传热学考试题

换 热 的 四 个 关 键 因 素 （ ）平均速度与平均温 度（ ）管子的几何特 征。 25、外掠管束换热在 Re 数较高的 情况下，一般地说叉排换热 效果比顺排（ ），而另 一个重要特点是，除第一排 管子保持了外掠管的特征 外，从第二排起流动将被前 几排管子引起的（ ）所 干扰。 26 、夹层散热量除自然对流外还 应加上夹层内两表面间的 （ ）要充分考虑夹层 的厚度对（ ）及热阻 的影响。 27 、凝结有两种形式: 膜状凝结和 珠状凝结，膜状凝结的换热强度 （ ）于珠状凝结。 28 、由于自身温度或热运动的原 因而产生的（ ）传播，就称 热辐射。 29 、气泡生成后能继续长大的动 力条件是液体的（ ）。 30 、辐射放热过程伴随着能量形 式的两次转化，内能转化为 （ ）发射出去，被另一 物体吸收后，电磁波能有转 化为内能。 31、单色辐射率和单色（ ）均 为物体的表面特性，仅取决于自 身温度，而不是热平衡条件。 32 、在热平衡条件下，表面单色 发射率等于它的单色定向
度增加会出现一个临界高度，超 过这个高度后，肋片导热量反而 会下降，试分析这一观点的正确 性。 13 、简述气体为什么辐射不同于 固体和液体辐射的特点是什么? 14 、什么是换热器的设计计算， 什么是校核计算？ 15 试用简明的语言说明强化单相 强制对流传热、核态沸腾及膜状 凝结的基本思想。 16 、冬天的晴天，白天和晚上的 空气温度相同，但是晚上更冷， 为什么？ 17 、住新房和住旧房的感觉有什 么不一样，为什么？ 18 、测量温度时，为什么温度计 感温头要用铝箔等物包住？否 则，对测量结果有什么影响？ 19 、煮饺子沸腾冒泡后，为什么 要加几次冷水，并轻柔翻动？ 20、保暖内衣为什么能保暖？ 21 、窗帘内遮阳和遮阳板外遮阳 的遮阳效果和原理有什么差别？ 22 、 35 ℃气温条件下，为什么地 表面温度能够超过 65℃？ 23 、试分别说明导热问题三种类 型的边界条件。 三、简答 1 试用简练的语言说明导热、对 流换热、辐射换热三种传递方式 之间的联系与区别。 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
1、 传热学是研究 的一 门科学。 2、依靠流体的运动，把热量由一 处传递到另一 处的现象，称为。 3、对流换热过程的换热机制是既 有 的作用，亦 的作 用。 4、辐射换热的特点是：在热辐射 过程中伴随着能量形式的转换 （ → 电 磁 波 能 → ）；不需要冷热物体 直接接触。 5 、学习传热的目的概括起来就 是： ；计算各种情 况下的传热量或传热过程中的 温度及其分布；学习增强或减 弱热量传递过程的方法及对传 热现象进行实验的法。 6 、在气体中，导热是气体分子 时 相互作用或碰撞的结 果；在介电体中，导热是通过 振动来实现的；在金属中，导 热主要是通过 的相互作 用和碰撞来实现的。 7 、以温度场某点 方向为方 向，数值也正好等于 的矢 量称为温度梯度。 8、如果温度场不随时间而变化， 称为 ，相应的导热过程 称为为态导热，温度场随时间 变化的导热过程叫做非稳态导 热。 9 、对于多孔性介质或者纤维材 料，用 或当作连续介 质时的折算导热系数来表示导
dx ，其 答：① 傅立叶定律： 中， q －热流密度； －导热系 q dt
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： q h(t w t f ) ， 其中， q －热流密度； h －表面传 热系数； t w －固体表面温度； t －流体的温度。 ③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律： q T 4 ，其中， q －热流密度； －斯忒藩－玻耳兹曼常数； T － 辐射物体的热力学温度。 3. 简述物体在加热或冷却过程中 温度分布的变化过程和特点。 答：不规则情况阶段、正常情况 阶段、新的稳态阶段。 4. 简述影响对流换热的因素有哪 些？ 答： 1. 、流体流动的起因和流动
Hale Waihona Puke 1、使用简练的语言说明导热、对 流换热、辐射换热三种传递方式 之间的联系与区别。 2 、以热流密度表示的傅立叶公 示、牛顿冷却公式、斯蒂文-玻尔 兹曼定律是应当记熟的传热基本 公式，试写出这三个公式并解释 其物理含义。 3、简述物体在加热或冷却过程中 温度分布的变化过程和特点。 4、简述影响对流换热的因素有哪 些？ 5、简要解析南方的隔热屋顶结构 为什么不适合北方保温。 6、简述影响膜状凝结的因素有哪 些？ 7、什么是串联热阻叠加原则，它 在什么前提下成立？以固体的导 热为例，试讨论有哪些情况可能 使热量传递方向上下不同截面的 热流量不相等。 8、一水平夹层内充满流体，试分 析上下表面冷热状态颠倒时热量 交换的方式有何不同？如果要通 过实验来测定夹层中流体的导热 系数，应采用哪一种布置。 9、冬天隔着玻璃晒太阳感觉更温 暖，为什么？ 10 、大电流电缆外面所包的绝缘 层是否不利于散热？为什么？ 11 、试分别说明导热问题三种类 型的边界条件。 12 、 肋 片 高 度 增 加 引 起 两 种 效 果：肋效率下降及散热表面积增 加。因而有人认为。随着肋片高
f
dt dx
状态（强制对流、自然对流）。 2、流体的流动状态（层流、 流）。 3 、流体有无相变。 4 、换 热表面的几何因素（比热、导热 系数、密度、黏度）。5、流体的 物理性质。 6. 简述影响膜状凝结的因素及增 强换热的措施。 答：影响膜状凝结的因素：1、不 凝结气体。 2 、管子排数。 3 、管 内冷凝。 4 、蒸汽流速。 5 、蒸汽 过热度。6、夜膜过冷度及温度分 布的非线性。 措施：1、减薄液膜厚度。 2、及时排液。 7 什么是串联热阻叠加原则，它 在什么前提下成立？以固体中的 导热为例，试讨论有哪些情况可 能使热量传递方向上不同截面的 热流量不相等。 答：在一个串联的热量传递过程 中，如果通过每个环节的热流量 都相同，则各串联环节的总热阻 等于各串联环节热阻的和。例 如：三块无限大平板叠加构成的 平壁。例如通过圆筒壁，对于各 个传热环节的传热面积不相等， 可能造成热量传递方向上不同截 面的热流量不相等。 9. 冬天隔着玻璃晒太阳感觉更温 暖，为什么？ 答：室内的温度较低，其辐射能 绝大部分位于波长大于 3nm 的红 外线范围内，玻璃对于波长大于 3nm 的辐射能的穿透能力很小，
材料应设置在内侧。 10 、（）边界层换热积分解与微 分方程解相比是一种近似值解。 11 、（）两固体壁面接触，接触 热阻与固体壁面间的介质无关。 12 、（）对于半无限大物体周期 性变化边界条件下的温度波，波 动周期越短，辐射衰减越慢 13 、（）温度边界层即流动边界 层。 14 、（）在对流换热实验数据整 理时，常用双对数坐标取代十进 位坐标，从而使数据曲线改为直 线，称为曲线的线性化。 15 、（）自然对流紊流的表面传 热系数与定型尺寸无关，该现象 为自摸化现象。 16 、 （ ） 其 他 参 数 不 变 的 情 况 下，平板越短，平均表面对流传 热系数就越高。 17 、 （ ） 若 两 对 流 换 热 现 象 相 似，它们的温度场、速度场、粘 度场、导热系数场、壁面几何形 状等都应该分别相似。 18 、（）强化泡态沸腾换热的措 施很多，关键是设法使沸腾表面 有更多半径大于最小半径 RI 的气 泡核。 19 、 （ ） 黑 色 的 物 体 一 定 是 黑 体，白颜色的物体不一定是白 体。 20 、（）节能灯相对于普通白炽 灯之所以节能，因为前者发出的 辐射能中，可见光的比例更高。 三、简答
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里叶公 式、牛顿冷却公式、斯蒂文-波尔 兹曼定律是应当熟记的传热学基 本公式，试写出这三个公式并解 释其物理含义。
从皮肤吸收热量小 17 、比渥准则， Bi=H&/r, 表示物 体内部导热热阻&/r 与物体表 面对流热阻 1/h 的比值，所 以它和第三类边界条件密切 相关，当 Bi 趋于无穷大时， 意味着表面传热系数趋于无 限大，亦即（ ）的热阻 趋于 0；当 Bi 趋于 0 时，意 味着物体的（ ）热阻趋于 0，这时的物体内部的温度分 布趋于（ ） 18 、温度对流体粘度影响大，对 于液体，粘度随温度增加而 （ ） 19 、半无限大物体周期性变化边 界条件下，影响温度被衰减 的 主 要 因 素 是 物 体 的 （ ）系数，（ ）和 深度 20、Pr 值的大小反映了流体动量 能力与（ ）之比的大小 21 、 对 流 换 热 过 程 微 分 方 程 式 （ ）方程，（ ） 方程式以及（ ）方程 式，总称为对流换热微分法 方程 22 、对于外掠管束换热，前排引 起的扰动（ ）后排的换热，逐 排加大，直到 20 排左右。 23 、管内流体平均温度有两种， 即（ ）流体平均温度和 （ ）流体平均温度。 24 、影响单向流体受迫管内对流 换热时，要考虑管内流动及
同时玻璃对于波长小于 30nm 的 辐射能的穿透能力很大，从而使 大部分太阳能可以进入室内，即 由于玻璃对辐射能吸收的选择 性。 10. 大电流电缆外面所包的绝缘 层是否不利于散热？为什么？ 答：不一定，当绝缘厚度为临界 绝缘直径 时，总热阻还减小。 有利于散热。只有当外径大于 时不利于散热。 11. 试分别说明导热问题三种类 型的边界条件。（同 20 题） 12. 肋 片 高 度 增 加 引 起 两 种 效 果：肋效率下降及散热表面积增 加。因而有人认为，随着肋片高 度增加会出现一个临界高度，超 过这个高度后，肋片导热量反而 会下降，试分析这一观点的正确 性。 答：错误，因为当肋片高度达到 一定值时，通过该处截面的热流 密度为零。通过肋片的热流已达 到最大值，不会因为高度的增加 而发生变化。 13. 冬天的晴天，白天和晚上的 空气温度相同，但是晚上更冷， 为什么？ 答：白天和晚上人体向空气传递 的热量相同，且均要向温度很低 的太空辐射热量。但白天和晚上 的差别在于：白天可以吸收来自 太阳的辐射能量，而晚上却不 能。因而晚上会更冷一些。 15. 测量温度时，为什么温度计