流体与传热学计算题
传热学-稳态导热例题
专题二 稳态热传导
【解】
专题二 稳态热传导
【名校真题解析】29 （北京科技大学2012） 【计算题】考察一管长6m, 内、外径分别为7.4cm、
8.0cm，导热系数为14W/(m·℃)的压缩空气管道。管的外表 面由总功率为300W的电阻带均匀加热，外包绝热层，通过 绝热层的散热损失为15％。管内空气的平均温度为−10℃ ， 管道内表面的对流换热系数为30 W/(m2·℃)。试：
专题二 稳态热传导
温度场分布：
r=r2 处有最高温度：
t2
tf
q h
t2
150 ℃ 1.05105 3 500
q 2 (t1 t2 ) 2
t1
q 2 2
t2
186.30C
燃料层控制方程： 料层边界条件：
燃料层温度分布：
t
Φ
21
1
2
2
x2
t1
燃料层最高温度：
t0
t1
1 22
21
196.8℃
【计算题】一长为L的长圆柱内热源为 ，常物性，导 热系数为λ，左端面和侧面都绝热，右端与流体接触，温 度为tf，表面传热系数为 h，求
①写出微分方程和边界条件 ②温度分布 ③最大温度tmax
【解】 控制方程:
边界条件:
第一次积分:
第二次积分:
x L,
tL
Φ 2λ
L2
c2
tf
L ; h
c2 =t f
L h
Φ 2λ
L2
温度分布: 当x=0时，取得最大温度:
专题二 稳态热传导
【名校真题解析】 25（北京科技大学2011） 【计算题】考察一功率为800W的家用电熨斗
传热学题库
传热学题库：一、判断题１、抽出保温瓶胆玻璃夹层中的空气，一则可以减少热对流；二则可以防止热辐射。
２、通常认为 Bi<0.1 时，物体内部的温度趋于均匀一致，亦即不存在温度梯度。
３、当流体外绕管束作对流换热时，通常总认为管束的顺排和叉排比较，叉排比顺排换热效果较好些。
４、热辐射的动力是温度，因此任何物体的温度只要大于0℃都在不断地向外辐射能量。
５、当圆管直径 d>dcr （临界热绝缘直径）时，在管子外面包托一层绝热材料才能起隔热保温作用。
１、只要是黑体，看起来都是黑的。
２、对一个圆筒状物体而言，只要外面包以保温材料，就一定能起到隔热保温作用。
３、物理量相似，则对应的几何量相似。
４、一般来说，膜状凝结换热比珠状凝结换热强。
５、判别集总参数法的唯一判据为V Bi = M 1.0)A /V (h <λ，式中：对于无限大平板M = 1；对于无限长圆柱M = 1／2；对于球M = 1／3。
二、选择题１、大多数金属都是良好的热导体,这是因为ａ、由于分子振动的能量传递； ｂ、许多自由电子的存在；ｃ、特殊的微生物存在晶体结构中；ｄ、中子从热端向冷端的迁移。
２、识别对流换热是根据下面的哪几条？ａ、价电子的移动； ｂ、能量传递是流体整体运动的结果；ｃ、紧靠固体表面的少量流体分子层的纯导热作用；ｄ、流体----固体界面出现轻微的扰动。
３、气体辐射具有什么样的特点？ａ、容积辐射；ｂ、表面辐射；ｃ、与固体辐射相同；ｄ、都不是。
１、当速度边界层的厚度δ大于热边界层厚度δt 时，则普朗特数 ａ、Pr>1； ｂ、Pr ＝1； ｃ、Pr<1； ｄ、两者无关。
２、为了强化传热，一般说来我们采用何种措施？ａ、尽量减小在传热过程中热阻大的环节热阻；ｂ、尽量减小在传热过程中热阻小的环节热阻；ｃ、尽量减小在传热过程中各个热阻的大小； ｄ、采用加肋片的办法。
３、气体辐射和固体辐射所不同的其中之一表现在对投射辐射的反应时： ａ、α＋τ＝１； ｂ、τ＋ρ＝１； ｃ、ρ＋α＝１； ｄ、α＋τ＋ρ＝１1．对于过热器中：高温烟气→金属外壁→金属内壁→过热蒸汽的传热过程次序为A ．复合换热、导热、对流换热B ．导热、对流换热、复合换热C ．对流换热、复合换热、导热D ．复合换热、对流换热、导热2．绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数（ ）自然对流。
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) 。
（完整版）传热学试题库含参考答案
（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。
传热学试题大全
传热学试题大全一、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连等温线的温度间隔相同时，等温线的浓淡可以直观地充分反映出来相同区域热传导热流密度的相对大小。
3、热传导微分方程式就是根据能量守恒定律和傅里叶定律创建出来的热传导物体中的温度场应满足用户的数学表达式。
4、工程上常使用肋片去加强热传导。
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、由于流动起因的相同，对流成套可以区别为强制性对流成套与自然对流成套。
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、凝固存有珠状凝固和膜状凝固两种形式，其中珠状凝固存有很大的成套强度，工程上常用的就是膜状凝固。
10、遵从兰贝特定律的电磁辐射，数值上其辐射力等同于定向辐射强度的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、以下观点不恰当的就是（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、小平板使用集总参数法的辨别条件就是（c）a．bi>0.1b．bi=1c．bi<0.1d．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。
传热学试卷及答案-学习指南(专本科函授)
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。
传热学试题及解答
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。
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。
第三部分流体力学、传热学知识
第三部分流体⼒学、传热学知识第三部分—流体⼒学、传热学知识⼀、单项选择题1、在⽔⼒学中，单位质量⼒是指（C）□A.单位⾯积液体受到的质量⼒；□B.单位体积液体受到的质量⼒；□C.单位质量液体受到的质量⼒；□D.单位重量液体受到的质量⼒。
2、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为( B ) □A.1 kN/m2 □B.2 kN/m2 □C.5 kN/m2 □D.10 kN/m23、有压管道的管径d与管流⽔⼒半径的⽐值d /R=（B）□A.8 □B.4 □C.2 □D.1 4、已知液体流动的沿程⽔⼒摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于( C )□A.层流区□B.紊流光滑区□C.紊流过渡粗糙区□D.紊流粗糙区5、现有以下⼏种措施：①对燃烧煤时产⽣的尾⽓进⾏除硫处理；②少⽤原煤做燃料；③燃煤时⿎⼊⾜量空⽓；④开发清洁能源。
其中能减少酸⾬产⽣的措施是（C）□A.①②③□B.②③④□C.①②④□D.①③④6、“能源分类相关图”如下图所⽰，下列四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是（C）□A.煤炭、⽯油、潮汐能□B.⽔能、⽣物能、天然⽓□C.太阳能、风能、沼⽓□D.地热能、海洋能、核能7、热量传递的⽅式是什么？（D）□A.导热□B.对流□C.热辐射□D.以上三项都是8、流体运动的连续性⽅程是根据（C）原理导出的？□A.动量守恒□B.质量守恒□C.能量守恒□D.⼒的平衡9、当控制阀的开⼝⼀定，阀的进、出⼝压⼒差Δp（B）□A.增加□B.减少□C.基本不变□D.⽆法判断10、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）（B）□A.q＝φA □B.q＝φ/A □C.q=λφ□D.q＝hφ11、如果在⽔冷壁的管⼦⾥结了⼀层⽔垢，其他条件不变，管壁温度与⽆⽔垢时相⽐将( B )□A.不变□B.提⾼□C.降低□D.随机改变12、在传热过程中，系统传热量与下列哪⼀个参数成反⽐? ( D )□A.传热⾯积□B.流体温差□C.传热系数□D.传热热阻13、下列哪个不是增强传热的有效措施？（D）□A.波纹管□B.逆流□C.板翅式换热器□D.在对流传热系数较⼤侧安装肋⽚14、临界热绝缘直径是指：（A )□A.管道热损失最⼤时的热绝缘直径；□B.管道热损失最⼩时的热绝缘直径；□C.管道完全没有热损失时的热绝缘直径；□D.管道热阻最⼤时的热绝缘直径。
(完整版)流体力学与传热学试题及答案
流体力学与传热学试题及参考答案一、填空题：（每空1分）1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的 和边界层外的 合并考虑，并命名为给热。
答案：热传导；对流传热2、在工程计算中，对两侧温度分别为t1,t2的固体，通常采用平均导热系数进行热传导计算。
平均导热系数的两种表示方法是 或 。
答案；221λλλ+=-；221t t +=-λ3、图3-2表示固定管板式换热器的两块管板。
由图可知，此换热器为 管程，管程流体的走向为 或 。
1 2 3图3-2 3-18 附图答案：4；2→4 →1→5→3；3→5→1→4→24、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 倍. 答案: 5.39分析: 斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度,即4273300273600⎪⎭⎫⎝⎛++=5.39。
5、3-24 用0.1Mpa 的饱和水蒸气在套管换热器中加热空气。
空气走管内，由20℃升至60℃，则管内壁的温度约为 。
答案：100℃6、热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。
若冷流体为最小值流体，传热效率0.65，则油的入口温度为 。
答案：104℃ 分析： ε=2020751--T =0.65 ∴1T =104℃1 2 37、因次分析法的基础是 ，又称因次的和谐性。
答案：因次的一致性8、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的_____________。
答案：剪应力9、如果管内流体流量增大1倍以后，仍处于滞流状态，则流动阻力增大到原来的 倍。
答案：210、在滞流区，若总流量不变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。
答案：411、流体沿壁面流动时，在边界层内垂直于流动方向上存在着显著的_______________，即使____________很小，____________仍然很大，不容忽视。
答案：速度梯度；粘度；内摩擦应力 12、雷诺数的物理意义实际上就是与阻力有关的两个作用力的比值，即流体流动时的______ 与__ ____ 之比。
传热习题
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）。
传热学例题
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℃，平壁材料导热系数（式中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）和变量计算时，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：平壁材料的平均导热系数为：由式可求得导热热通量为：设壁厚x处的温度为t，则由式可得：故上式即为平壁的温度分布关系式，表示平壁距离x和等温表面的温度呈直线关系。
（2）导热系数按变量计算由式得：或积分得（a）当时，，代入式a，可得：整理上式得：解得：上式即为当λ随t呈线性变化时单层平壁的温度分布关系式，此时温度分布为曲线。
计算结果表明，将导热系数按常量或变量计算时，所得的导热通量是相同的；而温度分布则不同，前者为直线，后者为曲线。
例4-2燃烧炉的平壁由三种材料构成。
最内层为耐火砖，厚度为150mm，中间层为绝热转，厚度为290mm，最外层为普通砖，厚度为228mm。
已知炉内、外壁表面分别为1016℃和34℃，试求耐火砖和绝热砖间以及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，需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，即又需知道各层间的界面温度，而界面温度正是题目所待求的。
此时需采用试算法，先假设各层平均温度（或界面温度），由手册或附录查得该温度下材料的导热系数（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5几次试算后，可得合理的估算值。
下面列出经几次试算后的结果。
耐火砖绝热砖普通砖设t2耐火砖和绝热砖间界面温度，t3绝热砖和普通砖间界面温度。
，由式可知：再由式得：所以所以各层的温度差和热阻的数值如本列附表所示。
由表可见，各层的热阻愈大，温度差也愈大。
导热中温度差和热阻是成正比的。
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。
传热学试题
1、热传导答：由于物体中的微观粒子的无规则热运动引起的。
1、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0.026 W/(m.k)。
室内空气温度为25℃，表面传热系数为20 W/(m2.k)；室外空气温度为-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。
解：双层玻璃窗的情形，由传热过程计算式：2、换热器中热流体由300℃冷却至150℃，而冷流体由50℃被加热至100℃。
该换热器的总换热量为2.25x105W，已知传热系数k=75W/(m2.k)，试计算①逆流时的对数平均温差，②加热器所需的面积？解：①℃℃℃②3、用热电偶测量管道中气体的温度，热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为10 W/(m2.k)。
热电偶近似为球形，直径为0.2mm。
试计算插入10s后，热电偶的过余温度为初始温度的百分之几？要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%，至少需要多少时间？解：先判断本题能否利用集总参数法：可用集总参数法。
时间常数则10s 的相对过余温度热电偶过余温度不大于初始温度1%所需的时间，由题意解得4、两个相距300mm 、半径为300mm 的平行放置的圆盘。
相对两表面的温度分别为t 1=500℃及t 2=227℃，发射率分别为2.01=ε及4.01=ε，两表面间的辐射角系数X 1,2=0.38.圆盘的另两个表面不参与换热。
当将此两圆盘置于一壁温为t 3=27℃的一个大房间内，试计算每个圆盘的净辐射换热量。
一、名词解释 导温系数1. 对流换热2. 发射率3. 角系数4. 肋效率 二、简答题1、试用传热学术语说明导热问题常见的三类边界条件。
2、写出两个同类现象相似的条件。
4、写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。
5、用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。
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.1—8 有一厚度为δ = 400mm的房屋外墙,热导率为λ = 0。
传热学与流体力学基础答案
传热学与流体力学基础答案【篇一：计算流体力学与传热学作业】>作业题目：管壳式换热器内部流场数值模拟学生姓名：何嵘学号： 201511230134专业：化工机械院（系）：化工与能源学院2015年 1月3日管壳式换热器内部流场数值模拟何嵘（郑州大学化工与能源学院，郑州 450001）关键词：换热器；流动与传热；数值模拟引言1 物理及数学模型1.1 物理模型及网格划分在solidworks中建立模型换热器模型并导入comsol中如下：图1 换热器换热器主要尺寸如下：在comsol中显示如下：图2 换热器为了计算简单，选择换热器的一半进行网格划分和计算。
选择“物理场控制网格”和“极端粗化”，进行网格划分如下：图3 换热器网格网格信息如下：图4 换热器网格信息1.2 数学模型及边界条件基于不可压缩的牛顿型流体，在常物性和宏观热能守恒的假设下，管壳式换热器壳程流体流动和传热必须满足以下3 个控制方程：（1）质量守恒方程（连续性方程）若为不可压缩流动，为常数，则有：（2）动量守恒方程（运动方程）（3）能量守恒方程边界条件：空气的进口边界条件：速度入口，速度分别为0.1m/s和0.5m/s；温度为278.15k空气的出口边界条件：压力出口水的进口边界条件：速度入口，速度分别为1m/s和5m/s；温度为353.15k 水的出口边界条件：压力出口最后加入了温度耦合和流动耦合。
2 计算结果及分析2.1 空气的进口速度为0.1m/s，水的进口速度为1m/s的研究结果中心剖面上的速度分布：【篇二：流体流动与传热学习指导书】单元操作——指在化工生产过程中普遍使用的、遵循一定的物理学定律、所用设备相似、具有类似作用的物理操作，简称单元操作。
引入单元操作概念可以将化工生产过程分成单元操作过程与化学反应过程两部分研究，从而缩短化工产品的研发周期。
三传——包括：动量传递、热量传递和质量传递。
流体输送、过滤等在外力作用下进行的单元操作过程，由牛顿第二定律可知是涉及动量传递的过程；对象加热、汽化、冷却、冷凝等单元操作过程属于因温度差导致的热量传递过程；对于吸收、蒸馏、萃取、吸附等单元操作属于因浓度差导致的相际质量传递过程。
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hf ,AC
hf
l
d
le
u2 2
解出：u=3.02m/s
V
4
0.12 3.02 3600
85.34(m3
/
h)gZ
A
u
2 A
2
PA
gZ B
u2 2
PB
hf ,AB
PB 1.75104 (Pa（) 表压）
（2）阀全开：在 A-A 截面和 B-B 截面列伯努利方程：
hf ,AB
解得：P2/ρg=-3.16 mH2O=232 mmHg（真空度）
P1
u12 2
gZ2
P2
u22 2
hf ,12
（2）h 碱 ρ 碱＝ρ 水 h h
hf ,12
Re gz1
du h
0.3 1.7565 800
73103
5775
f 12
( l d
) u2 2
解得：
14.3
0.316
0.036
Re0.25
u2
le
u2
2 d2
17.右图，有一直径为 Φ38×2.5mm，长为 30m 的水平直管段 AB，在其中装有孔径为 16.4mm 的标准孔板流
22944hswdukgs在截面1截面2间列柏努利方ll????222212?2fupupzgzg212fzgzgh?22eud??60157544380052m?????2a2b22ababfabupupzgzghp?23151000758438102abfabppphpa???2gr?汞水r2006826m6mm3在12两截面间列柏努利方2211221212?22fupupzgzgh21212?fzgzgh?2ellud??????下游阻力增大2934因高位槽水位不变流量减必引起上游a点压强pa增大
d=45mm，现测得流量 V 为 12m3/h，摩擦系数 λ 可按 0.02 计，试计算所有局部阻力当量管长 Le 之值。
L= 50 m
基准 面
V=12 L
mλ=30/h. e
02 = ?
解 1-1.2-2 截面列伯努利方程
：
Z1g
u12 2
P1
Z2g
u22 2
P2
hf ,12
9. 8 m
Hg u2 2
0.033
2
6104
9.66104 Pa
（2）由
A、B
段消耗的功率：N
p
ws
p
Vs
VsP
1.75103
9.66104
169.05W
Ne N轴 800 62% 496W N 169.05 100% 34.1%
Ne 496
18.一敞口高位水槽 A 中水流经一喉径为 14 mm 的文丘里管，将浓碱液槽 B 中的碱液（密谋为 1400 kg/m3）
400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持 49pa 的真空度。
2
在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为 20℃，地面处的大气压强为
101.33×103pa。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为 0.05，试求烟道气的流量为若干？
解 烟囱底端为上游截面 1—1’、顶端内侧为下游截面 2—2’，并以截面 1—1’为基
l
le d
u2 2
（ ）2PZ在Paa、1g Pbb0两.0截26面06.间0h05f列,a柏b7.努51利010.2方052程7.：Z45.a4g13.825m2u2a2
Pa
Zb g
ub2 2
8.438 103 ( Pa)
Pb
hf ,ab
P (汞-水
)
gR2
R2 = 0.06826 m=6mm
4.17kg
/
s
Ne Wews 738 4.17 3.08kW N Ne / 3.08 / 0.6 5.13kW
1
16.某液体密度为 800 kg/m3，黏度为 73cP，在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径 300mm，总
长为 50m（包括全部局部阻力当量长度），两容器液面差为 3.2m（如图示）。求：（1）管内流量为多
7. 40℃水由高位槽经异径收缩管向下流动，40℃水的密度为 992kg/m3，饱和蒸汽压 pv=7.38kPa，当地大气 压为 97kPa。现拟 d0 取 135mm，试问：当不计阻力损失，水在流经收缩管时会不会汽化？
解： 在截面 1 截面 2 间列柏努利方程：
Z1 g
u12 2
P1
Z2g
u22 2
0.25
du
0.316 Re0.25 解得：u=3.513m/s
验证 Re=0.3×3.513×800/0.073=11550﹥4000，假设正确V=，A·u=893.95m3/h
（2）流量减半，流速减半，即
Z1g
u12 2
P1
Z2g
u22 2
解得：le 119m
u=1.7565m/s
P2
hf V 1 d 2u u 2.1(m / s) 4
hf
l le d
u2 2
Hg u2 l le u2
2
d2
le
2 9.81 9.8 2.12
1
0.045 0.02
50
45.85m
12.有一内径 d＝50mm 的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔直径 d0=25mm，U 形压差计的
2 1 1.2
1.09m
u 266 1.09 2 19.7m / s ws 3600uA 360019.7 1.21 0.543 46210kg / h 0.05 30
15.已知输水量为 15 m3/h，管径 53 mm，总机械能损失为 40 J/kg，泵的效率 0.6。求：泵的轴
：
准hf 水平P1面。P2在两g截Z2面间烟列道柏g气Z式1的密u21度2 ：
p1
gZ 2
u22 2
p2
hf
pM
1.033105 30
RT 8.314103 273 400
1
0.543kg
/ m3
pa1、pa2 分别表示烟囱底端与顶端大气压强P1= pa1—49(Pa )
P2 pa2 pa1 (大气密度）gZ2 因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强
Z2g
u22 2
P2
h f ,12
解：阀门全闭时，在截面 1 截面 2 间列柏努利方程：
阀门水全槽开液时面，距在阀截门面中1心截线面的2 间高列度Z柏：1 努P利2g 方 0程.31：0010.0193.Z811105u21g2
3.1P1(m) g
Z2
u22 2g
P2 g
hf ,12 g
解得
u2=3.24(m/s) 10
l+le=60 m
的阻力系数 ζ 变为多少? （4）阀门前的压强 Pa 如何变化?为什么?
解（1）管路中的质量流量及两槽液wS
：面的Z1位g 差u△212
Z；P1
Z2g
u22 2
P2
4
h
d 2u
f ,12
2.94(kg / Z1g Z2g
s)
在截面 1 截面 2 间列柏努利方
h程f ：
（3 在 1、2 两截面间列柏努利方Z1g
） 程：
Z1g Z2g
hf
,12
l
le d
u12 P1 2
u2 2
Z2g
u22 2
29.3
P2
hf ,12
（4）因高位槽水位不变，流量减
下游阻力增
必引起上游 a 点压强 Pa 增
11.水塔供小水系统如附图所示。管路总长 50m（大不包括局部阻力当量大长。度），水塔内水位高 9.8m，管内径
标准状况下空气的密度为 1.293kg/m3，所以 1.0133×105Pa、20℃时的密度 ' 1.293 273 1.2kg / m3
为: hf
pa,1 49 pa,1 353 9.81 30 266J / kg 0.543
hf
l de
u2 2
273 20
de
4
11.2
功解率：。取池内水面为截面 1，作为基准面；输水管出口为截面 2，
则Z有1g：
u12 2
P1
We
Z2g
u22 2
P2
hf
u2
15 3600 0.0532
1.89m / s
2
We
9.81 20 1.892 2
500 103 1000
40
738J
/ kg
ws
4
Vs
15 1000 3600
阀门关闭时： Pa 1000 (ZA 1.8)g Pa 13600 0.5g
基
解得：ZA=5m
准 面
gZ A
u
2 A
2
PA
PC
gZC
uC 2 2
hf ,AC
（1）阀全开：在 A-A 截面和 C-C 外侧截面列伯努利方程：
gZA
81 5
0.018( 50 0.1
15)
1
0.5
u2 2
容易出错
抽吸入管内混合成稀碱液送入 C 槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为 Φ57×3 mm，自 A 至文丘里喉
部 M 处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为 20 m，摩擦系数可取 0.025。
（1）当水流量为 8 m3/h 时，试计算文丘里喉部 M 处的真空度为多少 mm Hg； （2）判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入， 吸入量的大小与哪些因素有关？