传热期末考试计算题解

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传热学试卷及问题详解6套

传热学试卷1一、填空题（每小题2分，共16分）1、导温系数a 表征了物体的能力；流体粘度ν和a的比值组成的无量纲数是。

2、强化遮热板作用的方法是和。

3、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究______传递和_____传递之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。

4、第一类边界条件是。

5、若炉膛内的火焰温度在1400℃，则炉膛火焰中最大光谱辐射能量所对应的波长约为。

6、一台换热器，冷流体的入口温度为20℃, 出口温度为50℃，热流体入口温度为100℃, 出口温度为60℃，则该换热器的效能为。

7、当1Pr >时，热边界层的厚度流动边界层的厚度。

8、一个含有内热源的大平板，其导热系数为()K m W ⋅/50，测得在稳定情况下，其内部温度分布为：2250050x t -=，则平板内的内热源生成率为________3/m W 。

二、单项选择题（每小题2分，共16分） 1、下列表述正确的是。

A 、对漫射表面，光谱吸收比等于光谱发射率B 、吸收比等于发射率C 、定向辐射强度与空气方向无关 2、绝大多数情况下强制对流时的表面传热系数自然对流的表面传热系数。

A 、小于B 、等于C 、大于D 、无法比较3、下列材料表面的法向黑度为最小。

A 、水B 、镀锌的铁皮C 、各种颜色油漆D 、磨光的铬4、在其他条件相同的情况下，下列物质的导热能力最差。

A 、合金钢 B 、空气 C 、水 D 、油5、格拉晓夫准则Gr 越大，则表征。

A 、浮升力越大B 、粘性力越大C 、惯性力越大D 、动量越大6、当量直径P Ad e 4中P 表示。

A 、长度B 、宽度C 、润湿周长D 、周长7、表面辐射热阻与无关。

A 、表面粗糙度B 、表面温度C 、表面积D 、角系数8、水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取。

A 、圆筒的长度B 、圆筒外径C 、圆筒内径D 、圆筒壁厚度三、简答与分析题（每小题5分，共20分）1、当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？2、当大气中三原子气体比例增加时，会出现所谓大气温室效应，试说明其原因？3、什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作？4、图1示出了常物性、有均匀内热源∙Φ、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（不需要整理）。

传热习题课计算题

传热习题课计算题1、现测定一传热面积为2m2的列管式换热器的总传热系数K值。

已知热水走管程，测得其流量为1500kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃；冷水走壳程，测得进口温度为15℃，出口温度为30℃，逆流流动。

（取水的比热cp=4.18某103J/kg·K）解：换热器的传热量：Q＝qmcp(T2－T1)＝1500/3600某4.18某103某(80－50)=52.25kW传热温度差△tm：热流体80→50冷流体30←155035△t1=50，△t2=35t1502t235传热温度差△tm可用算数平均值：t1t25035tm42.5℃22Q52.25103K615W/m2℃Atm242.52、一列管换热器，由φ25某2mm的126根不锈钢管组成。

平均比热为4187J/kg·℃的某溶液在管内作湍流流动，其流量为15000kg/h，并由20℃加热到80℃，温度为110℃的饱和水蒸汽在壳方冷凝。

已知单管程时管壁对溶液的传热系数αi为520W/m2·℃，蒸汽对管壁的传42热系数α0为1.16某10W/m·℃，不锈钢管的导热系数λ＝17W/m·℃，忽略垢层热阻和热损失。

试求：（1）管程为单程时的列管长度（有效长度，下同）（2）管程为4程时的列管长度（总管数不变，仍为126根）（总传热系数：以管平均面积为基准，11dmb1dm）Kidi0d0解：（1）传热量：Q＝qmcp(t2－t1)＝15000/3600某4187某(80－20)≈1.05某106W总传热系数：（以管平均面积为基准）1dmb1dm11230.002123Kidi0d0K5202217116.10425解得：K＝434.19W/m2·℃对数平均温差：1102011080△t190△t2301tmt1t2lnt1t29030ln903054.61℃传热面积：QKAmtmAmQKtm105.10643419.54.6144.28m2AmndmL；列管长度：LAm44.284.87mndm126314.0.023（2）管程为4程时，只是αi变大：强制湍流时：αi＝0.023（λ/d）Re0.8Pr0.4，u变大，Re＝duρ/μ变大4程A＇＝1/4A（单程），则：4程时u＇=4u（单程）0.80.8有520＝1576.34W/m2·℃i（4程）＝4αi（单程）＝4某4程时：1K1dmb1dm11230.002123idi0d0K1576.342117116.10425K=1121.57W/m 2·℃Q1.05106A17.14m2Ktm1121.5754.614程列管长：LA17.141.88mndm1263.140.0233、有一列管式换热器，装有φ25某2.5mm钢管320根，其管长为2m，要求将质量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃，选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。

传热计算题

{例4-1}某平壁厚度为0.37m，内表面温度t1为1650℃，外表面温度t2为300℃，平壁导热系数λ=0.815+0.00076t（t的单位为℃，λ的单位为W/(m·℃)）。

若将导热系数分别按常量（取平均导热系数）来计算时，试求平壁的温度分布关系式和导热热通量。

解：（1）导热系数按常量计算平壁的平均温度为t m=(t1+t2)/2=(1650+300)/2=975℃平壁材料的平均导热系数为Λm=0.815+0.00076X975=1.556 W/(m·℃)由式2.3-2可求得导热热通量为q=Λ（t1-t2）/b=1.556(1650-300)=5677 W/(m·℃)设壁厚x处的温度为t，则由2.3-2得q=Λ（t1-t2）/x故t=t1-qx/Λ=1650-5677·x/1.556=1650-3649x{例2-2} 燃烧炉的平壁由三种材料构成。

假设某热电厂燃烧炉最内层为耐火砖，厚度为150mm，中间层为绝热层，厚度为290mm，最外层为普通砖，厚度为228mm。

已知炉内、外壁表面的温度分别为1016℃和34℃，试求耐火砖和绝热砖和普通砖间界面的温度。

假设各层接触良好。

解：在求解本题时，须知道各层材料的导热系数λ，但λ值与各层的平均温度有关，即又需知道各层的界面温度，而界面温度正是题目所待求的。

此时需采取试算法，先假设各层的平均温度（或界面温度），由手册或附录查得该温度下的材料的导热系数（若知道材料的导热系数与温度的函数关系式，则可由该式计算得到λ值），再利用导热速率方程式计算各层间接触界面的温度。

若计算结果与所设的温度不符，则要重新试算。

一般经几次试算后，可得到合理的估算值。

下面列出经几次计算后的结果。

耐火砖λ1=1.05 W/(m·℃) 绝热转λ2=0.15 W/(m·℃) 普通砖λ3=0.81 W/(m·℃)设t2为耐火砖和绝热砖界面温度，t3为绝热砖和普通砖界面温度。

传热学期末试题及答案(计算题精选)

1、一内径为 300mm 、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为 48和 0.1，钢管内壁及保温层外壁温度分别为 220 ℃ 及 40 ℃ ，管长为 10m 。

试求该管壁的散热量。

解：已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mm mt w1 =220 ℃ t w2 =40 ℃=9591.226W2、一块厚20mm 的钢板，加热到5000C 后置于200C 的空气中冷却。

设冷却过程中钢板两侧面的平均表面传热系数为)/(352K m W ⋅,钢板的导热系数为)/(452K m W ⋅，若扩散率为s m /10375.125-⨯。

试确定使钢板冷却到空气相差100C 时所需的时间。

解：由题意知1.00078.0<==δhABi故可采用集总参数法处理。

由平板两边对称受热，板内温度分布必以其中心对称，建立微分方程，引入过余温度，则得：⎪⎩⎪⎨⎧=-==+∞0)0(0θθθρτθt t hA d d cv解之得：)ex p())/(ex p()ex p(0τλδατρλτρθθh A V c h cv hA -=-=-=s C 3633100＝时，将数据代入得，当τθ=3、如图所示的二维、含有内热源、常物性的稳态导热问题，试导出内角顶节点O （m,n ）的离散方程式。

且Δx=Δy 时，解出内角顶节点O （m,n ）的温度分布nm t , （8分）解：()()分）（时，当分）2.......................................................................2232326......(0224322,21,,11,,1,,,,1,,,1,1,,,1f n m n m n m n m n m n m n m f n m n m n m nm n m nm n m n m n m t x h x t t t t t x h y x t t h y x y x y t t x xt t y y t t xx t t yλλλλλλλ∆+Φ∆++++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆∆=∆=-⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆+Φ∆∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆-++--++-4、压缩空气在中间冷却器的管外横掠流过， a 0 =90W/(m 2 · k) ，冷却水在管内流过 a 1 =6000W/(m 2 · k) 。

传热计算题

传热计算题导热系数的测定1.在一内径为0.25cm 的管轴心位置上，穿一直径为 0.005cm 的细导线，用以测定气体的导热系数。

当导线以0.5A 的电流时，产生的电压降为0.12V/cm ，测得导线温度为167℃，空心管内壁温度为150℃。

试求充入管内的气体的导热系数试分析仪器精度以外造成结果误差的客观原因。

(浙大95/10) 解：2．有两个铜质薄球壳，内球壳外径为0。

015m ，外球壳内径为 0.1m ，两球壳间装入一种其导热系数待测的粉粒料。

内球用电加热，输入功率为 50w ，热量稳定地传向外球，然后散发到周围大气中。

两球壁上都装有热电偶，侧得内球壳的平均温度为120℃，外求壳的平均温度为50℃，周围大气环境温度为20℃；设粉粒料与球壁贴合，试求：（1）待测材料的导热系数（2）外球壁对周围大气的传热系数(石油98/17) 解：球体辐射3．有一面积为10cm 2带有保护套的热电偶插入一输送空气的长管内，用来测量空气的温度。

已知热电偶的温度读数为300℃，输气管的壁温为 200℃，空气对保护套的对流传热系数为60w/m 2.k ，该保护套的黑度为 0.8，试估算由于辐射造成的气体温度测量误差。

并叙述减小)/(04.015016710)0025.0125.0(.1012.05.0)(197.0)0025.0/125.0ln(0025.0125.014.32)/ln(221)/(222121212C m w cm r r r r LLr S cmL IVS b t t Q m m m ︒=-⨯-⨯⨯⨯==-⨯=-====-=-λππλ))50120(0075.005.014.34)0075.005.0(50)(4)(4)1(122112211221=-⨯⨯⨯⨯-⨯=--=--=t t r r r r Q r rr r r t t Q πλλπ)/(1.53)2050(05.014.3450)()()2()/(44.62222C m w t t S Q St t Q C m w b b ︒=-⨯⨯⨯=-=-=︒=αα测量误差的途径。

传热学例题讲解(习题附答案)

解得：
240s
3－2 工程上常用非稳态导热的方法测得燃气轮机表面的传热系数，一种方法是：把边长为 6mm的铜质立方体埋入机片，使立方体只有一面与高温燃气接触，立方体与叶片间加有一薄层高温粘结剂。因粘结剂的热扩散率较小，叶片与立方体之间可近似视为绝热，设初温为 38℃他铜块与538℃的高温燃气接触3.7s后，温度升为232℃。求叶片表面的传热系数。铜：
一温度为21℃，横截面积为50mm×100mm的矩形长杆放入温度为593℃的热处理炉中消除热应力，宽100mm的一面置于炉子底面上，长杆表面与高 2 温流体的表面传热系数为114 W /(m ，根据 .K ) 工艺要求，要加热到580℃以上才能消除应力，试说明1h后，能否满足工艺要求？
35W /(m .K ) a 0.037m / h

380W / m.K 3 8940kg / m cp 385J / kg.K
解：
6 6 6mm
3
A 166.7 V
306 ln ln 0.491 500 0
已知：0 t0 t f ℃ 538 306℃ 0 －500 38 －500℃
3
m 0.98 0.38 m 0
m 0.38 0.98 0.372 0 o m
t t f (t0 t f ) 0.372 t t f (t0 t f ) 0.372
70 (200 70) 0.372

cp 430J / kg.K
分析：
8W / m.K
100 0.0037 Bi 0.044 0.1 8 hR
可以用集总参数法。
已知：

《传热学期末复习试题库》含参考答案解析

传热学试题第一章概论一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。

5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。

同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。

这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。

6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。

对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。

复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。

数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。

二、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。

（热传导、热对流、热辐射）2．热流量是指，单位是。

热流密度是指，单位是。

（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。

(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数) 4．总传热系数是指，单位是。

（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)）5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。

传热学期末考试题及答案

传热学期末考试题及答案一、选择题（每题4分，共20分）1. 热量传递的基本方式有哪几种？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. A、B、C答案：D2. 以下哪种材料的导热系数最低？A. 铜B. 铝C. 木材D. 玻璃答案：C3. 根据牛顿冷却定律，物体表面温度与周围环境温度之差越大，冷却速率：A. 越快B. 越慢C. 无关D. 先快后慢答案：A4. 以下哪种情况下的热辐射是黑体辐射？A. 表面是完美反射体B. 表面是完美吸收体C. 表面是透明体D. 表面是半透明体答案：B5. 传热的基本方程式是：A. Q = mcΔTB. Q = kA(ΔT/L)C. Q = hA(ΔT)D. Q = mcΔP答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 在稳态导热中，热流密度与温度梯度的比值称为_______。

答案：导热系数2. 热对流的驱动力是_______。

答案：温度差3. 根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射的总辐射功率与其绝对温度的四次方成正比，其比例系数为_______。

答案：斯特藩-玻尔兹曼常数4. 热交换器中，流体的流动方式有并流、逆流和_______。

答案：交叉流三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述热传导的基本原理。

答案：热传导是指热量通过物质内部分子、原子或自由电子的碰撞和振动传递的过程，不需要物质的宏观位移。

2. 描述热对流与热传导在传热过程中的主要区别。

答案：热对流是指流体内部温度不同的各部分之间发生相对运动时，热量伴随流体的宏观位移而传递的过程。

热传导则不涉及流体的宏观位移，仅通过分子间的相互作用进行热量传递。

3. 什么是热辐射？它与热传导和热对流有何不同？答案：热辐射是物体因温度而发射电磁波的过程，不需要介质即可传递热量。

与热传导和热对流不同，热辐射可以在真空中进行。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个长为2米的铜棒，其横截面积为0.01平方米，两端温度分别为100°C和20°C。

传热大题

化工原理传热大题222.89.127.* 1楼有一个套管换热器，外管为φ84×4mm, 内管为φ57×3.5mm的钢管, 有效长度为 50m。

用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油。

蒸汽冷凝潜热为2205kJ/kg。

已知油的流量为7200 kg/h, 密度为810kg.m-3, 比热为2.2 kJ/（kg.K）, 进口温度为30℃, 出口温度为80℃。

试求：(1)蒸汽用量；(不计热损失) (2)传热系数。

【解】（1）蒸汽用量 Q放＝W.ｒ＝2205×w.kJ.hQ吸＝W'. Cp (t出－t入)＝7200×2.2×（80－30）＝7.92×105 kJ.h-1Q放＝Q吸∴ ｗ＝7.92×105/2205≈359.2kg.h-1（2）传热系数的计算由Q＝KAΔtmΔtm ＝（(120-30)- (120-80)）/ln（(120-30)/(120-80)）＝50/ln（90/40）＝61.66℃∴ Ki＝Q/AiΔtm＝7.92×10/[60×π×(50/1000)×61.66]≈1363 kJ.h-1.m-2.K-1＝378.8 (w.m-2.K-1)顶举报 |2011-06-27 23:29回复222.89.127.* 2楼某液体被河水从140℃冷却至40℃，液体处理量为7000kg/h（比热为2.3kJ/（kg.K），河水进口温度为20℃，出口温度30℃，采用逆流操作。

若传热系数K0=700 w.m-2.K-1，热损失不计，试求：(1)冷却水的耗用量，以m3/h表示[水的比热为4.18 kJ/（kg.K），密度1000kg.m-3] (2)现仓库有一台单程列管式换热器，内有φ19×2mm的钢管60根，管长3m，试核算该换热器可否满足上述工艺要求？【解】Q=mh1×Cp1(T1-T)=7000×2.3×(140-40)=1.61×106kJ.h-1Q=m h2C p2 (t-t)m h2=Q/C p2(t-t)=1.61×106/[4.18×(30-20)] =3.852×10kg.h-1V h=3.852×104/103=38.52m3.h-1Ao=πdoln=π×19×10×3×60=10.74m2△t=(△t1-△t2)/ln(△t1/△t2)=(110-20)/ln(110/20)=52.7℃Ao'=Q/(Ko×△tm)=1.16×106×103/(3600×700×52.7)=8.73m∵Ao > Ao'∴此换热器可满足工艺要求举报 |2011-06-27 23:32回复222.89.127.* 3楼1. 有一内管为φ180×10mm的套管换热器，将流量为8000kg/h的某液态有机物从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/（kg.K）, 套管环隙走冷却水, 其进出口温度分别为40℃和50℃, 平均比热为4.174kJ./（kgK）, 基于传热外面积的总传热系数K=1000w/（m.K）, 且保持不变.设热损失可以忽略。

传热习题

7.用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30℃，方案II是令冷却水终温为35℃，则用水量W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2（大于、小于、等于）。
解(a)总传热系数
以管子内表面积A1为基准
(b)平均温度差
在p=981 kN/m2，水的饱和温度为179℃
℃
(c)计算单位面积传热量
Q/A1=K1Δtm
=242*271=65580W/ m2
(d)管壁温度
T----热流体的平均温度，取进、出口温度的平均值
T=(500+400)/2=450℃
管内壁温度
算式
故可用式(4-21)计算a,本题中空气被加热,k=0.4代入
Nu=0.023Re0.8Pr0.4
=0.023×(22800)0.8×(0.68)0.4
=60.4例4-6一套管换热器，套管为φ89×3.5mm钢管，内管为φ25×2.5mm钢管。环隙中为p=100kPa的饱和水蒸气冷凝，冷却水在内管中渡过，进口温度为15℃，出口为85℃。冷却水流速为0.4m/s，试求管壁对水的对流传热系数。
式中R=(T1-T2)/(t2-t1) = 热流体的温降/冷流体的温升
P=(t2-t1)/ (T1- t1) =冷流体的温升/两流体的最初温差
根据冷、热流体进、出口的温度，依上式求出R和P值后，校正系数εΔt值可根据R和P两参数从相应的图中查得(参见附录)。
对于其它流向情况的换热器，其εΔt值详见有关化工手册或传热学等书籍。
例4-2现有一厚度为240mm的砖壁，内壁温度为600℃，外壁温度为150℃。试求通过每平方米砖壁的热量。已知该温度范围内砖壁的平均导热系数λ=0.6W/m·℃。

传热学期末考试复习题及参考答案-专升本

《传热学》复习题一、判断题1. 傅立叶定律只适用于各向同性物体的导热，而不适用于各向异性物体的导热。

（）2. 随着肋高的增大，肋片散热量增大，所以肋片效率也增大。

（）3. 在相同的流动和换热壁面条件下，导热系数大的流体对流换热系数就大。

( )4. 由牛顿冷却公式t h q ∆⋅=可知，换热量q 与温差t ∆成正比。

( )5. 辐射传热时，对于绝热面，其净辐射换热量为零，故绝热面与其他辐射面间不存在辐射传热。

（）6. 漫射表面在半球空间各个方向上的定向辐射力相等。

( )7. 在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差小。

( )8. 一长为L 外径为d （L>>d ）的不锈钢管，放置在静止的空气中，管内用电加热，功率恒定，空气温度也恒定。

在这种情况下，管子竖直放置时管壁温度比水平放置时要高。

（）9. 黑体的热力学温度增加一倍，其总辐射力增加16倍。

（）10. 物体辐射某一波长辐射能的能力越强，其吸收这一波长辐射能的能力就越强。

（）11．无限大平壁冷却时，若Bi →∞，则第三类边界条件相当于第二类边界条件。

（）12．在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差大。

（）13.自然对流紊流的表面传热系数与定型尺寸无关。

（）14. 一个表面的有效辐射一定不小于它的本身辐射。

（）15．管内受迫对流换热时，不论是层流或紊流，常壁温边界还是常热流边界，在充分发展阶段，表面传热系数不沿管长方向变化。

（）16．导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，所以它对任意形状物体的内部和边界都适用。

（）17．普通玻璃对于波长为2m μ以下的射线可以认为是不透明的。

（）18．对于非稳态导热数值解的显式差分格式，必须联立求解节点离散方程组才能得到各个节点的温度。

（）19.傅立叶定律只适用于各向同性物体的导热，而不适用于各向异性物体的导热。

（）20.在相同的流动和换热壁面条件下，导热系数大的流体对流换热系数就大。

传热学试题及答案

传热学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪种物质的导热系数最大？A. 空气B. 铜C. 水D. 玻璃答案：B2. 热传导的三种基本方式是？A. 对流、辐射、传导B. 对流、传导、扩散C. 传导、对流、扩散D. 传导、对流、辐射答案：D3. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式？A. 对流B. 辐射C. 传导D. 扩散答案：C4. 黑体辐射的特点是？A. 只吸收不辐射B. 只辐射不吸收C. 吸收和辐射能力最强D. 吸收和辐射能力最弱答案：C5. 热对流与流体的哪种性质有关？A. 密度B. 粘度C. 比热容D. 导热系数答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 热传导的微观机制主要是通过______传递。

答案：分子振动2. 根据牛顿冷却定律，物体温度下降的速率与物体温度与周围环境温度之差成正比，其比例常数称为______。

答案：冷却系数3. 辐射传热中，物体的辐射能力与其表面的______有关。

答案：黑度4. 热对流中，流体的流动状态可以分为层流和______。

答案：湍流5. 热传导的基本定律是______定律。

答案：傅里叶三、简答题（每题5分，共20分）1. 请简述热传导的基本原理。

答案：热传导是热量通过物体内部分子、原子或电子的振动和碰撞传递的过程，不需要介质，是分子内部能量的传递。

2. 什么是热对流？请举例说明。

答案：热对流是指由于流体的宏观运动导致热量的传递，例如加热器加热水时，水的上下对流使得整个容器的水温度升高。

3. 黑体辐射的定律是什么？答案：黑体辐射定律，也称为普朗克定律，指出在任何温度下，黑体的辐射强度与其温度的四次方成正比。

4. 为什么说热辐射是远距离传热的主要方式？答案：热辐射不需要介质，可以在真空中传播，因此是远距离传热的主要方式，如太阳辐射到地球。

四、计算题（每题10分，共20分）1. 假设一个铜块的厚度为5cm，两侧温差为100℃，铜的导热系数为400W/m·K，试计算该铜块的热传导率。

传热习题课计算题

1、现测定一传热面积为2m2的列管式换热器的总传热系数K值。

已知热水走管程，测得其流量为1500kg/h，进口温度为80℃，出口温度为50℃；冷水走壳程，测得进口温度为15℃，出口温度为30℃，逆流流动。

（取水的比热c p=4.18×103J/kg·K）解：换热器的传热量：Q ＝q m c p (T 2－T 1)＝1500/3600×4.18×103×(80－50)=52.25kW传热温度差△t m ：热流体 80 → 50冷流体 30 ← 15△t 1=50， △t 2=352355021<=∆∆t t 传热温度差△t m 可用算数平均值：5.4223550221=+=∆+∆=∆t t t m ℃ ⋅=⨯⨯=∆=23/6155.4221025.52m W t A Q K m ℃2、一列管换热器，由φ25×2mm 的126根不锈钢管组成。

平均比热为4187J/kg·℃的某溶液在管内作湍流流动，其流量为15000kg/h ，并由20℃加热到80℃，温度为110℃的饱和水蒸汽在壳方冷凝。

已知单管程时管壁对溶液的传热系数αi 为520W/m 2·℃，蒸汽对管壁的传热系数α0为1.16×104W/m 2·℃，不锈钢管的导热系数λ＝17W/m·℃，忽略垢层热阻和热损失。

试求：管程为单程时的列管长度（有效长度）（总传热系数：以管平均面积为基准，00111d d b d d K m i mi ⋅++⋅=αλα）解：传热量：Q ＝q m c p (t 2－t 1)＝15000/3600×4187×(80－20) ≈ 1.05×106W总传热系数：（以管平均面积为基准） 1111152023210002171116102325004K d d b d d K i m i m =⋅++⋅=⋅++⨯⋅αλα .. 解得： K ＝434.19W/m 2·℃ 对数平均温差： 110110 2080△t 1=90 △t 2=30∆∆∆∆∆t t t t t m =-=-=1212903090305461ln ln .℃ 传热面积： Q KA t m m =∆ A QK t m m m ==⨯⨯=∆10510434195461442862.... A n d L m m =π；列管长度：L A n d m m m ==⨯⨯≈π44281263140023487....3、有一列管式换热器，装有φ25×2.5mm钢管320根，其管长为2m，要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃，选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。

传热习题答案

管环隙，冷热流体均无相变。冷流体的流量及进、出口温度均可测量,且测量的精确度基本上相同。用公式ai=Q/siAti求ai时，式中的Q用下面（）
公式计算。
AQ=WcCp,c（t2-t1）BQ=WhCp,h（T1-T2）
CQ=WcCp,c（t2-ti）和Q=WhCp,h（Ti-T2）均可以。
答：A
3．在卧式列管换热器中，用常压饱和蒸汽对空气进行加热。（冷凝液在饱和温
解：1）总传热系数
答：104C
75 20
久20
£==0.65T1=104E
二、选择题
1•某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为
100C,空气进口温度为20C,出口温度为80C,则此套管换热器内壁温度应是
( )。
A接近空气平均温度B接近饱和蒸汽和空气的平均温
C接近饱和蒸汽温度答：C
2•测定套管换热器传热管内对流传热系数ai，冷流体走传热管内，热流体走套
填空题
1．三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变（），第二层与第三层的界面温度变（）。
答：变小，变小。
2．在垂直冷凝器中，蒸汽在管内冷凝，若降低冷却水的温度，冷却水的流量不变，则冷凝传热系数（），冷凝传热量（）。
壳程冷凝加热之，冷凝液在饱和温度下排出。蒸汽冷凝的传热系数为1X
104w/m2C，空气的对流传热系数为90w/m2C，管壁及两侧污垢热阻均可忽
略，且不计热损失。空气在平均温度下的比热为1kJ/kgC。试求：
1）换热器的总传热系数K。
2）通过计算说明该换热器能否满足要求。
3）通过计算说明管壁温度接近那一侧流体的温度？

化工原理《传热》习题及答案

化工原理《传热》习题及答案1、某加热器外面包了一层厚为300mm 的绝缘材料，该材料的导热系数为0.16W/（m ⋅℃），已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面温度为多少？解：22321121λλb t t b t t AQ -=-= C 3007516.025.016.005.03075o 21122321=+⨯-=+λ⨯λ-=∴t b b t t t 2、某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成；耐火砖 b 1=230mm ， λ1=1.05 W/(m·℃)绝热砖 b 2=230mm ， λ2=0.151W/(m·℃)建筑砖 b 3=240mm ， λ3=0.93W/(m·℃)已知耐火砖内侧温度为1000℃，耐火砖与绝热砖界面处的温度为940℃，要求绝热砖与建筑砖界面处的温度不得超过138℃，试求：（1）绝热层需几块绝热砖；（2）普通砖外侧温度为多少？解：（1）b 2=?m442.09.273151.013894005.123.094010002222321121=∴=-=-λ-=λ-=b b b t t b t t AQ 230mm<b 2=442mm<230×2mm则：绝热层需两块绝热砖。

校核t 2=?CC t t o o 1386.1059.273151.046.094022<=∴=- （2）t 4=?C9.3493.024.06.1059.273o 443343=∴-==λ-=t t b t t A Q 3、Φ50×5㎜的不锈钢管，导热系数λ1＝16Ｗ／（ｍ·Ｋ），外面包裹厚度为30mm 导热系数λ２＝0.2W/（ｍ·Ｋ）的石棉保温层。

若钢管的内表面温度为623Ｋ，保温层外表面温度为373Ｋ，试求每米管长的热损失及钢管外表面的温度。

解：已知钢管的内半径mm 20252501=⨯-=r 钢管的外半径mm 252502==r 保温层的外半径mm 5530253=+=r根据式（3-12a ），每米管长的热损失W 39794.3014.015702555ln 2.012025ln 161)373623(12ln 1ln 1)(223212131=+=+-⨯⨯π=λ+λ-π=r r r r t t L Q由于是定态热传导，故各层传导的热量应该相等，可得到钢管外表面的温度t 2。

传热学考试真题试卷与解析

东南大学2006—2007学年第二学期期末考试《传热学》试题（A卷）答案一、填空题(每空1分，共20分)1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维（几维）、非稳态（稳态或非稳态）温度场。

2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。

3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。

4、工程上常采用肋片来强化传热。

5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。

6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。

7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层，其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。

8、判断两个现象相似的条件是：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。

9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结有较大的换热强度，工程上常用的是膜状凝结。

10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。

11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射，单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射，后者包括表面的自身辐射和投入辐射被反射的部分。

二、选择题（每题2分，共16分）1、下列说法不正确的是（D ）A、辐射换热不依赖物体的接触而进行热量传递；B、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化；C、一切物体只要其温度T＞0K，都会不断地发射热射线；D、辐射换热的大小与物体温度差的四次方成正比。

2、大平板采用集总参数法的判别条件是（C）A．Bi>0.1 B．Bi=1 C．Bi<0.1 D．Bi=0.13．已知边界周围流体温度和边界面与流体之间的表面传热系数的称为( C )A.第一类边界条件B. 第二类边界条件C.第三类边界条件D. 初始条件4、在热辐射分析中，把光谱吸收比与波长无关的物体称为（c ）A、黑体；B、透明体；C、灰体；D、绝对白体。

传热考试习题及答案

第四章一、填空题1.传热的基本方式有、和三种。

2. 导热系数的物理意义是，它的单位是。

3. 各种物体的导热系数大小顺序为。

4. 在湍流传热时，热阻主要集中在，因此，减薄该层的厚度是强化的重要途径。

5. 对流传热速率方程的表达式为，其中温度差代表。

6. 在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有、、和四种。

7. 对流传热系数的主要影响因素有（1）（2）（3）（4）（5）。

8. 无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe 0.8Pr n公式中，n 是为校正的影响。

当流体被加热时，n 取，被冷却时n取。

9. 某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是。

10. 当管壁及污垢热阻可忽略时，薄管壁求K 公式可简化为：10111αα+=K 此时若10αα<<，则有。

11. 努塞尔特准数Nu 表示的准数，其表达式为，普兰特准数Pr 表示的准数，其表达式为。

12. 蒸汽冷凝有和两种方式。

13. 总传热系数的倒数K1代表，提高K 值的关键是。

14. 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气加热原油，则原油宜走程，而总传热系数K接近于的对流传热系数。

15. 在管壳式换热器中，当两流体的温差超过时就应该采取热补偿措施。

其基本形式有、和。

16. 写出四种间壁式换热器的名称、、及。

二、选择题1. 两流体可作严格逆流的换热器是( )A 板翅式换热器B U 型管式列管换热器C 浮头式列管换热器D 套管式换热器2.管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如0αα>>i ),为有效提高K 值，关键在于（）A 提高i αB 提高0αC 减小垢层热阻D 提高管内流体流量3. 双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度差为1t ∆和2t ∆，若1t ∆>2t ∆，则1λ和2λ的关系为（）A1λ<2λ B 1λ>2λ C 1λ=2λ D 无法确定4. 空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3，其大小顺序是（）A λ1>λ2>λ3B λ1<λ2<λ3C λ2>λ3>λ1D λ2<λ3<λ 15. 对流体热速率=系数×推动力，其中推动力是（）A 两流体的温度差B 流体与壁面（或反之）间的温度差C 同一流体的温度差D 流体的速度差6. 计算液体无相变时在圆直管内对流传热系数，若可采用公式nr p Nu 8.0Re 023.0=,式中指数n 为（）A 0.4B 0.3C 被加热时为0.4，被冷却时为0.3D 被加热时为0.3，被冷却时0.47. 水在无相变时在原址观众强制湍流，对流传热系数i α为1000W/（m 2.℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则i α为（）A 2000B 1741C 不变D 5008. 对间壁两侧流体一侧恒温,另一侧变温的传热过程,逆流和并流时m t ∆大小为( )A 逆m t ∆>并m t ∆B 逆m t ∆<并m t ∆C 逆m t ∆=并m t ∆D 无法确定三、判断1. 保温材料应采用导热系数小的材料制作( )2. 管壳式换热器的传热面积既是管子截面积,可按照24i d nS π=来计算( ) 3. 在对流传热时，热阻主要集中在缓冲层（）4. 努塞尔特准数的表达式为λαμ=Nu （），普兰特准数的表达式为 λμp r C P = （） 5. 导热系数λ，对流传热系数α及总传热系数K 都是表征物质性能的参数（）6. 对于符合121)11(-+≈ααK 情况来说,若21αα<<时,要提高K 值时则主要用提高1α的值（）7. 换热器应采用导热系数大的材料来制造（）8. 管壳式换热器设计时，腐蚀性的流体宜走管程（），而饱和水蒸气冷凝时宜走壳程（）四、简答1. 何谓热对流？它又可分为哪两类？何谓对流传热？2. 管壳式换热器主要由那些部件所构成？它的传热面积如何计算？3. 何谓定态传热？有什么特点？4. 傅立叶定律的表达式如何？简述式中各项含义及单位。