2012高等传热学试卷
传热练习题(2012年)(过程原理)
1 3 .8 4 m
2
d2
(m K )/W K o 4 7 1 .6 W /(m K ) Q K 2 tm 1 3 .8 4 3 .1 4 0 .0 2 5 1 1 8 .8 1 0
3
4 . 总 传 热 面 积 ： A2 总管长：l A2
4 7 1 .6 1 8 .2 1 7 6 .3 m
3
冷 却 水 用 量 ： q m1 1 1 8 .8 1 0
3 3
Q c p h ( t 2 t1 ) 0 .9 4 9 k g /s 1 8 .2 C
o
4 .1 7 4 1 0 (3 2 0 2 9 0 ) t1 t 2 ln ( t1 t2 ) 30 10
3 2
9 0 .2 7 ℃
125 10
5 .9 6 9 9 0 .2 7 d2 d1 b d2
2 3 1 .9 8W / m ℃
2
1 d1
Rd1 0 .0 1 9
dm
Rd 2
1
2
1 7000
1 0 .0 1 5
2
0 .0 0 0 5
tm
( T t1）（ T t 2 ) ln （ T t 2 ) ( T t1）
1 .7 5
9 0 .2 7 t2 l0 6 2 0 ) 2 (t2 2 0 )
t 2 ℃
传热练习题一 在一单程管壳式列管换热器中用饱和蒸汽加热原料油。 温度160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝，原料油在管程流动 并由20℃加热到106℃。列管直径为φ19×2 mm、管 长为4m、共25根管子。若换热器的传热量为125kw， 蒸汽冷凝传热系数α2为7000（w/m2.℃），油侧污垢热 阻可取为0.0005（m2.℃/w），管壁热阻和蒸汽侧污垢 热阻可忽略。 试求：管内油侧的对流传热系数αi为多少？ 又若油的流速增加一倍，此时若换热器的总传热 系数为原来总传热系数的1.75倍。 试求：油的出口温度t2'为多少？（设油的物性不变）
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（）。
传热12年期终试题B卷答案
传热学期终试题B 卷答案及评分标准一、（10分）如图1所示，一个半径为1=100r mm 的实心长圆柱体，具有均匀的内热源4=10Φ3W /m ，导热系数=10λW /m K ⋅（）。
圆柱体处于温度为f t =25C 。
的环境中，与周围环境间的表面传热系数h 为802W /m K ⋅（）。
试求圆柱体外壁温度w t 及圆柱体沿半径方向的温度分布；并求圆柱体内最高温度的位置和大小？图1 解：单位长度圆柱体外表面的散热量为：2=14ΦΦd π⨯⨯=4210(20.1)14π⨯⨯⨯⨯=314.16W （1） （2分）又由=Φ2()4w f h d t t π⨯⨯- （1分）则w t =2(80)4f Φ/d t π⨯+=2314.16/(80(20.1))254π⨯⨯⨯+=150C 。
（1分） 圆柱体内的柱坐标导热微分方程为：1()0d dt Φr r dr dr λ+=（2） （2分） 边界条件为：0r =，0dtdr=；1r r =，w t t = （1分）对（2）式两边积分得2112dt Φr C dr λ+=，由边界条件1得1=0C （1分） 再积分一次得2214Φt r C λ=-+， 由边界条件2得22114w ΦC t r λ=+(1分)。
带入2C 可得圆柱体中的温度场为：2211()4w Φt t r r λ=+-=422110150(0.1)480r +⨯⨯-=2152.5250r - （1分）当r =0时，温度达到最高，最高温度为152.5C 。
（1分） 二、（10分）一块平板宽为1m ，长为1.5m ，在10℃的空气中保持90℃，如果空气流过平板时，板的一面与空气的对流换热量为3.75kW ，试确定空气的流速。
准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流；（空气热物性参数见表1）。
解：定性温度 10905022f wm t t t ++===℃ （1分） ()2375031.25/1 1.5(9010)Q h W m K A t ===⋅∆⨯⨯- （1分） 假定处于层流3/12/1Pr Re 664.0=Nu1/21/30.664()Pr u xhxλν∞=1/21/3251.531.25 1.50.664()0.6982.8310 1.79510u ∞--⨯⨯=⨯⨯⨯ 94.63/u m s ∞= （2分）6594.63 1.5Re 7.9101.79510u xν∞-⨯===⨯⨯ 紊流 （2分） 与假设不符，故处于紊流。
高等传热试题精选
一、 简答1 简述用分离变量法和Green 函数法求解导热问题的基本思想和适用条件。
（1）分离变量法：其基本思路是将包含有n 个自变量的导热偏微分方程分离成n 个常微分方程，并在分离过程中引进n-1个分离常数；求解此n 个常微分方程，得到n 个解即分离解；然后根据线性叠加原理，用全部分离解构成原导热问题的完全解；最后确定出叠加过程中引入的未知系数，得到问题的最终解。
分离变量法适用于线性齐次的导热问题（无内热源、齐次边界条件）。
（2）Green 函数法：其基本思路是将由内热源、边界的热作用和初始温度分布对最终温度分布的总用看做热源的作用，进而将时间上持续的热源看成是许多前后相继的瞬时热源，把连续分布在空间中的热源看成是在空间中依次排列着的许多点热源，并把瞬时点热源产生的温度场称之为热源函数即Green 函数；最后将所有瞬时点热源产生的温度场相互叠加即数学上的积分就得到导热问题的最终解。
Green 函数法可以求解带有随时间变化的热源项且具有非齐次边界条件的导热问题。
2判断观点“因为对流换热的强度只取决于贴壁处流体的温度梯度，所以流体的速度场不会影响换热的强度”的正确性，并说明理由。
并简述采用分析解法或数值解法在或得某一对流换热问题中流体的温度场后，如何确定壁面处的局部表面传热系数。
上述观点是错误的。
对流换热强度与贴壁处的温度梯度有关，但流体的温度梯度和流体流动的流态及流速的大小分布都有关系。
一般紊流的表面换热系数要大于流体层流时的表面换热系数。
从随流换热的能量方程2222y t t t t ta u x y xυτ⎡⎤∂∂∂∂∂=++⎢⎥∂∂∂∂∂⎣⎦＋中可以看到速度的大小分布直接影响到流体温度场的分布，进而影响到对流换热强度。
以对流换热表面的发现方向为y 轴，并以垂直于y 轴且与平面相切的直线为x 轴，则壁面处的热流密度可分别按导热的傅里叶定律以及对流换热的牛顿冷却公式写出如下式：,0,,,()w xy x w x x w x tq y q h t t λ=∞⎧∂=-⎪∂⎨⎪=-⎩其中：x h 为壁面x 处的局部表面传热系数，,w x t 为x 处的固体壁面温度，若假定,w x w t t >，则可推导出局部表面的传热系数为,0,x w x y xth t t yλ∞=∂=--∂。
传热学试卷及答案-学习指南(专本科函授)汇总.
传热学-学习指南一、概念题1.夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。
试从传热的观点分析原因。
2.试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。
3.利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大?4.导热系数的定义？5.写出傅里叶定律的一般表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。
6.管内强制对流换热的强化机理和手段。
7.试简述强化凝结换热的原则和途径。
8.影响沸腾换热的因素有哪些？9.空气横掠管束时，沿流动方向管排数越多，换热越强，面蒸气在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管束排数越多，换热强度降低。
试对上述现象做出解释。
10.为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的办法，但发现效果并不显著，试分析原因。
11.热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。
经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。
试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大?为什么?12.有一台钢管换热器，热水在管内流动，空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。
有人提出，为提高冷却效果，采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。
请你评价这一方案的合理性。
二、计算题1.平壁与圆管壁材料相同，厚度相同，在两侧表面温度相同条件下，圆管内表面积等于平壁表面积，如图所示，试问哪种情况下导热量大？(a)平板 (b)圆管图1 题1示意图2. 导热系数分别为1λ＝0.08W ／(m·K)，2λ＝0.03W ／(m·K)的材料，其厚度分别为2mm 和1mm ，中间紧夹有一层厚度可以不计的加热膜．加热膜温度维持在60℃。
材料1一侧维持在1t ＝30℃的温度，材料2的一侧的温度f t ＝20℃，表面传热系数h ＝50W ／(m 2·K)的气流相通，如图所示。
假定过程为稳态，试确定加热膜所施加的热流密度大小。
2012高等传热学试题
2012年 供热、供燃气、通风及空调工程《高等传热学》期末考试试题一、 （15分）如图，平壁上有一异形肋，其外表面为抛物面，肋基处半径为R ，肋高为H 。
肋基处加入定常热流q ，肋表面与温度为f t ，对流放热系数为h 的流体接触。
试写出该肋稳态温度场的完整数学描述。
二、（10分）对某非圆管道进行大量的换热实验，总结得到的换热准则关联式为：0.80.3Nu 0.056Re Pr =⋅，该公式中的定型尺寸为水力直径h d 。
现希望采用圆管的经典公式（Dittus-Boelter 公式）：0.80.3Nu 0.023Re Pr =⋅进行计算，请问：（1）该非圆管道采用水力直径进行计算的形状修正系数ϕ是多少？（2）该非圆管道的换热当量直径e d 为多少？三、（15分）现有一宽度为W 的铁皮，可以制作成圆管、正方形管和椭圆管，其中椭圆管的短轴a 与长轴b 之比a/b=0.5。
假设管道内是成熟发展的层流换热，边界条件为横向等壁温，纵向等壁热流，请根据教材中的已知成果，计算对流换热系数的比值21/h h 与31/h h （1、2、3分别表示圆管、正方形管、椭圆管）。
能否据此数据判断哪种管用于换热器最好，试讨论之。
四、（15分）假设圆管内的速度分布遵循近壁速度型。
5y +≤时的无因次速度为，u y ++=；当30y +≥时，2.5ln 5.5u y ++=+。
（1）在530y +≤≤区间内，u +与y +的关系是如何导出的。
试推导之（5分）（2），已知圆形风管直径400mm ，管内空气流量904.8m 3/h ，已知空气的运动粘度为51.610-⨯m 2/s 。
请求解：（a ）风管内的最大流速；（b ）距离管壁100mm 出的风速；（c ）5y +=和30y +=对应的离壁距离分别是多少mm 。
（10分）五（15分）半无限大平壁0x =的表面处绝热，开始时，0x l <<段，温度分布为0t t kx =+（0k >），x l≥以后，温度恒定为0t t kl ≡+，无内热源。
传热12年期终试题A卷答案
传热学12年秋季期终考试题答案一、（10分）如1图所示的墙壁，其导热系数为50W /(m K)λ=⋅，厚度为100mm ，所处外界温度f t =20℃，测得两侧外壁面温度均为w t =100℃，外壁面与空气的表面传热系数为h 为1252W /(m K)⋅，壁内单位体积内热源生成热为Φ，假设墙壁内进行的是一维稳态导热，求Φ及墙壁厚度方向温度分布()t x ？图1解：由于对称性只研究墙壁厚度的一半即可，导热微分方程为：220d t dx λΦ+=（1） （2分） 边界条件为：0x =，0dtdx =；50mm x =，w t =100℃， ()w f dth t t dxλ-=-（2） （1分） 由(1)式积分得：1dt x c dx λΦ=-+（3） 由0x =处边界条件得10c = （1分） 对（3）式积分得：222t x c λΦ=-+（4） （1分） 由x =50mm 时，50()w f x dt Φx =h t t dxλ=-=- （1分）可得：()/w f Φ=h t t x -=125(10020)/0.05⨯-=53210(W /m )⨯ （1分） 由（4）式，x =50mm 时，222w t x c λΦ=-+=100C 。
， （1分）则得：522210100C 0.05250c ⨯=+⨯⨯。
=105C 。
（1分） 则壁厚方向温度分布：2()1052000t x x =- （1分） 二、（10分）水以2m/s 的流速流过长为8m 的直管，入口温度为20℃，出口温度为40℃，管内径d ＝20mm ，求对流换热系数和平均管壁温度。
（水的热物性参数见表1）f 620.02Re 496890.80510u d v -⋅⨯===⨯ 层流 （1分） 0.80.40.80.40.023Re Pr 0.02349689 5.42258.43Nu ==⨯⨯= （2分）)/(4.798502.043.258618.02K m W d Nu h ⋅=⨯==λ （2分） 由热量平衡得：t dl h t t c q p m ∆=-π)'''(11 （2分）则：2111111(''')(''')4(''')0.022995.74174(4020)13447985.48m p p p q c t t c t t d u t h dl h dldu c t t hl πρππρ--∆==⋅-⨯⨯⨯⨯-===⨯⨯℃（1分）设管壁平均温度为w t ，则：301343w f t t t =+∆=+=℃ ， （1分）三、一水平放置的蒸汽管道，管长1.5m ，保温层外径为400mm ，壁温为50℃，周围空气的温度为10℃，空气的热物性参数见表2。
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。
传热理论知识考核试题及答案
传热理论知识考核一、选择题1 .热流密度q与热流量的关系为（）（以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数）:q=φAq=φ∕A√q=λφq=hφ2 .在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比？（）传热面积流体温差传热系数传热热阻V3 .在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段？（）增大系统热阻V增大传热面积增大传热系数增大对流传热系数4 .试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小（）从气体到气体传热V从气体到水传热从油到水传热从凝结水蒸气到水传热5 .太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式？（）导热热对流热辐射V以上几种都不是6 .常温下，下列物质中哪一种材料的导热系数较大？（）纯铜V碳钢不锈钢黄铜7 .下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的？（）防止热量（或冷量）损失提高热负荷V防止烫伤（或冻伤）保持流体温度8 .金属含有较多的杂质，则其导热系数将如何变化？（）变大变小√不变可能变大也可能变小9 .冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么原因？（）因为铁块的温度比木地氐因为铁块摸上去比木块硬因为铁块的导热系数比木块小因为铁块的导热系数比木块大V10 .流体流过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降主要发生在:（）主流区湍流边界层层流底层V缓冲区湍流核心区11 .空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：（）要小的多√要大得多十分接近不可比较12 .下述哪种手段对提高对流传热系数无效？（）提1⅝流速增大管径。
采用入口效应采用导热系数大的流体13 .从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好？（）水冷氢冷气冷水沸腾冷却√14 .下列哪个不是影响对流传热的因素？（）流动状态tw（温差）E（黑度）。
换热面的几何形状15 .影响膜状换热系数的主要因素是（I蒸汽流速不凝结气体表面粗糙度A+BV16 .影响物体表面黑度的主要因素是：（）物质种类、表面温度、表面状况V表面温度、表面状况、辐射强度物质种类、表面温度、表面颜色表面颜色、表面温度、表面光洁度17 .由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是：（）热辐射V热对流导热都不是18 .将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空,其目的是什么？（）减少导热减少对流传热减少对流与辐射传热减少导热与对流传热√19 .在保温瓶内胆上镀银的目的是什么？（）削弱导热传热削弱辐射传热V削弱对流传热同时削弱导热、对流与辐射传热20 .物体能够发射热辐射的最基本条件是下述哪一个？（）温度大于OKV具有传播介质真空状态表面较黑21 .强化传热时，增强传热过程中哪T则的传热系数最有效？（）热流体侧冷流体侧传热热阻大的一侧V传热热阻小的一侧22 .已知当温度为T时,耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力,则铝的黑度（）耐火砖的黑度。
传热12年期终试题B卷答案
传热学期终试题B 卷答案及评分标准一、（10分）如图1所示，一个半径为1=100r mm 的实心长圆柱体，具有均匀的内热源4=10Φ3W /m ，导热系数=10λW /m K ⋅（）。
圆柱体处于温度为f t =25C 。
的环境中，与周围环境间的表面传热系数h 为802W /m K ⋅（）。
试求圆柱体外壁温度w t 及圆柱体沿半径方向的温度分布；并求圆柱体内最高温度的位置和大小？图1 解：单位长度圆柱体外表面的散热量为：2=14ΦΦd π⨯⨯=4210(20.1)14π⨯⨯⨯⨯=314.16W （1） （2分）又由=Φ2()4w f h d t t π⨯⨯- （1分）则w t =2(80)4f Φ/d t π⨯+=2314.16/(80(20.1))254π⨯⨯⨯+=150C 。
（1分） 圆柱体内的柱坐标导热微分方程为：1()0d dt Φr r dr dr λ+=（2） （2分） 边界条件为：0r =，0dtdr=；1r r =，w t t = （1分）对（2）式两边积分得2112dt Φr C dr λ+=，由边界条件1得1=0C （1分） 再积分一次得2214Φt r C λ=-+， 由边界条件2得22114w ΦC t r λ=+(1分)。
带入2C 可得圆柱体中的温度场为：2211()4w Φt t r r λ=+-=422110150(0.1)480r +⨯⨯-=2152.5250r - （1分）当r =0时，温度达到最高，最高温度为152.5C 。
（1分） 二、（10分）一块平板宽为1m ，长为1.5m ，在10℃的空气中保持90℃，如果空气流过平板时，板的一面与空气的对流换热量为3.75kW ，试确定空气的流速。
准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流；（空气热物性参数见表1）。
解：定性温度 10905022f wm t t t ++===℃ （1分） ()2375031.25/1 1.5(9010)Q h W m K A t ===⋅∆⨯⨯- （1分） 假定处于层流3/12/1Pr Re 664.0=Nu1/21/30.664()Pr u xhxλν∞=1/21/3251.531.25 1.50.664()0.6982.8310 1.79510u ∞--⨯⨯=⨯⨯⨯ 94.63/u m s ∞= （2分）6594.63 1.5Re 7.9101.79510u xν∞-⨯===⨯⨯ 紊流 （2分） 与假设不符，故处于紊流。
传热学试卷和答案
传热学（一）第一部分选择题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。
16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。
17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。
18. 角系数仅与因素有关。
19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。
传热学完整试题库完整
传热学试题库一、填空题1、根据导热机理,水的气、液和固三态中状态下的导热系数最小。
2、导热系数的主要影响因素是 和。
3、二维、常物性、无内热源、直角坐标系中稳态导热微分方程式为。
4、傅里叶定律的数学表达式是,式中负号表示。
5、如果测得通过一块厚为mm 50的大木板的热流密度为2/40m W ,木板两侧的表面温度分别为40℃和20℃,则该木板的导热系数为 _____________ ；若将加热热流密度提高到2/80m W ,该木板的一侧表面温度为25℃,则另一侧的表面温度应为_____________。
6、 一无内热源的无限大平板中的温度分布可表示成3221c x c x c t ++=的形式,其中c 1、c 2和c 3 为已知的常数,导热系数为λ。
此时可在10=x 的表面处的热流密度为。
7、通过单圆筒壁导热的热阻表达式为8、一个含有内热源的大平板,其导热系数为50 )/(K m W ⋅,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。
9、一个肋片,测的其肋基处温度为80℃,周围气体温度为30℃,表面传热系数取20)/(K m W ⋅。
肋片表面积为0.2㎡,测得该类片的效率为0.6,则该肋片的实际散热量为W 。
10、凡平均温度不高于350℃是导热系数不大于)/(K m W ⋅的材料称为保温材料。
11、第一类边界条件是。
12、第二类边界条件是。
13、毕渥数Bi的表达式为_________,傅里叶数Fo的表达式为__________。
14、肋的实际换热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量之比称为。
15、集总参数法的适用条件是。
16、管槽内对流换热的入口效应是指。
17、蒸汽在温度低于其饱和温度的壁面上有两种凝结形式,即珠状凝结和；通常其中的表面传热系数大些。
18、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。
2012-2013-2_传热学B期末试题及答案
试题A ：一、简答题（每题4分，共40分）1．黑体的单色辐射率最大位置随温度升高是向长波方向还是向短波方向移动？这种移动的规律是由哪个定律确定的？答：向短波方向移动，维恩位移定律2．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为什么？答：复合换热、导热、对流换热3．绝热边界是第几类边界条件？边界上的温度梯度是多少？答：第二类边界条件，边界上的温度梯度为零。
4．半径为R 的长圆柱，水平放置在空气中冷却，已知空气的表面传热系数为h ，导热系数为1λ，圆柱体的导热系数为2λ。
请写出此时的毕渥数与努塞尔数。
答：2λhR Bi = 1λhRNu =5．有一表面为灰体的物体放在一个大房间中，房间可看做黑体。
试画出由该两个表面构成的封闭空间的辐射换热网络图。
（房间面积与物体表面积相比可以认为无限大）6．暖气片的肋片加在空气侧，请解释原因？答：空气侧对流热阻比水侧对流热阻以及管壁的导热热阻大很多，所以肋片加在空气侧，可以减小总热阻，明显增大传热系数。
7．Bi 数满足什么条件，就可以使非稳态导热问题按第三类边界条件所求解的结果转化为第一类边界条件的解？为什么？答：假设Bi 数为无穷大，此时表面温度与周围流体温度相等，为第一类边界条件。
8．已知某黑体向外发出的定向辐射强度为)/(100002sr m W I b ⋅=，求该黑体的温度为多少？ Ｔ＝863Ｋ9．肋效率是不是越高越好？当肋效率1=f η时，肋高是多少？答：肋效率不是越高越好。
肋片高度分别为0时肋效率1=f η。
10．有两块平行放置的大平壁，其中之一是黑体，另一块是灰体。
若两者温度相等。
试问黑体与灰体中哪个辐射力大？黑体与灰体之中哪个有效辐射大？为什么？ 答：黑体的辐射力大。
有效辐射两者相等，因为处于热平衡，J ＝E b 。
二、实验题（10分）b E πb I =写出水自然对流换热实验的数据整理成的公式形式，实验中如何实现自然对流换热？实验装置中的冷却管和辅助加热管有什么作用？ 答：n Pr Gr C Nu )(∙= 4分为实现自然对流换热应使测试管与水的温差足够小。
高等传热学考试试题--研究生
《高等传热学》考试试卷考试日期：2012.6.15研究生姓名王学雷作业题号01学号11SG27044哈尔滨工业大学2012年6月一、 某两层平壁稳态导热的温度场如图，已知3121=δδ， 求：1)=21q q ； 2) =λλ21； 3) =21R R。
(6分)50℃℃20解：=1, q=∵,∴ =二. (1997)某平板节点划分如图所示，各网格边长均为0.1m x =∆。
导热系数)W/(m 50℃⋅=λ，左、右、上边温度均为40℃，下边与80t f =℃，21000W/(m )h =⋅℃的流体进行对流换热。
试求解1、2、3三个节点的温度。
(12分)解：对于节点1：此题目中：得出：(1) 对于节点2：此题目中：得出：(2)对于节点3：此题目中：得出：(3)联立（1），（2），（3）解方程得：三. 拟在某圆管上包两层厚度相同的保温材料A 与B ，B A λλ<。
包法有两种I ：A 在内B在外；II ：B 在内A 在外。
求证：两种包法保温材料的总热阻II I R R > （10分）解：方案I 热阻方案II 热阻题目中 且 显然有四. 某无限大平壁两侧被20℃流体冷却，已进入正常情况阶段。
今测得8点钟时表面温度为35℃，中心温度为50℃，9点钟时表面温度为25℃。
求1) 9点钟时中心温度为多少？2) 9点半钟时中心温度为多少？ （10分）解：设中心时刻的参数为1x 、1τ，表面时刻的参数为2x 、2τ，则21112212(,)(,)(,)(,)x x x x θτθτθτθτ=(1)12355025(,)x θτ= 得9点钟时中心温度为 35.7℃ (2) 15035.71.550x-=- 得9点半钟时中心温度为 28.55℃五．某无穷大平壁左侧绝热，右侧与温度为f t ，放热系数为h 的流体接触。
厚度为δ，壁内有均匀内热源)m/W (q v 3，物理参数λρ,,c 为已知参数。
求：1) 当初始温度为0t 时，写出求解该不稳定温度场的微分方程与定解条件；2) 当时间趋于无穷大，过程稳定时，求解壁内温度分布函数。
传热学试题库含参考答案 (2)
《传热学》试题库第一章概论一、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。
四、简答题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。
2012高等热力学试卷
合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷课程名称 高等工程热力学 考试日期 2012-12-19 姓名 年级 班级 学号 得分 一、简答题 （每题5分 共40分） 1. 什么是强度量，什么是广延量，分别举例说明。
2. 举例说明何谓准静态过程，在热力学中为何要引入准静态的概念？ 3. 平衡与稳定的区别与联系。
4. 功量和热量的区别与联系。
5. 什么是焦耳-汤姆逊效应？试给出用可测参数p ，v ，T 和c p 表示的焦耳-汤姆逊系数表达式。
6. 何谓可逆过程？引入可逆过程有何实际意义？ 7. 什么是孤立系统的熵增原理和（火用）减原理，对工程实际有何重要指导意义？ 8. 什么是麦克斯韦关系式？建立麦克斯韦关系式有何重要意义（请结合克拉贝隆方程说明）。
二、（15分）试用T , p , v 表示()T p u ∂∂（15分）。
三、体积为V 的刚性绝热容器内装有高压气体，初态时气体参数为p 1，T 1，打开阀门向低压空间放气，当容器内压力降低至p 2关闭阀门。
设气体为理想气体。
（1）给出放气过程中容器内气体遵循的过程方程；（10分）；（2）放气后瓶内气体终温（5分）四、某冷暖两用空调冬天用于采暖，夏天制冷。
若要求房间温度一年四季始终保持在20℃，已知室内外温差为1℃时，通过墙壁、屋顶和窗户传递的热流量为1200kJ/h 。
（1）冬天室外温度为4℃时，驱动该空调所需要的最小功率是多少？（10分）（2）若取由（1）计算的输入功率，夏天制冷时室外的最高温度不能超过多少？（5分）五、体积为100m 3的刚性容器内装有压力为1MPa, 温度为298K 的压缩空气。
若环境压力为100kPa ，环境温度为298K ，计算该气体能做出的最大功。
（15分）注：所有答案写在答题纸（正反面），试卷上答题无效。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 装订线。
2012高等传热学复习题
1.在某固体内部导热过程中，无内热源，稳态，一元，侧面绝热。
沿传热方向的截面的直径是线性变化的，即：d x = k x +d 0, 其中k 为常数, d 0为坐标x =0处圆截面直径, d a 为坐标x = a 处圆截面直径, 如图1所示。
x =0处温度为t 0, x = a 处温度为t a 。
设导热系数λ=m+n t ，其中m 和n 为常数。
求物体内部的温度分布t (x )以及热流分布q (x )。
解：该问题为变截面无内热源一维稳态导热问题，其导热微分方程为：1.()d d 0, 0a d d t A x x x x λ⎛⎫=<< ⎪⎝⎭（1-1） 式中：202)(44)(d kx d x A +==ππ。
其边界条件为a 0, a, x t t x t t ==⎧⎨==⎩（1-2） 将λ=λ0(1+a t )与202)(44)(d kx d x A +==ππ代入（1-1），得()()200d d 1a 0, 0a d 4d t t kx d x x x πλ⎛⎫++=<< ⎪⎝⎭（1-3）对上式进行两次积分得0120a(1)42()tC t C k kx d πλ+=-++ （1-4） 将式（1-2）代入式（1-4）解得0000a 10a 2012000(a )()1a 4a 2a 42d k d t t C t t C C t t kd πλπλ⎧++⎛⎫=--+ ⎪⎪⎝⎭⎪⎨⎛⎫⎪=++ ⎪⎪⎝⎭⎩（1-5）故220a 0a 0000(a+)a a 1a 22a 2t t t t k d x t t t t kx d -+⎛⎫⎛⎫⎛⎫+-+=+ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭ （1-6） 整理得1()a t x =-+ （1-7） 则0a 00a 00(1a )()(a+)1ad ()d t t t t t k d d t q x xλλ+⎛⎫+-+ ⎪=-=（1-8）图1 图2 图32.采用积分法计算如图2所示的角系数X 1,2。
2012年浙江大学高等传热学期末考试试卷
2012年浙江大学高等传热学期末考试试卷浙江大学2012–2013学年秋学期《高等传热学》课程期末考试试卷课程号： 082106301 ，开课学院：能源系考试试卷：√A卷、B卷（请在选定项上打√）考试形式：闭、√开卷（请在选定项上打√），允许带计算器、参考资料入场考试日期： 2012 年 11 月 14 日,考试时间： 120 分钟诚信考试，沉着应考，杜绝违纪。
考生姓名：学号：所属院系： _题序一二三四五六七八总分得分评卷人1、(本题15分)请分析雷诺比拟、普朗特比拟和冯卡门比拟的异同，并说明这类方法可用于什么问题的求解。
2、(本题25分)试述相似原理在求解对流换热问题中的应用；以流体流过变壁温楔形壁换热为例，说明用相似原理求解的主要步骤；还有哪些对流换热问题可以用相似原理求得理论解？3、(本题25分) 肋片在工程中有什么作用？根据肋片的作用，使用肋片的条件是什么？试用导热傅里叶定律和能量守恒定律推导出出一维对称直肋通用微分方程，并给出三角形肋片，凹抛物线形肋片的导热微分方程和定解条件。
4、(本题20分)已知某热电偶测温部为圆球，直径1mm，材料的导热系数λ为40W/(mK)，密度ρ为7800kg/m3，比热c p为0.138KJ/(kgK)，表面黑度ε为0.4。
用它测量锅炉炉膛中高温烟气温度，炉膛水冷壁温为300℃，烟气与热电偶间的换热系数为20 W/(m2K)，试根据上述参数给出热电偶随烟气温度变化的微分方程式。
按照薄壁加热理论，根据热电偶随烟气温度变化规律，如何改变热电偶设计和测温条件提高测温精度？5、(本题15分)角系数相对性成立的前提条件是什么？试根据角系数定义进行详细分析。
20129传热试题答案3
—、计算题1、如图所示，一个二维稳态导热物体，其导热系数■为常数，右侧平直边界面与环境同时发生对流与辐射换热，其表面发射率为■:。
环境可看作无限大空间，温度为Tc、边界面的表面传热系数为h。
试建立数值求解边界节点温度T M,n的离- :■ '^=0其中，"e M」，n 4 M,）n y/ X：\ =' （tM,n 1 七」）」：X/2Ay「w =h（t：：-t M,n）：y 273）4（t M,n - 273）1 ：y整理得到边界节点（M, n）的稳态导热离散方程：（A y 、x4I入〒+h® +扎亍t M,n +旳匕佩』+273）I A x A y 丿y x 4t M 4,n - h 'yt （t M ,n 1 七皿」J ；二处二273）:x 2 ：y2、图1为一“扇形区域”中的二维、稳态、无内热源的导热问题，其一侧平直表面维持均匀恒定温度t w , r = r i的表面绝热，其余表面与温度为t：的环境换热，表面传热系数为h，为用数值法确定区域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长T和-:划分计算区域，节点布置如图1所示。
假定区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点1和7的离散方程（有限差分方程式）（不要求整理）解：节点1和7所代表单元的热平衡式依次 为：节点1过 / 2(r i 0.5. ：rp ' /2& -切 ！仇Jrj ： .：r节点73、温度为50C,压力为1.013X 105Pa 的空气，平行掠过一块表面温度为100 C 的平板上表面，平板下表面绝热。
平板沿流动方向长度为 0.2m ，宽度为0.1m, 按平板长度计算的雷诺数为4 X 104。
试确定：(1)平板表面与空气间的表面传热系数和传热量；(2)如果空气流速增加一倍，压力增加 10.13X 105Pa,计算表面传热系数和传 热量 (75C 的空气物性参数：’=0.0299W/(m C), P^ 0.70 ) 解：流动为外掠平板强制对流换热，计算雷诺数：Re =4 104 <5 105，为层流流动， (2分)空气定性温度：濡二垃 =75 C ，查空气物性参数：2 ■ =0.0299W /(mC), Pr =0.70，1 1Nu =0.664Re j Pr 3 =117.9，贝U: h =17.6W/(m 2.°C)，(2 分) 传热量：Q =hA(t w - t ：J =17.6W ，(1 分) (2)若流速增加一倍，雷诺数Re = 8 104 5 105，属湍流流动，(2分) 特征数关系式： 1Nu = (0.037Re °.8-871)Pr 3 =961，h = 143.6W/(m 2. C)，(2 分)传热量：Q = hA(t w -t ： J 二 143.6W 。
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合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷
课程名称 高等传热学 考试日期 2012-12-19 姓名 年级
班级 学号 得分 所有答案写在答题纸上，写在试卷上无效！！
一、简答题（每题10分，共50分）
1. 简述三种基本传热方式的传热机理并用公式表达传热定律；传热问题的边界条件有哪两类？
2. 有限元法求解传热问题的基本思想是什么？基本求解步骤有哪些？同有限差分方法相比其优点是什么？
3. 什么是形函数？形函数的两个最基本特征是什么？
4. 加权余量法是建立有限元代数方程的基本方法，请描述四种常见形式并用公式表达。
5. 特征伽辽金法（CG ）在处理对流换热问题时遇到什么困难？特征分离法（CBS ）处理对流换热问题的基本思想是什么？
二、计算题（第1, 2题各15分，第3题20分，共50分）
1. 线性三角元的顶点坐标（单位：cm ）为：i (2, 2)、j (6, 4)、k (4, 6)，温度分别为 200℃, 180℃和 160℃，热导率k =0.5W/m ℃。
试计算：
（1）点（3，4）的温度及x 和y 方向的热流分量；
（2）绘制170℃等温线。
2. 计算图1所示的二次三角元在点（2, 5）处的y
N x N ∂∂∂∂66和。
3. 图2所示一维方肋处于热稳定状态，截面2mm ×2mm ，长3cm ，热导率为k =100W/m ℃。
左端面维持恒定温度150℃，右端面绝热，其余表面和空气间的对流换热系数h =120W/m 2，空气温度T a =20℃。
请采用3个一维线元计算距左侧端面分别为1cm 、2cm 的截面和右侧端面的温度。
提示：稳态导
热有限元代数方程：[]{}{}f T K =。
单元截面积A ，截面周长P ，单元刚度矩阵：[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=211261111hPl l Ak e K ，单元载荷项：{}⎭⎬⎫⎩⎨⎧=112Pl hT a e f 。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 装
订
线 T=150℃
绝热 3cm 2mm 图1 图2。