辐射换热器部分习题参考答案
《传热学》第四版课后习题标准答案
《传热学》第四版课后习题答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《传热学》第一章思考题1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。
答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。
联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。
导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。
2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。
试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。
答：① 傅立叶定律：dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt－沿x 方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。
② 牛顿冷却公式：)(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。
③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。
3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。
这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。
4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。
试分析引入传热方程式的工程实用意义。
《传热学》习题课(辐射换热)
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 6. 什么叫光谱吸收比？在不同光源的照耀 下，物体常呈现不同的颜色，如何解释？ 答：光谱吸收比：物体对某一特定波长的辐 射能所吸收的百分数。 是因为物体的光谱吸收具有选择性，而造成 的。如果只反射了一种波长的可见光，而几 乎全部吸收了其他可见光，它就呈现被反射 的这种辐射线的颜色。
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 7. 对于一般物体，吸收比等于发射率 在什么条件下才成立？ 答：条件：漫射灰体表面、发射和吸收 表面具有同样温度。
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
•
8. 说明灰体的定义以及引入灰体的简化对 工程辐射换热计算的意义。 答：灰体：光谱吸收比与波长无关的物体。 意义：灰体的吸收比与投入辐射的分布无关， 是一个常数，只取决于本身的情况与外界情 况无关。给辐射分析带来很大简化。灰体的 吸收比是物体自身的一个物性。
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第九章 辐射换热的计算—复习题
•
7. 什么是辐射表面热阻、什么是辐射空间热阻？ 网络法的阻：A ；辐射空间热阻： A1 X 1, 2
。网络法的实际作用是求解三表面封闭系统的 辐射换热问题；对大于或等于4表面封闭系统的 辐射换热问题的数值解法计算式的推导建立基 础。
第八章 热辐射基本定律及物体的 辐射特性—复习题
• 5. 黑体的辐射能按空间方向是怎样分布的？定向 辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射 能在半球空间各方向上是均匀分布的？ 答：黑体的辐射能在空间各个方向的定向辐射强 度相等。 单位辐射面积发出的辐射能，落到空间不同方向 单位立体角内的能量的数值不等，其值正比于该 方向与辐射面法线方向夹角的余弦。 不是均匀分布的，而是法线方向最大，切线方向 为零，服从余弦分布规律。
热工基础11-12章部分参考答案及例题
第十一章 辐射换热补充例题： 一电炉的电功率为1kW ，炉丝温度847℃，直径为1mm ，电炉的效率（辐射功率与电功率之比）为0.96。
试确定所需炉丝的最短长度。
若炉丝的发射率为0.95，则炉丝的长度又是多少？解：∵ 96.0=W AE b ∴ W T C l r o 96.010024=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅πm T C d W l 425.32.1167.5001.0100096.010096.04401=⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=ππm 425.3=若 95.0=ε，96.0=W E A b ε；m l l 601.395.0425.395.012===11.7 用热电偶温度计测得炉膛内烟气的温度为800℃，炉墙温度为600℃。
若热电偶表面与烟气的对流换热系数h =50W/(m 2·℃)，热电偶表面的发射率为0.8，试求烟气的真实温度。
已知：t 1 = 800℃，t w = 600℃, h =50 W/（m 2.℃），ε1= 0.8 求：t f =？解：本题可由热平衡法求解。
热辐射： ∵ A 1<<A 2 ∴ )(441111wb T T A -=σεφ 对流换热： )(112T T hA f -=φ 在稳态下： 21φφ=∴ 6.14756.1748)(44111==-+=K T T hT T w b f σε℃为减少测量误差，可利用以下措施：① 减少ε1（采用磨光热电偶表面的方法，但往往由于生锈和污染而降低效果）；② 提高接点处的h 值（可采用抽气装置来加大流速）； ③ 管外敷以绝热层，使T w ↑； ④ 加设遮热罩（遮热罩两端是空的，使废气能与接点接触）。
接点与壁面之间有辐射换热，其辐射换热量即为接点的热损失，这一损失，应通过废气对接点的对流换热进行补偿。
第十二章 传热过程和换热器热计算基础12.1 冬季室内空气温度t f 1=20℃，室外大气温度t f 2=―10℃，室内空气与壁面的对流换热系数h 1=8W/(m 2·℃)，室外壁面与大气的对流换热系数h 2=20W/(m 2·℃)，已知室内空气的结露温度t d =14℃，若墙壁由λ=0.6W/(m ·℃) 的红砖砌成，为了防止墙壁内表面结露，该墙的厚度至少应为多少？解：传热问题热阻网络：热流密度 2121212111h h t t R R R t t q f f C C f f ++-=++-=λδλ （1）若墙壁内壁面温度t =t d =14℃时会结露，由于串联热路中q 处处相等，所以 2212211h t t R R t t q f w C f w +-=+-=λδλ （2）（1）、（2）联立求解，可求得q 和墙的厚度δ。
换热器计算思考题及参考答案
换热器思考题1. 什么叫顺流？什么叫逆流（P3）？2.热交换器设计计算的主要内容有那些（P6）？换热器设计计算包括以下四个方面的内容：热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。
热负荷计算：根据具体条件，如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况，计算出传热系数及所需换热面积结构计算：根据换热器传热面积，计算热交换器主要部件的尺寸，如对管壳式换热器，确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径，隔板数及位置等。
流动阻力计算：确定流体压降是否在限定的范围内，如果超出允许的数值，必须更改换热器的某些尺寸或流体流速，目的为选择泵或风机提供依据。
强度计算：确定换热器各部件，尤其是受压部件(如壳体)的压力大小，检查其强度是否在允许的范围内。
对高温高压换热器更应重视。
尽量采用标准件和标准材料。
3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么（P7）？4. 流体在热交换器内流动，以平行流为例分析其温度变化特征（P9）？5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示（P20）？一次交叉流，两种流体各自不混合一次交叉流，一种流体混合、另一种流体不混合一次交叉流，两种流体均不混合6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点（P25、26）?什么是温度交叉，它有什么危害，如何避免（P38、76）？7．管壳式换热器的主要部件分类与代号（P42）？8．管壳式换热器中的折流板的作用是什么，折流板的间距过大或过小有什么不利之处（P49～50）？换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数，为了获得良好的效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当。
对常用的圆缺形挡板，弓形切口过大或过小，都会产生流动“死区”，均不利于传热。
一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15～0.45，常采用0.20和0.25两种。
挡板的间距过大，就不能保证流体垂直流过管束，使流速减小，管外对流传热系数下降；间距过小不便于检修，流动阻力也大。
《传热学》课后习题答案-第一章
传热学习题集第一章思考题1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。
答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。
联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。
导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。
2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。
试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。
答：① 傅立叶定律：，其中，－热流密度；－导热系数；－沿x方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。
② 牛顿冷却公式：，其中，－热流密度；－表面传热系数；－固体表面温度；－流体的温度。
③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：，其中，－热流密度；－斯忒藩－玻耳兹曼常数；－辐射物体的热力学温度。
3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。
这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。
4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。
试分析引入传热方程式的工程实用意义。
答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。
5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。
而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就烧坏。
试从传热学的观点分析这一现象。
辐射换热思考题答案
辐射换热思考题解答1.什么叫黑体？在辐射换热中为什么要引入这一概念？答：吸收比:.1的物体叫做黑体，黑体是一个理想化的物体，黑体辐射的特性反映了物体辐射在波长、温度和方向上的变化规律，这为研究实际物体的辐射提供了理论依据和简化分析基础。
2.温度均匀的空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性，那么空腔内部的辐射是否也是黑体辐射？答：空间内壁壁面不一定是黑体辐射，之所以小孔呈现出黑体特性，是因为辐射在空腔内经历了很多次吸收和反射过程，使离开小孔的能量微乎其微。
3.试说明，为什么在定义辐射力时要加上“半球空间”和“全波长”的说明？答：因为辐射表面半球空间每一立体角都有来自辐射面的辐射能，而辐射能的形式有各个不同波长。
全辐射必须包括表面辐射出去的全部能量，所以要加上“半球空间”和“全部波长”的说明。
4.黑体的辐射能按波长是怎样分布的？光谱辐射力E b》的单位中“ m3”代表什么？答：黑体辐射能按波长的分布服从普朗克定律，光谱辐射力单位中分母“m3”代表了单位面积m2和单位波长m的意思。
5 •黑体的辐射能按空间方向是怎样分布？定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的？答：黑体辐射能按空间方向分布服从兰贝特定律。
定向辐射强度与空间方向无关并不意味着黑体辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的，因为辐射强度是指单位可见面积的辐射能，在不同方向，可见面积是不同的，即定向辐射力是不同的。
6.什么叫光谱吸收比？在不同光源的照耀下，物体常呈现不同的颜色，如何解释？答：所谓光谱吸收比，是指物体对某一波长投入辐射的吸收份额，物体的颜色是物体对光源某种波长光波的强烈反射，不同光源的光谱不同，所以物体呈现不同颜色。
7.对于一般物体，吸收比等于发射率在什么条件下成立？答：任何物体在与黑体处于热平衡的条件下，对来自黑体辐射的吸收比等于同温度下该物体的发射率。
8 .说明灰体的定义以及引入灰体的简化对工程辐射换热计算的意义。
换热器传热学试题答案
换热器传热学试题答案一、填空题1. 换热器中传热的基本方式有________、________和________。
2. 热传导的定律是________，其数学表达式为________。
3. 对流传热的基本原理是________作用下的热量传递。
4. 在换热器设计中，常用的传热系数关联式是________。
5. 影响传热效果的主要因素包括________、________、________和________。
二、选择题1. 换热器中，提高传热效率最有效的方法是________。
A. 增加传热面积B. 提高流体流速C. 改变流体性质D. 改变传热介质2. 以下哪种流体的对流传热效果最好？A. 水B. 空气C. 油D. 气体3. 热辐射的传热方式不依赖于________。
A. 温度差B. 介质C. 表面积D. 以上都不是4. 在换热器的操作中，防止结垢的目的是为了________。
A. 减少维护成本B. 保证传热效率C. 延长设备寿命D. 以上都是5. 以下哪个参数不是计算换热器传热量所必需的？A. 流体的热容B. 流体的密度C. 传热温差D. 传热系数三、计算题1. 某换热器使用水作为热媒，水从20℃升温到80℃，流体的热容为4.18 kJ/(kg·K)，质量流率为2 kg/s，求换热器每小时传递的热量。
2. 一块金属板的热导率为0.15 W/(m·K)，板厚为25 mm，两侧温差为100 K，求单位时间内通过1 m²面积的热量。
3. 一台空气-水换热器，空气侧的对流传热系数为20 W/(m²·K)，水侧的对流传热系数为1000 W/(m²·K)，空气从25℃升温到50℃，水从80℃降温到60℃，若换热器面积为2 m²，求达到热平衡时的传热量。
四、简答题1. 请简述换热器的工作原理及其在工业生产中的应用。
2. 描述对流换热与导热换热的区别，并举例说明各自的应用场景。
热辐射、换热器习题课
因为两个面相互间角系数为1，投入辐射为
对板1的投入辐射：G1＝J 2＝4.26 E 3 (W/m 2 ) 对板2的投入辐射：G 2＝J1＝1.95 E 4 (W/m 2 )
板一的反射辐射：ρ1G1＝0.2*4.26 E 3 = 852(W/m 2 )
两个面之间辐射热交换为： q＝J1－J 2＝1.52 E 4 (W/m 2 )
2
J 2 = Eb 2 +
1− ε2
ε2
2 4.26 3 (W/m ) • q1， ＝ E 2
两板的投入辐射：
G 2＝J1
G1＝J 2
p254.26用热电偶来测量管内流动着的空气的温 度，如图9－39。热电偶读得温度t1＝400℃, 管壁测得温度t2＝350℃，热电偶头部和管壁 的发射率分别为0.8和0.7。从气流到热电偶头 部的对流表面传热系数为35W/(m2K).试计算由 于热电偶头部和管壁之间辐射换热而引起的测 温误差，此时气流的真实温度是多少？讨论测 温误差和换热系数的关系，测温误差和热电偶 头部发射率的关系。
Q1－3＝3500*0.5*cos 0o *4E-4=1.4E-4 (W)
Q1－4＝3500*0.5*cos 45o *4E-4=9.9E-5 (W)
P252 .11 某采暖房间采用立式悬挂辐射采暖板， 试求
此采暖板和房间各表面间的角系数，房间和采暖板的 尺寸见图9－38。
解题要领：利用角系数的分解性、对称性。
p252 /12. 两块平行放置的平板的表面发射率为0.8，温
度分别为t1=527℃及t2=27 ℃,板间距远小于板的宽度与 高度。试计算：
(1)板1的本身辐射; (2)板2对1的投入辐射; (3)板1的反射辐射; (4)板1的有效辐射; (5)板2的有效辐射; (6)板1－2间的辐射换热量
公用设备工程师-专业基础(暖通空调、动力)-传热学-2.9辐射换热计算
公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-传热学-2.9辐射换热计算[单选题]1.冬季里在中央空调供暖的空房间内将一支温度计裸露在空气中，那么温度计的读数()。
[2005年真题]（江南博哥）A.高于空气温度B.低于空气的温度C.等于空气的温度D.不确定正确答案：B参考解析：温度计不仅与室内空气进行对流换热，还要与比室温低的内墙壁、外窗之间进行辐射换热。
因此，温度计损失的热量大于温度计获得的热量，使得温度计的读数低于空气的温度。
[单选题]2.辐射传热过程中，与辐射表面热阻和空间热阻无关的是()。
[2019年真题]A.表面材料种类及理化处理B.表面几何形状和相对位置C.表面粗糙度和机械加工D.比热容及热导率正确答案：D参考解析：表面辐射热阻的公式为：R＝（1－ε1）/（ε1A1）。
式中，ε为发射率；A为面积。
空间热阻的公式为：R＝1/（X1，2A1）。
式中，X1，2为角系数。
AC 项，表面材料种类及理化处理和表面粗糙度和机械加工影响材料的发射率；B 项，表面几何形状和相对位置影响换热面积和角系数；D项，比热容及热导率与辐射表面热阻和空间热阻无关。
[单选题]3.削弱表面辐射传热的最有效方法是()。
[2017年真题]A.表面抛光或镀银，使反射率增大B.表面涂油漆，使热阻增大C.使表面形状粗糙D.表面设置对流抑制部件，减少对流换热正确答案：A参考解析：A项，表面抛光或镀银，使反射率增大，是削弱表面辐射传热的最有效方法；B项，表面涂油漆使热阻增大，主要是减少了导热传热，不是削弱表面辐射传热的最有效方法；C项，使表面形状粗糙主要是增强了对流换热；D项，表面设置对流抑制部件，主要减少对流换热，不是削弱表面辐射传热的最有效方法。
[单选题]5.计算灰体表面间的辐射传热时，通常需要计算某个表面的冷热量损失q，若已知黑体辐射力为E b，有效辐射为J，投入辐射为G，正确的计算式是()。
[2007年真题]A.q＝E b－GB.q＝E b－JC.q＝J－GD.q＝E b－G正确答案：C参考解析：ε为发射率，α为吸收率，ρ为反射率，对于灰表面，α＋ρ＝1。
传热学第六章辐射换热计算例题
X 2, 3
A2 A3 A1 2A2
2013-9-10
8
若L1、L2和L3为表面A1、A2和A3分别与 纸面交线的长度，上面的角系数还可表示 为
X 1, 2
L1 L2 L3 2L1
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9
2013-9-10
【例6-5】有一同心圆套筒，外筒内径
为D＝50mm，表面温度t1＝500℃，表面黑
度ε1为 0.6；内筒外径为d＝30mm，表面温
度t2＝300 ℃，表面黑度ε2＝0.3，假定套筒
端部辐射热损失为零，试计算套筒之间单
位长度的辐射换热量。
2013-9-10
10
解：本题为两灰体表面间的辐射换热
问题，其网络图见图6-10，并且X2.1＝1，
代入式 （6-12b）有
1, 2 A2 E b1 E b 2 1 A2 1 1 2 A1 1
' 1, 2
77 4 300 4 3.14 0.02 5.67 100 100 1 0.02 1 0.02 0.02 1 2 1 1 0.02 0.035 0.02 0.035 0.05 0.05 0.25W / m
7
Байду номын сангаас
由以上六个方程，即能解出六个待 定的角系数。
X 1, 2 X 1,3 A1 A2 A3 2 A1 A1 A3 A2 2 A1
X 2,1 X 3,1 X 3, 2 A2 A1 A3 2 A2 A3 A1 A2 2 A3 A3 A2 A1 2 A3
离开表面2 的辐射能全部落在表面1上，
辐射换热-习题
自然对流 Num C ( Grm Prm )n
c hA1 Tw Tf
r 1 A1 T 4 2
c r 2296 2119 4415 W
第六节 辐射换热
复合换热
（combined convection and radiation heat transfer）
第六节 辐射换热
例3 ：有两块平行放置的大平板，板间距远小于板的长度和 宽度，温度分别为400 C和50 C，表面发射率均为0.8，试 计算两块平板间单位面积的辐射换热量。 解：根据题意，A1=A2=A，X1,2=X2,1=1.0
Eb1 Eb 2 (T14 T2 4 ) 12 q1,2 1 1 1 1 A 1 1
例5：在四周墙壁温度为38℃的房间内，有一长6m、直 径为12.5cm的水平管道，管道的外壁温度为150℃。房间 内的空气温度为20℃，压力为1atm。若管道外壁表面的 发射率1=0.7，试计算该管道的总散热损失？
复合换热=对流换热+辐射换热
解：依题意：L=6m T1=Tw=150℃=423K Tf =20℃=293K( p=1atm） d=12.5cm=0.125m T2=Ts=38℃=311K A1=dL=2.356m2
第六节 辐射换热
简答题1：
第六节 辐射换热
简答题2： 目前，开发出的涂层材料的吸收比与发射率之比高达8~10。
第六节 辐射换热
例1： 秋天的夜晚，天空晴朗，室外空气温度为2 C，太 空背景辐射温度约为3 K。有一块钢板面向太空，下面绝 热。如果板面和空气之间对流换热的表面传热系数为10 W/(m2K)，试计算钢板达到稳态时的温度。 解：假定钢板的黑度为1，稳态时温度为t。 单位面积钢板和空气的对流换热量：
第九章辐射换热计算
第九章辐射换热计算复习题1 ．任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面作了哪些基本假定？2 ．为了测量管道中的气流温度，在管道中设置温度计。
由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差，并提出减少测温误差的措施。
3 ．在安装有辐射采暖板的室内测量空气温度时，为了消除热辐射带来的误差，用高反射率材料分别作筒状和不开口的球壳状遮热罩（图9 一35 ）。
试分析这两种方法的效果，它们测得的温度是否一样，为什么？如将它们的表面涂黑或者刷白，是否影响测温结果？4 ．灰表面间的辐射换热计算式，如果要用于非灰表面（表面的辐射性质与波长有关），你认为应做些什么修改。
5 ．有两平行黑表面，相距很近，它们的温度分别为1000 ℃和500 ℃。
试计算它们的辐射换热量。
当“冷”表面温度增至700 ℃，则辐射换热量变化多少？如果它们是灰表面发射率分别为0.8 和0.5 ，它们的辐射换热量又为多少？6 ．抽真空的保温瓶胆两壁面均涂银，发射率：ε1=ε2=0.02 ，内壁面温度为100 ℃，外壁面温度为20 ℃，当表面积为0 . 25㎡时，试计算此保温瓶的辐射热损失。
7 ．有一微面积dA与另一矩形面积A2相平行，矩形的边长为a、b ，通过dA 法线正对矩形的一角，相距为c，求证：X 1，2=]1111[212222CB arctgC C B C arctg B B +++++π 其中B = a / c ; C=b / c8 ．图9 一36 所示表面间的角系数可否表示为：X 3,(l+2)=X 3,l +X 3,2X (l+2),3=X l,3+X 2,3如有错误，请予更正。
9 ．两宽度分别为a 、b ，长度为无限的平面相交，夹角为θ ，试求角系数Xa ,b =?10 ．试确定图9-37 所示各种情况下的角系数。
11 ．某采暖房间采用立式悬挂辐射采暖板，试求此采暖板和房间各表面间的角系数，房间和采暖板的尺寸见图9-3812.两块平行放置的平板的表面发射率均为0.8，温度分别为t 1=527℃及他t 2=27℃,板间距小于板的宽度与高度。
辐射换热思考题答案
辐射换热思考题解答1．什么叫黑体？在辐射换热中为什么要引入这一概念？答：吸收比1α的物体叫做黑体，黑体是一个理想化的物体，黑体辐射的特性反映了物=体辐射在波长、温度和方向上的变化规律，这为研究实际物体的辐射提供了理论依据和简化分析基础。
2．温度均匀的空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性，那么空腔内部的辐射是否也是黑体辐射？答：空间内壁壁面不一定是黑体辐射，之所以小孔呈现出黑体特性，是因为辐射在空腔内经历了很多次吸收和反射过程，使离开小孔的能量微乎其微。
3．试说明，为什么在定义辐射力时要加上“半球空间”和“全波长”的说明？答：因为辐射表面半球空间每一立体角都有来自辐射面的辐射能，而辐射能的形式有各个不同波长。
全辐射必须包括表面辐射出去的全部能量，所以要加上“半球空间”和“全部波长”的说明。
E的单位中“m3”代表什么？4．黑体的辐射能按波长是怎样分布的？光谱辐射力λ,b答：黑体辐射能按波长的分布服从普朗克定律，光谱辐射力单位中分母“m3”代表了单位面积m2和单位波长m的意思。
5．黑体的辐射能按空间方向是怎样分布？定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的？答：黑体辐射能按空间方向分布服从兰贝特定律。
定向辐射强度与空间方向无关并不意味着黑体辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的，因为辐射强度是指单位可见面积的辐射能，在不同方向，可见面积是不同的，即定向辐射力是不同的。
6．什么叫光谱吸收比？在不同光源的照耀下，物体常呈现不同的颜色，如何解释？答：所谓光谱吸收比，是指物体对某一波长投入辐射的吸收份额，物体的颜色是物体对光源某种波长光波的强烈反射，不同光源的光谱不同，所以物体呈现不同颜色。
7．对于一般物体，吸收比等于发射率在什么条件下成立？答：任何物体在与黑体处于热平衡的条件下，对来自黑体辐射的吸收比等于同温度下该物体的发射率。
8．说明灰体的定义以及引入灰体的简化对工程辐射换热计算的意义。
(完整word版)换热器计算思考题及参考答案
换热器思考题1. 什么叫顺流？什么叫逆流（P3）？2.热交换器设计计算的主要内容有那些（P6）？换热器设计计算包括以下四个方面的内容：热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。
热负荷计算：根据具体条件，如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况，计算出传热系数及所需换热面积结构计算：根据换热器传热面积，计算热交换器主要部件的尺寸，如对管壳式换热器，确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径，隔板数及位置等。
流动阻力计算：确定流体压降是否在限定的范围内，如果超出允许的数值，必须更改换热器的某些尺寸或流体流速，目的为选择泵或风机提供依据。
强度计算：确定换热器各部件，尤其是受压部件(如壳体)的压力大小，检查其强度是否在允许的范围内。
对高温高压换热器更应重视。
尽量采用标准件和标准材料。
3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么（P7）？4. 流体在热交换器内流动，以平行流为例分析其温度变化特征（P9）？流动型式示意图5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示（P20）？一次交叉流，两种流体各自不混合一次交叉流，一种流体混合、另一种流体不混合一次交叉流，两种流体均不混合6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点（P25、26）?什么是温度交叉，它有什么危害，如何避免（P38、76）？7．管壳式换热器的主要部件分类与代号（P42）？8．管壳式换热器中的折流板的作用是什么，折流板的间距过大或过小有什么不利之处（P49～50）？换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数，为了获得良好的效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当。
对常用的圆缺形挡板，弓形切口过大或过小，都会产生流动“死区”，均不利于传热。
一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15～0.45，常采用0.20和0.25两种。
挡板的间距过大，就不能保证流体垂直流过管束，使流速减小，管外对流传热系数下降；间距过小不便于检修，流动阻力也大。
戴锅生思考题 辐射换热器部分
第八章 辐热传热8－1K T 0>，0>E 它向外界辐射能量，但它也接受外界物体对它辐射能量，而处于辐射热平衡状态，其温度不变。
8－2 黑体能全部吸收投射辐射，灰体对光谱辐射的辐射能吸收比等于常数，即对投射辐射的吸收比与投射辐射的波长无关。
白体对投射辐射起完全反射作用，而且是漫反射。
上述定义在工程上应用时一般仅指红外线范围内。
而日常的黑色、灰色物体和白色物体都是针对可见而言的。
黑色物体能吸收绝大部分可见光，灰色物体能按比例的吸收部分可见光，白色物体反射绝大部分可见光。
黑体不一定是黑色的。
雪较接近于黑体，但它在阳光下是白色。
8－348241067.54T d T A b -⨯⨯==πεσεφ，式中T 为空腔壁温，1≈ε ，A 为小孔面积，不可用空腔面积。
8－4 表面吸收比不仅取决于该表面本身情况，而且还取决于辐射源的情况（表面温度和表面性质）所以它不能被称为该表面的特性参数。
8－5 冷藏车一方面与周围物体进行辐射传热，与空气进行对流传热（一般情况下都是冷藏车吸收热量）；另一方面它常在太阳下走，大量吸收太阳的辐射能. 前者与颜色关系不大，后者与颜色关系密切，众所周知，浅色物体吸收太阳能少。
深色物体吸收太阳能多。
所以夏天宜穿浅颜色衣服。
冷藏车也有类似现象浅色 吸收太阳能少，冷损失少。
8－6 黑体辐射为漫发射，辐射度与方向无关，所以C B A L L L ==，由Ω=d dA d L ϕφcos 得Ω=d LdA d ϕφcos ，在ABC 三处，Ωd 相同，但C B A ϕϕϕcos cos cos >>，所以C B A d d d φφφ>>，即C B A q q q >>。
8－7 由于实际物体与黑体相差较远（c ≠<<)(11λααε，，），用黑体规律来计算实际物体辐射能量有困难，而灰体（一般C =）（，但〈λαα1）与实际物体较近（实际物体与 灰体相比，c ≠)(λα）。
辐射换热部分练习
南京工程学院传热学课程辐射换热部分练习姓名 班级 学号 得分1. 解释下列名词及概念:1) 有效辐射2) 单色辐射力3) 辐射强度4) 灰体5) 角系数6) 空间辐射热阻7) 表面辐射热阻8) 黑体辐射函数9) 重辐射面10)遮热板2.有一台放置在外的冷库，从减小冷库冷量损失的角度，冷库外壳颜色应该采用深色还是浅色？3.为什么太阳灶的受热面通常要制成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板却不需要涂成黑色？试解释之。
4.下列各式中哪些是正确的，若错误的话错在哪里？1)3.23.13).21(X X X +=+2) 3.2.3.13).21(3.X X X +=+3)2.321.31)21.(3)21(X A X A X A +=++4) 3.223.113).21()21(X A X A X A +=++5.如图所示，温度为T ，黑度值（发射率）为ε的V 形槽以辐射方式向温度为T e 的大房间散热，V 形槽在垂直于纸面方向无限长。
试画出V 形槽对大房间辐射换热的网络图，并写出单位长度V 形槽散失的辐射热量的表达式。
6.测量管道中的气流温度时，设置在管道中的温度计头部与管壁之间的辐射换热会影响测温精度，试分析引起误差的原因，提出减小误差的措施。
7.遮热板为什么能减少辐射换热量？8.两漫灰无限大平行平板间有T1>T2,表面的发射率分别为21,εε。
为减少两板间的辐射热流，用一块两侧面发射率不同的薄遮热板将两板隔开。
问：1)为使两板间辐射热流为最小，应将该板发射率小的还是大的一侧朝向温度为T1的平板？2)上述两种放置方法中哪种能使遮热板温度更低？。
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10. 碘钨灯所发射的可见光能量占总能量的份额：
12000273.152273.15T =+=K 110.382273.15863.797T λ=⨯=μ m K
210.762273.151727.6T λ=⨯=μ m K
21
11
51(0)(0)0.03239.5710 3.22%b T b T F F λλϕ---=-=-⨯=
太阳所发射的可见光能量占总能量的份额：
120.3857622189.6T λ=⨯=μ m K 220.7657624379.1T λ=⨯=μ m K
22
12
2(0)(0)0.54540.099144.63%b T b T F F λλϕ--=-=-=
12. 太阳辐射所发射的能量中能透过玻璃的部分占总辐射能量的份额： 2111
1(0)(0)0.95()
0.95(0.96540.1215)80.17%
b T b T F F
λλϕ--=⨯-=⨯-= 室内物体所发射的能量中能透过玻璃的部分占总辐射能量的份额：
22
12
552(0)(0)0.95()0.95(1.1812100) 1.12210b T b T F F λλϕ----=⨯-=⨯⨯-=⨯
13. 0.2756ε= 4
7.9110E =⨯W/m
2 16． 0
b b E d E d λλλελ
ελ
∞
∞
=
⎰⎰
12500T =K
1
1
21
(,2500)(,2500)b b b E d E d E d λλ
λλλλλελλελλ
ελ
∞
∞
+=
⎰
⎰⎰
1
11
2
11
(0)(0)(1)0.450.63380.1(10.6338)0.3218b T b T F F λλλλεεε--=+-=⨯+⨯-=
48450.3218 5.671025007.12710E T εσ-==⨯⨯⨯=⨯W/m 2
2
1
1
210.76
40.38
(0)(0)0.450.450.45(0.0531 2.2510)
()7.4%0.32180.32180.3218
b b b T b T b b E d E d F F E E λλλλλ
λλλ
λ
ελ
λ
ϕε---⨯⨯-⨯==
=-==⨯⎰⎰
263页
5. 10.382500950T λ=⨯=μmK
14(0) 2.2510b T F λ--=⨯ 2(0)
0.0531b T F λ-= 11000273.151273.15T =+=K
4451,21212() 1.28710b b b q E E T T σ=-=-=⨯W/m 2 '2700273.15973.15T =+=K
''444
1,21122()9.8110b b b q E E T T σ=-=-=⨯W/m 2
412
1,21
2
5.7210111
b b E E q εε-=
=⨯+-W/m 2
6. 1.72Q =W
14. (1) 4
4111527273.150.8 5.67(
) 1.8610100
b E E ε+==⨯⨯=⨯W/m 2
(2) 14257G =W/m 2 (3) 11851.4G ρ=W/m 2 (4) 41 1.9410J =⨯W/m 2
(5) 3
2 4.2610J =⨯W/m 2
(6) 1,215188q =W/m 2
22. 遮热板的表面温度 453.4T =K 辐射换热量69.85q =W/m 2
不用遮热板时，辐射换热量'69.85q =W/m 2 35. （1）393.54T =K
（2）263.18T =K （3）571.8T =K
换热器
10. 天花板与室内的换热量44
11111()()f w w w q h t t T T εσ=-+- （1）
屋顶的导热量212()w w q t t λ
δ
=
- （2） 屋顶与外界的换热量44
32222()()w f w q h t t T T εσ=-+-天空 （3）
又123q q q ==
联立求解上面三个方程，得到111.6w t =℃， 2 6.82f t =℃ 室内复合换热表面传热系数'111()f w q h t t =- '1 5.44h =W/m 2K
室外复合换热表面传热系数'222()f w q h t t =- '2 5.10h =W/m 2K
传热系数12
3.11f f q K t t =
=-W/m 2
K
11. 对流换热量=辐射换热量 c r q q =
44
()()f w w h t t T T σ-=-天空 7.82f t =℃
12.
122m T T T += 1m
T α= 3
2
2
(12)g t t Gr δαδυ-= 1(12)c q h t t =- 44122()
11
112
b T T q σεε-=
+- 33
3
23
t t q λδ-= 123
q q q += 2170.4t =℃ 3913q =W/m 2
4412121
2
()
()1
1
1
w w r w w T T q h t t σεε-=
=-+
- 19.2
r h = W/m 2K 17.注：1000Nm 3/min=1000m 3/min ‘N ’指标准状态，即20℃、一个大气压下的
状态
NTU 法
空气：530
17.52
m t +==℃ 查表： 1.2155ρ=kg/m 3 1005Cp =J/kgK
55.0910Q V Cp t ρ=∆=⨯
W
12Q Q = 空气1120360M C =W/K 2214543M C =W/K
min
max
0.7143C C = 85500.438855ε-=
=- 查表得：min
0.7KA
NTU C =
= 407.2A =m
2 LMTD 法
(8530)(505)49.838530ln
505
m t ---∆==--℃
50850.4375585P -==- 5300.71435085R -==-
查表得：0.96t ε∆= t m Q t KA ε∆=∆
425.61A =m 2
25. 注：不是标准答案，只做参考，选用关联式不同，所得结果也不同。
''''''
11112222()()p p M c t t M c t t -=- ''
274.5t C =︒
NTU ε-法
160900.73716065ε-=
=- m i n m a x
0.136
C
C = 查表得min
1.4KA
NTU C =
= 9537.9KA =W/K
对管内高温水：16090
1252
m t +=
=℃
查表得：938.95ρ=kg/m 3
4258Cp =J/kgK 610.242510ν-=⨯m 2
/s
10.686λ=W/mK Pr 1.415f =
11
/48
0.0723M u A ρ=
=m/s 111Re 7453.6u d ν==
格尼林斯基关联式：211(1.82lgRe 1.64)0.034f -=-=
1111
(Re 1000)Pr 32.93f Nu -== 1903.6f
h Nu d
λ
==W/m 2K
对壳内低温水：6574.5
702
m t +=
=℃ 查表得：2977.8ρ=kg/m 3 620.41510ν-=⨯m 2
/s 20.668λ=W/mK
Pr 2.55f =
22220.154M u A ρ=
=m/s 2222
Re 31470u d
ν== 流体横掠叉排管束的关联式0.60360.35Re Pr 245f Nu ==
21930f
h Nu d
λ
==W/m 2K
12
1615.4511K h h =
=+
9537.9
15.5615.45
A =
=m 2
'121
563.411K h h δλ
=
=++ '9537.916.9615.45A =
=m 2 16.915.5 1.4A ∆=-=m 2。