华北电力大学传热课后答案

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传热学课后答案(完结版)

2 2 1 1
2
tw2
3
tw1 tw 2 q2 1 2 3 1 2 3
再由：
tw1
λ
λ 3
tw2
q1
q2 0.2q1 ，有
tw1 tw 2 t t 0.2 w1 w 2 1 2 1 2 3 1 2 1 2 3
得：
3 43 (
'2 3 2 5 6 2 R 0.265m k / W 2 3 0.65 0.024
"
由计算可知，双 Low-e 膜双真空玻璃的导热热阻高于中空玻璃，也就是说双 Low-e 膜双真空玻璃的保温性能要优于中空玻璃。 3． 4．略 5 ．
m2
(m 2 K )
、 h2 85W
(m 2 K )
、 t1 45 ℃
t2 500 ℃、 k ' h2 85W
求： k 、、
(m 2 K )
、 1mm 、 398 W
(m K )
解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁即： k
tw1 t w 2 x
(设 tw1 tw 2 ) ，否则 t 与平壁 coust （即常物性假设）
其与平壁的材料无关的根本原因在的材料有关（2）由 4.略
q
dt dx
知，q 与平壁的材料即物性有关
5.解：
d 2 dt (r )0 dr dr r r1 , t tw1 (设tw1 t w 2 ) r r2 , t tw 2
绪论
思考题与习题（ P89 ）答案： 1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到：

第四版《传热学》课后习题答案

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，其中，q －热流密度；－导热系数；dxdt－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，q－热流密度；h－表面传热系数；wt－固体表面温度；ft－流体的温度。

③斯忒藩－玻耳兹曼定律：，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．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/(m2.K)；③传热系数的单位是：W/(m2.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。

答：当壶内有水时，可以对壶底进行很好的冷却（水对壶底的对流换热系数大），壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流换热的是气体，因为气体发生对流换热的表面换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，容易被烧坏。

传热学课后习题答案

第一章1-3 宇宙飞船的外遮光罩是凸出于飞船船体之外的一个光学窗口，其表面的温度状态直接影响到飞船的光学遥感器。

船体表面各部分的表明温度与遮光罩的表面温度不同。

试分析，飞船在太空中飞行时与遮光罩表面发生热交换的对象可能有哪些？换热方式是什么？解：遮光罩与船体的导热遮光罩与宇宙空间的辐射换热1-4 热电偶常用来测量气流温度。

用热电偶来测量管道中高温气流的温度，管壁温度小于气流温度，分析热电偶节点的换热方式。

解：结点与气流间进行对流换热与管壁辐射换热与电偶臂导热1-6 一砖墙表面积为12m 2，厚度为260mm ，平均导热系数为 1.5 W/(m ·K)。

设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为－5℃，确定此砖墙向外散失的热量。

1-9 在一次测量空气横向流过单根圆管对的对流换热试验中，得到下列数据：管壁平均温度69℃，空气温度20℃，管子外径14mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率为8.5W 。

如果全部热量通过对流换热传给空气，此时的对流换热表面积传热系数为？1-17 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数95 W/(m 2·K)，壁面厚2.5mm ，导热系数46.5 W/(m ·K)，水侧表面传热系数5800 W/(m 2·K)。

设传热壁可看作平壁，计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。

为了强化这一传热过程，应从哪个环节着手。

1-24 对于穿过平壁的传热过程，分析下列情形下温度曲线的变化趋向：(1)0→λδ；(2)∞→1h ；(3) ∞→2h第二章2-1 用平底锅烧水，与水相接触的锅底温度为111℃，热流密度为42400W/m 2。

使用一段时间后，锅底结了一层平均厚度为3mm 的水垢。

假设此时与水相接触的水垢的表面温度及热流密度分别等于原来的值，计算水垢与金属锅底接触面的温度。

水垢的导热系数取为 1 W/(m ·K)。

解： δλtq ∆= 2.238110342400111312=⨯⨯+=⋅+=-λδq t t ℃2-2 一冷藏室的墙由钢皮、矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm 、152mm 及9.5mm ，导热系数分别为45 W/(m ·K)、0.07 W/(m ·K)及0.1 W/(m ·K)。

传热课后问答题答案

绪论1.冰雹落地后，即慢慢融化，试分析一下，它融化所需的热量是由哪些途径得到的？答：冰雹融化所需热量主要由三种途径得到：a 、地面向冰雹导热所得热量；b 、冰雹与周围的空气对流换热所得到的热量；c 、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。

2.秋天地上草叶在夜间向外界放出热量，温度降低，叶面有露珠生成，请分析这部分热量是通过什么途径放出的？放到哪里去了？到了白天，叶面的露水又会慢慢蒸发掉，试分析蒸发所需的热量又是通过哪些途径获得的？答：通过对流换热，草叶把热量散发到空气中；通过辐射，草叶把热量散发到周围的物体上。

白天，通过辐射，太阳和草叶周围的物体把热量传给露水；通过对流换热，空气把热量传给露水。

3.现在冬季室内供暖可以采用多种方法。

就你所知试分析每一种供暖方法为人们提供热量的主要传热方式是什么？填写在各箭头上。

答：暖气片内的蒸汽或热水对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体；暖气片外壁辐射墙壁辐射人体电热暖气片：电加热后的油对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体红外电热器：红外电热元件辐射人体；红外电热元件辐射墙壁辐射人体电热暖机：电加热器对流换热和辐射加热风对流换热和辐射人体冷暖两用空调机（供热时）：加热风对流换热和辐射人体太阳照射：阳光辐射人体4．自然界和日常生活中存在大量传热现象，如加热、冷却、冷凝、沸腾、升华、凝固、融熔等，试各举一例说明这些现象中热量的传递方式？答：加热：用炭火对锅进行加热——辐射换热冷却：烙铁在水中冷却——对流换热和辐射换热凝固：冬天湖水结冰——对流换热和辐射换热沸腾：水在容器中沸腾——对流换热和辐射换热升华：结冰的衣物变干——对流换热和辐射换热冷凝：制冷剂在冷凝器中冷凝——对流换热和导热融熔：冰在空气中熔化——对流换热和辐射换热5.夏季在维持20℃的室内，穿单衣感到舒服，而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣，试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布后顿觉暖和，原因又何在？答：夏季室内温度低，室外温度高，室外物体向室内辐射热量，故在20℃的环境中穿单衣感到舒服；而冬季室外温度低于室内，室内向室外辐射散热，所以需要穿绒衣。

传热学课后题答案整理

3－15 一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传热元件，当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发，一报警系统的熔点为5000C ，)/(210K m W ⋅=λ，3/7200m kg =ρ，)/(420K kg J c ⋅=，初始温度为250C 。

问当它突然受到6500C 烟气加热后，为在1min 内发生报警讯号，导线的直径应限在多少以下？设复合换热器的表面换热系数为)/(122K m W ⋅。

解：采用集总参数法得：)exp(0τρθθcv hA-=，要使元件报警则C 0500≥τ )exp(65025650500τρcv hA -=--，代入数据得D ＝0.669mm验证Bi 数：05.0100095.04)/(3<⨯===-λλhDA V h Bi ，故可采用集总参数法。

3－31 一火箭发动机喷管，壁厚为9mm ，出世温度为300C 。

在进行静推力试验时，温度为17500C 的高温燃气送于该喷管，燃气与壁面间的表面传热系数为)/(95012K m W ⋅。

喷管材料的密度3/4008m kg =ρ，导热系数为)/(6.24k m W ⋅=λ，)/(560K kg J c ⋅=。

假设喷管因直径与厚度之比较大而可视为平壁，且外侧可作绝热处理，试确定：（1）为使喷管的最高温度不超过材料允许的温度而能允许的运行时间；（2）在所允许的时间的终了时刻，壁面中的最大温差；（3）在上述时刻壁面中的平均温度梯度与最大温度梯度。

9993.0cos sin 2cos sin ln 43605.017503017501000)1(76921.07134.0211111101=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯==--=⇒==μμμμμμθθθθμλδδδFo h Bi m ＝解：m C x x dx x x t m C hx t x t CsFo c Fo m m x m m /65532)176921.0(cos 009.017509.2931000)1(cos )cos()(11/45159)3(9.293)76921.0cos 11)(17501000()cos 11()2(5.150101000max 01max 22=-⨯--=-===∂∂=∂∂=-=∂∂=∂∂=--=-=-=-=∆===⎰=μδθδμδθθδθδθδμθθθτττλδραδτδδδδδδδδ无限长圆管6－1 、在一台缩小成为实物1/8的模型中，用200C 的空气来模拟实物中平均温度为2000C 空气的加热过程。

华电传热学温习题汇总

名词说明1．热流量：单位时刻内所传递的热量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，在物体各部份之间不发生相对位移的情形下，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进程，确实是热对流和导热联合用的热量传递进程，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。

如此，物体发出和接收进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．总传热进程：热量从温度较高的流体通过固体壁传递给另一侧温度较低流体的进程，称为总传热进程，简称传热进程。

7．对流传热系数：单位时刻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：单位时刻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：单位时刻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：总传热进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刻内的传热量。

11．温度场：某一刹时物体内各点温度散布的总称。

一样来讲，它是空间坐标和时刻坐标的函数。

12．等温面(线)：由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。

13．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度转变率。

14．热导率：物性参数，热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于1 K／m的温度梯度作用下产生的热流密度。

热导率是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。

15．导温系数：材料传播温度转变能力大小的指标。

传热学_华北电力大学(保定)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

传热学_华北电力大学（保定）中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.有一块正方形铝合金板，表面温度被均匀加热到227℃，然后垂直地悬挂在一房间内进行冷却，室内环境空气温度为23℃。

已知板的边长0.3m，厚度为15mm。

则在冷却的最初时刻，铝合金板表面的对流散热热流量为答案:230 W2.在考虑一建筑物冬天的采暖设计中，需要确定平屋顶的传热情况。

屋顶可看作是南北方向5m，东西方向10m的长方形表面。

若测得一段时间内屋顶外表面温度为6.5℃，空气的温度为-4℃，有5级的北风（风速为10m/s），则房顶的对流传热的热流量为：答案:13 kW3.厂房外有一外径为300mm的蒸汽管道，其外侧敷设有厚度为30mm的保温材料。

若在某段时间，测得保温层外侧壁温为40℃，室外空气温度为20℃，横向吹过该管道的风速为3m/s。

则管道外侧对流传热表面传热系数为答案:4.自然对流传热中的格拉晓夫数Gr的物理意义为：答案:反映浮升力与粘性力之比的相对大小5.以下不能强化管内对流传热的措施为：答案:采用长管6.在对流传热实验中，表面传热系数不是可以直接测量得到的，需要间接测量计算得到。

答案:正确7.通常选择对对流传热有显著影响的几何尺寸作为特征长度。

所以当流动表面的几何形状和几何尺寸确定后，特征尺度是确定的。

答案:错误8.流体的无量纲物性参数普朗特数Pr = n /a，反映了流体中动量扩散与热量扩散能力的对比，对于液态金属，热边界层的厚度远大于流动边界层的厚度。

答案:正确9.流动边界层的发展反映了流体运动中动量扩散的程度，除了流速的影响外，流体的密度起重要作用。

答案:错误10.对流传热中，在紧贴壁面处热量传递仍然依靠热传导。

答案:正确11.根据相似原理，彼此相似的物理现象，其同名准则数（）。

答案:必定相等12.对于非稳态导热的数值求解，如果采用显式的差分格式，其求解过程就不需用迭代的方法求解方程组。

答案:正确13.在导热问题的数值求解中，首先需要将求解区域在空间上进行离散，用节点代表每一个离散的子区域，且每个节点代表的区域大小是相等的。

传热学课后作业答案()

1-10 一炉子的炉墙厚13cm ，总面积为202m ，平均导热系数为1.04w/m.k ，内外壁温分别是520℃及50℃。

试计算通过炉墙的热损失。

如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？解：根据傅利叶公式每天用煤1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度t w =69℃，空气温度t f =20℃，管子外径 d=14mm ，加热段长 80mm ，输入加热段的功率8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？解：根据牛顿冷却公式所以 ()f w t t d qh -=π＝49.33W/(m 2.k)1-18 宇宙空间可近似地看成为0K 的真空空间。

一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250℃，表面发射率为0.7，试计算航天器单位表面上的换热量。

解：4T q εσ==0.7155250)./(1067.54428=⨯⨯⨯-K m W W/2m 1-30 设图1-4所示壁面两侧分别维持在20℃及0℃，且高温侧受到流体的加热，)./(200,100,08.02101K m W h C t m f ===δ,过程是稳态的，试确定壁面材料的导热系数。

解：()()21111w w w f t t t t h q -=-=δλ＝64)./(K m W1-32 一玻璃窗，尺寸为60cm cm 30⨯，厚为4mm 。

冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内表面的自然对流换热表面系数为W ，外表面强制对流换热表面系数为50)./(K m W 。

玻璃的导热系数)./(78.0K m W =λ。

试确定通过玻璃的热损失。

解：λδA Ah A h T ++∆=Φ2111 ＝57.5W2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料A 及B 组成，且B A δδ2=(见附图)。

已知)./(1.0K m W A =λ,)./(06.0K m W B =λ,烘箱内空气温度4001=f t ℃，内壁面的总表面传热系数)./(501K m W h =。

传热学课后答案(完整版)

绪论思考题与习题（89P -）答案：1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。

2．略 3．略 4．略 5．略6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。

（T T 〉外内）冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。

（T T 〈外内）挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。

7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式 8．门窗、墙壁、楼板等等。

以热传导和热对流的方式。

9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。

当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。

10．t R R A λλ= ⇒ 1t R R A λλ== 2218.331012m --=⨯11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线12、略13．解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ 44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求：k 、φ、∆解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁即：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯％8583.561.7283.56-==％因为：1211h h =，21h σλ= 即：水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。

华北电力大学1999年传热学答案

华北电力大学(1999)一、名词解释 1、2δατ=O F 称为傅里叶准则，它是非稳态导热过程的无量纲时间。

2、对大空间沸腾，泡态沸腾和过渡态沸腾之间的峰值。

3、单位时间内，单位可见辐射面积内向半球空间所发射全部波长的总能量称为辐射强度。

4、地球周围的大气层对地面起保温作用，大气层能让大部分太阳辐射透过到达地面，而地面辐射中95％以上的能量分布的波，它们被大气层中的温室气体如二氧化碳等所吸收，主要以二氧化碳为主。

这就减少了地面向太空的辐射。

随着空气中二氧化碳的增加，地球表面的温度会增加。

5、NTU 代表传热单元数。

在换热器计算时用方传热单元数法（ε-NUT 法），简称NUT 法。

二、导热系数小的耐火砖放在外层效果好。

因为此过程主要是导热过程，由傅里叶公式：A ⋅∆T ⋅=Φδλ 可得：在其他条件一定的条件下，λ越小，Φ越小，则保温效果就越好。

三、该导热为一维稳态导热。

导热微分方程：10d dt Qr r dr dr λ⎛⎫+= ⎪⎝⎭ 边界条件：第一类边界条件：x lt T == 第二类边界条件：0x dt dx==第三类边界条件：()r Rr Rfdt H tt drλ==-=-轴对称：0r dt dr==四、解：假定条件：流体的热物性均认为常量，导热量按傅里叶导热定律计算，热对流传递的能量按c p 计算。

微分方程式：22t t t uax yyυ∂∂∂+=∂∂∂t物理意义：t ux∂∂→X 方向热对流传热的净热量。

t y υ∂∂→Y 方向热对流传热的净热量。

22t a y∂∂→Y 方向导入的净热量。

方程物理意义：导热量+热对流热量=总能量增加。

五、解：（1）管内常壁温换热。

1001090w f t t t '''∆=-=-=℃ 1006634w f t t t ''''''∆=-=-=℃恒壁温条件下，903457.5390ln ln 34m t t t t t '''∆-∆-∆==='∆''∆℃ 全管长流体平均温度10057.5342.47f w m t t t =-∆=-=℃ 查附录3得：()6242.47,4174,0.63410f p ft c J kg k ms υ-==⋅=⨯℃()()333247100.357.530.53106610m p p f f h dl t M kg s c c t t ππ--⋅∆⨯⨯⨯⨯⨯===⨯⋅-'''⋅-（2）()322230.53101.391071099144m Mu m s d ππρ---⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯23461.3910710153.47100.63410m ef fu dR υ---⋅⨯⨯⨯===>⨯ 故是层流。

华北电力大学传热课后答案汇总分析

空气的物性参数：
由辐射换热系数：
所以表面换热系数为
所以采用集中参数法可求得
注意：由于不同温度下的金属材料及空气的物性参数有所不同，为了减小误差可以将金属的下降的温度分为不同的阶段进行求解。
5.7对习题5-6，将金属件改为半径为0.3m、长2m的长圆柱重新计算
解：同理该题应采用集中参数来计算长圆柱的达到50度的所用的时间
由于长圆柱的特征长度和竖直平板的特征长度一样所以计算一样：
℃
空气的物性参数：
由辐射换热系数：
所以表面换热系数为
所以采用集中参数法可求得
由于不同温度下的金属材料及空气的物性参数有所不同，为了减小误差可以将金属的下降的温度分为不同的阶段进行求解。
5.8对习题5-6，将金属件改为半径为0.3m的球重新计算。
解：查的润滑油的比热为
水的比热为
油的流量5有一管壳式换热器，已知换热管的内径为17mm，外径为19mm，单程管子的根数为50根，单程管长为4m。热水走管程，热水的流量为33t/h，热水的进、出口温度分别为55℃和45℃。被加热的冷水走壳程，冷水的流量为11t/h，冷水的进、出口温度分别为15℃和45℃。若已知换热器传热系数为1200W/(m2·K)，试计算该换热器的面积和需要的管程数？
（2）
所以可得：
5.5一个管式冷凝器，其管外侧是饱和水蒸气的凝结，其管内侧是经过处理的循环水。冷凝器的管束采用外径为19 mm，壁厚1.0mm的黄铜管。（1）若已知管外水蒸气凝结的表面换热系数为8000W/(m2.K)，管内侧循环水与内表面的表面换热系数为8230W/(m2.K)，黄铜的导热系数为110W/(m.K)，计算冷凝器洁净状况下的总传热系数（以管外面积为基准）；（2）若该冷凝器由230根、长度为6m的管子组成，管外蒸汽的温度为110℃，管内循环水的平均温度为70℃，计算该冷凝器的传热量。

华电传热学试题

传热学（一）第一部分选择题•单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 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，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( )A. 雷诺数B. 雷利数C. 普朗特数D. 努谢尔特数3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )A. B.C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。

A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A. B.C. D.6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）A. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

A. 灰体B. 磨光玻璃C. 涂料D. 黑体10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11. 如果温度场随时间变化，则为。

12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。

13. 导热微分方程式的主要作用是确定。

14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。

15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。

华北电力大学保定传热问答计算

1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。

（提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式）2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止?（提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况）3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么?（提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义?（提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。

）5．结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。

（提示：学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等）6．在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。

试用传热学知识解释这一现象。

（提示：从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主要是人体与墙面的辐射传热的不同））1．有一大平壁，厚度为δ，材料的导热系数为λ，平壁一侧的对流传热系数为h1，流体温度为t f1，另一侧的复合传热系数为h2，环境温度为t f2，对于通过平壁的传热过程，试分析下列六种情形下壁温t w1、t w2的情况：(1)δ/λ—>0；(2)h1—>∞；(3)h2—>∞；(4)δ/λ＝0，h1＝h2；(5)δ/λ＝0，h1＝2h2；(6)δ/λ＝0，h1＝0.5h2。

（（1）t w1=t w2；（2）t w1=t f1；（3）t w2=t f2；（4）t w1=t w2=( t f1+ t f2)/2；（5）t w1=t w2=2/3 t f1-1/3 t f2；（6）t w1=t w2=1/3 t f1-2/3 t f2）2．有一测量板状材料导热系数的仪器，一侧为加热面，另一侧为冷却面，两侧温度维持均匀、恒定，板状材料的两面与热面和冷面接触良好，无温度降，并且四周绝热良好，无散热。

传热学--华电保定

传热学复习题---------复习题按章节分类第1章绪论选择1．（华电，06）为了对一电厂省煤器的换热进行强化，提高 B 的表面传热系数效果会会最明显。

(A) 管内水侧 (B) 管外烟气侧 (C) 一样3．（华电，07）常温下，碳钢的导热系数()[]K m W ⋅/在下列哪个范围( B )(A) 0.1-10；(B) 20-60；(C) 100-150；(D) 150-1903．（华电，07）常温下，碳钢的导热系数()[]K m W ⋅/在下列哪个范围( B )(A) 0.1-10；(B) 20-60；(C) 100-150；(D) 150-190填空1．（华电，03）为了强化换热器的换热效果，应主要降低表面传热系数小（大；小）的一侧的热阻。

2．（华电，03）国家标准规定，凡平均温度不高于℃350时导热系数不大于0.12()K m W ⋅/ 的材料称为保温材料。

1．（华电，04）下列材料在常温下导热系数最大的是 a 。

(a). 纯铜；(b). 纯铁；(c). 黄铜；(d). 不锈钢1．（华电，05）下列物质在常温下导热系数最小的是（ B ）。

(A) 水 (B) 空气 (C) 玻璃 (D) 岩棉板简答计算第2章稳态热传导选择1．（华电，08）对于描述温度场的等温线而言，以下正确的是（C ）2（A ）不同温度的等温线可以相交（B ）等温线不可以封闭（C ）可以终止于边界2．（华电，08）冬天，在室外放置时间很长的两个物体，一个为金属材料，一个为木质材料，两物体形状、大小相同，但手摸上去感觉的冷热程度不一样，这主要是由于（A ）2（A ）两种材料的导热系数不同（B ）两种材料的密度不同7．（华电，08）某厂锅炉正常运行时，采用裸露的热电偶测量省煤器入口区域的烟气温度，如果测量系统工作正常，稳定后，测得的烟气温度（A ）2（A ）小于烟气实际温度（B ）大于烟气实际温度（C ）等于烟气实际温度填空3．（华电，08）一无内热源的无限大平板中的温度分布可以表示成3221c x c x c t ++=的形式，其中1c 、2c 和3c 为已知的常数，导热系数为λ。

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1/ R 1/1.333 0.75
R
t1' t2''
t1'' t2'
100 60 50 20
1.333
0.9
△tm 44.8 0.9 40.32℃
所需的传热面积：
A
k△tm
375.66103 350 40.32
26.62m2
6-5 有一管壳式换热器，已知换热管的内径为 17mm，外径为 19mm，单程管子的根数
室内外的空气温度分别为 20℃和 5℃，室内、外空气与玻璃窗之间对流传热的表面传热系数
分别为 h1 5 W/(m2·K)和 h2 20 W/(m2·K)，试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、
两侧的对流传热热阻。
解：室内对流侧的热阻： R1 1 (h1 A) 1 7.5
室外对流侧的换热热阻： R2 1 h2 A 1 30 玻璃的导热热阻： R3 A 1 525 玻璃窗的散热： Q t R1 R2 R3 88.98 J
15 45 45 55
3
由 P 与 R 查表得 0.825 ；
t m
0.825
30 10 ln 30
15.02
10
qm1c1(t1'' t1' ) qm2c2 (t2' t2'' ) KAtm
热面积。
解：查的润滑油的比热为 C1 2.148 KJ /(Kg K )
水的比热为 C2 4.174 KJ /(Kg K )
油的流量： qm1
qm 2C2 △t2 C1△t1
3 4.174 (50 20) 2.148 (100 60)
4.37 Kg
/s
所传递的热量： qm2C2△t2 3 4.174 (50 20) 375 .66 KW
Gr
gav tl 3 2
9.512 10 7
hc
l
c Gr Pr13
8.425w /(m2
k)
由辐射换热系数：
hr T T T 2 T2 43.42 w /(m2 k)
所以表面换热系数为
h hc hr 51.845 w /(m2 k)
所以采用集中参数法可求得
cv ln 7710 460 0.1ln 20 23266 s
5-1 如附图所示，用裸露的热电偶测量管道中气体的温度，稳定后，热电偶所指示的温度为 170 ℃。已知管道内侧壁温度维持为 90℃，高温气流与热电偶触点的对流传热系数为 50 W/（m2·K），热电偶接点的表面发射率为 0.6。试求高温气体的真实温度及测量误差。解：
h t f t1 0 T14 Tw4
hA 0
51.845
600
由于不同温度下的金属材料及空气的物性参数有所不同，为了减小误差可以将金属的下降的
温度分为不同的阶段进行求解。
5.9 重新对例题 2-2 中双层玻璃窗的散热进行分析和计算。如附图所示，每块玻璃的高度为 1.5m，宽为 1m，厚度为 4mm，玻璃的导热系数为 0.65 W/(mK)，双层玻璃间的距离为 8mm。若在晚上平均的室内、外空气温度维持在 20C 和- 7C。试计算在晚上通过该双层玻璃窗散热的热流量。
为 50 根，单程管长为 4m。热水走管程，热水的流量为 33t/h，热水的进、出口温度分别为
55℃和 45℃。被加热的冷水走壳程，冷水的流量为 11t/h，冷水的进、出口温度分别为 15℃
和 45℃。若已知换热器传热系数为 1200 W/(m2·K)，试计算该换热器的面积和需要的管程数？
解：
冷水：壳程； qm1 11t / h 3.056 Kg / s;t1' 15℃;t1'' 45℃
铜的导热系数为 110 W/(m.K)，计算冷凝器洁净状况下的总传热系数（以管外面积为基准）；
（2）若该冷凝器由 230 根、长度为 6m 的管子组成，管外蒸汽的温度为 110℃，管内循环水
的平均温度为 70℃，计算该冷凝器的传热量。
ln d2
解：（1） 1 r22k
1 r22h2
1 r12h1
5.4 有一台传热面积为 12m2 的氨蒸发器。氨液的蒸发温度为 0℃，被冷却水的进口温度为 9.7℃、出口温度为 5℃，已知蒸发器的传热量为 6900W。试计算：（1）该蒸发器的总传热系数；（2）冷却水的流量为多少。
解：（1） t tmax tmin (ln tmax tmin) 7.09℃ h Q t A 81.1w /(m2 k)
t1 t1'' t2' 60 20 40℃
tr
t 1'
t
'' 2
100
50
50℃
△t m
t1 tr ln(t1 / tr )
40 50 ln(40 / 50)
44.8℃
P
t2'' t2' t1' t2'
50 20 100 20
0.375
PR 1.3330.375 0.5
解：结合面到基板另一侧的热阻： RS S S 1 60 薄膜和对流侧的总热阻： Rf f f 1 h 7 200
辐射热流密度： q ts Rs t f Rf 2085 .7J
5.3 一单层玻璃窗，高 1.5m，宽 1m，玻璃厚 3mm，玻璃的导热系数为 1.05 W/(m·K)，
解：
6-2 一卧式冷凝器采用外径为 25mm、壁厚 1.5mm 的黄铜管做成换热表面。已知管外冷凝侧的平均表面传热系数为 5700 W/(m2·K)，管内水侧的平均表面传热系数为 4300 W/(m2·K)。试计算下面两种情况下冷凝器按管子外表面计算的总传热系数：（ 1）管子内外表面均是洁净的；（2）考虑结垢情况，管内为海水，平均温度小于 50℃，管外为干净的水蒸汽。
Gr
gav tl 3 2
2.8186
1010
hc
l
c
Gr
Pr
1 3
6.15w /(m2
k)
由辐射换热系数：
hr T T T 2 T2 43.42 w /(m2 k)
所以表面换热系数为
h hc hr 49.75 w /(m2 k)
所以采用集中参数法可求得
cv ln 7710 460 0.15 ln 20 41672 s
热水：管程， qm2 33t / h 9.167 Kg / s;t2' 55℃;t2'' 45℃
c1 c2 4200 J /(Kg K )
tmax 45 15 30℃; tmin 55 45 10℃
P
t2'' t2' t1' t2'
45 55 15 55
0.25Biblioteka Rt1' t1'' t2'' t2'
解：空气的导热系数 2.51102 w /(m k)
热阻： 1 1 2 3 81.04 k 1 2 3
tf1=20C
tf2=-7C
热流量： Q kAt 3.282 103 J
=4mm
=4mm
=8mm
图 5-15 习题 5-9 附图
6-1 在火力发电厂的高压加热器中，从汽轮机抽出的过热蒸汽用来加热给水，过热蒸汽在加热器中先被冷却到相应的饱和温度，然后冷凝成水，最后被冷却到过冷水。试绘出冷、热流体的温度沿换热面变化曲线。
所以表面换热系数为
h hc hr 49.75w /(m2 k)
所以采用集中参数法可求得
cv ln 7710 460 0.15 ln 20 41672 s
hA 0
43.42
600
注意：由于不同温度下的金属材料及空气的物性参数有所不同，为了减小误差可以将金属的
下降的温度分为不同的阶段进行求解。
（2） Q cmt水 cqvt 所以可得： qv 3.49104 m3 / s
5.5 一个管式冷凝器，其管外侧是饱和水蒸气的凝结，其管内侧是经过处理的循环水。
冷凝器的管束采用外径为 19 mm，壁厚 1.0mm 的黄铜管。（1）若已知管外水蒸气凝结的表
面换热系数为 8000 W/(m2.K)，管内侧循环水与内表面的表面换热系数为 8230 W/(m2.K)，黄
所用的时间。解：
tm (t tw ) / 2 330 ℃
空气的物性参数： 4.78102 5.26 105
Gr
gav tl 3 2
2.8186
1010
hc
l
c
Gr
Pr13
6.15w /(m2
k)
由辐射换热系数：
hr T T T 2 T2 43.42w /(m2 k)
图 6-22 习题 6-3 附图
介质乙的流速
解：主要热阻在介质乙这一侧，因为增加介质甲的流速对传热系数的影响并不大，而增加介质乙的流速则使传热系数明显上升，这说明介质乙对总热阻有举足轻重的影响。
6-4 一台 1-2 型壳管式换热器用来冷却 12 号润滑油。冷却水在管内流动， t2 20 ℃， t2 50 ℃，流量为 3kg/s；热油的入口温度 t1 100℃，出口温度 t1 60 ℃。已知换热器总传热系数 k 350 W / (m2·K)。试计算：（1）所传递的热量；（2）油的流量；（3）所需的传
d1 2
得： k 3839.2
（2） Q nkAt 230 2r2lkt 6589 .8J
5.6 一个高温金属件的冷却过程进行分析和计算。金属件为平板，高 2m，宽 2m，厚 0.3m，
金属材料为铬钢 Wcr=17%。金属件初始温度均匀为 630℃，将其竖直放入室内进行冷却，室
内空气及墙壁温度均为 30℃。金属件表面发射率取 0.7。计算金属件平均温度冷却到 50℃