(整理)传热学习题--5.

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传热学第五章答案

传热学第五章答案

第五章复习题1、试用简明的语言说明热边界层的概念。

答:在壁面附近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈变化,而在此薄层之外,流体的温度梯度几乎为零,固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。

2、与完全的能量方程相比,边界层能量方程最重要的特点是什么?答:与完全的能量方程相比,它忽略了主流方向温度的次变化率σα22x A ,因此仅适用于边界层内,不适用整个流体。

3、式(5—4)与导热问题的第三类边界条件式(2—17)有什么区别?答:=∂∆∂-=yyt th λ(5—4))()(f w t t h h t-=∂∂-λ (2—11)式(5—4)中的h 是未知量,而式(2—17)中的h 是作为已知的边界条件给出,此外(2—17)中的λ为固体导热系数而此式为流体导热系数,式(5—4)将用来导出一个包括h 的无量纲数,只是局部表面传热系数,而整个换热表面的表面系数应该把牛顿冷却公式应用到整个表面而得出。

4、式(5—4)表面,在边界上垂直壁面的热量传递完全依靠导热,那么在对流换热中,流体的流动起什么作用?答:固体表面所形成的边界层的厚度除了与流体的粘性有关外还与主流区的速度有关,流动速度越大,边界层越薄,因此导热的热阻也就越小,因此起到影响传热大小5、对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容?既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解,那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义?答:对流换热问题完整的数字描述应包括:对流换热微分方程组及定解条件,定解条件包括,(1)初始条件 (2)边界条件 (速度、压力及温度)建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系,每一种关系都必须满足动量,能量和质量守恒关系,避免在研究遗漏某种物理因素。

基本概念与定性分析5-1 、对于流体外标平板的流动,试用数量级分析的方法,从动量方程引出边界层厚度的如下变化关系式:x xRe 1~δ解:对于流体外标平板的流动,其动量方程为:221xy u v dx d y u v x y u ∂+-=∂∂+∂∂ρρ 根据数量级的关系,主流方的数量级为1,y 方线的数量级为δ则有2211111111δρδδv +⨯-=⨯+⨯ 从上式可以看出等式左侧的数量级为1级,那么,等式右侧也是数量级为1级, 为使等式是数量级为1,则v 必须是2δ量级。

传热学习题及参考答案

传热学习题及参考答案

《传热学》复习题一、判断题1.稳态导热没有初始条件。

()2.面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。

()3.复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理()4.肋片应该加在换热系数较小的那一端。

()5.当管道外径大于临界绝缘直径时,覆盖保温层才起到减少热损失的作用。

()6.所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。

()7.影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数,波动周期和深度。

()8.普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

()9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程,也适用于非稳态导热过程。

()10.相同的流动和换热壁面条件下,导热系数较大的流体,对流换热系数就较小。

()11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写,它对任意形状物体内部和边界都适用。

( )12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。

( )13、温度不高于350℃,导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。

( )14、在相同的进出口温度下,逆流比顺流的传热平均温差大。

( )15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。

( )16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式,是无条件稳定的。

( )17、边界层理论中,主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。

( )18、无限大平壁冷却时,若Bi→∞,则可以采用集总参数法。

( )19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。

( )20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

( )二、填空题1.流体横向冲刷n排外径为d的管束时,定性尺寸是。

2.热扩散率(导温系数)是材料指标,大小等于。

3.一个半径为R的半球形空腔,空腔表面对外界的辐射角系数为。

4.某表面的辐射特性,除了与方向无关外,还与波长无关,表面叫做表面。

5.物体表面的发射率是ε,面积是A,则表面的辐射表面热阻是。

6.影响膜状冷凝换热的热阻主要是。

传热学试题及答案

传热学试题及答案

传热学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不属于热传导的基本特征?A. 无需介质传递B. 可以发生在固体、液体和气体中C. 遵循热量自高温物体向低温物体的传递D. 传递的速度与介质的热容量无关答案:D2. 热传导的传热率与以下哪个因素有关?A. 温度差B. 介质厚度C. 介质面积D. 介质密度答案:A3. 热辐射是指物体通过哪种方式传递热量?A. 直接接触B. 气体流动C. 电磁波辐射D. 液体对流答案:C4. 以下哪个物理量可以描述热传递的方向?A. 热传导率B. 热传导模型C. 温度梯度D. 热量传递速率答案:C5. 哪个表达式可以用来计算热传导率?A. 热流密度/温度梯度B. 温度差/时间C. 热能/单位面积D. 质量/时间答案:A二、简答题1. 什么是传热学?传热学是研究热量在物质中的传递过程的科学,通过研究传热学可以了解热量如何从一个物体传递到另一个物体,以及传热的速度和特性。

2. 热传导、热辐射和热对流分别是什么?热传导是指通过物体内部的分子间碰撞传递热量的过程,热辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程,热对流是指通过流体的流动传递热量的过程。

3. 温度梯度对热传导有何影响?温度梯度是指物体温度变化在空间上的分布情况,温度梯度越大,热传导速率越快。

当温度梯度很大时,热量会迅速从高温区域传递到低温区域。

4. 热传导常用的计算方法有哪些?常用的热传导计算方法有傅里叶热传导定律和热传导方程等。

傅里叶热传导定律是热传导定律的基本方程,可以描述热量在固体中传递的规律。

热传导方程则是用来描述非稳态热传导过程的方程。

5. 影响热辐射强度的因素有哪些?影响热辐射强度的因素有物体的温度、表面性质和波长等。

温度越高,热辐射强度越大;物体表面的性质也会影响热辐射强度,比如表面的发射率;波长则是指热辐射的电磁波的波长,不同波长的热辐射具有不同的强度。

三、分析题1. 如果有两个物体,一个是金属,一个是木材,它们的表面积和温度差都相同,哪个物体的热传导更快?金属的热传导更快。

传热学练习题库(附答案)

传热学练习题库(附答案)

传热学练习题库(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、离心泵的实际安装高度( )允许安装高度,就可防止汽蚀现象发生A、近似于B、小于C、等于D、大于正确答案:B2、催化剂使用寿命短,操作较短时间就要更新或活化的反应,比较适用( )反应器。

A、流化床B、管式C、固定床D、釜式正确答案:A3、影响液体对流传热系数的因素不包括( )。

A、操作压力B、传热面尺寸C、流动型态D、液体的物理性质正确答案:A4、有两台同样的列管式换热器用于冷却气体,在气、液流量及进口温度一定的情况下,为使气体温度降到最低,拟采用( )A、气体走管内,串联逆流操作B、气体走管内,并联逆流操作C、气体走管外,串联逆流操作D、气体走管外,并联逆流操作正确答案:C5、合成尿素中,提高氨碳比的作用是:①使平衡向生成尿素的方向移动;②防止缩二脲的生成;③有利于控制合成塔的操作温度;④减轻甲铵液对设备的腐蚀。

以上正确的有( )A、4条皆是B、①②③C、①D、①②正确答案:A6、在列管式换热器操作中,不需停车的事故有( )A、自控系统失灵B、换热器部分管堵C、换热器结垢严重D、换热器列管穿孔正确答案:A7、在正常生产时,应尽可能地控制好加氢裂化反应器各催化剂床层的入口温度,使它们( )A、等于上一床层出口温度B、可节省冷氢用量C、有足够大的温差D、相等或相近正确答案:D8、水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液,水蒸气走壳程。

为强化传热,下列措施中最为经济有效的是( )。

A、减小传热壁面厚度。

B、增大换热器尺寸以增大传热面积C、改单管程为双管程;D、在壳程设置折流挡板;正确答案:C9、流体流量突然减少,会导致传热温差( )。

A、始终不变B、下降C、变化无规律D、升高正确答案:B10、在以下换热器中,( )不易泄露。

A、UB、浮头式换热器C、波纹管换热器D、板式换热器正确答案:A11、换热器中的换热管在管板上排列,在相同管板面积中排列管数最多的是( )排列A、矩形B、正三角形C、同心圆D、正方形正确答案:B12、单级离心泵采取( )平衡轴向力A、平衡盘B、叶轮对称布置C、平衡孔D、平衡鼓正确答案:C13、化学反应热不仅与化学反应有关,而且与( )。

传热学试题含答案

传热学试题含答案

传热学试题含答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、列管换热器停车时()A、先停热流体,再停冷流体B、无所谓C、两种流体同时停止D、先停冷流体,再停热流体正确答案:A2、夹套式换热器的优点是()。

A、传热量小B、传热面积大C、传热系数大D、构造筒单,价格低廉,不占器内有效容积正确答案:D3、稳定的多层平壁的导热中,某层的热阻愈大,则该层的温度差()A、愈大B、愈小C、不变D、无法确定正确答案:A4、关于乙烯装置设置火炬系统的目的,下列说法不正确的是()A、乙烯装置在非正常状态下,将系统内排放的大量气相燃类通过火炬系统烧掉B、防止环境污染C、乙烯装置在正常状态下,将系统内排放的液相燃类通过火炬系统烧掉D、保护装置的安全正确答案:C5、对于工业生产来说,提高传热膜系数最容易的方法是()A、改变传热面积B、改变流体的流动状态C、改变工艺条件D、改变流体性质正确答案:B6、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的,是为了加大壳程流体的(), 使湍动程度加剧,以提高壳程对流传热系数A、黏度B、密度C、[Wj度D、速度正确答案:D7、分子筛吸附水的过程为()A、吸热过程B、放热过程C、吸附刚开始吸热平衡后放热D、吸附刚开始放热平衡后吸热正确答案:B8、以下种类的泵具有自吸能力的是()。

A、往复泵B、齿轮泵和漩涡泵C、漩涡泵D、昌心泵正确答案:A9、水在无相变时在圆形管内强制湍流,对流传热系数OLi为1000W/ (m2 • ℃)若将水的流量增加1倍,而其他条件不变,则Qi为()A、不变B、1741C、2000D、500正确答案:B10、辐射和热传导、对流方式传递热量的根本区别是()A、有无传递介质B、物体是否运动C、物体内分子是否运动D、全部正确正确答案:AIK真空泵发热或真空低的原因有可能是()A、过滤尾气带水多B、注入软水量不足C、进气管道堵塞正确答案:B12、下列哪种单体适合进行阳离子型聚合反应()A、聚氯乙烯B、聚丙烯C、聚丙烯月青D、聚乙烯正确答案:B13、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是()冷流体热流体①水、气体②水、沸腾水蒸气冷凝③水、水④水、轻油A、②〉③〉④〉①B、③〉②〉①〉④C、③〉④〉②〉①D、②〉④〉③〉①正确答案:A14、用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液,水蒸气走壳程。

(完整版)传热学试题库含参考答案

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(完整版)传热学试题库含参考答案《传热学》试题库第⼀早⼀、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。

数表⽰复合传热能⼒的⼤⼩。

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 ____________________________ 。

2(单位时间内所传递的热量, W ,单位传热⾯上的热流量, W/m )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。

传热学习题(含参考答案)

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传热学习题(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、某厂已用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。

为强化传热过程,可采取的措施中( )是最有效,最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案:D2、分子筛对不同分子的吸附能力,下列说法正确的是( )A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案:D3、生物化工的优点有( )。

A、选择性强,三废少B、前三项都是C、能耗低,效率高D、反应条件温和正确答案:B4、有一种30℃流体需加热到80℃,下列三种热流体的热量都能满足要求,应选( )有利于节能A、150℃的热流体B、200℃的蒸汽C、300℃的蒸汽D、400℃的蒸汽正确答案:A5、下列物质不是三大合成材料的是( )。

A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案:B6、若固体壁为金属材料,当壁厚很薄时,器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊,则要求提高传热系数以加快传热速率时,必须设法提高( )的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案:D7、下列阀门中,( )不是自动作用阀。

A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案:A8、对于反应级数n大于零的反应,为了降低反应器体积,选用( )A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案:D9、当提高反应温度时,聚合釜压力会( )。

A、不变B、增加至10kg/cm2C、降低D、提高正确答案:D10、安全阀应铅直地安装在( )A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案:B11、环氧乙烷水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器 ( )A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案:A12、为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是( )A、表面光滑,颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙,颜色较浅D、表面粗糙,颜色较深正确答案:A13、离心泵设置的进水阀应该是( )。

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案1. 什么是傅里叶定律?傅里叶定律描述了什么物理现象?傅里叶定律是描述热传导过程中热量传递速率与温度梯度和垂直于热流方向的面积之间的关系。

该定律表明,单位时间内通过单位面积的热量与垂直于热流方向的温度梯度成正比。

数学表达式为:\[ q = -k \frac{dT}{dx} \],其中 \( q \) 是热流密度,\( k \) 是材料的热导率,\( \frac{dT}{dx} \) 是温度梯度。

2. 热对流与热辐射有何区别?热对流是指流体中热量的传递,依赖于流体的流动,热量通过流体的宏观运动从一个位置传递到另一个位置。

而热辐射是指物体通过电磁波辐射能量的过程,它不需要介质,可以在真空中进行。

热对流的传递速率通常与流体的流速和温度差有关,而热辐射的传递速率则与物体的表面温度和辐射特性有关。

3. 描述牛顿冷却定律及其适用条件。

牛顿冷却定律指出,物体表面与周围流体之间的对流换热速率与物体表面温度与流体温度之差成正比。

其数学表达式为:\[ q = hA(T_s - T_\infty) \],其中 \( q \) 是换热速率,\( h \) 是对流换热系数,\( A \) 是换热面积,\( T_s \) 是物体表面温度,\( T_\infty \)是流体的主流温度。

牛顿冷却定律适用于流体流动状态为层流且温度梯度不大的情况。

4. 什么是临界瑞利数?它在自然对流中有何意义?临界瑞利数是一个表征自然对流由层流过渡到湍流的临界值。

当瑞利数达到临界瑞利数时,流体中的自然对流将从层流状态转变为湍流状态,此时换热效率会显著提高。

瑞利数的定义为:\[ Ra =\frac{g\beta(T_s - T_\infty)L^3}{\nu\alpha} \],其中 \( g \)是重力加速度,\( \beta \) 是流体的体积膨胀系数,\( T_s \) 和\( T_\infty \) 分别是物体表面温度和流体温度,\( L \) 是特征长度,\( \nu \) 是流体的运动粘度,\( \alpha \) 是流体的热扩散率。

(完整版)传热学题库

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一、单项选择题1. 在引力场的作用下单存导热只发生在A.密实的固体中 B . 液体中 C. 气体中 D. 流体中2.大平板采用集总参数法的判别条件是p121A.Bi>0.1B. B=1C. Bi<0.1D. B=0.13.无相变对流换热分为A.强迫对流和自然对流B.沸腾换热和凝结换热4. 实际物体的辐射力比同温度下黑体的辐射力(黑度<1)A.大 B .小 C.一样 D.差不多5. 管内对流换热的流态判别是用A.GrB. ReC.PeD.Gr ·Pr6. 导热系数λ是物性参数下面说法正确的是p6A.与材料种类有关B.与材料温度有关C.与材料种类、温度都有关7. 灰体的吸收比与投射辐射的波长分布p374A.无关B.有关C.具有选择性D.具有一定函数关系8. 格拉晓夫准则数越大,则表征A.温差越大B.粘性力越大C..浮升力越大D惯性力越大9.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10.对流换热系数为100W/(m².K)、温度为10℃的空气流经40℃的壁面,其对流换热的热流密度为A. 1×10'W/m²B.2×10'W/m²C.2×10³w/m²D.3×10W/m二、判断题1. 温度不同的等温面或等温线彼此能相交。

2. 热辐射和流体对流及导热一样,需有温差才能发射辐射能。

3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时,单位面积上的热流密度不一定处处相等的。

4. 导温系数在某种意义上等同于导热系数,其物理意义也相同。

5. 热量传输一般有导热,热对流及热辐射三种基本形式。

6. 雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。

7. 沸腾换热和凝结换热属于无相变对流换热。

8. 正常情况下,对流换热中流体的速度边界层和温度边界层可以等效。

9. 通常情况下固体的导热系数比液体和气体的导热系数大。

传热学期末考试题及答案

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。

传热学考试习题及答案.

传热学考试习题及答案.


Rl Ri Rl Ri

0.41 0.007 0.41 0.007
0.069K
/W
炉外的对流换热热阻R2

1 hA

1 68 10.069 0.015 0.085K /W
热流密度q t Twi Tf 920 300 7294W / m 2 A RA RA 0.0851
内墙
炉外
解:本题的解题关键是求出炉墙内外串联热阻和18只螺栓并联电阻
已知炉墙内表面温度Twi 920K ,炉外空气温度Tf 300K
18只螺栓的总面积Al
18 1 d 2 18 1
4
4
1.9 102
2 5.1103 m2
内外层炉墙的表面积Aq 1 Al 1 5.1103 0.9949m2
18只螺栓的热阻Rl

i o l Al

7.5 0.64102
39 5.1103
0.41K
/W
内外层炉墙的热阻Rq

i i Aq

o o Aq


7.5 102 1.1

0.64 102 39


0.9949

0.07K /W
内外层炉墙和18只螺栓的并联热阻R1
• 例1. 某锅炉炉墙,内层是厚为7.5㎝、λ= 1.10W/(m·K)的耐火砖,外层是厚0.64㎝、 λ=39W/(m·K)的钢板,且在每平方米的 炉墙表面上有18只直径为1.9㎝的螺栓[λ=39 W/(m·K)]。假定炉墙内、外表面温度均 匀,内表面温度为920K,炉外是300K的空 气,炉墙外表面的表面传热系数为68W/ (㎡·K),求炉墙的总热阻&热流密度。

(整理)传热学习题--5

(整理)传热学习题--5

第1章绪论习题1-1 一大平板,高3m、宽2m、厚0.02m,导热系数为45 W/(m·K),两侧表面温度分别为t1 = 100℃、t2 = 50℃,试求该平板的热阻、热流量、热流密度。

1-2 一间地下室的混凝土地面的长和宽分别为11m和8m,厚为0.2m。

在冬季,上下表面的标称温度分别为17℃和10℃。

如果混凝土的热导率为1.4 W/(m·K),通过地面的热损失率是多少?如果采用效率为ηf = 0.90的燃气炉对地下室供暖,且天然气的价格为C g = $0.01/MJ,每天由热损失造成的费用是多少?1-3 空气在一根内径50mm,长2.5m的管子内流动并被加热,已知空气平均温度为80℃,管内对流传热的表面传热系数为h = 70W/(m2·K),热流密度为q = 5000W/m2,试求管壁温度及热流量。

1-4 受迫流动的空气流过室内加热设备的一个对流换热器,产生的表面传热系数h = 1135.59 W/(m2·K),换热器表面温度可认为是常数,为65.6℃,空气温度为18.3℃。

若要求的加热功率为8790W,试求所需换热器的换热面积。

1-5 一电炉丝,温度为847℃,长1.5m,直径为2mm,表面发射率为0.95。

试计算电炉丝的辐射功率。

1-6 夏天,停放的汽车其表面的温度通常平均达40~50℃。

设为45℃,表面发射率为0.90,求车子顶面单位面积发射的辐射功率。

1-7 某锅炉炉墙,内层是厚7.5cm、λ = 1.10W/(m·K)的耐火砖,外层是厚0.64cm、λ = 39W/(m·K)的钢板,且在每平方米的炉墙表面上有18只直径为1.9cm的螺栓[λ = 39W/(m·K)]。

假定炉墙内、外表面温度均匀,内表面温度为920K,炉外是300K的空气,炉墙外表面的表面传热系数为68 W/(m2 ·K),求炉墙的总热阻和热流密度。

传热学试题及答案

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。

传热学习题及答案

传热学习题及答案

传热学习题及答案在传热学的学习中,理解并掌握传热的基本方式和计算方法是非常重要的。

传热学是研究热量传递规律的科学,它包括导热、对流和辐射三种基本方式。

以下是一些传热的习题及答案,供学习参考。

习题1:导热问题某固体材料的导热系数为50 W/(m·K),其厚度为2厘米,两侧温差为10摄氏度。

求通过该材料的热流量。

答案:首先计算单位面积的热流量(Q):\[ Q = \frac{\Delta T}{d} \times k \]其中,\(\Delta T\) 是温差,\(d\) 是材料的厚度,\(k\) 是导热系数。

代入数值:\[ Q = \frac{10^\circ C}{0.02m} \times 50 W/(m\cdot K) = 2500 W/m^2 \]习题2:对流换热问题一个散热器的表面温度为80摄氏度,周围空气温度为20摄氏度,散热器的对流换热系数为10 W/(m²·K)。

如果散热器的面积为1平方米,求散热器的散热量。

答案:散热器的散热量(Q)可以通过以下公式计算:\[ Q = h \times A \times \Delta T \]其中,\(h\) 是对流换热系数,\(A\) 是散热器的面积,\(\Delta T\) 是温差。

代入数值:\[ Q = 10 W/(m^2\cdot K) \times 1 m^2 \times (80^\circ C -20^\circ C) = 600 W \]习题3:辐射换热问题一个表面温度为500摄氏度的黑体,其辐射面积为0.5平方米。

求其单位时间内辐射出的热量。

答案:黑体的辐射热量(Q)可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律计算:\[ Q = \sigma \times A \times T^4 \]其中,\(\sigma\) 是斯特藩-玻尔兹曼常数(约为5.67 × 10⁻⁸W/(m²·K⁴)),\(A\) 是辐射面积,\(T\) 是绝对温度(开尔文)。

传热学试题及答案

传热学试题及答案

传热学试题及答案一、选择题1. 热传导的基本定律是什么?A. 牛顿冷却定律B. 傅里叶定律C. 斯托克斯定律D. 普朗克辐射定律答案:B2. 以下哪个不是热传导的边界条件?A. 狄利克雷边界条件B. 诺伊曼边界条件C. 罗宾边界条件D. 牛顿第二定律答案:D3. 根据傅里叶定律,热量的传递速率与温度梯度成正比,这个比例系数被称为:A. 热导率B. 比热容C. 热扩散率D. 热膨胀系数答案:A二、填空题4. 热传导方程是描述______在物体内部传递的偏微分方程。

答案:热量5. 热对流是指由于______引起的热量传递过程。

答案:流体运动6. 辐射传热不依赖于______的存在。

答案:介质三、简答题7. 简述热传导、热对流和热辐射三种传热方式的区别。

答案:热传导是通过物体内部分子振动和自由电子运动传递热量的过程,不需要流体介质;热对流是通过流体的宏观运动传递热量的过程,需要流体介质;热辐射是通过电磁波传递热量的过程,不依赖于介质,可以在真空中进行。

四、计算题8. 一个长方体金属块,其尺寸为L×W×H,热导率为k,初始温度为T0。

若金属块的一侧表面被加热至温度T1,求经过时间t后,该表面中心点的温度。

答案:根据傅里叶定律和热传导方程,经过时间t后,金属块表面中心点的温度可以通过以下公式计算:\[ T(x, y, z, t) = T0 + \frac{(T1 - T0)}{2} \cdot\text{erfc}\left(\frac{x}{2\sqrt{k\alpha t}}\right) \] 其中,α是热扩散率,erfc是互补误差函数。

五、论述题9. 论述在不同工况下,热交换器的传热效率如何受到影响,并提出提高热交换器传热效率的方法。

答案:热交换器的传热效率受多种因素影响,包括流体的流速、温度差、流体的物性参数、热交换器的结构和材料等。

提高热交换器传热效率的方法包括增加流体的流速、增大温度差、选择具有高热导率的材料、优化热交换器的结构设计等。

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案传热学是研究热量传递规律的学科,它在工程实践中有着广泛的应用。

以下是一些传热学的复习题及其答案,供学习者参考。

# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种?- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 所有选项都是答案:D2. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式?- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 都不是答案:C# 二、填空题1. 导热系数是描述材料______能力的物理量。

答案:导热2. 对流换热的特点是热量通过______来传递。

答案:流体的宏观运动# 三、简答题1. 请简述牛顿冷却定律的内容。

答案:牛顿冷却定律指出,物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的温差成正比。

2. 什么是黑体辐射定律?其数学表达式是什么?答案:黑体辐射定律描述了理想化的物体(黑体)在不同温度下发出的辐射能量与波长的关系。

其数学表达式为:E(λ,T) = (2πhc^2) / (λ^5) * 1 / (e^(hc/(λkT)) - 1),其中E(λ,T)是波长为λ在温度T下的辐射强度,h是普朗克常数,c是光速,k是玻尔兹曼常数。

# 四、计算题1. 假设有一厚度为0.05m的墙体,其导热系数为0.6 W/m·K,两侧温差为10°C。

求墙体的热流量。

答案:根据傅里叶定律,热流量Q = k * A * ΔT / d,其中A是面积,ΔT是温差,d是厚度。

假设面积A足够大,可以忽略不计,那么Q = 0.6 * 10 / 0.05 = 120 W。

2. 已知一物体表面温度为300 K,环境温度为20°C,求该物体表面与环境之间的热交换速率,假设对流换热系数为10 W/m²·K。

答案:热交换速率Q = h * A * ΔT,其中h是对流换热系数,A是物体表面积,ΔT是温差。

假设A足够大,可以忽略不计,那么Q = 10 * (300 - 273) = 270 W。

最新传热学试卷及答案6套

最新传热学试卷及答案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)。

传热学习题及答案

传热学习题及答案

传热学习题及答案传热学习题及答案传热学是热力学的一个重要分支,研究热量如何在物质之间传递的过程。

在工程和科学领域中,传热学的知识对于理解和解决各种热传递问题至关重要。

下面,我们将提供一些传热学的学习题及其答案,帮助读者巩固对该领域的理解。

1. 对流传热是指什么?请列举几个常见的对流传热的例子。

答案:对流传热是指通过流体(气体或液体)的运动而传递热量的过程。

常见的对流传热例子包括:自然对流(如烟囱中的烟气上升)、强迫对流(如风扇吹过热食物)、冷却系统中的冷却液循环等。

2. 传热过程中的三种传热方式是什么?请分别解释它们。

答案:传热过程中的三种传热方式是导热、对流和辐射。

- 导热是指通过物质内部的分子振动和传递热量的方式。

导热通常发生在固体和液体中,如铁棒两端的温度差会导致热量从高温端传递到低温端。

- 对流是指通过流体的运动传递热量的方式。

对流通常发生在气体和液体中,如热水从底部加热,底部的热水上升并与顶部的冷水交换热量。

- 辐射是指通过电磁波传递热量的方式。

辐射传热不需要介质,可以在真空中传递热量。

例如,太阳辐射的热量可以穿过空气和云层到达地球表面。

3. 请解释传热中的热传导方程。

答案:热传导方程是描述导热过程的数学方程。

它可以用来计算热量在物质中的传递速率。

热传导方程的一般形式为:q = -kA(dT/dx)其中,q表示单位时间内通过物质传递的热量,k是物质的热导率,A是传热面积,dT/dx是温度梯度(温度变化率)。

4. 请解释传热中的对流换热系数。

答案:对流换热系数是描述对流传热过程中热量传递速率的参数。

它表示单位面积上的热量传递速率与温度差之间的比值。

对流换热系数取决于流体的性质、流体的速度、流体与固体表面的接触情况等。

通常,对流换热系数越大,热量传递速率越快。

5. 请解释传热中的辐射换热系数。

答案:辐射换热系数是描述辐射传热过程中热量传递速率的参数。

它表示单位面积上的热量传递速率与温度差之间的比值。

传热学考试题及答案

传热学考试题及答案

传热学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 热传导的三种基本方式是:A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、相变D. 导热、对流、扩散答案:A2. 傅里叶定律描述的是:A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热扩散答案:A3. 以下哪种材料的导热系数通常最高?A. 空气B. 木材C. 铜D. 橡胶答案:C4. 热对流的驱动力是:A. 温度差B. 压力差C. 密度差D. 重力答案:A5. 黑体辐射定律是由哪位物理学家提出的?A. 普朗克B. 牛顿C. 爱因斯坦D. 波尔兹曼答案:A6. 辐射传热中,辐射强度与温度的四次方成正比,这是根据哪个定律得出的?A. 斯特藩-玻尔兹曼定律B. 维恩位移定律C. 普朗克定律D. 瑞利-金斯定律答案:A7. 以下哪种情况下,流体的对流换热系数会增大?A. 流体流速减慢B. 流体温度升高C. 流体粘度增大D. 流体流速加快答案:D8. 相变传热中,哪种物质的相变潜热最大?A. 水B. 冰C. 蒸汽D. 干冰答案:A9. 热传导方程中,温度随时间的变化率与什么成正比?A. 温度梯度B. 热流密度C. 热导率D. 热扩散率答案:D10. 热阻的概念是由哪位科学家提出的?A. 傅里叶B. 牛顿C. 欧姆D. 焦耳答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热传导的基本定律是__________定律。

答案:傅里叶2. 热对流换热系数的单位是__________。

答案:W/(m²·K)3. 辐射传热中,黑体的辐射能力最强,其辐射强度与绝对温度的__________次方成正比。

答案:四4. 热传导过程中,热量传递的方向总是从__________向低温区域。

答案:高温区域5. 在热对流中,流体的流动状态可以分为层流和__________。

答案:湍流6. 热辐射不需要__________作为介质。

答案:物质7. 相变传热中,物质从液态变为气态的过程称为__________。

传热学第四版课后题答案第五章

传热学第四版课后题答案第五章

第五章复习题1、试用简明的语言说明热边界层的概念。

答:在壁面附近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈变化,而在此薄层之外,流体的温度梯度几乎为零,固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。

2、与完全的能量方程相比,边界层能量方程最重要的特点是什么?答:与完全的能量方程相比,它忽略了主流方向温度的次变化率σα22x A ,因此仅适用于边界层内,不适用整个流体。

3、式(5—4)与导热问题的第三类边界条件式(2—17)有什么区别?答:=∂∆∂-=yyt th λ(5—4))()(f w t t h h t-=∂∂-λ (2—11)式(5—4)中的h 是未知量,而式(2—17)中的h 是作为已知的边界条件给出,此外(2—17)中的λ为固体导热系数而此式为流体导热系数,式(5—4)将用来导出一个包括h 的无量纲数,只是局部表面传热系数,而整个换热表面的表面系数应该把牛顿冷却公式应用到整个表面而得出。

4、式(5—4)表面,在边界上垂直壁面的热量传递完全依靠导热,那么在对流换热中,流体的流动起什么作用?答:固体表面所形成的边界层的厚度除了与流体的粘性有关外还与主流区的速度有关,流动速度越大,边界层越薄,因此导热的热阻也就越小,因此起到影响传热大小5、对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容?既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解,那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义?答:对流换热问题完整的数字描述应包括:对流换热微分方程组及定解条件,定解条件包括,(1)初始条件 (2)边界条件 (速度、压力及温度)建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系,每一种关系都必须满足动量,能量和质量守恒关系,避免在研究遗漏某种物理因素。

基本概念与定性分析5-1 、对于流体外标平板的流动,试用数量级分析的方法,从动量方程引出边界层厚度的如下变化关系式:xxRe 1~δ解:对于流体外标平板的流动,其动量方程为:221xy u v dx d y u v xy u ∂+-=∂∂+∂∂ρρ根据数量级的关系,主流方的数量级为1,y 方线的数量级为δ则有2211111111δρδδv +⨯-=⨯+⨯ 从上式可以看出等式左侧的数量级为1级,那么,等式右侧也是数量级为1级, 为使等式是数量级为1,则v 必须是2δ量级。

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第1章绪论习题1-1 一大平板,高3m、宽2m、厚0.02m,导热系数为45 W/(m·K),两侧表面温度分别为t1 = 100℃、t2 = 50℃,试求该平板的热阻、热流量、热流密度。

1-2 一间地下室的混凝土地面的长和宽分别为11m和8m,厚为0.2m。

在冬季,上下表面的标称温度分别为17℃和10℃。

如果混凝土的热导率为1.4 W/(m·K),通过地面的热损失率是多少?如果采用效率为ηf = 0.90的燃气炉对地下室供暖,且天然气的价格为C g = $0.01/MJ,每天由热损失造成的费用是多少?1-3 空气在一根内径50mm,长2.5m的管子内流动并被加热,已知空气平均温度为80℃,管内对流传热的表面传热系数为h = 70W/(m2·K),热流密度为q = 5000W/m2,试求管壁温度及热流量。

1-4 受迫流动的空气流过室内加热设备的一个对流换热器,产生的表面传热系数h = 1135.59 W/(m2·K),换热器表面温度可认为是常数,为65.6℃,空气温度为18.3℃。

若要求的加热功率为8790W,试求所需换热器的换热面积。

1-5 一电炉丝,温度为847℃,长1.5m,直径为2mm,表面发射率为0.95。

试计算电炉丝的辐射功率。

1-6 夏天,停放的汽车其表面的温度通常平均达40~50℃。

设为45℃,表面发射率为0.90,求车子顶面单位面积发射的辐射功率。

1-7 某锅炉炉墙,内层是厚7.5cm、λ = 1.10W/(m·K)的耐火砖,外层是厚0.64cm、λ = 39W/(m·K)的钢板,且在每平方米的炉墙表面上有18只直径为1.9cm的螺栓[λ = 39W/(m·K)]。

假定炉墙内、外表面温度均匀,内表面温度为920K,炉外是300K的空气,炉墙外表面的表面传热系数为68 W/(m2 ·K),求炉墙的总热阻和热流密度。

1-8 有一厚度为δ = 400mm的房屋外墙,热导率为λ = 0.5W/(m·K)。

冬季室内空气温度为t1 = 20℃,和墙内壁面之间对流传热的表面传热系数为h1 = 4 W/(m2 ·K)。

室外空气温度为t2 = -10℃,和外墙之间对流传热的表面传热系数为h2 = 6W/(m2 ·K)。

如果不考虑热辐射,试求通过墙壁的传热系数、单位面积的传热量和内、外壁面温度。

1-9 一双层玻璃窗,宽1.1m、高1.2m、厚3mm,导热系数为1.05W/(m ·K);中间空气层厚5mm,设空气隙仅起导热作用,导热系数为 2.60×10-2W/(m ·K)。

室内空气温度为25℃,表面传热系数为20 W/(m2 ·K);室外温度为-10℃,表面传热系数为15 W/(m2 ·K)。

试计算通过双层玻璃窗的散热量,并与单层玻璃窗相比较。

假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。

第2章导热基本定律及稳态热传导习题2-1 一直径为d o,单位体积内热源的生成热Φ的实心长圆柱体,向温度为t∞的流体散热,表面传热系数为h o,试列出圆柱体中稳态温度场的微分方程式及定解条件。

2-2 金属实心长棒通电加热,单位长度的热功率等于Φl(单位是W/m),材料的导热系数λ,表面发射率ε、周围气体温度为t f,辐射环境温度为T sur,表面传热系数h均已知,棒的初始温度为t0。

试给出此导热问题的数学描述。

2-3 试用傅里叶定律直接积分的方法,求平壁、长圆筒壁及球壁稳态导热下的热流量表达式及各壁内的温度分布。

2-4 某房间的砖墙高3m 、宽4m 、厚0.25m ,墙内、外表面温度为15℃和-5℃,已知砖的导热系数λ = 0.7W/(m·K),试求通过砖墙的散热量?2-5 一炉壁由耐火砖和低碳钢板组成,砖的厚度δ1 = 7.5cm ,导热系数λ1 = 1.1W/(m·℃),钢板的厚度δ2 = 6.4cm ,导热系数λ2 = 39W/(m·℃)。

砖的内表面温度t w1 = 647℃,钢板的外表面温度t w2 = 137℃。

(1)试求每平方米炉壁通过的热流量;(2)若每平方米壁面有18个直径为1.9cm 的钢螺栓(λ = 39W/(m·℃))穿过,试求这时热流量增加的百分率。

2-6 平壁表面温度t w1 = 450℃,采用石棉作为保温层材料,λ = 0.094 + 0.000125t ,保温层外表面温度为t w2 = 50℃,若要求热损失不超过340W/m 2,问保温层的厚度应为多少?2-7 在如图2-32所示的平板导热系数测定装置中,试件厚度δ远小于直径d 。

由于安装制造不好,试件与冷、热表面之间存在着一厚度为Δ=0.1mm 的空气隙。

设热表面温度t 1 =180 ℃ ,冷表面温度t 2 = 30℃ ,空气隙的导热系数可分别按t 1、t 2查取。

试计算空气隙的存在给导热系数的测定带来的误差。

通过空气隙的辐射传热可以忽略不计。

(Φ = 58.2W ,d = 120mm )2-8 一铝板将热水和冷水隔开,铝板两侧面的温度分别维持 90℃和70℃不变,板厚 10mm ,并可认为是无限大平壁。

0℃时铝板的导热系数λ =35.5 W/(m·K),100℃时λ = 34.3 W/(m·K),并假定在此温度范围内导热系数是温度的线性函数。

试计算热流密度,板两侧的温度为50℃和30℃时,热流密度是否有变化?2-9 厚度为20mm 的平面墙的导热系数为1.3 W/(m·K)。

为使通过该墙的热流密度q 不超过 1830W/m 2,在外侧敷一层导热系数为0.25 W/(m·K)的保温材料。

当复合壁的内、外壁温度分别为1300℃和50℃时,试确定保温层的厚度。

2-10、某大平壁厚为25mm ,面积为0.1m 2,一侧面温度保持38℃,另一侧面保持94℃。

通过材料的热流量为1 kW 时,材料中心面的温度为60℃。

试求出材料的导热系数随温度变化的线性函数关系式?2-11 参看图2-33,一钢筋混凝土空斗墙,钢筋混凝土的导热系数λ =1.53W/(m·K),空气层的当量导热系数λ = 0.742W/(m·K)。

试求该空斗墙的单位面积的导热热阻。

2-12 蒸汽管道的内、外直径分别为160mm 和170mm ,管壁导热系数λ = 58W/(m·K),管外覆盖两层保温材料:第一层厚度δ2 = 30mm 、导热系数λ2 = 0.093W/(m·K);第二层δ3 = 40mm 、导热系数λ3 = 0.17W/(m·K)。

蒸汽管的内表面温度t w1 = 300℃,保温层外表面温度t w4 = 50℃。

试求(1)各层热阻,并比较其大小;(2)单位长蒸汽管的热损失;(3)各层之间的接触面温度t w2和t w3。

2-13 一外径为100mm ,内径为85mm 的蒸汽管道,管材的导热系数λ = 40W/(m·K),其内表面温度为180℃,若采用λ = 0.053W/(m·K)的保温材料进行保温,并要求保温层外表面温度不高于40℃,蒸汽管允许的热损失q l =52.3W/m 。

问保温材料层厚度应为多少?2-14 一根直径为3mm 的铜导线,每米长的电阻为2.22×10-3Ω。

导线外包有厚 1mm 、导热系数0.15W/(m·K)的绝缘层。

限定绝缘层的最高温度为65℃,最低温度0℃,试确定这种条件下导线中允许通过的最大电流。

2-15 用球壁导热仪测定型砂的导热系数。

两同心空心球壳直径分别为d 1 = 75mm ,d 2 = 150mm ,两球壳间紧实地充填了型砂。

稳态时,测得内、外表面温度分别为t 1 = 52.8℃,t 2 = 47.3℃,加热的电流 I = 0.124A ,电压 U = 15V ,求型砂的导热系数。

2-16 测定储气罐空气温度的水银温度计测温套管用钢制成,厚度δ = 15mm ,长度l = 20mm ,钢的导热系数λ = 48.5W/(m·K),温度计示出套管端部的温度为84℃,套管的另一端与储气罐连接处的温度为40℃。

图2-33 习题2-11附图图2-32 习题2-7附图已知套管和罐中空气之间的表面传热系数h = 20W/(m 2·K),试求由于套管导热所引起的测温误差。

2-17 同上题,若改用不锈钢套管,厚度δ = 0.8mm ,长度l = 160mm ,套管与储气罐连接处予以保温使其温度为60℃,试求测温误差为多少?2-18 截面为矩形的冷空气通道,外形尺寸为3×2.2m 2,通道墙厚度均为0.3m ,已知墙体的导热系数λ = 0.56W/(m·K),内、外墙表面温度均匀,分别为0℃和30℃,试求每米长冷空气通道的冷量损失。

2-19 直径为30mm 、长为100mm 的钢杆,导热系数λ = 49W/(m·K),将其置于恒温的流体中,流体温度t f = 20℃,杆的一端保持恒定的200℃(流体与此端面不接触),流体对杆的表面传热系数为20 W/(m 2·K),试计算离端头50mm 处的温度。

2-20 过热蒸汽在外径为 127mm 的钢管内流过,测蒸汽温度套管的布置如图2-34所示。

已知套管外径d = 15mm ,厚度δ = 0.9mm ,导热系数λ = 49.1W/(m·K)。

蒸汽与套管间的表面传热系数 h = 105W/(m 2·K)。

为使测温误差小于蒸汽与钢管壁温度差的 0.6%,试确定套管应有的长度。

2-21 用一柱体模拟燃汽轮机叶片的散热过程。

柱长9cm 、周界为7.6cm 、截面为 1.95cm 2,柱体的一端被冷却到305℃(见图2-35)。

815℃的高温燃气吹过该柱体,假设表面上各处的表面传热系数是均匀为28W/(m 2·K),柱体导热系数λ = 55 W/(m·K),肋端绝热。

试求:(1)计算该柱体中间截面上的平均温度及柱体中的最高温度;(2)冷却介质所带走的热量。

2-22 两块厚5mm 的铝板,粗糙度都是2.54µm ,用螺栓连接,接触压力为2MPa ,通过两块铝板的总温差为80℃。

已知铝的导热系数为180W/(m·K),试计算接触面上的温度差。

第3章 非稳态热传导习题3-1 一热电偶的热结点直径为0.15mm ,材料的比热容为420J/(kg·K),密度为8400kg/m 3,热电偶与流体之间的表面传热系数分别为58W/(m 2·K)和126W/(m 2·K),计算热电偶在这两种情形的时间常数。

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