传热学习题解
传热学课后答案(完整版)
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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。
新大《传热学》习题及解答第8章 热辐射基本定律和辐射特性
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第8章 热辐射基本定律和辐射特性(题解)【习题8-3】 把太阳表面近似地看成是K 5800=T 的黑体,试确定太阳发出的辐射能中可见光所占的百分数。
解:K μm 220458003801⋅=⨯=.T λ,K μm 440858007602⋅=⨯=.T λ ()%.F b 191010=-λ,()%.F b 045520=-λ()()()%.%.%.F F F b b b 854419100455122100=-=-=---λλλλ【习题8-4】 一炉膛内火焰的平均温度为500K 1,炉墙上有一看火孔。
试计算当看火孔打开时从孔(单位面积)向外辐射的功率。
该辐射能中波长为μm 2的光谱辐射力是多少?哪一种波长下的能量最多? 解:小孔辐射看成黑体辐射:25484m W 10872150010675⨯=⨯⨯==-..T E b σ对μm 2=λ的辐射:()()()31015001021043881561651m W 107449110210741931622⨯=-⨯⨯⨯=-=⨯⨯⨯------.e .e c E .T c b λλλ最大辐射能对应波长m λ:31092-⨯=.T m λ,m 109331150010921092633---⨯=⨯=⨯=..T .m λ【习题8-6】 一人工黑体腔上的辐射小孔是一个直径为0mm 2的圆。
辐射力25m W 1072.3⨯=b E 。
一个辐射热流计置于该黑体小孔的正前方m 5.0=l 处,该热流计吸收热量的面积为25m 106.1-⨯。
问该热流计所得到的黑体投入辐射是多少?解:2422m 10141634020141634d -⨯=⨯==...d A π sr 1046501061d d 5252--⨯=⨯==...l S Ω ()()545104610141631416310723d d d d d --⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛==....A E A I b ΩπΩθθΦW 103823-⨯=.【习题8-17】 一漫射表面在某一温度下的光谱辐射强度与波长的关系可以近似地用附图表示,试:(1)计算此时的辐射力;(2)计算此时法线方向的定向辐射强度,及与法向成o 60角处的定向辐射强度。
传热学习题及参考答案
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《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。
传热学习题答案(DOC)
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传热学习题答案1-9 一砖墙的表面积为122m ,厚为260mm ,平均导热系数为1.5W/(m.K )。
设面向室内的表面温度为25℃,而外表面温度为-5℃,试确定次砖墙向外界散失的热量。
解:根据傅立叶定律有:WtA9.207626.05)(25125.1=--⨯⨯=∆=Φδλ1-11 夏天,阳光照耀在一厚度为40mm 的用层压板制成的木门外表面上,用热流计测得木门内表面热流密度为15W/m 2。
外变面温度为40℃,内表面温度为30℃。
试估算此木门在厚度方向上的导热系数。
解:δλtq ∆=,)./(06.0304004.015K m W t q =-⨯=∆=δλ1-12 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()f w t t rlh q -=π2所以()f w t t d qh -=π=49.33W/(m 2.k) 1-14 一长宽各为10mm 的等温集成电路芯片安装在一块地板上,温度为20℃的空气在风扇作用下冷却芯片。
芯片最高允许温度为85℃,芯片与冷却气流间的表面传热系数为175 W/(m 2.K)。
试确定在不考虑辐射时芯片最大允许功率时多少?芯片顶面高出底板的高度为1mm 。
解:()()[]⨯⨯⨯+⨯⨯=∆=Φ001.001.0401.001.0./1752max K m W t hA (85℃-20℃) =1.5925W1-15 用均匀的绕在圆管外表面上的电阻带作加热元件,以进行管内流体对流换热的实验,如附图所示。
用功率表测得外表面加热的热流密度为3500W/2m ;用热电偶测得某一截面上的空气温度为45℃,内管壁温度为80℃。
设热量沿径向传递,外表面绝热良好,试计算所讨论截面上的局部表面传热系数。
传热学课后习题解答(20190506)
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(1)当x= 3cm 时,
Re x
100 0.03 106 19.5
1.538105
0.87u Rex 0.2218
x 5.0 5 0.03 1.538105 1/2 0.383 Re x Pr1 3 t 0.429
w
(2)冬季时
tm
10
2
20
15
查空气的物性参数为
0.0255W /m k Pr 0.704
14.6110-6 m2 / s
1 1/ 288
15 273
Gr
gtH 3 2
2.49 1010
处于湍流区
hL
0.11
H
(Gr Pr)1/3
30 273
Gr
gtH 3 2
6.771 109
处于过渡区
hL
0.0292
H
(Gr Pr)0.39
2.646
Aht 43.26W
Q 43.62 243600 3769kJ
大空间自然对流 6-45
(1)夏季时
tm
35 2
25
30
查空气的物性参数为
Nux
hxl
9400.631
Stx
Nux Re x Pr
0.039
j Stx Pr 2/3 0.03
C f 2 j 0.06
第六章
• 相似理论 6-1
解:空气温度为20℃确定,υ1=15.06×10-6m2/s,Pr1=0.703,
《传热学》课后习题答案-第一章
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传热学习题集第一章思考题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:,其中,-热流密度;-导热系数;-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,-热流密度;-表面传热系数;-固体表面温度;-流体的温度。
③ 斯忒藩-玻耳兹曼定律:,其中,-热流密度;-斯忒藩-玻耳兹曼常数;-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/(m 2.K);③ 传热系数的单位是:W/(m 2.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。
《传热学》课后习题答案-第三章
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第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答:当内外热阻之比趋于零时,影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。
而内部由于热阻很小而温度趋于均匀,以至于不需要关心温度在空间的分布,温度只是时间的函数, 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。
2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?答:要改善热电偶的温度响应特性,即最大限度降低热电偶的时间常数,形状上要降低体面比,要选择热容小的材料,要强化热电偶表面的对流换热。
3. 试说明”无限大平板”物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题 答;所谓“无限大”平板,是指其长宽尺度远大于其厚度,从边缘交换的热量可以忽略 不计,当平板两侧换热均匀时,热量只垂直于板面方向流动。
如薄板两侧均匀加热或冷却、 炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。
4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点?答:非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失,虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关,只是几何位置()和边界条件(Bi 数) 的函数,亦即无量纲温度分布不变,这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。
这一阶段的数学处理十分便利,温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。
5. 有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用图3-7记算所得的结果是错误的.理由是: 这个图表明,物体中各点的过余温度的比值与几何位置及Bi 有关,而与时间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。
你是否同意这种看法,说明你的理由。
答:我不同意这种看法,因为随着时间的推移,虽然物体中各点过余温度的比值不变 但各点温度的绝对值在无限接近。
这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
6. 试说明Bi 数的物理意义。
传热学第五版课后习题答案(1)
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传热学习题_建工版V0-14 一大平板,高3m ,宽2m ,厚0.2m ,导热系数为45W/(m.K), 两侧表面温度分别为w1t 150C =︒及w1t 285C =︒ ,试求热流密度计热流量。
解:根据付立叶定律热流密度为:2w2w121t t 285150q gradt=-4530375(w/m )x x 0.2λλ⎛⎫--⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭ 负号表示传热方向与x 轴的方向相反。
通过整个导热面的热流量为:q A 30375(32)182250(W)Φ=⋅=-⋅⨯=0-15 空气在一根内经50mm ,长2.5米的管子内流动并被加热,已知空气的平均温度为85℃,管壁对空气的h=73(W/m ².k),热流密度q=5110w/ m ², 是确定管壁温度及热流量Ø。
解:热流量qA=q(dl)=5110(3.140.05 2.5) =2005.675(W)πΦ=⨯⨯ 又根据牛顿冷却公式wf hA t=h A(tt )qA Φ=∆⨯-=管内壁温度为:w f q 5110t t 85155(C)h 73=+=+=︒1-1.按20℃时,铜、碳钢(1.5%C )、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少?列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
解:(1)由附录7可知,在温度为20℃的情况下, λ铜=398 W/(m ·K),λ碳钢=36W/(m ·K), λ铝=237W/(m ·K),λ黄铜=109W/(m ·K).所以,按导热系数大小排列为: λ铜>λ铝>λ黄铜>λ钢(2) 隔热保温材料定义为导热系数最大不超过0.12 W/(m ·K). (3) 由附录8得知,当材料的平均温度为20℃时的导热系数为:膨胀珍珠岩散料:λ=0.0424+0.000137t W/(m ·K)=0.0424+0.000137×20=0.04514 W/(m ·K);矿渣棉: λ=0.0674+0.000215t W/(m ·K)=0.0674+0.000215×20=0.0717 W/(m ·K);由附录7知聚乙烯泡沫塑料在常温下, λ=0.035~0. 038W/(m ·K)。
《传热学》课后习题答案-第一章
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传热学习题集第一章思考题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:,其中,-热流密度;-导热系数;-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,-热流密度;-表面传热系数;-固体表面温度;-流体的温度。
③ 斯忒藩-玻耳兹曼定律:,其中,-热流密度;-斯忒藩-玻耳兹曼常数;-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/(m 2.K);③ 传热系数的单位是:W/(m 2.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。
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)l、某厂巳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°c流体需加热到80°C'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°C的热流体B、200°c的蒸汽C、300°C的蒸汽D、400°C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,聚合备压力会()。
A、不变B、增加至10k g/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、环氧乙烧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()。
第四版《传热学》课后习题答案解析
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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 q λ-=,其中,q -热流密度;λ-导热系数;dx dt-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:)(f w t t h q -=,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:4T q σ=,其中,q -热流密度;σ-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/(m 2.K);③ 传热系数的单位是:W/(m 2.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。
(整理)传热学典型习题详解1.
![(整理)传热学典型习题详解1.](https://img.taocdn.com/s3/m/10eacde471fe910ef12df8ec.png)
绪论部分一、基本概念主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。
1、冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来感到很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显。
试解释原因。
答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进人更多的空气。
而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小(20℃,1.01325×105Pa时,空气导热系数为0.0259W/(m·K),具有良好的保温性能。
而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。
2、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。
答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。
夏季室外温度比室内气温高,因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。
而冬季室外气温比室内低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。
因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。
因此,尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃),但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。
根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。
3、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。
答:有以下换热环节及热传递方式(1)由热水到暖气片管到内壁,热传递方式是对流换热(强制对流);(2)由暖气片管道内壁至外壁,热传递方式为导热;(3)由暖气片外壁至室内环境和空气,热传递方式有辐射换热和对流换热。
4、冬季晴朗的夜晚,测得室外空气温度t高于0℃,有人却发现地面上结有—层簿冰,试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。
解:如图所示。
假定地面温度为了Te ,太空温度为Tsky,设过程已达稳态,空气与地面的表面传热系数为h,地球表面近似看成温度为Tc 的黑体,太空可看成温度为Tsky的黑体。
则由热平衡:,由于Ta >0℃,而Tsky<0℃,因此,地球表面温度Te有可能低于0℃,即有可能结冰。
传热学习题
![传热学习题](https://img.taocdn.com/s3/m/7fee3e2e8762caaedc33d40a.png)
传热学习题1-1对于附图所示的两种水平夹层,试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数,应采用哪一种布置解:热面在下时可能引起夹层中流体的自然对流,应采用布置(a )1-6 一砖墙的表面积为122m ,厚为260mm ,平均导热系数为()K m /W .⋅51。
设面向室内的表面温度为25C ,而外表面温度为C 5-,试确定此砖墙向外界散失的热量。
解:W ...t t Aw w 321100772260301251⨯=⨯⨯=-=δλφ。
1-9 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C t w 69=,空气温度C t f 20=,管子外径mm d 14=,加热段长mm 80,输入加热段的功率为W .58。
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为多大 解:()K m /W .....t A h ⋅=⨯⨯⨯==234949080014014358∆φ。
1-19 在锅炉炉膛的水冷壁管子中有沸腾水流过,以吸收管外的火焰及烟气辐射给管壁的热量。
试针对下列三种情况,画出从烟气到水的传热过程的温度分布曲线:(1)管子内、外均干净;(2)管内结水垢,但沸腾水温与烟气温度保持不变;(3)管内结水垢,管外结灰垢,沸腾水温及锅炉的产气率不变。
解:2-6 一双层玻璃窗系由两层厚为mm6的玻璃及其间的空气隙所组成,空气隙厚度为mm8。
假设面向室内的玻璃表面温度与面向室外的表面温度各为C20及C20-,试确定该双层玻璃窗的热损失。
如果采用单层玻璃窗,其他条件不变,其热损失是双层玻璃的多少倍玻璃窗的尺寸为cmcm6060⨯。
不考虑空气间隙中的自然对流。
玻璃的导热系数为()Km/W.⋅780。
解:双层时,()235116024410878106220203m/W...q s=⨯+⨯⨯--=--,W ....Aq 94151166060=⨯⨯==φ;单层时,23520010640780m /W .q d =⨯⨯=-。
传热学典型例题讲解
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22、什么是有效辐射? 答:单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效 辐射J,它包括辐射表面的自身的辐射E和该表面对投射辐 射G的反射辐射 G ,即 J E G 。 23、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空 心砖好?为什么? 答:采用空心砖较好,因为空心砖内部充满着空气,而空气 的导热系数相对较小,热阻较大,空心砖导热性较之实心砖 差,同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。
1、简答题 (Brief answers) 2、分析题 (Analysis)或作图题(Drawings) 3、计算题 (Calculations)
1
简答题 (Brief answers)
1、试分析室内暖气片的散热过程,各个环节有哪些 热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。 Analyze the heat transfer process of a room heater. How many heat transfer modes(方式) are there? Suppose that warm water flows in inner tube of the heater. 答:有以下换热环节及传热方式: (1) 由热水到暖气片管道内壁,热传递方式为强制对流 换热; (2) 由暖气片管道内壁到外壁,热传递方式为固体导热; (3) 由暖气片管道外壁到室内空气,热传递方式有自然 对流换热和辐射换热。
10
14、不凝结气体对表面凝结换热强弱有何影响?
答:不凝结气体的存在,一方面使凝结表面附近蒸汽的分 压力降低,从而蒸汽饱和温度降低,使得传热驱动力即温 差 (t s t w ) 减小;另一方面,凝结蒸汽穿过不凝结气体层 到达壁面依靠的是扩散,从而增加了阻力。因此,上述两 方面原因导致凝结换热时的表面传热系数降低。 15、空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,换热 越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排 数越多,换热强度降低,为什么? 答:空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,气流 扰动越强,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液 膜流动方向管排数越多,凝结液膜越厚,凝结换热热阻越 大,换热强度降低。
传热学典型习题详解
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传热学典型习题详解绪论部分一、基本概念主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。
1、冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来感到很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显。
试解释原因。
答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进人更多的空气。
而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方5Pa时,空气导热系数为0.0259W/(m·K),式主要是导热,由于空气的导热系数较小(20 ℃,1.01325 ×10具有良好的保温性能。
而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。
2、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。
答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。
夏季室外温度比室内气温高,因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。
而冬季室外气温比室内低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。
因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。
因此,尽管冬季室内温度(22 ℃ ) 比夏季略高 (20 ℃) ,但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。
根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。
3、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。
答:有以下换热环节及热传递方式(1)由热水到暖气片管到内壁,热传递方式是对流换热( 强制对流 ) ;(2)由暖气片管道内壁至外壁,热传递方式为导热;(3)由暖气片外壁至室内环境和空气,热传递方式有辐射换热和对流换热。
4、冬季晴朗的夜晚,测得室外空气温度t 高于 0℃,有人却发现地面上结有—层簿冰,试解释原因( 若不考虑水表面的蒸发 ) 。
解:如图所示。
假定地面温度为了 T e,太空温度为T sky,设过程已达稳态,空气与地面的表面传热系数为h,地球表面近似看成温度为 T c的黑体,太空可看成温度为 T sky的黑体。
数值传热学习题解答(汇总版)
![数值传热学习题解答(汇总版)](https://img.taocdn.com/s3/m/8483a0b887c24028915fc38c.png)
习题1-7解:由于对称性,取半个通道作为求解区域。
常物性不可压缩流体,二维层流、稳态对流换热的控制方程组为: 质量守恒方程0=∂∂+∂∂yv x u 动量守恒方程 ()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂−=∂∂+∂∂22221y u x u x py vu x uu νρ ()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂−=∂∂+∂∂22221y v x v y p y vv x uv νρ 能量守恒方程 ()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=∂∂+∂∂2222y T xT a y vT x uT 边界条件:进口截面 ()0,,===v c T y u u in ; 平板通道上(下)壁面 0,0=∂∂==yTv u ; 中心线上对称条件: 0,0u T v y y∂∂===∂∂; 出口截面0,0,0=∂∂=∂∂=∂∂xT x v x u ; 或者写:采用数值传热学的处理方法。
图1-10 习题1-7的图示本题如果采用整个通道作为计算区域,应该扣除0.5 分2-3.解:由u x u ∂∂=()xuu ∂∂21=η22y u ∂∂得: 其守恒形式为:()xuu ∂∂=2η22y u ∂∂ 对方程两端在t ∆时间间隔内对其控制容积积分得:()dxdydt x uu t t t nsew ⎰⎰⎰∆+∂∂=⎰⎰⎰∆+∂∂t t t e w n s dydxdt y u 222η()()[]dxdt y u y u dydt uu uu s n t t t ewtt t w e n s ][2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂−⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=−⎰⎰⎰⎰∆+∆+η 将()()2)(PE e uu uu uu +=, ()()()2P W w uu uu uu +=,()n PN n y u u y u δ−=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,()sSP s y u u y u δ−=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂。
y y y s n ∆==)()(δδ 带入,得:xdt y u u u ydt uu uu t t t S P N tt tW E ∆∆+−=∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡−⎰⎰∆+∆+]2[22)()(η t x yu u u t y uu uu tSt P t N t W t E ∆∆∆+−=∆∆−222)()(η整理得离散方程为:()()0242=∆−+−∆−yu u u xuu uu t P t S t N tWt E η2—3:解:由2221()u 2u u ux x y η∂∂∂===∂∂∂得:原方程的守恒形式为: 222()2u ux yη∂∂=∂∂ 对方程两端在t ∆时间间隔内对其控制容积积分,把可积的部分积出后得:22()t tsne wtu u dtdy +∆−⎰⎰= 2t te wtn s u u dtdx y y η+∆⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂−⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎰⎰选定2u 随y 而变化的型线,这里取为阶梯式,即在控制容积内沿y 方向不变,则2222()=y ()t tt ts ne we w ttu u dtdy u u dt +∆+∆−∆−⎰⎰⎰选定2u 随t 而变化的规律,这里采用阶梯式显式,则22()t tewty u u dt +∆∆−⎰= ()()22t t e w u u t y ⎡⎤−∆∆⎢⎥⎣⎦选定uy∂∂随x 而变化的型线,这里取为阶梯式,即在控制容积内沿x 方向不变,则22t tt t e wtt n s n s u u u u dtdx x dt y y y y ηη+∆+∆⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂−=∆−⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎰⎰⎰ 选定uy∂∂随t 而变化的规律,这里采用阶梯显式,则 2t ttn s u u x dt y y η+∆⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂∆−⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎰= 2t t n s u u t x y y η⎡⎤⎛⎫⎛⎫∂∂−∆∆⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦进一步选取u 随x,y 分段线性变化,则2222E Pe u u u += , 222w 2W P u u u +=()nt PtN ty uu y u δ−=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n , ()stSt p ts y u u y u δ−=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂。
传热学练习题及答案
![传热学练习题及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/87f50385970590c69ec3d5bbfd0a79563d1ed440.png)
传热学练习题及答案1、保温材料一般都是结构疏松、导热系数( )的固体材料A、较大B、较小C、不一定D、无关答案:B2、化工生产要认真填写操作记录,差错率要控制在( )以下。
A、5‰B、1.5‰C、2%D、1%答案:B3、PET是指( )。
A、脲醛树脂B、涤纶树脂C、醇酸树脂D、环氧树脂答案:B4、在蒸汽冷凝传热中,不凝气体的存在对α的影响是( )A、会使α大大升高B、无法判断C、会使α大大降低D、对α无影响答案:C5、总转化率的大小说明新鲜原料最终( )的高低.A、反应速度B、反应深度C、反应时间.答案:B6、将含晶体10%的悬浊液送往料槽宜选用( )A、往复泵B、齿轮泵C、离心泵D、喷射泵答案:C7、关于重大事故的处理原则,下列表述错误的是( )A、不跑、冒、滴、漏,不超温、超压、窜压B、可以就地排放油和气体,防止发生着火爆炸等恶性事故C、注意保护催化剂及设备D、事故判断要及时准确、动作迅速,请示汇报要及时,相互联系要及时答案:B8、加氢裂化的优点是( )A、可生产优质航煤B、可生产高十六烷值柴油C、可生产高辛烷值汽油答案:A9、管件中连接管路支管的部件称为( )A、丝堵B、弯头C、活接头D、三通或四通答案:D10、中压废热锅炉的蒸汽压力为( )A、4.0~12MPaB、1.4~4.3C、4.0~10D、1.4~3.9答案:D11、对于工业生产来说,提高传热膜系数最容易的方法是( )A、改变流体性质B、改变工艺条件C、改变传热面积D、改变流体的流动状态答案:D12、为了在某固定空间造成充分的自然对流,有下面两种说法:①加热器应置于该空间的上部;②冷凝器应置于该空间的下部。
正确的结论应该是( )A、这两种说法都对B、这两种说法都不对C、第一种说法对,第二种说法不对D、第一种说法不对,第二种说法对答案:B13、下列不是用来调节离心泵流量的选项是( )A、改变叶轮直径B、调节离心泵出口阀的开度C、改变叶轮转速D、调节离心泵的旁路调节阀答案:D14、防止换热器管子振动的措施,可采用( )A、减小管壁厚度和折流板厚度B、在流体入口处前设置缓冲措施防止脉冲C、增大折流板上的孔径与管子外径间隙D、增大折流板间隔答案:B15、多管程列管换热器比较适用于( )场合。
传热学习题答案
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第一章 导热理论基础1. 按20℃时,铜、碳钢(1.5%C )、铝和黄铜导热系数的大小,排列它们的顺序;隔热保温材料导热系数的数值最大为多少?列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。
答:铜>铝>黄铜>碳钢;隔热保温材料导热系数最大值为0.12W/(m •K )膨胀珍珠岩散料:25℃ 60-300Kg/m 3 0.021-0.062 W/(m •K ) 矿渣棉: 30℃ 207 Kg/m 3 0.058 W/(m •K )软泡沫塑料: 30℃ 41-162 Kg/m 3 0.043-0.056 W/(m •K ) 2. 推导导热微分方程式的已知前提条件是什么? 答:导热物体为各向同性材料。
3.(1)m k xt /2000=∂∂ , q=-2×105(w/m 2). (2)m k xt /2000-=∂∂, q=2×105(w/m 2). 4. (1),00==x q 3109⨯==δx q w/m 2 (2) 5108.1⨯=νq w/m 35. 已知物体的热物性参数是λ、ρ和c ,无内热源,试推导圆柱坐标系的导热微分方程式。
答:2222211[()]t t t t a r r r r r zτφ∂∂∂∂∂=++∂∂∂∂∂ 6. 已知物体的热物性参数是λ、ρ和c ,无内热源,试推导球坐标系的导热微分方程式。
答:2222222111[()(sin )]sin sin t t t ta r r r r r r θτθθθθϕ∂∂∂∂∂∂=++∂∂∂∂∂∂ 7. 一半径为R的实心球,初始温度均匀并等于t 0,突然将其放入一温度恒定并等于t f 的液体槽内冷却。
已知球的热物性参数是λ、ρ和c ,球壁表面的表面传热系数为h ,试写出描写球体冷却过程的完整数学描述。
答:2201[()],0,00,0,0,,()f r R r Rt t r r R c r r r r R t t tr R h t t rλττρττλ==∂∂∂=><<∂∂∂=≤≤=∂>=-=-∂0,0dtr dr== 8. 从宇宙飞船伸出一根细长散热棒,以辐射换热将热量散发到外部空间去,已知棒的发射率(黑度)为ε,导热系数为λ,棒的长度为l ,横截面面积为f ,截面周长为U,棒根部温度为T0。
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传热学复习题及其答案(Ⅰ部分)一、 概念题1、试分析室内暖气片的散热过程,各个环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。
答:有以下换热环节及传热方式:(1) 由热水到暖气片管道内壁,热传递方式为强制对流换热;(2) 由暖气片管道内壁到外壁,热传递方式为固体导热;(3) 由暖气片管道外壁到室内空气,热传递方式有自然对流换热和辐射换热。
2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程,各个环节有哪些热量传递方式?答:有以下换热环节及传热方式:(1) 室内空气到墙体内壁,热传递方式为自然对流换热和辐射换热;(2) 墙的内壁到外壁,热传递方式为固体导热;(3) 墙的外壁到室外空气,热传递方式有对流换热和辐射换热。
3、何谓非稳态导热的正规阶段?写出其主要特点。
答:物体在加热或冷却过程中,物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律,物体初始温度分布的影响逐渐消失,这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。
4、分别写出Nu 、Re 、Pr 、Bi 数的表达式,并说明其物理意义。
答:(1)努塞尔(Nusselt)数,λlh Nu =,它表示表面上无量纲温度梯度的大小。
(2)雷诺(Reynolds)数,νlu ∞=Re ,它表示惯性力和粘性力的相对大小。
(3)普朗特数,a ν=Pr ,它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。
(4)毕渥数,λlh B i =,它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。
5、竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加还是减小?为什么?。
答:竖壁倾斜后,使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一部分,液膜流动变慢,从而热阻增加,表面传热系数减小。
另外,从表面传热系数公式知,公式中的g 亦要换成θsin g ,从而h 减小。
6、按照导热机理,水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大?答:根据导热机理可知,固体导热系数大于液体导热系数;液体导热系数大于气体导热系数。
所以水的气、液、固三种状态的导热系数依次增大。
7、热扩散系数是表征什么的物理量?它与导热系数的区别是什么?1/423l l x l s w gr h 4(t t )x ρλη⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦答:热扩散率 ca ρλ= ,与导热系数一样都是物性参数,它是表征物体传递温度的能力大小,亦称为导温系数,热扩散率取决于导热系数λ 和c ρ 的综合影响;而导热系数是反映物体的导热能力大小的物性参数。
一般情况下,稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数,但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数,还取决于物体的导温系数。
8、集总参数法的适用条件是什么?满足集总参数法的物体,其内部温度分布有何特点? 答:集总参数法的适用条件是B i <0.1,其特点是当物体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻时,物体内部在同一时刻均处于同一温度,物体内部的温度仅是时间的函数,而与位置无关。
9、灰体的含义?答:灰体是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似,或它的单色发射率不随波长变化的物体;或单色吸收比与波长无关的物体,即单色吸收比为常数的物体。
10、漫射表面?答:通常把服从兰贝特定律的表面称为漫射表面,即该表面的定向辐射强度与方向无关。
或物体发射的辐射强度与方向无关的性质叫漫辐射,具有这样性质的表面称为漫射表面。
11、气体的热边界层与流动边界层的相对大小?答:由于3/1/r t P =δδ,对于气体来说7.0≈r P ,所以气体的热边界层的厚度大于流动边界层的厚度。
12、沸腾换热的临界热流密度的含义是什么?答:在泡态沸腾阶段时,液体温度与壁面温度之差t ∆若进一步增大,汽泡在表面上生成、长大,随后引因浮力作用而离开表面。
沸腾的液体主体温度这时有一定的过热度,故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀,直到逸出液面,由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动,换热强度剧增,热流密度随t ∆的提高而急剧增大,直到达到热流密度的峰值,此时的热流密度称为临界热流密度。
当t ∆进一步增大时,热流密度又开始下降。
13、影响强制对流换热的表面换热系数的因素有哪些?答:影响强制对流换热的表面换热系数的因素有流态、流体的物性、换热表面的几何因素等,用函数表示为),,,,,,,,(l c t t u f h p f w μαρλ=。
14、;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冰箱耗电量大?为什么?答:在其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱的蒸发器和冰箱的冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加的热阻,因此,冷冻室(或冷藏室)要达到相同的温度,必须要求蒸发器处于更低的温度。
所以,结霜的冰箱的耗电量要大。
15、分别写出Bi 、Nu 、Fo 、Pr 数的表达式,并说明Bi 物理意义。
答:(1)毕渥数,λlh B i =,它表示导热体内部导热热阻与外部对流换热热阻的相对大小。
(2)努塞尔数,λl h Nu =,它表示壁面附近流体无量纲温度梯度的大小,反映对流换热过程的强度。
(3)傅立叶数,2δτa F o =,它表示非稳态导热过程的无量纲时间。
(4)普朗特数,a ν=Pr ,它表示动量扩散和能量扩散的相对大小,是反映流动边界层厚度和热边界层厚度的相对大小。
16、圆管临界热绝缘直径与哪些因素有关? 答:圆管临界热绝缘直径22h d ins c λ=,根据公式加以分析(略)。
17、为什么珠状凝结表面换热系数比膜状凝结表面换热系数大?答:膜状凝结换热时沿整个壁面形成一层液膜,并且在重力的作用下流动,凝结放出的汽化潜热必须通过液膜,因此,液膜厚度直接影响了热量传递。
珠状凝结换热时,凝结液体不能很好的浸润壁面,仅在壁面上形成许多小液珠,此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触,因此,换热速率远大于膜状凝结换热。
18、不凝结气体对表面凝结换热强弱有何影响?答:不凝结气体的存在,一方面使凝结表面附近蒸汽的分压力降低,从而蒸汽饱和温度降低,使得传热驱动力即温差)(w s t t -减小;另一方面,凝结蒸汽穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散,从而增加了阻力。
因此,上述两方面原因导致凝结换热时的表面传热系数降低。
19、空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,换热强度降低,为什么?答:空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,气流扰动越强,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,凝结液膜越厚,凝结换热热阻越大,换热强度降低。
20、写出时间常数的表达式,时间常数是从什么导热问题中定义出来的?它与哪些因素有关? 答:时间常数的表达式为hA cVc ρτ=,是从非稳态导热问题中定义出来的,它不仅取决于几何A V /参数和物性参数c ρ,还取决于换热条件h 。
21、什么是物体表面的发射率?它与哪些因素有关?答:实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比称为该物体的发射率,物体的发射率只取决于物体的表面特性(物体的种类、表面状况和温度),而与外界条件无关。
22、什么是物体表面的吸收比(率)?它与哪些因素有关?答:物体对投入辐射所吸收的百分数称为该物体的吸收比(率),物体的吸收比(率)只取决于物体的表面特性(物体的种类、表面状况和温度),对于全波长的特性还与投射能量的波长分布有关。
23、何谓遮热板(罩)?答:插入两个辐射换热表面之间的用于削弱两个表面之间辐射换热的薄板或罩。
24、黑体辐射包括哪几个定律?答:普朗克定律、维恩位移定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、兰贝特定律。
25、其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比,哪个的表面换热系数大?为什么?答:同一根管子横向冲刷比纵向冲刷相比的表面换热系数大。
因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚,热阻较大;而横向冲刷时热边界层较薄且在边界层由于分离而产生的旋涡,增加了流体扰动,因而换热增强。
26、下列三种关联式描述的是那种对流换热?),,(r r e u G P R f N =,),(r e u P R f N =,),(r r u G P f N =答:),,(r r e u G P R f N =描述的是无相变的强迫对流换热,且自然对流不可忽略; ),(r e u P R f N =描述的是自然对流可忽略的无相变的强迫对流换热;),(r r u G P f N =描述的是自然对流换热。
27、写出辐射换热中两表面间的平均角系数的表达式,并说明其物理意义。
答:平均角系数X 1,2=21122211cos cos 1dA dA r A A A ⎰⎰πθθ ,它表示A 1表面发射出的辐射能中直接落到另一表面A 2上的百分数。
或者它表示离开A 1表面的辐射能中直接落到另一表面A 2上的百分数。
28、表面辐射热阻答:当物体表面不是黑体时,该表面不能全部吸收外来投射的辐射能量,这相当于表面存在热阻,该热阻称为表面辐射热阻,常以εεA -1来表示。
29、有效辐射答:单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射J ,它包括辐射表面的自身的辐射E 和该表面对投射辐射G 的反射辐射G ρ,即G E J ρ+=。
30、换热器的污垢热阻答:换热设备运行一段时间以后,在管壁产生污垢层,由于污垢的导热系数较小,热阻不可以忽略,这种由于污垢生成的产生的热阻称为污垢热阻。
31、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么?答:采用空心砖较好,因为空心砖内部充满着空气,而空气的导热系数相对较小,热阻较大,空心砖导热性较之实心砖差,同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。
32、下列材料中导热系数最大的是( 纯铜 )(a) 纯铜 (b)纯铁 (c)黄铜 (d)天然金刚石33、什么是雷诺类比律(写出表达式)?它的应用条件是什么?答:雷诺类比率:2/f C St =,条件:Pr=1,34、下列工质的普朗特数最小的是(液态金属)(a)水 (b) 空气 (c)液态金属 (d)变压器油35、为什么多层平壁中的温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折线?36、对管壳式换热器来说,两种工质在下列哪种情况下,何种工质走管内,何种工质走管外?(1) 清洁的和不清洁的工质(2)腐蚀性大与小的工质(3)高温与低温的工质答:(1)不清洁流体应在管内,因为壳侧清洗比较困难,而管内可以拆开端盖进行清洗;(2)腐蚀性大的流体走管内,因为更换管束的代价比更换壳体要低,且如将腐蚀性大的流体走壳程,被腐蚀的不仅是壳体,还有管子外侧。
(3)温度低的流体置于壳侧,这样可以减小换热器的散热损失。
37、北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜。
试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜?为什么?答:霜会容易结在树叶的上表面,因为树叶上表面朝向太空,而太空表面的温度会低于摄氏零度;下表面朝向地面,而地球表面的温度一般在零度以上。