哈工程传热学a卷试题及答案教学文稿
2009级《传热学》考试题(A卷,2012.1)final
2011~2012学年第1 学期开课学院：动力工程考试日期：2012.1考试方式：考试时间：120 分钟一、填空题（每小题2分，本大题共20分）1．导温系数是材料的指标，大小等于。
2．肋片的肋效率定义为。
3．非稳态导热问题的集总参数分析法为，其适用条件为。
4．影响强制单相对流换热的主要因素有、、、和。
5．自然对流传热中无量纲准则数Pr数的物理意义为，Gr数的物理意义为。
6．纯净饱和蒸汽与浸润性的过冷壁面接触时通常发生凝结换热，影响其凝结换热的热阻为。
7．随着加热壁面过热度的增大，大容器饱和核态沸腾曲线将依次出现、、和等四个主要的区域。
8．实际物体辐射换热中漫射表面是指，灰体是指。
9．辐射换热的角系数定义为，向外发射的辐射热流密度均匀的漫射表面的角系数仅与有关。
10．临界热绝缘层直径的定义式为，其意义为。
二、选择题（每小题2分，本大题共10分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将最合适的选项前的字母填在题后的括号内。
1．在下列一维稳态导热问题中，导热体内温度为线性分布的情况是：（）A. 常物性，无内热源，变截面B. 常物性，有均匀内热源，等截面C. 常物性，无内热源，等截面D. 变物性，无内热源，等截面2．对于与外界流体进行对流换热的一维非稳态导热问题，当Bi→∞时，边界条件可简化为：（）A. 第二类边界条件B. 第一类边界条件C. 第三类边界条件D. 无法确定3．对于采用电阻丝加热的电吹风，如果忽略其对外界的散热损失，下列方法中不能提高电吹风出口空气混合平均温度的为：（）A. 强化电阻丝与空气的换热，其他条件不变B. 减小风量，其他条件不变C. 增大加热功率，其他条件不变D. 提高空气进口温度，其他条件不变4．沸腾的临界热流密度是（）。
A. 脱离核态沸腾转折点处热流密度B. 核态沸腾过渡到膜态沸腾转折点处热流密度C. 自然对流过渡到核态沸腾转折点处热流密度D. 不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾转折点处热流密度5．影响物体表面黑度的主要因素是（）。
哈工大传热学-考试题4
哈工大传热学试题4题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 附加题分 数一、解释概念（5×4 = 20分）1、 肋效率2、 膜状凝结3、 辐射强度4、 接触热阻5、 写出下面特征数表达式及式中各量的含义（非特征数物理意义）Gr Nu第1页（共6页）班号姓名二、论述与分析（5×6 = 30分）2 说明集总参数法的物理概念及应用条件。
（6分）3．求由两个凹面21A ,A 组成的封闭系内角系数 12X 。
（6分）第2页（共6页）1A 2A0A4. 试述热边界层对流传热的特点，以及热边界层厚度与流动边界层厚度的关系。
(6分)5. 两无限大平行平板，板1为温度3000K 的黑体，板2的温度为300K ，其光谱发射率λε为：波长4,0.6m λλμε≤=，4,0.3m λλμε>=。
近似估算两板间的辐射热流密度q （列出表达式即可不必算出）(6分) 。
三、如图一个二维稳态导热物体，其导热系数λ为常数，环境温度为T ∞、边界面的表面传热系数为h 。
试推导数值求解边界节点温度,M n T 的离散方程（10分）。
第3页（共6页）(M-1, n ) (M, n )(M, n+1)(M, n-1)hT ∞∆x /2∆y /2∆x∆y试题：学号：姓名：四、试设计一个实验方案，以获得空气横向强制绕流单圆管的表面传热系数。
(1) 画出系统示意图，说明实验原理及需测量或查取的参数；（6分）(2) 说明如何通过该实验，获得此类对流传热的特征数方程。
（6分）第4页（共6页）五、一套筒式换热器，内筒内高温气体温度恒为i T、高温气体与壁面的复合换热系数为i h；冷水在外环形通道内流动，入口温度'z T，出口温度''z T ，冷水与壁面的对流传热系数为z h；忽略通道壁面厚度、壁面导热热阻及换热器散热损失，内筒半径为i R；轴向长度远大于通道的径向宽度。
(1) 导出该换热器的传热过程的对数平均温差；（9分）(2) 计算通过套筒单位长度的传热热流量l。
哈工程核学院传热期末试卷答案
一 填空题(每空1分，共20分) 1、（ 温度差 ）是热量传递的推动力，（ 浓度差 ）是质量传递的推动力。
2、黑体辐射力由（ 斯蒂芬-波尔兹曼 ）定律确定，黑体辐射能量按波长的分布服从（ 普朗克 ）定律，按空间方向的分布服从（ 兰贝特 ）定律。
3、热量传递的三种方式：（ 导热 ） 、（ 对流 ）和（ 辐射 ）。
4、非稳态导热过程分为（ 非正规状况 ）阶段和（ 正规状况 ）阶段，非稳态导热中常采用集中参数法处理，其中的时间常数为（ hAcVρ ）5、传热学中导热问题三种类型的边界条件的数学表达式分别是第一类（)(01ττf t w =>时，）、第二类（)()(02τλτf x tw =∂∂->时 ）、第三类（)()(f w w t t h x t-=∂∂-λ）6、换热器计算中对数平均温差表达式为（ minmax minmax lnt t t t t m ∆∆∆-∆=∆ ）7、已知：水以1.2m/s 平均速度流入内径为20mm 的长直管。
（1）管子壁温为75℃，水从20℃加热到70℃；（2）管子壁温为15℃，水从70℃冷却到20℃。
水在45℃时的运动粘度为0.675×10-6m 2/s,普朗特数为3.952。
求两种情况下的努赛尔数（1）加热（ 174.3 ）（2）冷却（ 151.9 ）8、顺流和逆流是两种极端情况，在相同的进出口温度下，（ 逆流 ）的平均温差最大，（ 顺流 ）的平均温差最小。
9、将一与室外环境温度等温的黑体小球突然置于有风的室外且处于太阳照射下，请问其温度升高、降低还是不变（ 升高 ）二 简答题(每题4分，共32分)1、一般认为，在换热面上结垢要使总传热系数减小。
但正如在小直径的管外包绝缘层可能反而导致传热强化一样，对于通过圆管的传热，在管内结垢有可能反而会使传热强化。
试分析有哪些因素反而会导致这种结果。
答：(1)增加内表面的粗糙度。
(2)管径减小使流动增加。
工程热力学与传热学试卷(A)
共享知识 分享快乐大学 2007 - 2008 学年第 2 学期《工程热力学与传热学》试卷（A 卷）一、选择题（本题共10分，每题2分）1．在某一个过程中吸入了100kJ 的热量，同时内能增加了150kJ ，过程是（ ）（A ）膨胀过程 （B ）压缩过程 （C ）定容过程2．一绝热刚性容器用隔板分成两部分。
左边是盛有高压理想气体，右边为中空。
抽去隔板后，容器内的气体温度将（ ）（A ）升高 （B ）降低 （C ）不变 3．湿空气的含湿量相同时，温度越高，则其吸湿能力（ ）（A ）越强 （B ）越弱 （C ）相等 4．有内热源的常物性无限大平壁，稳态导热时的温度分布为（ ）（A ） （B ） （C ）5．物体1为无限长的圆柱表面，物体2为无限大平面，则表面1对表面2的角系数为（ ）（A ）X 1,2=0.2 （B ）X 1,2=0.5 （C ）X 1,2=1二、填空题（本题共10分，每小题2分）6．卡诺机A 工作在927℃和T 的两个热源间，卡诺机B 工作在T 和27℃的两个热源间。
当此两个热机的热效率相等时，T 热源的温度为K 。
7．冬季取暖，若不采取任何其它措施，室内温度将 ，室内相对湿度将 。
（填增大，减小或不变）。
8．物体能全部吸收外来射线，这种物体称为，物体的单色黑度不随波长而变化的物体称为 。
9．在换热器中，冷热流体沿热表面不断地吸收和放出热量，故温度沿整个热表面是不断变化的，常采用 表示其平均温度，它的表达式为 。
10．热量传递的推动力是 ，质量传递的推动力是 。
三、判断题（是画√，非画×，本题共12分，每小题1分）11. 如果工质的所有状态参数都不随时间变化，则工质就处于平衡状态。
（ ） 12. 由同一初始状态出发，经过两个不同的过程，它们的终了状态可能相同。
（ ） 13. 自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守衡，反之，遵守能量守衡的一切过程都能自发地进行。
（ ）14. 卡诺循环是理想循环，一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。
哈工大工程热力学试卷-20套教学文案
哈工大工程热力学试
卷-20套
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《工程热力学》课程套题库
第1套题……………………………………1～5页 第11套题……………………………………48～52页
第2套题……………………………………6～10页 第12套题……………………………………53～57页
第3套题……………………………………11～15页 第13套题……………………………………58～62页
第4套题……………………………………16～21页 第14套题……………………………………63～68页
第5套题……………………………………22～26页 第15套题……………………………………69～73页
第6套题……………………………………22～26页 第16套题……………………………………
74～78页
第7套题……………………………………27～31页 第17套题……………………………………79～83页
第8套题……………………………………32～36页 第18套题……………………………………84～88页
第9套题……………………………………37～42页 第19套题……………………………………89～94页
第10套题……………………………………43～47页 第20套题……………………………………95～99页
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bar时，饱和水焓：
bar时，饱和水焓：。
哈工程2011传热学A卷试题及答案
2011年春季学期《传热学》（A 卷）答案一．（10分）外直径为50mm 的蒸汽管道外表面温度为400℃，其外包裹有厚度为40mm 、导热系数为0.11W/(m·K)的矿渣棉。
矿渣棉外又包有厚为45mm 的煤灰泡沫砖，导热系数为0.12W/(m·K)，煤灰泡沫砖外表面温度为50℃，试求通过每米长该保温层的热损失，并给出矿渣棉外表面温度。
解：由多层圆筒壁的导热热流量公式可知：()()()132113222ln ln l t t d d d d πλλ-Φ=+（3分）其中4001=t ℃,503=t ℃,1=l m,12350,130,220d mm d mm d mm === （2分）=1λ0.11W/(m·K),=2λ 0.12W/(m·K) 带入公式，可得：25.168=ΦW （1分）设矿渣棉外表面温度为2t ，则由能量守恒定律可知：()()122112ln l t t d d πλ-Φ=（3分），代入数据，可得：39.1672=t ℃（1分） 二．（10分）直径为12mm 、初始温度为1150K 的钢球，突然被放置于温度为325K 、表面传热系数为20W/(m 2·K)的空气中冷却。
已知钢球的物性如下：λ=40W/(m·K)，ρ=7800kg/m 3，c=600J/(kg·K)。
试确定钢球中心温度被冷却到400K 所需的时间？如果考虑辐射的影响，冷却时间应延长还是缩短？解：这是一个典型的非稳态热传导问题，先计算其毕渥数的大小：1.0001.0403006.020)/<=⨯==λA V h Bi （，故可以利用集总参数法计算此非稳态问题。
（2分） 由公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=∞∞τρθθcV hA t t t t exp 00 （4分） 可得：⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=∞∞t t t t hA cV0ln ρτ（1分） 代入数值，可得：21.1122=τs （1分）如果考虑辐射的影响，则钢球的散热强度增强，冷却时间会缩短。
(完整版)传热学期终考试题答案A卷详解
哈尔滨工程大学本科生考试试卷（2012年秋季学期）课程编号：03050020课程名称：传热学（期终 A一、（10分）如图1所示的墙壁，其导热系数为 50W /（m K ），厚度为100mm , 所处外界温度20C,测得两侧外壁面温度均为100C,外壁面与空气的表面传热 系数为h 为125W/（m 2 K ）,壁内单位体积内热源生成热为 & ,假设墙壁内进行 的是一维稳态导热，求 &及墙壁厚度方向温度分布t （x ） ?d 2t2&0 (1)(2 分)dx边界条件为：x 0,dl 0；x 50mm,plxdxh(t w t f ) (2)(1 分)由（1）式积分得：一dx&—x C ] (3)由x 0处边界条件得G 0 （1分）对（3）式积分得：t& 2x C (4) 2(1 分)由x =50mm 时， 吏~dx 二 h(t w x 50t f ) （1分）导热微分方程为:可得：(&= h(t w t f )/x=125 (100 20)/0.05 =2 105(W/m 3) (1 分)图1解：由于对称性只研究墙壁厚度的一半即可,则得： 5C 2100 ” 2 X0.052=105 C（1分）,则壁厚方向温度分布：t （x ） 105 2000x 2 （1分）二、（10分）为20E 的空气，以10m/s 的速度纵向流过一块长200mm ,温度60C 的平板。
求离平板前沿50mm,100mm 处的流动边界层和热边界层厚度。
并求得 平板与流体之间的换热量。
（平板宽为1m ）表1空气的热物理性质t/C 106 /m 2/s/ W/（m • Pr 30 16.00 0.0267 0.701 40 16.96 0.0276 0.699 50 17.950.02830.698准则关联式：Nu 0.664Re 12Pr 13 层流；Nu （0.037 Re 45 871）Pr 13 湍流50mm 处100mm 处由（4）式，x =50mm 时，t wx 2 c 2 =100 C , （1 分）2边界层厚度:流动边界层与热边界层之比:-Pr 13t解：定性温度t f（20 60）/2 40 °C（1分） Re誇和“8105层流（1分）1.46 10 3m1Pr 310.6993（2分）1.29 10 3mtPr 3 0.69931.82 10 3mNu 1/21/30.664Re Pr5 0.664 1.18 101/2 1/30.699202.4（2分）0.02762h Nu202.4 27.9W/ mK（1l 0.2hA t w t f 27.9 0.2 1 （60 20） 223.5W（1分）水以 2m/s 的流速流过长为 8m 的直管， 入口温度为 20C, 出口温、（10 分） 度为40C ，管内径d = 20mm ,求对流换热系数和平均管壁温度 表2水的热物理性质55 . 16.96 10 60.05〔02.06 5 （2分） 1o10 3m5二 11696 10 6 0110t/C106/m 2/s / W/(m K) Pr /kg/m 3 C p / kJ/(kg K) •20 1.006 0.599 7.02 998.2 4.183 30 丁0.805 0.618 P 5.42 995.7 4.174 40 0.659 0.635 4.31 992.2 4.174 50 0.556 0.6483.54988.14.174 解：定性温度 t f (20 40)/2 30 (1分)t w t f t 30 13 43 C ,四、（10分）如图2所示，半球表面是绝热的，底面一直径 d=0.3m 的圆盘被分 为1、2两部分。
《传热学》期末考试试题与答案
《传热学》期末考试试题与答案哈尔滨⼯业⼤学2008-2009学年春季学期期末考试试题与答案⼀、解释概念【5-1】名词解释：流动边界层解：固体壁⾯附近流体，由于粘性导致速度急剧变化的薄层称为流动边界层（速度边界层）。
【6-1】名词解释：定性温度解：⽤以确定特征数中流体物性的温度称为定性温度。
【8-1】名词解释：辐射⼒解：辐射⼒是指单位时间、单位⾯积的辐射表⾯向半球空间所有⽅向所发射的全部波长的总能量，其单位为W/m 2。
【8-1】名词解释：灰体解：光谱吸收⽐与波长⽆关的物体称为灰体。
⼆、分析论述与回答问题【2-1】写出傅⾥叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。
解：tq gradt n nλλ=-=-。
其中q 是热流密度⽮量；λ是导热系数，它表⽰物质导热体本领的⼤⼩；gradt 是空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位⽮量，指向温度升⾼的⽅向，“﹣”号表⽰热量沿温度降低的⽅向传递。
【6-1】写出努谢尔数Nu 与毕渥数Bi 表达式并⽐较异同。
解：从形式上看，Nu 数hl Nu λ??=与Bi 数hl Bi λ?=完全相同，但⼆者的物理意义却不同。
Nu 数中的λ为流体的导热系数，⽽⼀般h 未知，因⽽Nu 数⼀般是待定准则。
Nu数的物理意义表⽰壁⾯附近流体的⽆量纲温度梯度，它表⽰流体对流换的强弱。
⽽Bi 数中的λ为导热物体的导热系数，且⼀般情况下h 已知，Bi 数⼀般是已定准则。
Bi 数的物理意义是导热体内部导热热阻()/l λ与外部对流热阻()/l h 的相对⼤⼩。
【8-1】 “善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射⼒越⼤，其吸收⽐也越⼤。
你认为对吗？为什么？解：基尔霍夫定律对实际物体成⽴必须满⾜两个条件：物体与辐射源处于热平衡，辐射源为⿊体。
也即物体辐射⼒越⼤，其对同样温度的⿊体辐射吸收⽐也越⼤，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的⿊体辐射。
所以上述说法不正确。
【2-1】厚度等于δ的常物性⽆限⼤平板，初始温度均匀为0t ，过程开始后，左侧有⼀定热流密度w q 的热源加热，右侧与低温流体f t 相接触()0f t t >，表⾯传热系数h 等于常数，所有物性参数已知，写出该导热问题的数学描写（述）。
资料：传热学A答案
一、 填空题（23分）1.1. （3分）温度梯度的数学表达式为 grad t =∂t ∂xi +∂t ∂yj +∂t ∂zk ，它表示在等温面的 法线方向上，单位长度的 温度变化率 最大。
1.2. （2分）黑体是指 反射比和透射比 为0的物体，白体是指 反射比为1 的物体，透明体是指 穿透率为1 的物体，灰体是指 光谱吸收比 与 波长 无关的物体。
1.3. （4分）集中参数法中时间常数的定义式 τc =ρcV/ℎA ；时间常数可以看作 物体对流体温度变化响应快慢 的指标。
1.4. （3分）大容器饱和沸腾曲线可分为 自然对流区、核态沸腾区、 过渡沸腾区 和 模态沸腾区 四个区域，其中 核态沸腾 区域具有温差小、热流大的传热特点。
1.5. （4分）强制对流和自然对流分别存在以下两种流动形态： 层流 和 湍流 ，判断强制对流和自然对流流动形态的准则数分别是 雷诺数Re 和 格拉晓夫数Gr 。
1.6. （3分）材料成形工业中称为吸热系数的物理量，除与导热系数成正比外，还与 密度 和 比热物性有关，它的大小代表了物体向 与其接触的高温物体吸热 的能力。
1.7. （4分）热水瓶内胆瑕疵后，其瓶胆夹层形成的很薄的气隙间的复合传热，忽略对流换热可以认为是 热传导 和 热辐射 两种基本换热方式并联的换热现象。
其中各自的计算公式为 q 1=λδ(t 1−t 2)，和 q 2=σ(T 14−T 24)1ε1+1ε2−1 。
二、 简答题（35分）2.1. （6分）有一非稳态系统,无内热源，常物性二维导热物体,在某一瞬时的温度分布为 x y t cos 22=，试根据导热微分方程判断该导热物体内部点1,0==y x 处的温度是随时间增加逐渐升高，还是逐渐降低。
二维非稳态无内热源常物性的导热方程：ρc p ðtðτ=λ(ð2t ðx 2+ð2tðy 2) （2分） 将t=2y 2cosx 带入上式，ðt ðτ=λρc p[ððx (−2y 2sinx )+ððy (4ycosx )]=λρc p(−2y 2cosx +4cosx) （2分） (ðt ðτ)x=0,y=1=λρc p(−2+4)=2λρc p>0 （2分）故x=0,y=1处的温度随时间增加逐渐升高。
2007-2008学年第一学期传热学A答案(DOC)
一、填空（每空1分，共20分）1、温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为 等温面 。
2、就引起流动的原因而论，对流换热可区分为 自然对流 与 强制对流 两大类。
3、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是 有效 辐射，定义为 灰体表面的本身辐射和反射辐射之和 。
4、热电偶的 时间常数 是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。
5、所谓同类物理现象，指那些用 相同形式 并具有 相同内容的微分方程式 所描写的现象。
6、强化传热的方法之一是提高K 值。
要提高K 值,则应改善对流换热表面传热系数 较小 的一侧的传热条件（对流换热表面传热系数小的还是大的）7、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式，分别为 膜状凝结 和 珠状凝结 ，工程设计的依据是膜状凝结 。
8、由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越 小 ,其两侧的温度差越 小 。
9、傅立叶定律中的负号表示 热流方向与温度梯度方向相反 。
10、温度边界层越 厚 ，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越 薄 越好。
11、内部流动与外部流动的区别主要在于 换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展 。
12、影响核态沸腾的主要因素是 壁面过热度 和 汽化核心数 。
1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。
A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体2、有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X 1，2=0.4,X 1，4=0.25，则X 1，3为( D )。
A.0.5 B.0.65 C.0.15 D.0.35 3、温度对辐射换热的影响（ B ）对对流换热的影响。
A.等于； B.大于； C.小于； D.可能大于、小于4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。
A.重力和惯性力；B.惯性力和粘性力；C.重力和粘性力 ；D.浮升力和粘性力5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。
硕士研究生招生考试工程传热学A卷
6. (2分)导热和对流传热的传热速率与温度差的次方成正比，而热辐射的传热速率与温度差的次方成正比。
7. (2分)可见光的光谱一般为微米，太阳光的光谱一般为微米。
8. (2分)土壤温度场具有的两种特性为：和。
二、名词解释(共4小题，每小题5分，共20分)
4、（8分）辐射传热中有哪5个重要的定律，分别表示什么意义？
5、（8分）换热器的对数平均温差如何表示？
6、（8分）影响膜状凝结的主要因素有哪些？
四、计算题(66分)
1、（8分）某锅炉厂炉膛保温壁面由三层不同的材料组成，第一层材料参数：厚度30cm，导热系数2.0W/m℃，第二层材料参数：厚度54cm，导热系数1.8W/m℃，第三层材料参数：厚度6cm，导热系数0.1 W/m℃。如果通过该三层壁面的导热量560W/m2，请问通过保温壁面的温降是多少？
姓名：报考专业：准考证号码：
密封线内不要写题
全国硕士研究生招生考试初试自命题试题
科目名称：工程传热学（A卷□B卷）科目代码：849
考试时间：3小时 满分150分
可使用的常用工具：□无 √计算器 □直尺 □圆规（请在使用工具前打√）
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。
1、（5分）综合温度
2、（5分）定向辐射强度
3、（5分）灰体
4、（5分）蓄热系数
三、简答题(共6小题，每小题8分，共48分)
1、（8分）写出傅里叶数 Fo的定义式，并说明它的物理意义。
2、（8分）窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和？
3、（8分）北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上哪一面容易结霜，为什么？
《传热学》课程期末试卷【附答案】
《传热学》课程期末试卷卷A一、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．物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程为。
（稳态传热过程）3．如果温度场随时间变化，则为。
（非稳态温度场）4．已知导热系数为1 W/(m·K)，平壁厚0.02m，，其热阻为。
（热阻为0.02m2.K/W）5．导热基本定律是_____定律，可表述为。
（傅立叶，）6．已知材料的导热系数与温度的关系为λ＝λ0(1+bt)，当材料两侧壁温分别为t1、t2时，其平均导热系数可取下的导热系数。
(（t1+t2）/2)7．第一类边界条件是。
（给定物体边界上任何时刻的温度分布）8．温度边界层是指。
（在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。
）9．纯净饱和蒸气膜状凝结的主要热阻是。
（液膜的导热热阻）10．格拉晓夫准则的物理意义。
（流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量）二、基本概念题1.导热基本定律：当导热体中进行纯导热时,通过导热面的热流密度,其值与该处温度梯度的绝对值成正比,而方向与温度梯度相反。
2.凝结换热：蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时,蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。
3.黑体：吸收率等于1的物体。
4. 肋壁总效率：肋侧表面总的实际散热量与肋壁 测温度均为肋基温度的理想散热量之比。
5. 大容器沸腾：高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。
三、 分析题1． 试用所学的传热学知识说明用温度计套管测量流体温度时如何提高测温精度。
（提示：温度计套管可以看作是一根吸热的管状肋(等截面直肋)，利用等截面直肋计算肋端温度t h 的结果，可得采用温度计套管后造成的测量误差Δt 为Δt =t f -t h =)(0mH ch t t f -，其中H h H A hP mH λδλ==，欲使测量误差Δt 下降，可以采用以下几种措施：(1)降低壁面与流体的温差(t f -t 0)，也就是想办法使肋基温度t 0接近t f ，可以通过对流体通道的外表面采取保温措施来实现。
(完整版)传热学试卷A及答案
）
A 蒸汽的压力
B 蒸汽的流速
C 蒸汽的过热度
D 蒸汽中的不凝性气体
7．在充分发展的管内单相流体受迫层流流动中，如果取同样管径及物性参数，则常壁温
tw 和常
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一、选择题（本大题共计 5 小题，每小题 2 分,共计 20 分） 1． A ；2．B；3．A ；4．D； 5． A； 6． A ；7．C ；8． D；9．C；10． B；
J E G Eb G 0.8 5.67 10 8 273 400 4 0.3 400 9425.4
Eb J 11631.7 9425.4
1
1 0.8
A
0.8 0.5
4. 正确答案是 A
4412.6
稳定情况下，通过被测材料导热的热流量即为电加热器的功率为
IU 0.3 20 6 W
被测材料的导热系数为
1/ r1 1/ r2 4 t1 t 2
1。
2分
而顺流换热器热流体的出口温度将不会降低到接近于冷流体的入口温度，至多接近冷流体的出口温度，ε不可能趋近于
1。
2分
四、综合题（本大题共计 3 小题，每小题 10 分，共计 30 分) 0.85P 0.85 40.5W 34.43W
h
34.43W 3.768 10 3 m2 (125 15)℃
83.1W /( m2 K )
）
A 表面喷黑色的油漆
B
表面喷白色的油漆
C 表面缠绕铝箔
D
表面外安装铝箔套筒
5．冷流体流经恒定壁温为 t w的管道被加热，壁温与流体之间的对数平均温差为
△t m，则管道中
2007级《 传热学 》试卷A参考答案
同样，对于上面的第四式，有
1 2 Fo Bi 2 Fo 0 Fo 1 2 2 Bi
显然这一条件比内节点的还要苛刻。 2.
3.
4. 已知：房间空气和壁面的温度；房间内人体表面的温度、表面传热系数和发射率 求：夏季与冬季的舒适水平有差异的根据。 假定：可以近似认为人是处于很大的封闭空腔体中的小物体。
2
qr 0 (Ts 4 T 4 ) 0.9 5.67 108 (3054 3004 ) 28.3W / m 2 qr 0 (Ts 4 T 4 ) 0.9 5.67 108 (3054 287 4 ) 95.4W / m 2
冬季：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3600 / 3600 4174 (80 20) 1800 A 86.56
A
4174 60 1.6073(m 2 ) 1800 86.56 t2 ) 3600 / 3600 4174 (72 20) 2 c p 2 (t2 Qm 217048(W )
y 0
Gr
gtl 3
2
称为格拉晓夫数，反映了自然对流的流体中，流体的浮升力与粘性力的相对大小，进 而反映了自然对流流态对换热的影响。
Pr / a
称为普朗特（Prandtl）数（准则） ，它反映了流体的动量扩散能力与其能量扩散能力的 对比关系。 4. 大容器饱和沸腾曲线表征了大容器饱和沸腾的全部过程， 共包括 4 个换热规律不同的阶 段：自然对流、核态沸腾、过渡沸腾和稳定膜态沸腾，如图所示：
二、推导与计算题（50 分） ：
1.
tn (i 1) Fo (tn 1( i ) t n 1( i ) ) (1 Fo )tn ( i ) n 1, 2, , N 1 tn (1) t0 t2 (i ) t1(i ) tN
传热学试卷答案-A
《传热学》试卷答案A 卷一、填空题（每空2分，共10分）1、 单色吸收率与波长无关的物体，即α==)(λα常数2、前者为流体导热系数，而后者为固体导热系数3、减小5、自身辐射 反射辐射二、简答题（每题6分，共36分）1、1.0<Bi ，即导热固体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻，物体内部温度趋于一致。
2、稳态导热 热流量相等即21q q = 因为 21t t ∆<∆ 所以 21λλ<3、应加在空气侧。
因为空气侧传热热阻较大，将肋片加在热阻较大侧可以较大幅度减小传热热阻，提高传热性能。
4、ν/Re ul =，表征流体流动时惯性力与粘滞力的相对大小a v /Pr =，反映流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小23/v tl g Gr ∆=，表征浮升力与粘滞力的相对大小5、由于骑摩托车风速较大，对流传热系数相对也较大，增加了人体的散热量，故感觉较冷。
而带上手套和护膝相当于增加了人体对空气的传热热阻，减小了人体的散热量。
6、三、计算题（共4小题，共计54分） 1、(本题12分)解：43)(222004010302=⋅∆⋅∆+-⋅∆+∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅∞v q y x t t y x h y t t x x t t y y t t x x t t y λλλλδλδλ2211tt ∆=∆km W t t A Q K ⋅====221/2485.00238.41)((1)(2)2、(本题12分)解：毕渥值B i =hR/(λ)=240×0.05/(400)=0.03<0.1 所以可采用集总参数法 θ=θ0exp(-hA τ/ρcV)即：30-20=(100-20)exp(-240×3τ/(ρcR))10=80 exp(-720τ/(8000×380×0.05))代入得：τ=439秒3、(本题15分)解：管内强迫流动换热在常热流边界条件下的定性温度为进出口截面流体平均温度的算术平均值，即t f = (20+40)/2=30℃。
工程热力学与传热学试卷A答案【考试试卷答案】
《工程热力学与传热学》试卷A卷答案适用专业考试日期：考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分一、填空题(２０分，每空２分)1、能源按照其有无加工、转换，可分成一次能源和（二次）能源两类，而一次能源又可根据它是否可以再生进一步可以划分为（可再生）能源和非再生能源两类。
2、根据研究问题的需要人们划分一定的范围作为热力学研究对象我们称该研究对象为（热力学系统），这个对象以外的部分我们称为（外界或环境）。
3. 对流换热根据其产生的原因不同，可分为（自然对流）和（强制对流）。
4. 稳定流动系统的热力学第一定律表达式为（q=Δh+Wt ）5. 某卡诺热机工作在1000K和100K两热源范围内，则这种热机的工作效率为（90）%，这种热机反向工作成为一种制冷机其制冷系数为（11）%。
6、闭口系统的熵变可分为两部分，即熵流和（熵产）二、单项选择题(30分，每题2分)1、下列物理量是强度性质的有（A）。
A. 温度TB. 内能UC. 焓HD.体积V2、可逆过程表示：( C )A 无摩擦 B准平衡 C无摩擦，准平衡 D有摩擦，准平衡3、热力过程中Wt=W,该过程为：(A )A 定温B 定压 C定容 D定熵4、在定容过程中，在T-S图上过呈现的斜率为：（D）A C p/TBC v/T C T/C pD T/C v 5、已知氮气可作为理想气体，压力较高的常温氮气绝热节流后，其温度：（C ）(A)升高；(B)降低；(C)不变；(D) (A)，(B)，(C)都有可能6、绝热过程的状态方程式适用于：（B）(A)理想气体绝热过程；(B)理想气体可逆绝热过程；(C)理想气体定比热可逆绝热过程；(D)任意气体定比热可逆绝热过程7、下列说法错误的是（A ）A.热量不能由低温物体传向高温物体B.理想气体分子无体积C.可逆过程一定是平衡过程D、热量是热力学系统和外界之间只有当温度不同时才能发生传递8、对导热下列说法正确的是（D）(A)温度差越大导热量就越大(B)导热系数越大导热量越小(C)导热距离越大导热热阻越小(D)温度梯度越大热流密度就越大9、不可逆过程⎰∆T Qδ= （C）A >0B =0 C<0 D≤010、有人将热力学第二定律表述成下列方式,其中(C )是正确的.(A)永动机不可能实现；(B)从单一热源取热并使之全部转化成为功而不造成其他变化的热机不可能被制造出来(C)热机制冷系数不可能达到100%(D)热机供热系数不可能达到100%11、经下列过程，热力学体系的内能无变化的有（A）。
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2011年春季学期《传热学》（A 卷）答案一．（10分）外直径为50mm 的蒸汽管道外表面温度为400℃，其外包裹有厚度为40mm 、导热系数为0.11W/(m·K)的矿渣棉。
矿渣棉外又包有厚为45mm 的煤灰泡沫砖，导热系数为0.12W/(m·K)，煤灰泡沫砖外表面温度为50℃，试求通过每米长该保温层的热损失，并给出矿渣棉外表面温度。
解：由多层圆筒壁的导热热流量公式可知：()()()132113222ln ln l t t d d d d πλλ-Φ=+（3分）其中4001=t ℃,503=t ℃,1=l m,12350,130,220d mm d mm d mm === （2分）=1λ0.11W/(m·K),=2λ 0.12W/(m·K) 带入公式，可得：25.168=ΦW （1分）设矿渣棉外表面温度为2t ，则由能量守恒定律可知：()()122112ln l t t d d πλ-Φ=（3分），代入数据，可得：39.1672=t ℃（1分） 二．（10分）直径为12mm 、初始温度为1150K 的钢球，突然被放置于温度为325K 、表面传热系数为20W/(m 2·K)的空气中冷却。
已知钢球的物性如下：λ=40W/(m·K)，ρ=7800kg/m 3，c=600J/(kg·K)。
试确定钢球中心温度被冷却到400K 所需的时间？如果考虑辐射的影响，冷却时间应延长还是缩短？解：这是一个典型的非稳态热传导问题，先计算其毕渥数的大小：1.0001.0403006.020)/<=⨯==λA V h Bi （，故可以利用集总参数法计算此非稳态问题。
（2分） 由公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=∞∞τρθθcV hA t t t t exp 00 （4分） 可得：⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=∞∞t t t t hA cV0ln ρτ（1分） 代入数值，可得：21.1122=τs （1分）如果考虑辐射的影响，则钢球的散热强度增强，冷却时间会缩短。
（2分）三、（10分）当流体为空气时，对横掠平板的强制对流换热进行实验测定，测得空气温度相同时的结果如下： 当120m/s u =时，2150W/(m K)h =⋅；当115m/s u =时，2140W/(m K)h =⋅。
假定换热规律遵循如下函数形式：n m C N Pr Re u=，其中，n m C ,,为常数，正方形的特征尺寸为对角线长度为l 。
试确定：指数m 的大小是多少？ 解：由题意知，n m C N Pr Re u=， 由相似准则关系式知即nr me u P CR N 111=，nr me u P CR N 222=，对于空气：21Pr Pr = （2分）所以 11112222//mmmu e u e NR u l u N R u l u νν⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ （3分）又 λhlN u =，所以2121h h N N u u = （2分） 因此， 1122mh u h u =（），（1分）50204015m=（），775.0=m （2分） 四（10分）水以0.9kg/s 的流量在内径为d=2.6cm 的管内流动，管子内表面温度为60℃，水的进口温度为20℃，求水被加热到40℃所需的管长？已知水的物性参数为：解： 2040302f t C +==o 220.91.70/995.60.02644m u m s d ππρ===⋅⨯⨯& （1分）4461.700.026 5.4910100.80510ef ud R ν-⨯===⨯>⨯ （2分） 且流体被加热 0.80.40.80.40.023Re Pr 0.023(54900) 5.42279.89Nu ∴==⨯⨯= （2分）20.618279.896652.77W/m K0.026h Nu dλ∴=⋅=⨯=⋅ （1分） 根据热平衡，有：21()()p f f w f mct t h d l t t π-=⋅⋅-& （2分） 321()0.9 4.17410(4020)4.61()6652.77 3.140.026(6030)p f f w f mct t m h d t t π-⨯⨯⨯-∴===-⨯⨯-&l （1分）4.61/177.31600.026d ==>l 不必修正 （1分） 4.61m ∴=l五、有一微元黑体表面，面积为241m 105d -⨯=A ，温度为T 1500= K ，与该黑体表面相距r 0.5 m =处另有一个微元黑体表面，面积为242m 108d -⨯=A ，温度为2800 K T =，这两个微元面积的空间方位如图所示，试计算从1d A 发出落在2d A 对1d A 所张立体角中的辐射能量。
根据立体角的定义322cos30 2.7710dA d sr r-Ω==⨯o （3分） 421111E / 5.675/3.14=1129/()b b b b E I I W m sr ππ=⇒==⨯g （2分）1111d cos 60cos 60d I I dA d dA d Φ=⇒Φ=ΩΩoo（3分）11434d cos601129510 2.77100.5=7.8210W I dA d ---Φ=Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯o（2分）六、计算题（10分）两个直径为04. m 的平行同轴圆盘相距01. m ，两盘置于墙壁温度T 3300= K 大房间内，一圆盘T 1500= K 、ε106=.，另一圆盘绝热。
若两圆盘的背面均不参与换热，求圆盘1的净辐射散热量和绝热盘2的温度。
已知同轴圆盘之间的角系数X 12062,.=。
解:辐射网络图如下E b 12 b 2J （2分）222120.40.1256 m 44d A A π⨯==π==角系数X 12062,.=，X X 13121038,,.=-=21110.65.3 m 0.6R A --==，13A A >>，∴ 03→R ，3b 3E J =21211,21112.84m 0.12560.62R A X -===⨯2132311,31120.95m 0.12560.38R R A X -====⨯ （1分）1121223131223131111//12.933m 12.8420.9520.95R R R R R R ---⎛⎫⎛⎫+=+=+= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭ （1分） 所以4444131122313()5.67(5.0 3.0)169.08 W (//) 5.3112.933T T R R R R σΦ-⨯-===+++（1分）421b11 5.67 5.0169.08 5.312645.9 W/m =-Φ=⨯-⨯=J E R（1分）1b2b3b21223--+=JE E E R R （2分）412b3123b2122312.84 5.67(3.0) 2 645.920.9512.8420.95+⨯⨯+⨯==++R E J R E R R 21 815 W m =（1分）b244281 815423 K 5.6710所以σ-===⨯E T （1分）七（10分）．一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。
流量为 2.5kg/s 的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为15℃ 和60℃，比热为 4174J/(kg · K) ；热油进出口温度分别为110℃ 和70℃ ，比热为 2190 J/(kg·K) 。
传热系数为 400W/(m 2·K)。
试计算所需的传热面积并画出此时冷、热流体沿流动方向的温度曲线。
解对数平均温差为（ 3分）（ 2 ）计算水所吸收的热量（ 2 分）（ 3 ）计算传热面积 由得(2 分 )冷热流体的温度图形为（3分）简答题：1．（5分）由导热微分方程可知，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。
请判断这句话是否正确并给出理由。
答：上述观点不对（2分）。
由于描述一个导热问题的完整数学描写不仅包括控制方程，还包括定解条件，所以虽然非稳态导热的控制方程只与热扩散率有关，但边界条件中却有可能包括导热系数。
（3分） 2．（5分）串联热阻可以叠加的条件是什么？答：在一个串联的热烈传递过程中，如果通过各个环节的热流量相同，则各串联环节的的总热阻等于各串联环节的热阻之和。
（5分）3（5分）试解释为什么对于无限空间紊流自由流动，即使用了“错误的”定型尺寸，也能得出正确的表面换热系数？（无限空间紊流换热准则式()13Pr m m Nu C Gr =）答：因为无限空间紊流自由流动换热的准则式()13Pr m m Nu C Gr =中指出，h 与板的高度无关，所以能得出这些论点。
（2分） 具体推到过程如下：11333113322Pr Pr hlg tl g t C C l v v ααλ⎛⎫∆∆⎛⎫=⋅=⋅⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（2分） 它表明自然对流紊流的表面传热系数与定型尺寸无关，出现自模化现象。
（1分）4.蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？产生不同凝结形式的原因是什么？ 答：珠状凝结和膜状凝结。
（2分）当凝结液体能很好地润湿壁面时，在壁面上将铺展一层液膜，这种凝结方式称为膜状凝结。
（1分）当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个液珠，且不断发展长大，并沿壁面滚下，壁面将重复产生液珠、成长、滚落过程，这种凝结形式称为珠状凝结。
（2分）5.金属工件在炉内加热时，工件的颜色随着加热温度的升高怎样变化？试从传热tA70℃ 260t ''=15℃学的角度解释这一现象。
（5分） 答：当加热金属时可以观察到：金属温度低于500℃时，由于没有可见光辐射，因此肉眼不能觉察到金属颜色的变化；（1分）随着温度的不断升高，金属将相继呈现暗红，鲜红，橘黄等颜色；（2分） 当温度超过1300℃时，将出现白帜。
（2分） 6、黑体表面与重辐射面相比，均有b J E =。
这是否意味着黑体表面与重辐射表面具有相同性质？（5分）答：虽然黑体表面与重辐射面均具有b J E =的特点，但二者具有不同性质（1分）。
黑体表面的温度不依赖于其他参与辐射的表面，相当源热势（2分）。
而重复设面的温度则是浮动的，取决于参与辐射的其他表面（2分）。