《傳熱學》課程期末試卷卷A一、填空題1．熱量傳遞的三種基本方式為、、。（熱傳導、熱對流、熱輻射）2．物體中各點溫度不隨時間而改變的熱量傳遞過程為。（穩態傳熱過程）3．如果溫度場隨時間變化，則為。（非穩態溫度場）4．已知導熱系數為1W/(m·K)，平壁厚0.02m，，其熱阻為（熱阻為0.02m2.K/W）。5．導熱基本定律是_____定律，可表述為。（傅立葉，）6．已知材料的導熱系數與溫度的關系為λ＝λ0(1+bt)，當材料兩側壁溫分別為t1、t2時，其平均導熱系數可取下的導熱系數。(（t1+t2）/2)7．第一類邊界條件是。（給定物體邊界上任何時刻的溫度分布）8．溫度邊界層是指。（在流體溫度場中壁面附近溫度發生急劇變化的薄層。）9．純凈飽和蒸氣膜狀凝結的主要熱阻是。（液膜的導熱熱阻）10．格拉曉夫準則的物理意義。（流體流動時浮升力與粘滯力之比的無量綱量）二、基本概念題1.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。2.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生凝結過程成為流液體。3.黑體：吸收率等于1的物體。4.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。5.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生的沸騰。三、分析題1．試用所學的傳熱學知識說明用溫度計套管測量流體溫度時如何提高測溫精度。（提示：溫度計套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋)，利用等截面直肋計算肋端溫度th的結果，可得采用溫度計套管后造成的測量誤差Δt為Δt=tf-th=量誤差Δt下降，可以采用以下幾種措施：，其中，欲使測(1)降低壁面與流體的溫差(tf-t0)，也就是想辦法使肋基溫度t0接近tf，可以通過對流體通道的外表面采取保溫措施來實現。(2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增大。具體可以用以下手段實現：①增加H，延長溫度計套管的長度；②減小λ，采用導熱系數小的材料做溫度計套管，如采用不銹鋼管，不要用銅管。因為不銹鋼的導熱系數比銅和碳鋼小。②降低δ，減小溫度計套管的壁厚，采用薄壁管。④提高h增強溫度計套管與流體之間的熱交換。)2．請說明在換熱設備中，水垢、灰垢的存在對傳熱過程會產生什么影響，如何防止。(提示：從傳熱系數或傳熱熱阻角度分析。在換熱設備中，水垢、灰垢的存在將使系統中導熱熱阻大大增加，減小了傳熱系數，使換熱性能惡化，同時還使換熱面易于發生腐蝕，并減小了流體的流通截面，較厚的污垢將使流動阻力也增大。此外，熱流體側壁面結垢，會使壁面溫度降低，使換熱效率下降，而冷流體側壁面結垢，會導致壁溫升高，對于換熱管道，甚至造成爆管事故。防止結垢的手段有定期排污、清洗、清灰，加強水處理，保證水質，采用除塵、吹灰設備等。)3．不凝結氣體含量如何影響了蒸汽凝結時的對流換熱系數值？其影響程度如何？凝汽器如何解決這個問題？（1）因在工業凝汽器設備的凝結溫度下，蒸汽中所含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加了一個熱阻，即氣相熱阻，所以降低。（2）在一般冷凝溫差下，當不凝結氣體含量為1%時，換熱系數將只達純凈蒸汽的40%左右，后果是很嚴重的。（答50%左右也可）（3）這是凝汽器必須裝設抽氣器的主要原因之一。4．有一鋼管換熱器，熱水在管內流動，空氣在管間作多次折流，橫向沖刷管束以冷卻管內熱水。擬改造采用管外加肋片并換鋼管為銅管來增加冷卻效果，試從傳熱角度來評價這個方案。答：傳熱效果增強，分析如下：（1）強化傳熱時，對熱阻比較大的一側流體換熱下功夫，往往能收到顯著的效果。即在傳熱溫差不變時，改變傳熱過程中熱阻大的那一環節的熱阻，可以大大增加傳熱過程的傳熱量。（2）一般來說，如果要采取加肋片的方式強化傳熱過程的話，在h較小的一側加肋片才能收到顯著的強化效果。（3）銅的導熱系數比鋼的導熱系數大。（4）橫向沖刷時熱邊界層薄且存在由于邊界層分離而產生的漩渦，增加了流體的擾動，因而換熱強。四、計算題1.10cm厚的平板兩側面分別保持為100℃和0℃，導熱系數按照=50W/(mK)，T=100℃時，=100W/(mK)。關系隨溫度變化。在T=0℃時，求：熱流密度和溫度分布?解：由題意知，=0℃時，=50W/(mK)；=100℃時，=50W/(mK)可以解出，50W/(mK)，0.01/℃由導熱微分方程積分兩次，，即引用邊界條件可確定，=-75000，=150最終解得，，只有取“+”才符合題意。溫度分布如下：2.一內徑為75mm、壁厚2.5mm的熱水管，管壁材料的導熱系數為60，管內熱水溫度為90℃，。管外空氣溫度為20℃。管內外的換熱系數分別為和求：該熱水管單位長度的散熱量？解：已知d=75mm=0.075m，d2=75+22.5=80mm=0.08m，1，tf1=90℃，tf2=20℃，，=572.2W/m《傳熱學》課程期末試卷卷B一、填空題1、穩態傳熱過程是指。（物體中各點溫度不隨時間而改變的熱量傳遞過程。）