《传热技术》复习题(一)参考答案
一、填空题
1、写出三种间壁式换热器的名称：套管式换热器
、
管壳式换热器和板式换热器。2、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于传热管表面有污垢积存的缘故。
3、用套管换热器加热内管的空气，蒸气在管间冷凝。现欲通过实验方法测定蒸气和空气的给热系数，需要的主要仪器有温度计、流量计。
4、用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和蒸汽侧流体的温度值。
5、蒸气冷凝分滴状冷凝和膜状冷凝。
6、冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T
1＝400℃，出口温度T
2
为200℃，
冷气体进口温度ｔ
1
＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为 250 ℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为 240 ℃
7、应用准数关联式求取对流传热系数时，应注意：（1）应用范围；（2）特征尺寸；（3）定性温度。
8、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近水蒸汽的温度，总传热系数接近空气的对流传热系数。
9、列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。
10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热
过程的温度分布曲线，该传热过程是由对流传热、热传导和对流传热三个串联的热
传递环节组成，由图分析可知:α
1 < α
2
，因此若强化该传热过程，应从 A 侧着手。
11、强化传热的方法之一是提高K值. 而要提高K值,则应提高对流传热系数较小一侧的对流传热系数。
12、有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ，若作为换热器材料，应选用第一种；当作为保温材料时，应选用第二种。
13、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=0.35W/m2.K，则其厚度不低于 91mm 。(注:大型容器可视为平壁)
14、列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于提高壳程流体的流速，折流挡板的形状有弓形，圆盘形等。
15、化工生产中最常用的载热体（加热剂）为饱和蒸汽，常用的冷却剂为水。
二、选择题
1、将1500 kg/h，80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水初温为30℃，出口温度不超过35℃，硝基苯比热为1.38kJ/kJ℃，则换热器的热负荷为（ B ）。
A. 19800 kJ/h;
B. 82800 kJ/h;
C. 82800 kW;
D.19800kW
2、提高传热强度的主要途径是增大（ C ）。
A. 传热温度差；
B. 加热蒸汽压力；
C. 传热系数；
D. 传热面积；
3、计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择有关的是（ D ）。
A．普兰德准数 B．传热单元数
C．离心分离因数Ｋ D．过滤常数Ｋ
4、黑度表明物体的辐射能力接近黑体的程度，其值大小与物体的（ D ）无关。
A．种类； B．表面状况； C．表面温度； D．.颜色
5、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K值接近于（ B ）。
A. α
蒸汽B. α
空气
C. α
蒸汽与α
空气
的平均值 D. α
蒸汽
与α
空气
的对数平均值
6、流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（ A ）方式进行的。
A. 热传导
B. 对流传热
C. 热辐射
D.热对流
7、列管式换热器内，装设了两块横向折流挡板，则该换热器的壳程为（ A ）
A. 单程
B. 双程
C.三程
D.四程
8、在下面几种换热器中，冷热两种流体能实现完全逆流的是（ A ）。
A. 套管式
B. 列管式
C. 板式
D.夹套换热器
9、热对流仅发生在（ C ）中。
A. 固体
B. 静止的流体
C. 流动的流体
D.真空
10、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（ A ）。
A. 愈大
B. 愈小
C. 不变
D.和温差无关
11、用两种不同的保温材料时，往往把导热系数入值小者放在（ A ）。
A. 内层
B. 外层
C. 内外层均可内外层均不可
12、用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ A ）
A. 蒸汽的温度；
B. 空气的出口温度；
C. 空气进口温度
D. 空气进、出口平均温度
13、喷淋式换热器属于（ B ）换热器的一种。
A. 混合式
B. 间壁式
C. 蓄热式
D.直接接触式
14、热量传递的基本方式是（ D ）。
A. 恒温传热和稳态变温传热;
B. 导热给热和热交换;
C. 气化、冷凝与冷却;
D. 导热、对流与辐射
15、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（ C ）。
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。
D.降低传热系数，减少散热
16、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ B ）。
A．斯蒂芬-波尔兹曼定律； B．克希霍夫定律；
C．折射定律； D．普朗克定律
17、采用多管程换热器，虽然能提高管内流体的流速，增大其对流传热系数，但同时也导致（ D ）。
A．管内易结垢； B．壳程流体流速过低；
C．平均温差下降； D．管内流动阻力增大
三、判断题
1、换热器的平均传热温度差，是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的平均温度的差值。（ F ）
2、固体材料的内部结构越松疏，其导热系数则越大（ F ）
3、在稳定的多层平壁导热中，热阻与温差成正比。（ T ）
4、维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（ F ）
5、保温层应该选用导热系数小的绝热材料（ T ）
6、传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度。（ T ）
7、换热器的导热管，应选用导热系数值大的材料。（ T ）
8、在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。( T )
9、在稳定的多层平壁导热中，若某层的热阻较大，则导热温度差就较小。（ F ）
10、当保温材料的厚度加大时，内外壁面的总温度差增大，总的热阻也增大，总推动力与总阻力之比为定值，即导热速率不变。（ F ）
11、多层平面壁稳态热传导时，推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻是各层热阻的倒数之和。（ F ）
12、由溶液沸点造成温度差损失等于溶液的沸点与相同压力下水的沸点之差。（ T ）
13、凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。( F )
14、维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（ F ）
15、当保温材料的厚度加大时，内外壁面的总温度差增大，总的热阻也增大，总推动力与总阻力之比为定值，即导热速率不变。（ F ）
16、蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种。（ T ）
四、简答题
1、列管换热器由哪几个基本部分组成？各起什么作用？
答：主要由壳体、管束、管板和顶盖（又称封头）等基部分组成。壳体和管束作为冷热两流体的流动空间，通过管壁进行换热。管束安装在管板上，通过管板使管束与壳体连成一体。顶盖（封头）上有管程流体进出口，且有分程、密封，封头可拆卸，便于管子清洗等作用。
2、提高传热系数时，为什么要着重提高给热系数小的这一侧?
解：当忽略金属壁面的导热热阻时，
1/K=1/α+1/α=(α+α)/(α×α)
若α>>α，则α+α≈α∴K≈α
即K接近α小的数值。
3、为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?
答：逆流操作可以获得较大的平均传热温度差，从传递相同热负荷言，须较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度T可接近冷流流体进口温度t，对相同热负荷言，需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度t可接近热流体进口温度T，对相同热负荷言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。
4、试述对流传热的机理?
答：热流体流过管道时, 在湍流主体中,流体剧烈拢动,形成漩涡, 使质点强烈混合而交换热量，温度较均匀，几乎不存在温度梯度；但在紧靠管壁，有一层很薄的作层流流动的流体层（层流底层），在这层薄层内，热量传递以导热方式进行，从微观上言，是靠分子传递。由于流体的导热系数很小，故热阻丝要集中层流底层内。对管内层流流动，热量传递也是主要靠导热。但由于温度存在（轴向的，径向的），有密度差，会引起质点的对流，比较复杂。
5、试分析对流传热系数的影响因素？
答：影响对流传热系数的因素有：d，u，ρ，μ，λ，c
P
五、计算题
1、某厂在由177根φ25×2mm，长3m的钢管构成的单壳程单管程列管换热器内，用 132.9℃的饱和水蒸汽在管间冷凝，将管内作湍流流动的常压乙烯气体加热。已知乙烯气体流量为0.6kg/s，进口温度为20℃，在操作条件下的密度为1kg/m3，比热为1.84 kJ/kg.K，对流传热系数为53w/m2.K，饱和水蒸汽冷凝传热膜系数为8000 w/m2.K，可忽略管壁及垢层热阻。
(1)确定乙烯气体出换热器时的温度；(2)若乙烯气体通过换热器的压降要求不超过0.01 kgf/cm2，通过换热器的总长度（包括局部阻力当量长度）为5.5m，摩擦系数λ＝0.04，试确定该换热器最多能允许通过多少kg/s的乙烯气体?
解：（1）Q＝ｗc
P (t2 -t1 )=0.6C
P
(t2 -20)（1分）
Q＝KAΔtm（1分）
Si ＝ｎπｄi Ｌ＝177π×0.021×3 =35.014 m（1分）
∵αi<<αo Ki ＝1/（1/α1 ＋1/α2 ）
＝1/(1/53+1/8000)=52.65 ｗ.m.K（2分）
则 0.6×1.84×10^3×(t2 -20)=52.65×35.014×(t2 -20)/ln(132.9-20)/(132.9-t2 ) ｌｎ(112.9/(132.9-t2 ))=1.668
112.9/(132.9-t2 )=5.304
704.89 - 5.304t2 =112.9 ∴t2 =111.61℃（3分）
（2）ΔP＝0.01 kgf/cm=0.01×9.804×10=9.807×10Pa（1分）
ΔP＝λｌ/ｄ×u2/2×ρ＝0.04×5.5/0.021×u2/2×1（2分）
9.807×10=0.04×5.5/0.021×u 2
/2 ∴ u ＝13.68 m.s （2分）
ｗ＝ｎπ/4 d i 2u ρ
＝177×0.785×0.021×13.68
＝0.8389 kg.s =0.84kg.s （2分）
2、有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。忽略污垢热阻。试求：(1)冷却水的消耗量；(2)逆流操作时所需传热面积。
解：(1)冷却水消耗量：
热量衡算式为
)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （1分）
热负荷 43101.3)5080(1086.13600
2000?=-???=Q W （1分） 冷却水消耗量 1335)
1535(10178.43600101.3)(3412=-????=-=t t c Q W pc c kg/h （1分） (2)并流操作时所需传热面积：
以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，
碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）（1分）
=4.35×10－3+7.46×10－5+3.18×10
－3
=7.54×10－3m 2·K/W （4分） K i =133W/（m 2·K ）（1分）
逆流操作
402
3545=+=逆m t ?℃（3分） 传热面积 83.540133101.34
=??==逆逆
m i i t K Q S ?m 2（3分） 3、现某厂准备选用一台换热器用19.61kPa(表压)的饱和水蒸汽供牛奶消毒用，牛奶在管内流动，从10℃加热到85℃，其平均比热为3.9kJ/kg.K ，处理量为3t/h 。饱和水蒸汽在管外冷凝，冷凝水在饱和温度下排出，换热器的传热系数K=1400W/m 2.K （以外表面积计），换热器的散热损失为饱和蒸汽放出热量的5%，试求：
（1）饱和水蒸汽的消耗量为多少kg/h?
（2）要选用多大换热面积的换热器？当地大气压为98.07kN.m -2
附：饱和蒸汽性质表 压力kPa 温度(℃) 液体焓(kJ/kg) 蒸汽焓(kJ/kg) 汽化热
(kJ/kg)
19.61 53.6 224 2594 2370
98.07 99.1 415 2676 2261
117.7 104.2 437 2684 2247
Q=W
c c
pc
(t
2
-t
1
)
=3×1000×3.9×(85-10)/3600
=243.7kW(2分)
Q热=Q＋5%Q热(1分)
Q热=Q/0.95==243.7/0.95=256.58kW(1分)
W
h
=Q/r=256.58×3600/2247=411.1kg/h(3分) (2) 换热器面积
△t
1
=104.2-10=94.2℃
△t
2
=104.2-85=19.2℃
△tm=(△t
1-△t
2
)/ln(△t
1
/△t
2
)
=(94.2-19.2)/ln(94.2/19.2)
=47.14℃(2分)
S=Q/(K×△tm)=2.437×105/(1400×47.14) =3.693 m(3分)
4、有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的对流传热系数αh =230W/（m 2·K ），水的对流传热系数αc =290W/（m 2·K ）。忽略污垢热阻。试求冷却水的消耗量和并流操作时所需传热面积。
解：(1)冷却水消耗量：
热量衡算式为
)()(1221t t c W T T c W Q pc c ph h -=-= （1分）
热负荷 43101.3)5080(1086.13600
2000?=-???=Q W （1分） 冷却水消耗量 1335)
1535(10178.43600101.3)(3412=-????=-=t t c Q W pc c kg/h （1分） (2)并流操作时所需传热面积：
以内表面积S i 为基准的总传热系数为K i ，
碳钢的导热系数λ=45W/（m ·K ）（1分）
=4.35×10－3+7.46×10－5+3.18×10－3
=7.54×10－3m 2·K/W （4分）
K i =133W/（m 2·K ）（1分）
并流操作 80 50
2.3415
65
ln 1565=-=并m t ?℃（3分）
传热面积 81.62
.34133101.34=??==并并m i i t K Q S ?m 2（3分） 5、在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg ／s 的液体(比热容为1.9kJ ／kg.℃、密度为850kg ／m 3)，由80℃冷却到30℃，换热器的列管直径为φ25×2.5mm ，水走管方。水侧和液体侧的对流传热系数分别为0.85kW ／(m 2.℃)和1.70kW ／(m 2
.℃)，污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50℃，试求换热器的传热面积。
解：热负荷：
Q =W 1c p 1（T 1－T 2）=1.25×1.9×103（80－30）=1.2×105W(2分) 传热温度差：
Δt m =(Δt 2－Δt 1)/ln(Δt 2/Δt 1)
=[(80－50)－(30－20)]/ln(30/10)
=18.2℃(3分)
总传热系数：
3
3333o o o 1006.2107.1110201085.0102511---?=?+????=+≈ααi i d d K m 2·℃/W
解得：K o =485.44W/(m 2·℃)，(4分)
5
21.21013.618.2485.44
m Q S m K t ?===??(3分)
6、某化工厂用一热交换器，每小时冷凝3.4t/h工业酒精。已知酒精温度80℃，汽化潜热
=2268W/m2.K，冷却水在管内流动，水流速为1072kJ/kg，酒精蒸汽在管外冷凝，测得其α
o
度为0.4m/s，进口水温度为20℃，流量为34500kg/h，钢管规格：φ30×2.5mm，长2m，钢管导热系数46.5 W/m2.K，设过程无热损失，并忽略垢层热阻，试求：（1）传热速率；（2）
冷却水出口温度；（3）换热器传热面积；（4）欲使传热速率Q提高，有人认为只要提高α
o 即可，你的看法如何？（水的ρ=1000kg/m3，Cp=4.18kJ/kg.K，μ=1cp，λ=0.65W/m.K) 解：（1）传热速率（2分）
Q=3.4×10×1072×10/3600=1.012×10w
（2 ）冷却水出口温度（2分）
1.012×10=34500×4.18×10(t-20)/3600
t=45.26℃
（3）换热器传热面积
Re=dup/μ=(25×10×0.4×10)/(1×10)=10（1分）
pr=Cp.μ/λ=(4.18×10×1×10)/0.65=6.431（1分）
L/d=2/(30×10)=66.67＞60（1分）
αi=0.023(λ/di)Re Pr（1分）
=0.023×(0.65/0.025)×(10)×(6.431)
=1996 W/m2.K（1分）
△t=80-20=60℃△t=80-45.26=34.74℃
△t=(60＋34.74)/2=47.37℃（1分）
K=1/[(do/αidi)＋(dδ)/(dλ)＋1/α] （1分）
=1/[30/(25×1996)＋(30×2.5×10)/(27.5×46.5)＋1/2268]
=908.4W.m.K（1分）
S=Q/(K.t)=(1.012×10)/(908.4×47.37) =25.6m（1分）
（4）要提高Q，不能单纯提高α，因为α与α数值相近，必须同时提高α与α，才能使K增大，从而使Q能显着提高。（2分）
7、某厂用一套管热交换器，每小时冷凝2000kg甲苯蒸汽，冷凝温度为110℃，甲苯的汽化潜热为363kJ.kg，其冷凝传热系数为14000w.m.K。冷却水于16℃及5000kg.h 的流量进入套管内管(内径为50mm)作湍流流动，其对流传热系数为1740w.m.K。水的比热可取为.K：(1)试计算冷却水的出口温度及套管管长。(2)由于气候变热，冷却水进口温度升为25℃，试计算在水流量不改变的情况下，该冷凝器的生产能力的变化率。解：（1）由热量衡算得：
Q＝W
h ｒ＝W
c
.Cp（t
2
－16）
∴t
2＝W
h
ｒ/（W.Cp）＋16)
＝2000/3600×363×10/5000/3600×4.19×10+16 ＝50.65℃(2分)
K＝1/[(1/1740)+(1/14000)]=1548w.m.K(2分)
Q＝W
h
ｒ＝2000/3600×363×10＝2.02×10w
Δt
1＝110－16＝94℃，Δt
2
＝110－50.65＝59.35℃
Δtm ＝（Δt
1＋Δt
2
）/2＝（94＋59.35）/2＝76.8℃(2分)
又Q＝KSΔtm ＝KπｄｌΔtm(1分)
∴管长l＝Q/（KπｄΔtm ）
＝2.02×105/（1548×3.14×0.05×76.8）＝10.82m(2分)
（2）水温升高(忽略物性变化)
传热面积S＝πｄｌ＝3.14×0.05×10.8＝1.7m(1分)
Q'=KS△tm' 其中Q'=5000/3600×4.19×10(t
2
′-25)
△tm'=[(110-25)+(110-t')]/2=97.5-0.5t'(2分)
∴ 5000/3600×4.19×10(t'-25) =1548×1.7(97.5-0.5t') ，
解得 t'=56.4℃(3分)
Q'=5000/3600×4.19×10(56.4-25)=1.83×10w(2分)
(Q-Q')/Q×100%==9.4%(1分)
8、有一列管换热器，由φ25×2.5mm长为2m的26根钢管组成。用120℃饱和水蒸汽加热某冷液体，该液体走管内，进口温度为25℃，比热为1.76kJ/kg.K，流量为18600kg/h。
管外蒸汽的冷凝传热系数为 1.1×104W/m 2.K ，管内对流传热热阻为管外蒸汽冷凝传热热阻的6倍。求冷流体的出口温度。（设换热器的热损失、管壁及两侧污垢热阻均可略去不计） 解：据题意 Rs i ≈Rs o ≈0 b/λ≈0
do/(αi d i )＝6/αo (2分)
∴ Ko ＝1/（1/αo +d o /(αi di )）＝1/（1/αo +6/αo ）
＝1.1×10
/7＝1571.43 W/m 2.K (3分) So ＝ｎπｄo l ＝26×3.14×0.025×2＝4.082 m 2(2分)
T 1 ＝120℃－－－→T 2 ＝120℃（T1 ＝T2=T ）
t 1 ＝25℃ －－－→t 2 ＝?℃(2分)
Q ＝Wc c P c （t 2 －t 1 ） ＝Ko So （T -t 1 -T +t 2 ）/ln （(T - t 1 )/(T -t 2 )）(2分)
18600/3600×1760) (t 2 -t 1 )＝1571.43×4.082(t 2 -t 1)/ln （(T - t 1 )/(T - t 2 )） ln （(T-t 1 ) /(T-t 2 )）＝1571.43×4.082×3600/(18 600×1760)＝0.7054(2分)
∴ （T-t 1 ）/（T-t 2 ）＝2.025
120-25＝2.025(120-t 2 )
∴ t 2 ＝120- 95/2.025＝73.08℃(2分)
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)）
传热学基础试题 一、选择题1．对于燃气加热炉：高温烟气→内炉壁→外炉壁→空气的传热过 程次序为A.复合换热、导热、对流换热 B.对流换热、复合换热、导热 C. 导热、对流换热、复合换热 D.复合换热、对流换热、导热2．温度对辐射 换热的影响（）对对流换热的影响。大于 D.可能大于、小于 C. 小于 A.等于 B.2℃的壁面，2777）、温度为3．对流换热系数为1000W/（m℃ 的水流经·K）其对流换热的热流密度为（ 24 42×1010W/mW/m ×2424 W/m W/m ××1010),r
传热学（一） 第一部分选择题 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( ) A. 导温系数 B. 导热系数 C. 传热系数 D. 密度 2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( ) A. 雷诺数 B. 雷利数 C. 普朗特数 D. 努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为 ( ) A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。 A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 无法比较 5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A. B. C. D. 6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（） A. 粗管和细管的相同 B. 粗管内的大 C. 细管内的大 D. 无法比较 7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（） A. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法比较 8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（） A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. （）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。 A. 灰体 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑体 10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（） A. 大一点好 B. 小一点好 C. 大、小都一样 D. 无法判断 第二部分非选择题
?填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11. 如果温度场随时间变化，则为。 12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。 13. 导热微分方程式的主要作用是确定。 14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。 15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。 16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。 17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。 18. 角系数仅与因素有关。 19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。 20. 已知某流体流过固体壁面时被加热，并且，流体平均温度为 40 ℃，则壁面温度为。 ?名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21. 导热基本定律 22. 非稳态导热 23. 凝结换热 24. 黑度 25. 有效辐射 ?简答题( 本大题共 2 小题 , 每小题 8 分 , 共 16 分 ) 26. 简述非稳态导热的基本特点。 27. 什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？ ?计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）
第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（） A ．复合换热、导热、对流换热 B ．导热、对流换热、复合换热 C ．对流换热、复合换热、导热 D ．复合换热、对流换热、导热 2 ．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。（） A ．等于 B ．大于 C ．小于 D ．可能大于、小于 3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（） A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（） A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（） A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（） A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿
9 ．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。（） A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较 10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（） A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定 二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11 ．已知某大平壁的厚度为 10mm ，材料导热系数为 45W/(m · K) ，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。 12 ．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 （ m 2 · K ），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为340W （ m 2 · K ），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。 13 ．采用小管径的管子是对流换热的一种措施。 14 ．壁温接近换热系数一侧流体的温度。 15 ．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。 16 ．热对流时，能量与同时转移。 17 ．导热系数的大小表征物质能力的强弱。 18 ．一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。 19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。 20 ．是在相同温度下辐射能力最强的物体。 三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率 四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）
2011年全国硕士研究生入学考试自主命题科目模拟试题 招生专业： 考试科目：传热学 考试时间：14:00-17:00 试题编号：824 2011年全国硕士研究生考试华北电力大学（北 京 ）自主命题模拟试题 姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业：
考场注意事项： 一、考生参加考试必须按时进入考场，按指定座位就坐。将有关身份证件（准考证、身份证）放在桌面左上角，以备查对。 二、闭卷考试，考生进入考场，不得携带任何书刊、笔记、报纸和通讯工具（如手机、寻呼机等），或有存储、编程、查询功能的电子用品（如已携带，必须存放在监考老师指定的地方）。考生只准带必需的文具，如钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器或根据考试所需携带的用具。能否使用计算器，及开卷考试时允许携带的书籍及用具等由任课教师决定。 三、考生迟到30分钟不得入场，逾时以旷考论；因特殊原因不能参加考试者，必须事前请假，并经研究生部批准，否则作旷考论。考试开始30分钟后才准交卷出场。答卷时，不得中途离场后再行返回。如有特殊原因需离场者，必须经监考教师准许并陪同。答卷一经考生带出考场，即行作废。 四、考生拿到试卷后，应先用钢笔填写好试卷封面各项，特别是学号、姓名、学院名称、课程名称等，不到规定的开考时间，考生不得答题。 五、考试期间，考生应将写好的有答卷文字的一面朝下放置，考生必须按时交卷，交卷时应将试卷、答卷纸和草稿纸整理好，等候监考老师收取，未经许可，不得将试卷、答卷纸和草稿纸带出场外。 六、考生在考场内必须保持安静。提前交卷的考生，应立即离开考场，不得在考场附近逗留。 七、考生答题必须用钢笔或圆珠笔（蓝、黑色）书写，字迹要工整、清楚。答案书写在草稿纸上的一律无效。 八、考生对试题内容有疑问的，不得向监考老师询问。但在试题分发错误或试卷字迹模糊时，可举手询问。
《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
Nu准则数的表达式为（A ） 根据流体流动的起因不同，把对流换热分为（ A） A．强制对流换热和自然对流换热B．沸腾换热和凝结换热 C．紊流换热和层流换热D．核态沸腾换热和膜态沸腾换热 雷诺准则反映了（ A） A．流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小 B．流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系 C．对流换热强度的准则 D．浮升力与粘滞力的相对大小 彼此相似的物理现象，它们的（ D）必定相等。 A．温度B．速度 C．惯性力D．同名准则数 高温换热器采用下述哪种布置方式更安全？（ D） A．逆流B．顺流和逆流均可 C．无法确定D．顺流 顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（） A．60.98℃B．50.98℃ C．44.98℃D．40.98℃ 7．为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（ D） A．热流体一侧B．换热系数较大一侧 C．冷流体一侧D．换热系数较小一侧 黑体表面的有效辐射（ D）对应温度下黑体的辐射力。 A．大于B．小于 C．无法比较D．等于 通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为（ D） A．W B．W／m2 C．W／m D．W／m3 格拉晓夫准则数的表达式为（D ） .由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( A ) A.热辐射 B.热对流 C.导热 D.都不是 准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( C )的变化规律。 A.强制对流换热 B.凝结对流换热 C.自然对流换热 D.核态沸腾换热 下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( D ) A.增加流体流度 B.设置肋片 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加 冷热流体的温度给定，换热器热流体侧结垢会使传热壁面的温度( A ) A.增加 B.减小 C.不变 D.有时增加，有时减小 将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是( D )
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的温度 , 则该物体称为 ----. ?传热 : 由热力学第二定律 , 凡是有温差的地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起的热量转移过程统称为 ------. ?导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时 , 发生的热量传输的现象 . 物体各部分之间不发生相对位移，仅依靠物体内分子原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的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的热量传输现象 . 由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互渗混所导致的热量传递过程 ?对流换热 : 指流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为 ------. ?强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起的流动 . ?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的流动 . ?流动边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度 . 这一流体层即为 -----. ?温度边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体的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的过程称为 ------. 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程成为热辐射 ?辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量 . ?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的波长在λ -- λ +d λ 范围内的辐射能量 . ?立体角 : 是一个空间角度 , 它是以立体角的角端为中心 , 作一半径为 r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2 的比值作为 ------ 的大小 . ?定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为 ----. ?传质 : 在含有两种或两种以上组分的流体内部 , 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的趋势 . 物质由高浓度向低浓度方转移过程称为 ----.
传热学试题1 一、填空题（共20分，每题2分） 1.依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流。 2.凡平均温度不高于350℃，导热系数不大于0.12W/(m·K) 的材料称为保温 材料。 3.对应管壁总热阻为极小值时的保温层外径称为临界热绝缘直径。 4.格拉晓夫准则的物理意义表征浮升力与粘滞力的相对大小，显示子然对流流态 对换热的影响；表达式Gr= 2 3 γ αl t g? 。 5.常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断面平均温度，在常热 流边界条件下呈线性规律变化，在常壁温边界条件下呈对数曲线规律变化。 6.一维常物性稳态导热物体中，温度分布与导热系数无关的条件是无内 热源。 7.不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，节点的显式差分方程是采用温度对 时间的一阶导数向前差分方法获得的，此差分方程具有稳定性条件。隐式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向后差分获得，没有稳定性条件。显式差分格式中温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得 8.减弱膜状凝结换热的主要影响因素有蒸汽含不凝结气体、蒸汽流速高且与液膜 重力方向相反。 9.在热辐射分析中，把光谱发射率=发射率=常数的物体称为灰体。 10.有效辐射包括发射辐射和反射辐射两部分能。 二、判断题，对的画√，错的画×（共10分，每小题2分） 1.换热器中，冷、热流体通过换热器可能经历的最大温差是热流体进口温度与冷 流体进口温度之差。（√） 2.稳态温度场中，温度处处是均匀的。（×） 3.无论在什么条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。（×） 4.当外径为d2的管道采取保温措施时，应当选用临界绝缘直径d c>d2。（√） 5.蒸汽在水平管束外表面膜状凝结换热时，从上面数的第一排管子的平均换热系 数最大。（√） 三、解释名词与基本概念（20分，每小题4分） 1.温度梯度 在具有连续温度场的物体内，过任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线的法线方向上，称过点P的最大温度变化率为温度梯度，温度增加的方向为正。 2.接触热阻 在两个直接接触的固体之间进行导热过程时，由于固体表面不完全平整的接触产生的额外的热阻。
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 = W/(m.℃)，其外再包一层25 mm 厚的绝缘材料B ，λB = 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)(223 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= （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， ℃ ℃ 则 ∴ 所需加热时间为： 2、解：（1）甲苯蒸气冷凝放热量为：h kJ r W Q /726000363200011=?== 冷却水吸收热量：h kJ t t t Cp W Q Q /726000)16(19.45000)(212212=-??=-== C t ο65.502=∴ (3分) (2)传热平均温差为C t T t T t T t T t m ο35.7565.5011016 110ln 16 65.50ln )(2 121=---=-----= ? (2分) 总传热系数： W K m h d h d K /1075.510000150240057112421122??=+?=+=- ∴K 2= W//(m 2·K) (2分)
《传热学》复习题 一、判断题 1．稳态导热没有初始条件。（） 2．面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。（） 3．复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理（） 4．肋片应该加在换热系数较小的那一端。（） 5．当管道外径大于临界绝缘直径时，覆盖保温层才起到减少热损失的作用。（） 6．所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。（） 7．影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数，波动周期和深度。（） 8．普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。（） 9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程，也适用于非稳态导热过程。（） 10.相同的流动和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换热系数就较小。（） 11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，它对任意形状物体内部和边界都适用。( ) 12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。 ( ) 13、温度不高于350℃，导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。 ( ) 14、在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差大。 ( ) 15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。 ( ) 16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式，是无条件稳定的。 ( ) 17、边界层理论中，主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。 ( ) 18、无限大平壁冷却时，若Bi→∞，则可以采用集总参数法。 ( ) 19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。 ( ) 20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。( ) 二、填空题 1．流体横向冲刷n排外径为d的管束时，定性尺寸是。 2．热扩散率（导温系数）是材料指标，大小等于。 3．一个半径为R的半球形空腔，空腔表面对外界的辐射角系数为。 4．某表面的辐射特性，除了与方向无关外，还与波长无关，表面叫做表面。 5．物体表面的发射率是ε，面积是A，则表面的辐射表面热阻是。 6．影响膜状冷凝换热的热阻主要是。
模拟试题一 一、填空题（共20分，每小题2分） 1.传热过程是由导热、A、B三种基本传热方式组合形成的。 2.导热微分方程式是根据热力学第一定律和 A定律所建立起来的 描写物体的温度随 B 变化的关系式。 3.对流换热过程是靠 A和 B 两种作用来完成热量传递的。 4.气体只能辐射和吸收某一定波长范围的能量，即气体的辐射和吸收 具有明显的A。 5.对服从兰贝特定律的物体，辐射力E与任意方向辐射强度I之间的 关系式为 A 。 6.热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了 A 。 7.自然对流换热在 A 条件下发生关于特征长度的自模化现象。 8.有效辐射包括 A 和 B 两部分能。 9.不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，节点的隐式差分方程是 采用 A 差分方法获得的，此差分方程 B 稳定性条件。 10.常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断面平均温 度在常壁温边界条件下呈 A 规律变化。 一、判断题，对的画√，错的画×（共10分，每小题2分） 1.流体外掠光滑管束换热时，第一排管子的平均表面传热系数最大。（） 2.为减少保温瓶的辐射散热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空。（） 3.水在水平圆管内受迫流动，管外是空气自然对流，为强化传热应把肋 片安装在圆管外表面。（） 4.由两种不同材料制成的大平壁紧密接触时进行稳态导热过程，若已知
121223,t t t t δδδ==->-，则 12<λλ 。 （ ） 5. 有一冷凝器，饱和蒸汽在管外凝结成饱和液体，冷却 水在管内流，则其平均温差m t ?与流动方式无关。（ ） 二、 解释名词与基本概念（20分，每小题4分） 1. 温度梯度 2. 努谢尔特准则及其物理本质 3. 肋片效率 4. 辐射强度 5. 传热过程 三、 简答及说明题（共40分，每小题8分） 1. 为什么潮湿的多孔材料的导热系数不但比干多孔材料的导热系数 大，而且还比水的导热系数大？ 2. 流体在管内受迫流动换热的其它条件相同时，直管和弯管（如螺旋 管）何者换热强？为什么？ 3. 试说明Bi 数的物理意义。表面上看Bi 数与Nu 数的表达式相同， 其差别是什么？ 4. 简述窗玻璃的温室效应现象。 5. 增强传热有哪些方法？说出3种方法。最有效的措施应从何处入 手？为什么？ 五、计算题（共60分） 1. 空气在壁温94o w t C =的大管道中流动，用热电偶测量空气温度，热 1δ2 δ1 t 2 t 3 t 1 λ2 λt x 4题图
传热学复习题 一。选择恰当的答案填入空格中（每题2分，共30分） 1.传热学是研究（）的科学。 ①热量传导规律；②热量传递规律；③对流传热规律；④辐射传热规律。 2.采暖时，热量从90℃的热水通过1mm厚的钢板传给25℃的室内空气。在这个综合传热过程中，（）。 ①水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热；②钢板到空气的传 热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热；③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热；④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。 3.傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向（），即热量必须从高温处向低温处传递。 ①相反；②垂直；③相交；④相同。 4.工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关，是一种综合导热系数，不再单纯是（）。 ①物性参数；②过程参数；③几何参数；④边界条件。 5.导热问题（导热数学模型）的三类边界条件分别是（）。 ①速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件；②温度边界条件、热流量边界条 件和对流边界条件；③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件；④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。（）。 6.（）远远小于（）是肋片导热的必要条件，反过来的话肋片不仅不增大传热，反而削弱传热。 ①肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻；②肋基接触热阻、肋片内导热热阻； ③肋基导热热阻、肋片内导热热阻；④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。 7.周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同，可能分为也可能不分（）等两个阶段。 ①非稳态阶段和稳态阶段；②非正规状况阶段和正规状况阶段；③非周期性阶段和 周期性阶段；④非定常阶段和定常阶段。 8.集总参数法使用条件是（）。 ①物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻；②物体内部 单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻；③物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻）； ④物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换 热的换热热阻（外热阻），即Bi很小（<0.1）。
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 α=.K) 6.（3分）牛顿冷却定律的表达式为_________，给热系数（或对流传热系数）α的单位是_______。 ***答案*** q=αA△t .K 7.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 8.（4分）某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=_________. ***答案*** 9.（2分）热量传递的方式主要有三种:_____、_______、__________. ***答案*** 热传导热对流热辐射 10.（6分）圆筒壁总传热系数K与间壁两侧对流传热系数α.α以及间壁导热系数λ的关系为_________.当间壁管规格为φ108×4mm,导热系数为45(w. m.K)时,管内外两侧给热系数分别为8000 .K)和1200.K)时,总传热系数K__________. ***答案*** 1/K=1/α+bd/λd+1d/αd；946.K) 11.（4分）某逆流操作的间壁式换热器中,热流体的进.出口温度为80℃和50℃,冷流体的进
传热学试题库含参考答案 《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
一. 一短圆柱体直径为d ，高为h ，初始温度为0t ，侧壁温度绝热，顶面加入热流q W/m 2 ， 底面与温度为f t ，对流换热系数为α的流体接触。试写出求解其稳态温度场的微分方程与定解条件。（7分） h 二. 一金属杆内的温度分布exp(0.02)sin 2x t L πτ=-?，式中：τ为时间(单位：小时)，x 为从杆 的一端起的坐标，L 为杆总长度。如杆的导热系数为48W/（mK ），L 为1.5m 。求：τ=5小时，通过杆中心(/2x L =)截面的热流通量。（7分） 三. 某无穷大平壁初始温度为50℃，两侧空气温度突然降至10℃。若冷却已进入正常情况阶 段，在某时刻测得中心温度为30℃，壁面温度为20℃。求：当壁面温度降为15℃时，中心温度为多少？（7分） 四. 一圆柱状容器，直径为0.1m ，高为0.1m ，上、下圆面积之间的角系 数1,20.17X =，若下底面1A 的温度为1500T K =，黑度10.9ε=，侧面2A 绝热，顶面3A 敞口，容器外是绝对温度为300K 的黑体空间。求容器通过3面向外辐射的热流及2表面的温度。（8分） 五. 某3km 长的供热管道，入口水温为98℃，途中环境温度为20℃不变，传热系数也沿程 不变。今测得1km 处水温降至90℃，问3km 出口处水温降至多少？又：若管道送水量降低一倍，则3km 出口处水温又为多少？（8分） 六. 某换热过程，边界层温度场为 1exp Pr w f w t t u y t t ν∞-? ?=- ?-? ?，当空气温度为f t =150℃，壁面温 度w t =50℃，主流速度u ∞=8m/s ，求表面传热系数。（8分） 七. 等壁温垂直加热表面的层流自然对流的局部对流换热系数可表示为14 x c x α-=?，其中：c 与x 无关。1) 导出比值x x α的表达式(x α是平均放热系数)；2) 画出x α、x α随x 的变化图形。（6分） 八. 某水壶装水2G =kg,底部火焰温度为1500f t =℃,加热面积10.02F =m 2,传热系数1100 K =12 3
传热学试卷 一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分] 1．导温系数是材料 物体内部温度扯平能力 的指标，大小等于 λ/ρC 。 2．影响强制对流换热的主要因素有 流体的物性，状态，壁面结构。 3．动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为5 /4Re 0296.0x x Nu =，适用条件是Pr=1。 4．影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。 5．自膜化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关，其发生的条件是流体处于湍流自然对流。 6．同一壳管式换热器，逆流布置时对数平均温压最大，顺流布置时对数平均温压最小。 7．在热辐射分析中，把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。 8．通常，把k m w ./12.0≤λ的材料称为保温材料。 9．有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能，它包括本身辐射和反射辐射两部分。 10．傅立叶定律的数学表达式是x t A Q ??-=λ。 二．问答及推导题：（共50分） 1. 名词解释：（10分）[评分标准：每小题2分] ① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量. ② 热边界层：在壁面附近温度剧烈变化的薄层. ③ 导温系数：c a ρλ = 表示物体内部温度扯平的能力. ④ 膜状凝结：凝结液能很好的润湿壁面,在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻. ⑤ 太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 2 2.试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原理。（10分） 答：三种方法（1）流速u 提高，（2）直径d 减小，（3）采用强化的换热面。 —————（6分） 原理n f f f Nu Pr Re 023.08.0= 或2.08 .0d u h ∝———————（4分） 3.根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中哪个区段 具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热时必须严格监视并控制热 通量在临界热通量以内？（10分） 答：四个区段， 核态沸腾。———————（4分） 用DNB 监视的原因（1）DNB 之上q 随△t 变化亦小 （2）超过m ax q 时△t 猛增，可达到1000℃，易烧毁设备。———— ———（6分）
传热学模拟试题（一） 一．填空题 1．导热系数是由式定义的，式中符号q表示沿n方向的 ，是 。 2．可以采用集总参数法的物体，其内部的温度变化与坐标 。 3．温度边界层越________，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越________越好。 4．凝结换热的两种形式是 和 。 5．保温材料是指 的材料。 6．P r(普朗特数)即 ，它表征了 的 相对大小。 7．热辐射是依靠 传递能量的，它可以在 进行。 8．同一温度下黑体的辐射能力 、吸收能力 。 9．热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了 。 10.换热器传热计算的两种方法是 。 二．单项选择题 1.热量传递的三种基本方式是( ) A.热对流、导热、辐射 B.复合换热、热辐射、导热 C.对流换热、导热、传热过程 D.复合换热、热辐射、传热过程 2.无量纲组合用于对流换热时称为 ( )准则。 A.R e(雷诺) B.P r(普朗特) C.N u(努谢尔特) D.G r(格拉晓夫) 3.对流换热以( )作为基本计算式。 A.傅立叶定律 B.牛顿冷却公式 C.普朗克定律 D.热路欧姆定律 4.下述几种方法中，强化传热的方法是( )。 A.夹层抽真空 B.增大当量直径 C.增大流速 D.加遮热板 5.当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在( )会最有效。 A.换热系数较大一侧 B.换热系数较小一侧 C.随便哪一侧 D.两侧同样都加 6.下列各参数中，属于物性参数的是( ) A.换热系数 B.传热系数 C.吸收率 D.导温系数 7.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的 保温效果，应将( )材料放在内层。