B．膜状沸腾和膜状冷凝
C．核状沸腾和滴状冷凝
D．膜状沸腾及滴状冷凝
【答案】A
10．（多选）影响对流传热系数的因素有（）。
A．产生对流的原因
B．流体的流动状态
C．流体的物性
D．流体有无相变
E．壁面的几何因素
【答案】A、B、C、D、E
【解析】影响对流传热系数的因素流体的物性ρ、μ、c p、λ；固体表面的特征尺寸L；强制对流的流速U；自然对流的特征速度；流体有无发生相变等。
二、填空题
1．若传热温差推动力增加1倍，试求下列条件下传热速率是原来的多少倍？
（1）管内强制湍流______；
（2）大容积自然对流______；
（3）大容积饱和核状沸腾______；
（4）蒸汽膜状冷凝______。
A．2
B．2.18～2.52
C．11.3
D．1.68
【答案】A；B；C；D
【解析】（1）管内强制湍流
α与△t无关，。
（2）大容积自然对流
（3）大容积饱和核状沸腾
（4）蒸汽膜状冷凝
通常，α的大小顺序如下：
（1）α（气，自然对流）大小范围为
（2）α（气，强制对流）大小范围为
（3）α（液，自然对流）大小范围为
（4）α（液，强制对流）大小范围为
（5）α（蒸汽冷凝）大小范围为
（6）α（液体沸腾）大小范围为
2．工业上冷热流体间的传热方式有______、______、______。
【答案】间壁式；蓄热式；直接混合式
3．某一热流体流经一段直管后，再流入同一内径的弯管段，则弯管段的传热系数比直管段的______。