(完整word版)传热学储运试题2

2004-2005学年第一学期期末考试题
专业班级：储运02-班课程名称：传热学第1页共2页
一、简答题（本大题18分，每小题3分）选3个）。

1、热量传递的三种基本方式？
2、分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。

（油温大于空气温度）
3、写出角系数的相对性的数学表达式（以空间任意两表面为例）。

4、什么情况下可以说两个物理现象是相似的？
5、写出对于漫灰表面的基尔霍夫表达式？
6、通常工业应用的沸腾换热过程设计在哪个沸腾状态阶段，为什么。

二、计算题（本大题60分，每小题12分）
1、有一房间墙壁厚为0.4m,面积为12m2,导热系数为0.7 W/m·K,其内外表面的对流换热系数分别为6W/m2·K 和40 W/m2·K,房间内空气温度为20℃,室外空气温度为5℃,忽略辐射换热量,求房间通过该墙壁的散热量。

2、将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气中。

已知对流换热表面传热系数h=40W/m2·K，铝的物性参数为ρ=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kg·K，λ=240W/m·K。

试用集总参数法确定该铝球由400℃降至100℃所需的时间。

（忽略辐射换热）
3、一大房间里放有一圆管，长为2m，直径为10cm，表面温度为127℃，发射率（黑度）为0.6，房间墙壁温度为27℃，求其辐射换热量是多少？
4、为研究一换热设备的换热情况,采用一个缩小成原设备1/10的模型来研究,已知原设备空气流速为1m/s,热条件不变,模型中流体仍是空气,求模型中空气流速是多少才能保证模型与原设备的换热现象相似。

5、某房间吊装一水银温度计读数为15℃，已知温度计头部发射率（黑度）为0.9，头部与室内空气间的对流换热的表面传热系数为20 W/m2·K,，墙表面温度为10℃，求①气流的真实温度，②该温度计的测量误差。

三、综合题（本大题22分）
有一水平管道直径为200mm
，分别包有=0.04W/m·K，和=0.05 W/m·K的保温材料，厚度分别为20mm和
30mm，管内流有50℃的空气，流速为10m/s，管外大气温度为10℃。

（管道厚度很薄，可以忽略不计）求：1.管内的对流换热表面传热系数。

（7分）
2.管外的对流换热表面传热系数。

（7分）
3.每米管道的传热热阻和传热系数。

（4）
4.每小时每米管道散热量。

（4分）
备注：1.管内流动的对流换热实验关联式
:
2.管外横掠的对流换热实验关联式
:
3.管外自然对流换热实验关联式
:
（注：此关联式中定性温度取管外流体温度，中的Δt=5℃，其中体积膨胀系数可以按管外为理想气体计算）
4.空气的热物性：
t℃
ρ
kg/m3
Cp
kJ/kg.K
λ*
W/m.K
υ*Pr
10℃ 1.25 1.0 2.5 14.0 0.7 20℃ 1.20 1.0 2.6 15.0 0.7 25℃ 1.18 1.0 2.6 15.5 0.7
40℃ 1.10 1.0 2.8 17.0 0.7
50℃ 1.10 1.0 2.8 18.0 0.7
1.管内的对流换热表面传热系数。

（7分）
2.管外的对流换热表面传热系数。

（7分
3.每米管道的传热热阻和传热系数。

（4分）
4.每小时每米管道散热量。

（4分）
2004-2005学年第一学期期末考试题答案
专业班级：储运02-班课程名称：传热学第 1 页共 3 页
一、简答题（本大题18分，每小题3分）
1、热量传递的三种基本方式？
答：导热，对流，热辐射（每项1分）
2、分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。

（油温大于空气温度）答：管内油水混合物与管内壁的对流换热，管内壁向管外壁的导热，保温层内壁向保温层外壁的导热，保温层外壁与外界的对流换热及辐射换热。

（3分）
3、写出角系数的相对性的数学表达式（以空间任意两表面为例）。

答：（3分）
4、什么情况下可以说两个物理现象是相似的？
答：同类物理现象，同名已定准则相等，单值性条件相似。

或者说是两个同类的物理现象并且在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例，则称两现象彼此相似。

（3分）
5、写出对于漫灰表面的基尔霍夫表达式？
答：。

（3分）
6、通常工业应用的沸腾换热过程设计在哪个沸腾状态阶段，为什么？
答：核态沸腾阶段；（2分）
因为在此阶段有沸腾温差小，换热强的特点。

（1分）
二、计算题（本大题60分，每小题12分）
1、有一房间墙壁厚为0.4m,面积为12m2,导热系数为0.7 W/m·K,其内外表面的对流换热系数分别为6W/m2·K 和40 W/m2·K,房间内空气温度为20℃,室外空气温度为5℃,忽略辐射换热量,求房间通过该墙壁的散热量。

（2分）
（2分）
（2分）
（6分）
2、将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气中。

已知对流换热表面传热系数h=40 W/m2·K，铝的物性参数为ρ=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kg·K，λ=240W/m·K。

试用集总参数法确定该铝球由400℃降至100℃所需的时间。

（忽略辐射换热）
解：
（4分）
可以用集总参数法来求解：
（8分）
3、一大房间里放有一圆管，长为2m，直径为10cm，表面温度为127℃，发射率（黑度）为0.6，房间墙壁温度为27℃，求其辐射换热量是多少？
解：（4分）
（4分）
（4分）
4、为研究一换热设备的换热情况,采用一个缩小成原设备1/10的模型来研究,已知原设备空气流速为1m/s,热条件不变,模型中流体仍是空气,求模型中空气流速是多少才能保证模型与原设备的换热现象相似。

解：因温度条件都没变，且流体都是空气，则Pr数肯定相等，由Re相等得:,又,,所以。

（12分）
5、某房间吊装一水银温度计读数为15℃，已知温度计头部发射率（黑度）为0.9，头部与室内空气间的对流换热系数为20 W/m2·K,，墙表面温度为10℃，求①气流的真实温度，②该温度计的测量误差。

解：已知℃，ε=0.9，℃求测温误差？
（4分）
（4分）
℃（2分）
％=7.4％（2分）
三、综合题（本大题22分）
有一水平管道直径为200mm，分别包有=0.04W/m·K，和=0.05 W/m·K的保温材料，厚度分别为20mm 和30mm，管内流有50℃的空气，流速为10m/s，管外大气温度为10℃。

（管道厚度很薄，可以忽略不计）（1）管内的对流换热系数。

解：管内流动的准则关联式（1分）
（1分）
（5分）
2.管外的对流换热系数。

解：管外自然对流准则关联式，（1分）
（1分）
3.每米管道的传热热阻和传热系数。

解：
（2分）
（2分）
4.每小时每米管道散热量。

（4分）。