1、傳熱學復習題一、判斷題傅立葉定律只適用于各向同性物體的導熱，而不適用于各向異性物體的導熱()隨著肋高的增大，肋片散熱量增大，所以肋片效率也增大。()在相同的流動和換熱壁面條件下，導熱系數大的流體對流換熱系數就大。()TOC o 1-5 h z由牛頓冷卻公式q二h山可知，換熱量q與溫差At成正比。()輻射傳熱時，對于絕熱面，其凈輻射換熱量為零，故絕熱面與其他輻射面間不存在輻射傳熱。()漫射表面在半球空間各個方向上的定向輻射力相等。()在相同的進出口溫度下，逆流比順流的傳熱平均溫差小。()一長為L外徑為d(Ld)的不銹鋼管，放置在靜止的空氣中，管內用電加熱，功率恒定，空氣溫度也恒定。在這種情況下，

2、管子豎直放置時管壁溫度比水平放置時要高。()黑體的熱力學溫度增加一倍，其總輻射力增加16倍。()物體輻射某一波長輻射能的能力越強，其吸收這一波長輻射能的能力就越強。()無限大平壁冷卻時，若BS，則第三類邊界條件相當于第二類邊界條件。()TOC o 1-5 h z在相同的進出口溫度下，逆流比順流的傳熱平均溫差大。()自然對流紊流的表面傳熱系數與定型尺寸無關。()一個表面的有效輻射一定不小于它的本身輻射。()管內受迫對流換熱時，不論是層流或紊流，常壁溫邊界還是常熱流邊界，在充分發展階段，表面傳熱系數不沿管長方向變化。()導熱微分方程是導熱普遍規律的數學描寫，所以它對任意形狀物體的內部和邊界都適用。

3、()普通玻璃對于波長為2卩m以下的射線可以認為是不透明的。(18對于非穩態導熱數值解的顯式差分格式，必須聯立求解節點離散方程組才能得到各個節點的溫度。（）傅立葉定律只適用于各向同性物體的導熱，而不適用于各向異性物體的導熱。（）在相同的流動和換熱壁面條件下，導熱系數大的流體對流換熱系數就大。（）二、填空題TOC o 1-5 h z1、熱量傳遞的三種基本方式為、。2、半徑為R的半球空腔對自身的角系數X二。3、Nu準則的表達式，Bi準則的表達式。4、角系數的相對性用公式表示為：。5、流體橫向沖刷管束時，前排管比后排管表面的換熱系數，對管束而言，叉排比順排的換熱系數。（填大或小）6、漫輻射表面輻射力是

4、任意方向輻射強度的倍7、導熱系數的單位為，表征材料的特性；熱擴散率的單位為,表征材料的特性；8、按照非穩態導熱過程進行的特點，可將非穩態導熱分為和兩大類。9、溫度場的數學表達式為：。10、換熱器按工作原理不同可分為_，_，和三種。11、流體橫向沖刷管束時，前排管比后排管表面的換熱系數，對管束而言，順排比叉排的換熱系數。（填大或小）12、套管式換熱器，熱流體由300C冷卻至150C,而冷流體由50C加熱至100C。貝則順流時At=，逆流時At=。mm13、個半徑為R的半球形空腔，空腔表面對外界的輻射角系數為。14、Bi時，進入非穩態傳熱的正常情況階段。15流動邊界層的厚度為8，熱邊界層的厚度為8

5、，當Pr=1,有8t8，t當Pr1，有88。（填,或=）t1617.熱管是集熱量傳遞的三種基本方式為于一身的熱傳輸元件。18.角系數的相對性用公式表示為：19.流體橫向沖刷管束時，前排管比后排管表面的換熱系數，對管束而言，叉排比順排的換熱系數。（填大或小）20漫輻射表面輻射力是任意方向輻射強度的倍21.熱擴散率的單位為,表征材料的特性。三、簡答題1、用文字解釋什么是非穩態導熱的集總熱容參數法？在用熱電偶測溫時，時間常數越小，是否意味著熱電偶越靈敏？解釋這一現象。2、導出如圖所示的拐角節點（i,j）在二維穩態無內熱源時的節點方程式。其中上邊界絕熱，右邊界與溫度為流體接觸，并且總換熱系數為h,材料

6、導熱系數為九。（圖中Ax=Ay）3、寫出Nu、Bi各準則的表達式，并解釋Nu和Bi的物理意義，及二者表達式中入的區別。4、已知換熱器的四個進口溫度t、t和t、t，試寫出換熱器按順流和逆流布h1h2c1c2置時對數平均溫差的計算公式。5、寫出Nu、Bi各準則的表達式，并解釋Nu和Bi的物理意義，及二者表達式中入的區別。6、分析影響膜狀凝結的因素及增強換熱的措施。7、試寫出判別兩個物理現象相似的條件。并分析下列兩個現象是否相似，說明理由：水在兩根幾何尺寸完全相同的圓管內強制流動換熱，一管保持壁面溫度均勻一致另一管保持壁面熱流均勻，且兩管內流體的Re數和Pr數分別相同。8、簡述邊界層理論的主要內容。

7、四、計算題1、一逆流套管式換熱器，熱水在管內流動，進口溫度為130C,出口溫度為65C,流量為1.2kg/s，對流換熱系數h=7000W/m2C；冷水在管外流動，進口溫度1為14C，流量為8kg/s，對流換熱系數h=4200W/m2C，已知管壁和污垢熱阻2R=0.0005m2C/W，求1)傳熱系數，2)換熱量，3)換熱器面積。(忽略管子s內外換熱面積的差異，水的比熱為比熱c二4174J/kgC)2、有一厚為240mm的墻體，導熱系數為1.2W/(mK)。為使每平方米墻的熱損失不超過1200W，在外表面上覆蓋了一層導熱系數為0.1W/(mK)的保溫材料。已知該復合壁兩側的溫度分別為650C和50

8、C，試確定此時保溫層的厚度。3、鍋爐爐墻由三層平壁組成，內層是厚5二0.23m九二1.20W/(mK)的耐火磚11層；外層是厚5二0.24m，九二0.60W/(mK)的紅磚層，；兩層中間填以5二0.05m，332九二0.095W/(mK)的石棉保溫層。已知爐墻內側煙氣溫度t=511C，煙氣側2f1對流換熱的表面傳熱系數h=35W/(m2K);鍋爐爐墻外空氣溫度t=22C，空1f2氣側對流換熱的表面傳熱系數h=15W/(m2K)。試求通過該爐墻的熱損失和爐2墻內、外表面的溫度t和t。w1w24、液氧儲存容器為夾層結構，外壁內表面溫度t二20C，內壁外表面溫度1t=-183C,其發射率8=8二0.

9、8，內外壁間又增加了一層發射率二0.02的鍍2123銀壁。試計算由于輻射換熱每單位面積容器壁的散熱量，并確定鍍銀壁的溫度。5、在一冷凝器中，冷卻水以1m/s的流速流過內徑為10mm，長度3m的銅管，冷卻水的進出口的溫度分別為15C和65C，試計算管內的表面的傳熱系數。(水的物性：九二0.635W/(mK)；v=0.659x10-6m2/s；Pr=4.31)層流：Nu二1.86Re0.33Pr0.33（d：;L）3適用條件：Re2300fff7、一逆流套管式換熱器，熱水在管內流動，進口溫度為130C,出口溫度為65C,流量為1.2kg/s，對流換熱系數h=7000W/m2C；冷水在管外流動，進口

10、溫度1為14C，流量為8kg/s，對流換熱系數h=4200W/m2C，已知管壁和污垢熱阻2R=0.0005m2C/W，求1)傳熱系數，2)換熱量，3)換熱器面積。(忽略管子s內外換熱面積的差異，水的比熱為比熱c二4174J/kgC8、一直徑為0.2m的蒸汽管道，管壁厚8mm；管外包有隔熱保溫層，厚度為0.12m。已知，管材的導熱系數九二45W/(mK)，隔熱保溫材料的導熱系數1九二O.1W/(mK)。給定第三類邊界條件：管內蒸汽溫度t=300C，管內蒸汽與2f1管壁面之間對流換熱的表面傳熱系數h=120W/(m2K)；周圍空氣溫度t=25C,1f2保溫層外表面與空氣之間的表面傳熱系數h=10W

11、/(m2K)。求單位管長的傳熱2系數和隔熱保溫層外表面的溫度。9、放在冰箱內的碎肉被包裝成100mmX100mmX200mm的長方形，其整體溫度為-23C。然后從冰箱取出暴露于21C的空氣中，空氣與肉間的表面傳熱系數為8.5W/(m2K)。把肉看作具有與冰一樣的物性來處理，試計算保持肉的任何一部分都不被溶化所能夠持續的時間。對冰來說，=2.2W/(mK)和a=0.0045m2/h。10、在一冷凝器中，冷卻水以1m/s的流速流過內徑為10mm，長度3m的銅管，冷卻水的進出口的溫度分別為15C和65C，試計算管內的表面的傳熱系數。(水的物性：X=0.635W/(mK)；v=0.659x10-6m2

12、/s；Pr=4.31)層流：Nu=L86Re0.33Pr0.33(d：L)3適用條件：Re60參考答案一、判斷題傅立葉定律只適用于各向同性物體的導熱，而不適用于各向異性物體的導熱(v)隨著肋高的增大，肋片散熱量增大，所以肋片效率也增大(X)在相同的流動和換熱壁面條件下，導熱系數大的流體對流換熱系數就大(V)由牛頓冷卻公式q=h-At可知，換熱量q與溫差At成正比(X)輻射傳熱時，對于絕熱面，其凈輻射換熱量為零，故絕熱面與其他輻射面間不存在輻射傳熱(X)漫射表面在半球空間各個方向上的定向輻射力相等(X)在相同的進出口溫度下，逆流比順流的傳熱平均溫差小(X)一長為L外徑為d(Ld)的不銹鋼管，放置

13、在靜止的空氣中，管內用電加熱，功率恒定，空氣溫度也恒定。在這種情況下，管子豎直放置時管壁溫度比水平放置時要高(X)黑體的熱力學溫度增加一倍，其總輻射力增加16倍(v)物體輻射某一波長輻射能的能力越強，其吸收這一波長輻射能的能力就越強(v)無限大平壁冷卻時，若BiT，則第三類邊界條件相當于第二類邊界條件。(X)在相同的進出口溫度下，逆流比順流的傳熱平均溫差大。(V)自然對流紊流的表面傳熱系數與定型尺寸無關。(V)一個表面的有效輻射一定不小于它的本身輻射。（V）15管內受迫對流換熱時，不論是層流或紊流，常壁溫邊界還是常熱流邊界，在充分發展階段，表面傳熱系數不沿管長方向變化。（V）16導熱微分方程是

14、導熱普遍規律的數學描寫，所以它對任意形狀物體的內部和邊界都適用。（V）17.普通玻璃對于波長為2卩m以下的射線可以認為是不透明的。（X）18對于非穩態導熱數值解的顯式差分格式，必須聯立求解節點離散方程組才能得到各個節點的溫度。（X）傅立葉定律只適用于各向同性物體的導熱，而不適用于各向異性物體的導（V）在相同的流動和換熱壁面條件下，導熱系數大的流體對流換熱系數就大（V）二、填空題2、熱量傳遞的三種基本方式為導熱、熱對流、熱輻射。2、半徑為R的半球空腔對自身的角系數X=0.5o3、Nu準則的表達式Nu二h,Bi準則的表達式Bi二h。九九5、角系數的相對性用公式表示為：XA=XA。1,212,125

15、、流體橫向沖刷管束時，前排管比后排管表面的換熱系數小，對管束而言，叉排比順排的換熱系數大。（填大或小）6、漫輻射表面輻射力是任意方向輻射強度的_n倍7、導熱系數的單位為W/（mK）,表征材料的特性；熱擴散率的單位為m?/s,表征材料各部分溫度趨向一致的能力的特性；8、按照非穩態導熱過程進行的特點，可將非穩態導熱分為周期性非穩態導熱和瞬態非穩態導熱兩大類。9、溫度場的數學表達式為：t二f（x,y,z,t）。10、換熱器按工作原理不同可分為間壁式，混合式，和回熱式三種。11、流體橫向沖刷管束時，前排管比后排管表面的換熱系數大，對管束而言，順排比叉排的換熱系數。（填大或小）TOC o 1-5 h z

16、12套管式換熱器，熱流體由300C冷卻至150C,而冷流體由50C加熱至100C。則順流時At=1243C，逆流時At=1443C。mm13個半徑為R的半球形空腔，空腔表面對外界的輻射角系數為0.5。14.Bi0.2時，進入非穩態傳熱的正常情況階段。15流動邊界層的厚度為8，熱邊界層的厚度為8，當Pr=1,有8=t8，當Pr1，有88。（填,或=）tt熱管是集和于一身的熱傳輸元件。熱量傳遞的三種基本方式為導熱、熱對流、熱輻射。18角系數的相對性用公式表示為：XA=XA。r,，212，1219.流體橫向沖刷管束時，前排管比后排管表面的換熱系數小，對管束而言，叉排比順排的換熱系數大。（填大或小）2

17、0漫輻射表面輻射力是任意方向輻射強度的n倍熱擴散率的單位為m2/s,表征材料各部分溫度趨向一致的能力的特性。三、簡答題1、當Bi2300ud1x10 x10-3Re=v0.659x10-6m因此，流動問紊流且在上述推薦公式應用范圍內Nu=O.O23Reo$Pro.4=O.O23xl5175o.8x4.31o.4=91.3h=沁=913X%350.01=5797556、解：1）根據邊界網絡單元寫出熱平衡關系式:Ax7、Ct一tAxct一tt一t入.Jj!ij.+入.亠ijAy+入.Jj!ijAx+入Ay2AxAy+化-/(字+孚)=02）再根據Ax=Ay，化簡上式，整理有：(t+1)+2(t+1

18、)一(6+2i,j】i+1，ji,j+1hAxhAx)t+2t=0hh/解:1)k=11R+0.0005+shh7000420012Q=Mc(t-1”)=1.2x4147x(130一65)=323.47KW?1111Q=MeC-1)=MeC-1),111122221=1135w/m2-C代入：1.2x4147x(130-65)=8x4147C-14)2得到t”=23.75C2At=mAt-At”(130-65)-(23.75一14)=29.1C1AtIn-At”ln(130一65)n(23.75-14)又由Q=kAAt竺47=9.8m2kAt1135x29.18、解：根據給出的幾何尺寸得到：d=0.2+2x0.008=0.216m2d=0.216+2x0.12=0.456m311d1d1h兀d11+(In+In)+2兀九d2兀九dh兀d112223+亠4+亠g)+120兀x0.22兀x450.22兀x0.10.21610兀x0.456=1.2