2007传热学试题及答案
传热学试题(附答案)
传热学试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、在选择离心通风机时根据( )A、实际风量、实际风压B、实际风量、标准风压C、标准风量、实际风压D、标准风量、标准风压正确答案：B2、与平推流反应器比较，进行同样的反应过程，全混流反应器所需要的有效体积要( )A、大B、无法确定C、相同D、小正确答案：A3、某单程列管式换热器，水走管程呈湍流流动，为满足扩大生产需要，保持水的进口温度不变的条件下，将用水量增大一倍，则水的对流传热膜系数为改变前的( )A、1.149倍B、2倍C、不变D、1.74倍正确答案：D4、氯乙烯聚合只能通过( )A、阳离子聚合B、配位聚合C、自由基聚合D、阴离子聚合正确答案：C5、用离心泵向高压容器输送液体，现将高压容器改为常压容器，其它条件不变，则该泵输送液体流量( )，轴功率（）。
A、不确定、不变B、增加、增加C、减小D、增加正确答案：B6、列管换热器中下列流体宜走壳程的是( )A、腐蚀性的流体B、压力高的流体C、被冷却的流体D、不洁净或易结垢的流体正确答案：C7、某并流操作的间壁式换热气中，热流体的进出口温度为90℃和50℃，冷流体的进出口温度为20℃和40℃，此时传热平均温度差△tm=( )。
A、40℃B、30.8℃C、39.2℃正确答案：B8、工业上甲醇氧化生产甲醛所用的反应器为( )A、釜式反应器B、具换热式固定床反应器C、流化床反应器D、绝热式固定床反应器正确答案：D9、离心泵最常用的调节方法是 ( )A、安装回流支路，改变循环量的大小B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、车削离心泵的叶轮正确答案：B10、当壳体和管速之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用( )A、固定管板式B、套管式C、浮头式正确答案：C11、下面关于裂解气分离流程说法正确的是( )A、一套乙烯装置分离收率和分离流程顺序关系很大，顺序分离流程和前脱乙烷流程、前脱丙烷流程相比乙烯收率最高。
传热学试卷(1)答案
2007传热学试卷（1）标准答案一.填空题：（共20分）[评分标准：每个空格1分] 1．表征材料导热能力的物理量是____导热系数_____。
2．努谢尔特准则的表达式是___hL/λ___。
式中各符号的意义是_λ为导热系数_、__L 特征尺寸__、__h 为对流换热系数__。
3．凝结换热有__膜状凝结__和__珠状凝结__两种换热方式，其中_珠状凝结_的换热效果好。
4．饱和沸腾曲线有四个换热规律不同的区域，分别指_自然对流__、核态沸腾__、__过渡沸腾__、__稳定膜态沸腾_。
5．管外凝结换热，长管竖放比横放的换热系数要____小__。
是因为___膜层较厚___的影响。
6．决定物体导热不稳定状况下的反应速率的物理量是_导温系数_。
7．定向辐射强度与方向无关的规律，称___兰贝特定律___。
8．换热器热计算的两种基本方法是__平均温压法__和__传热单元数法__。
汽化核心数受_壁面材料_和__表面状况、压力、物性__的支配。
二．问答及推倒题：（共50分）1.名词解释（10分）[评分标准：每小题2分]①角系数：把表面1发出的辐射能落到表面2上的百分数，称为表面1对表面2的角系数。
②肋效率：基温度下的理想散热量假设整个肋表面处于肋肋壁的实际散热量=f η③灰体：物体的单色吸收率与投入辐射的波长无关的物体。
④Bi 准则：Bi=hL/λ=固体内部的导热热阻与外部的对流换热热阻之比。
⑤定性温度：在准则方程式中用于确定物性参数的温度。
2．设一平板厚为δ，其两侧表面分别维持在温度t 1及t 2，在此温度范围内平板的局部导热系数可以用直线关系式λ=λ0（1+bt ）来表示，试导出计算平板中某处当地热流密度的表达式，并对b ＞0、b ＝0及b ＜0的三种情况画出平板中温度分布的示意曲线。
（10分） 解：应用傅里叶定律：dxdtbt dx dt q )1(0+-=-=λλ——————2分 分离变量：dt bt qdx )1(0+-=λ对x 作0到δ的积分：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=+-=+-=⎰⎰)21()21()21()1(211222020002121t t t t bt t q dtbt dx q t t t t λλδλδ即：---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=λδδλδλδλ)()(211)()(21)()21()21(121212021221202112220t t t t b t t t t b t t t t t t q )1(0--+=t b λλ————————6分 由于q 与x 无关，故由c dxdtbt =+-)1(0λ可知t 沿x 的变化型线与b 值的关系如图所示。
2007级传热学A卷
武汉大学动力与机械学院2009 —2010 上学期期末考试《 传热学 》试卷A班级：__________ 学号：___________ 姓名：___________ 成绩：___________一、问答题（50分）：1. 试说明Bi 数的物理含义。
当Bi →∞及Bi →0时各代表怎样的换热条件？它们对物体内部的温度分布分别会产生什么样的影响？ （10分）2. 用于太阳能热水器上的真空管式集热器结构如图1所示。
真空管倾斜放置。
试用传热学原理对这样的结构和布置加以解释。
（10分）3. 影响对流换热的因素有哪些？对单相自然对流来说，其一般性的准则方程式是怎样的？并说明式中准则数的物理含义。
（10分）4. 大容器饱和沸腾曲线可分为哪四个区域，各区的换热有什么特点？ （10分）5. 顺流式换热器和逆流式换热器各有何优缺点？在火电厂中，为何有些过热器低温段采用逆流布置，而高温段采用顺流布置？ （10分）二、推导与计算题（50分）：1. 写出常物性、无内热源及对称第三类边界条件下一维大平板非稳态导热问题的显式差分方程，并说明其稳定性条件？ （8分）2. 热水瓶瓶胆为涂有水银的玻璃真空夹层结构，瓶胆高为400mm ，外径为150mm ，水银的黑度为0.04。
瓶内有95℃的开水，环境温度为15℃。
假设瓶胆内外层温度分别与水和周围环境温度一致，求瓶胆散热量。
若用热导率为0.05W/m. ℃的软木代替瓶胆夹层，问需要多厚的软木才可以达到和双层玻璃同样的保温效果。
（10分）主考老师： 系主任：共2页 第1页3. 将初温为80℃，直径为20mm的紫铜棒，突然横置于气温为20℃，流速为12m/s的风道中，5min后紫铜棒表面温度降为34℃。
已知紫铜的密度ρ1＝8954kg/m3，比热c1=383.1J/(kg.℃)，热导率λ1=386w/(m.℃)。
试求紫铜棒与气体之间对流换热的表面传热系数，并将计算结果与对流换热关联式的结果进行对比。
2007~2008学年第一学期期末考试《传热学》
2007~2008学年第一学期期末考试《传热学》试卷（A ）一、名词解释（4’×5=20’）1、Heat Conduction ：2、Fin Efficiency ：3、Velocity Boundary Layer ：4、珠状凝结：5、黑体：二、填空题（4’×7=28’）1、房间内有一个充满咖啡的封闭容器，房间的空气和墙的温度固定不变，图1中给出了所有对咖啡冷却起作用的传热过程，分别说明以下传热过程(传热对象和传热方式)，如q1表示从咖啡到塑料内壳内表面的自然对流换热过程。
q2： q3： q5： q7：2、有一水冷器，空气侧表面传热系数h1=20W/(m2·K)，传热壁面厚δ=1mm ，导热系数λ=200W/(m ·K)，水侧表面传热系数h2=5000W/(m2·K)。
设传热壁可以看作平壁，则该传热过程中气到水的总传热系数为 ，为了强化这一传热过程应先从 环节着手?空气层q13、图2-a 中厚度为δ的单层平壁，两侧温度分别维持在t1及t2，t1>t2，平板材料导热系数呈线性变化，即λ=a+bt (其中a,b 为常数)。
假定无内热源。
图2-a 中画出该平壁内的温度分布曲线，由此可知b 0。
(>,=,<)图2-b 所示双层平壁中，导热系数λ1，λ2为定值，假定过程为稳态，试分析图中曲线1所对应的λ 1 λ2。
(>,=,<)4、无内热源常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为t=2y 2cosx ，它在x ＝O,y=1处的温度随时间的变化率可表示为 。
5、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 。
6、在一台缩小成为实物1/10的模型中，用20℃的空气来模拟实物中平均温度为200℃空气的加热过程。
实物中空气的平均流速为6.03m/s ，则模型中的流速应为 ？ 干空气物性参数如下表所示。
(完整word版)2007年传热学期末试卷A
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！华南理工大学期末考试《 传热学 》试卷A注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷；4. 本试卷共一、填空题（每题2分，共20分）1、流体刚流入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长 ，这是因为 。
2、已知热流体进出口温度分别为o i T T 11,，冷流体进出口温度为o i T T 22,，当换热器顺流布置时，对流平均温差表达式 ；当换热器逆流布置时，其对数平均温差表达式 。
3、流体普朗特数的表达式 ，物理意义是 。
4、下列传热学术语的英文表达为：传热单元数 ； 总传热系数 ；对数平均温差 ； 速度边界层 。
5、黑体的温度越高，其最大辐射力波长越 ，描述这一性质的物理定律叫做 定律。
6、采用集总参数法求解非稳态导热时，需满足 ，为什么？ 。
7、 的物体叫灰体。
8、自然对流换热、强制对流换热及沸腾换热三种换热系数的大小为： 。
9、大空间自然对流换热实验准则关联式的一般函数形式为 ，式中各准数的定义 。
10、流体在管内湍流流动，如管径缩小一半，保持容积流量不变，流体平均温度也不变，则对流传热系数是否变化？ ，为原来的 。
二、简答题（每题5分，共35分） 1、 简述玻璃温室保暖的原理。
2、 如图1所示，为一半圆与一平面所组成的表面，温度保持在500℃，周围流体的温度为300℃，对流换热系数.K)w/(m 12h ，已知D=100mm ，L=300mm ，试求出此表面的散热量。
（5分）1h, Tf图1 图23、 二维无内热源稳态导热问题，网格划分如图2所示，试导出图中节点2的节点方程，已知顶部环境温度为f T ，对流换热系数h ，材料A 的导热系数为A k ，材料B 的导热系数为B k 。
4、 设冬天室内温度为T 1，室外温度为T 2，试针对下列情况画出从室内经砖墙到室外的温度分布示意曲线：a) 室外平静无风；b) 室外挂大风，冷空气以较大流速吹过砖墙表面；c) 如果再考虑砖墙与周围环境之间的辐射换热，则温度分布将如何变动？为什么？5、 某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20℃，但感觉却不同。
2007-2008学年第一学期传热学A答案
一、填空（每空1分，共20分）1、温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为 等温面 。
2、就引起流动的原因而论，对流换热可区分为 自然对流 与 强制对流 两大类。
3、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是 有效 辐射，定义为 灰体表面的本身辐射和反射辐射之和 。
4、热电偶的 时间常数 是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。
5、所谓同类物理现象，指那些用 相同形式 并具有 相同内容的微分方程式 所描写的现象。
6、强化传热的方法之一是提高K 值。
要提高K 值,则应改善对流换热表面传热系数 较小 的一侧的传热条件（对流换热表面传热系数小的还是大的）7、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式，分别为 膜状凝结 和 珠状凝结 ，工程设计的依据是膜状凝结 。
8、由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越 小 ,其两侧的温度差越 小 。
9、傅立叶定律中的负号表示 热流方向与温度梯度方向相反 。
10、温度边界层越 厚 ，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越 薄 越好。
11、内部流动与外部流动的区别主要在于 换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展 。
12、影响核态沸腾的主要因素是 壁面过热度 和 汽化核心数 。
1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。
A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体2、有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X 1，2=0.4,X 1，4=0.25，则X 1，3为( D )。
A.0.5 B.0.65 C.0.15 D.0.35 3、温度对辐射换热的影响（ B ）对对流换热的影响。
A.等于； B.大于； C.小于 ； D.可能大于、小于4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。
A.重力和惯性力；B.惯性力和粘性力；C.重力和粘性力 ；D.浮升力和粘性力 5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。
北京航空航天大学2007年传热学期末考试卷
计算题 1 附图
2、温度为 0.1mm 的电阻丝被置于空气流中，并与来流方向垂直。来流温度为 20℃，
电阻丝的加热功率为 17.8W/m。试确定使电阻丝稳定在 40℃的空气流速。所需的
物性参数和公式如下
空气在一个大气压下的物性表
t (℃)
C p (J/(kg.℃)
μ ×106 [kg/(m.s)] λ ×102[W /(m.oC)
更多免费本科考研试卷 尽在卷卷天下（）
北京航空航天大学
2006－2007 学年 第二学期期末
《传 热 学》
考试卷
班 级______________学 号 _________ 姓 名______________成 绩 _________
2007 年 7 月 10 日
ρ(kg / m3 )
20
1005
18.1
40
1005
19.1
2.59
1.205
2.76
1.128
ห้องสมุดไป่ตู้
空气外绕圆柱体的对流换热准则关系式为： Nu = C Ren ，其中 C 和 n 见下表
Re 0.4~4 4~40 40~4000
C 0.891 0.821 0.615
n 0.33 0.385 0.466
更多免费本科考研试卷 尽在卷卷天下（） 3、有两个同心球壳，半径分别为 R1和 R2 。球壳 1 外表面温度为T1 ，发射率为ε1；
球壳 2 内表面温度为T2 ，发射率为ε 2 。如果在两个同心球壳中插入半径为 R3 、 内、外表面黑度均为ε 3 的球壳并与球壳 1 和 2 同心，忽略球壳 3 的导热热阻和 厚度。（1）求当改变球壳 3 的半径 R3 时，球壳 1 和 2 之间的辐射换热热流随 R3
2007传热学试卷(2)答案
2007传热学试卷（2）标准答案一.填空题：（共20分）[评分标准：每个空格1分]1．表征传热过程强弱程度的物理量是__传热系数______。
2．边界层微分方程的守恒要求是建立于_____微元体_______。
边界层积分方程的守恒要求是建立于_____控制体______。
能量积分方程求解的准确度取决于____温度的分布_____。
3．导热问题的边界条件有三类，它们分别是______温度值__________、__热流密度值____、__对流换热系数与周围流体的温度_____。
4．管内强迫流动，短管比长管的换热系数大，是因为边界层较薄的影响。
5．湿砖的导热系数系数比水的导热系数_大__。
6．影响核态沸腾的因素主要是__壁面过热度__和__汽化核心数__。
7．沸腾换热曲线中的上临界点指的是核态沸腾的终点，又称_临界热流密度_。
8．不稳态导热特征取决于两个无量纲量，它们的名称和表达式分别是Bi=hL/λ和_Fo=aτ/L2__。
集总参数法应用的条件是___Bi＜0.1__。
9．辐射表面中的重辐射面指____绝热面__。
10．设计换热器所遵守的两个基本方程式是_传热方程式_和热平衡方程式。
二．问答及推导题：（共50分）1．名词解释（10分）[评分标准：每小题2分]①定向辐射强度：单位时间、单位可见辐射面积、单位立体角内的辐射能量。
②效能与传热单元数：效能表示换热器的换热效果；NTU反映换热能力的大小，是评价换热器技术经济性能的指标。
③有效辐射：单位时间内离开物体单位表面积上的总辐射能。
④导温系数：物体内部温度扯平能力的大小。
a=λ/ρc⑤速度边界层：把贴壁处速度剧烈变化的薄层称为速度边界层。
2．已知对平板上湍流边界层阻力系数的测定得出了以下阻力系数计算式：()试采用雷诺比拟得到平板上局部湍流换热的准则关系式。
（10分）[评分标准：（1）为5分，（2）为5分]解：（1）当Pr=1时，任意一个处的局部阻力系数及努谢尔数Nu的关系为：（2）将平板上湍流边界层阻力系数的计算式：()代入上式得：3．蒸汽管道外包有两层厚度相等而导热系数不同的保温材料，试从减少热损失的观点说明保温性能好的材料应放在内层好还是外层好？设外界环境温度和对流换热系数均保持为常数。
2007-2008期末考试试卷参考答案
2007-2008学年第一学期《传热传质学》期末考试试卷1. 概念题（35分，每题5分）① 写出Nu 、Bi 的准则数表达式，并解释Nu 、Bi 数的物理意义及其不同之处。
努赛尔数λhlNu =，物理意义为近壁面流体的无量纲温度梯度，表示对流换热的强弱。
毕渥数 λδh Bi = 或 λhlBi =，物理意义为导热物体内部导热热阻与外部对流换热热阻的相对大小。
Nu 数中λ为流体的导热系数，一般对流换热系数h 未知，Nu 为待定准则数； Bi 数中λ为导热固壁的导热系数，一般对流换热系数h 为已知量，Bi 为已定准则数。
② 强制对流和自然对流分别存在哪两种流动形态？判断强制对流和自然对流流动形态的准则数分别是什么？流动形态主要分为层流和湍流（紊流）；强制对流的流动形态判断准则数为雷诺数νul=Re ，自然对流的流动形态判断准则数为格拉晓夫数23ναtl g Gr ∆=。
③ 试说明在相变对流换热中，产生凝结换热和沸腾换热的必要条件。
产生凝结换热的必要条件：壁面温度小于蒸汽的饱和温度，s w t t <； 产生沸腾换热的必要条件：液体的饱和温度小于壁面温度，s w t t >。
④ 简述维恩位移定律，并由此分析为何炼钢时随着温度的升高，钢锭表面颜色由暗红逐渐变白？维恩位移定律：黑体的最大光谱辐射力对应的波长与温度成反比（或黑体的最大光谱辐射力对应的波长与温度的乘积等于常数）。
mK T m 3108976.2-⨯=λ实际物体的光谱辐射力随波长的分布规律与黑体基本一致。
根据维恩位移定律，炼钢时随着温度T 的增加，热辐射中最大光谱辐射力对应的可见光波长向短波移动，即钢锭表面的颜色由暗红逐渐变白。
⑤ 试分别指出下列基尔霍夫定律表达式的应用层次及其成立的条件。
)()(),,(),(T T T T αελαλε==),(),(T T λαλε=：描述的是半球空间光谱发射率与光谱吸收比的关联，成立条件为辐射表面具有漫射特性，即为漫射表面；)()(T T αε=：描述的是半球空间（全波段）发射率与吸收比的关联，成立条件为与黑体处于热平衡或辐射表面是具有漫射特性的灰体表面（漫灰表面）。
2007级《传热学》考试题(A卷,2010[1].1)参考答案
![2007级《传热学》考试题(A卷,2010[1].1)参考答案](https://img.taocdn.com/s3/m/061b9bd54afe04a1b071de94.png)
2009~2010学年 第 1 学期开课学院：考试日期： 2010.1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．导热的第二类边界条件是指已知边界上任意时刻的热流密度值； 导热的第三类边界条件是指已知边界周围流体的温度和表面传热系数。
2．描述导热物体内部温度扯平能力的物性量叫热扩散率或导温系数；其定义式为a =λ/ρc p 。
3．流体刚流入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长减小，这是因为热边界层厚度沿管长增加。
4．影响对流传热的因素有流体流动的起因、流体有无相变、流体的流动状态、换热表面的几何因素和流体的物理性质。
5．蒸汽与温度低于饱和温度的壁面接触时，有膜状凝结和珠状凝结两种不同的凝结形式，产生不同凝结形式的原因是由于凝结液与固体壁面润湿性的不同。
6．气体辐射具有两个特点：（1）对波长有选择性；（2）在整个容积中进行。
7．普朗克定律揭示了黑体辐射能按波长分布的规律；兰贝特定律揭示了黑体辐射能按空间方向的分布规律。
8．临界热绝缘层直径的定义式为d cr =2λ/h ，其意义为d =d cr 时对流与导热热阻之和最小，散热量最大。
9．某燃煤电站锅炉过热器中，烟气向管壁换热的辐射换热系数为20W/(m 2.K)，对流换热系数为40W/(m 2.K)，其复合换热的热阻为0.01667 (m 2.K)/W 。
10．某换热器刚装时传热系数为10W/(m 2.K)，运行一年后因结垢传热系数降为8W/(m 2.K)，这时，污垢热阻为0.005 (m 2.K)/W 。
二、选择题（每小题1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．在锅炉的炉墙中：烟气→内壁→外壁→大气的传热顺序是：（ A ）A. 辐射换热，导 热，复合换热B. 导热，对流换热，辐射换热C. 对流换热，复合换热，导热D. 复合换热，对流换热，导热2．由表面1和表面2组成的封闭系统中，角系数X 1,2和X 2,1的关系为：（ C ）A. 等于B. 小于C. 可能大于、等于、小于D. 大于 3．下列参数中属于物性参数的是（ B ）。
第四章传热(习题及解答2007版)(20200919085422)
单层平 壁导热4.1红砖平壁墙，厚度为500 mm , 一侧温度为200 C,另一侧温度为30 C,设红砖的平均导热 系数可取0.57 W/(m ：C )，试求：(1)单位时间，单位面积导过的热量 q 为多少W/m 2,并换算成工程单位制kCal/(m 2h)。
(2) 距离高温侧350 mm 处的温度为多少？(3)如红砖导热系数与温度关系可表示为： 入=0.51+5 x -1t0则q 又为多少？ 多层平壁导热4.2某燃烧炉的炉墙由三种砖依次砌成：第一层为耐火砖，厚b 1=0.23 m , "1.05 W/(m •C )； 第二层为绝热砖， “ =0.151 W/(m C-)；第三层为普通砖，b 3 =0.24 m , & =0 .93 W/(m C )。
若已 知耐火砖内侧温度为 1000 C,耐火砖与绝热砖接触处温度为940 C,绝热砖与普通砖接触面温 度不得超过138 C ；试求：(1) 绝热砖层的厚度；(2) 普通砖外侧温度。
序号材料 厚度b (mm ) 导热系数入(W/m- C) 1 (内层)耐火砖 200 1.07 2绝热砖 100 0.14 3 钢板 6 45若耐火砖层内表面温度 t 1=1150 C,钢板外表面温度t 4 =30 C,试计算导热的热通量。
又实测通过炉壁的热损失为 300 W/m 2，如计算值与实测不符，试分析原因并计算附加热阻。
多层圆筒导热4.4 一外径为100 mm 的蒸汽管，外包一层 50 mm 绝热材料 A , M =0.07 W/(m C )，其外再包一 层25 mm 的绝热材料 B ,居=0.087 W/(m C )。
设A 的内侧温度为170 C, B 外侧温度为38 C 。
试求每米管上的热损失及 A 、B 界面的温度。
4.5①60 >3 mm 铝合金管(其导热系数可取为 45 W/(m C )),外包一 层厚30mm 石棉，之外再包一层厚 30 mm 的软木，石棉和软木的 导热系数分别为0.16 W/(m C )和0.04 W/(m C )。
2007传热学试题及答案
一、简答题（32分）1、拟在圆形管道上外包两层导热系数不同但厚度相同的保温材料，为了获得较好的保温效果，导热系数较小的保温材料放在内层好还是外层好？为什么？（8分）答：导热系数较小的保温材料布置在内层好。
因为当3221d d d d δ-=-=，21λλ>时，热阻3322112221121111lnln ln ln d d d d d d d d λλλλ+>+。
二、一高温炼炉，初始炉底和炉膛温度为25℃，点火后，炉温迅速攀升至1260℃并保持恒定。
已知炉底为40mm 的耐火砖砌成，导温系数（热扩散率）为a =5×10-7m 2/s ，导热系数4.0W/(mK)，假设炉内烟气与炉底上表面间的对流传热系数为40W/(m 2K)，炉底下表面与基础间绝热。
请问从点火开始，到炉底上表面温度升至1000℃所需的大概时间。
解：这是一个无限大平壁的非稳态导热问题。
400.04Bi 0.44h δλ⨯===，查P57的表3-1得10.5932β=。
另外002512601235f t t θ=-=-=-，10001260260t t f t t θ=-=-=-根据P59的式（3-10）有()()211101112sin cos exp Fo sin cos t θβββθβββ=-+ 解得Fo 4.05590.2=>，于是227Fo 4.05590.0412979 3.61510s h a δτ-⨯⨯====⨯ 或者根据P60的图3-5、3-6查图计算。
先由图3-6查得/m θθ得到m θ，再根据图3-5查得0/m θθ所对应的Fo 即可。
三、已知室外气温-12℃，室内温度20℃，室内对流换热系数25W/m 2K ，室外对流换热系数45W/m 2K 。
砖墙厚240mm ，导热系数0.56W/mK ，用苯板保温，苯板后10mm ，导热系数0.027W/mK ，保温后的装饰层厚度3mm ，导热系数0.93W/mK 。
2007-2008学年第一学期传热学A答案(DOC)
一、填空（每空1分，共20分）1、温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为 等温面 。
2、就引起流动的原因而论，对流换热可区分为 自然对流 与 强制对流 两大类。
3、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是 有效 辐射，定义为 灰体表面的本身辐射和反射辐射之和 。
4、热电偶的 时间常数 是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。
5、所谓同类物理现象，指那些用 相同形式 并具有 相同内容的微分方程式 所描写的现象。
6、强化传热的方法之一是提高K 值。
要提高K 值,则应改善对流换热表面传热系数 较小 的一侧的传热条件（对流换热表面传热系数小的还是大的）7、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式，分别为 膜状凝结 和 珠状凝结 ，工程设计的依据是膜状凝结 。
8、由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越 小 ,其两侧的温度差越 小 。
9、傅立叶定律中的负号表示 热流方向与温度梯度方向相反 。
10、温度边界层越 厚 ，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越 薄 越好。
11、内部流动与外部流动的区别主要在于 换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展 。
12、影响核态沸腾的主要因素是 壁面过热度 和 汽化核心数 。
1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。
A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体2、有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X 1，2=0.4,X 1，4=0.25，则X 1，3为( D )。
A.0.5 B.0.65 C.0.15 D.0.35 3、温度对辐射换热的影响（ B ）对对流换热的影响。
A.等于； B.大于； C.小于； D.可能大于、小于4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。
A.重力和惯性力；B.惯性力和粘性力；C.重力和粘性力 ；D.浮升力和粘性力5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。
2007年清华大学传热学期末考题
第1页/共2页
三、计算题：(50分)
1、集总参数法将初始温度为20℃的热电偶突然放入温度为250℃的气流中，10秒钟后热电偶的温度为85℃。试问：热电偶的温度上升到180℃需要多少时间？(12分)
空气的物性如下：
t℃20 40 60 80 100 120
15.06 16.96 18.97 21.09 23.13 25.45
Pr 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
4、辐射在太空中飞行的宇宙飞船，表面贴有厚0.15m、导热系数 的热绝缘层，而外表面的黑度为0.04。设飞船内空气温度为20℃，空气与内壁间的对流换热系数为6 W/（m2K）。试求飞船外表面的温度。(假设宇宙空间温度为0K；忽略飞船壁面的导热热阻) (16分)
清华大学本科生考试试题专用纸（试题A）
考试课程传热学2007年1月12日
班级姓名学号
一、选择题:将选择出的答案写在题前的方括号内。(15分)
[ ] 1、在同样的加热或冷却条件下：a)物体内部各处温度差别愈小，则其导温系数a值愈大；b)物体内部各处温度差别愈大，则其导温系数a值愈大；c)导热系数 值及热容量 愈大,则a愈大。
[ ] 4、有一平壁传热过程，左侧的对流换热系数h左=2000W/（m2℃）,右侧的对流换热系数h右=10W/（m2℃），平壁厚δ=2mm，导热系数λ=10W/（m℃），要想增强传热过程应从何处着手：a)提高h右；b)提高h左；c)提高导热系数λ。
[ ] 5、夏天人们喜欢穿白颜色的衣服，是因为白颜色对可见光有较大的：a)辐射率；b)吸收率；c)透射率；d)反射率。
第四章传热(习题及解答2007版)
四传热单层平壁导热4.1 红砖平壁墙，厚度为500 mm，一侧温度为200 ℃，另一侧温度为30 ℃，设红砖的平均导热系数可取0.57 W/(m·℃)，试求：（1）单位时间，单位面积导过的热量q为多少W/m2，并换算成工程单位制kCal/ (m2·h) 。
（2）距离高温侧350 mm处的温度为多少？（3）如红砖导热系数与温度关系可表示为：λ=0.51+5×10 -4t，则q又为多少？多层平壁导热4.2 某燃烧炉的炉墙由三种砖依次砌成：第一层为耐火砖，厚b1=0.23 m，λ1=1.05 W/(m·℃)；第二层为绝热砖，λ2 =0.151 W/(m·℃)；第三层为普通砖，b3 =0.24 m，λ3 =0 .93 W/(m·℃)。
若已知耐火砖内侧温度为1000 ℃，耐火砖与绝热砖接触处温度为940 ℃，绝热砖与普通砖接触面温度不得超过138℃；试求：（1）绝热砖层的厚度；（2）普通砖外侧温度。
4.3 平壁炉壁由三种材料组成，其厚度和导热系数如下：序号材料厚度b（mm）导热系数λ（W/m·℃）1（内层）耐火砖200 1.072 绝热砖100 0.143 钢板 6 45若耐火砖层内表面温度t1=1150 ℃，钢板外表面温度t4 =30 ℃，试计算导热的热通量。
又实测通过炉壁的热损失为300 W/m2，如计算值与实测不符，试分析原因并计算附加热阻。
多层圆筒导热4.4 一外径为100 mm的蒸汽管，外包一层50 mm绝热材料A，λA =0.07 W/(m·℃)，其外再包一层25 mm的绝热材料B，λB =0.087 W/(m·℃)。
设A的内侧温度为170 ℃，B外侧温度为38 ℃。
试求每米管上的热损失及A、B界面的温度。
4.5 Φ60×3 mm铝合金管（其导热系数可取为45 W/(m·℃)），外包一层厚30 mm石棉，之外再包一层厚30 mm的软木，石棉和软木的导热系数分别为0.16 W/(m·℃)和0.04 W/(m·℃) 。
2007华科传热学考研真题
2007 传热学考研真题一、简答1）已知圆筒壁内外侧温度分别为t1 和t2，若圆筒壁材料的导热系数为常数，试分别对(t1 >t2)和（t1 <t2）两种情况，画出稳态导热时圆筒壁内的温度分布曲线。
2）用套管温度计测量容器内的流体温度t f，从肋片导热的角度分析，为了减小测温误差，套管材料应选用铜还是不锈钢？如何确定套管的几何参数？3）为什么冷凝器上装抽气器，将其中的不凝结性气体抽出？4）什么是大容器沸腾换热的临界热流密度？它在工程上具有什么意义？5）什么是辐射表面之间的角系数？在什么条件下角系数成为一个纯几何量？6）什么是有效辐射？若黑体的辐射力为E b，投入辐射为G，试问黑体的有效辐射J为多少？7）什么是定向辐射强度，试讨论黑表面、灰表面和非金属固体表面的辐射强度在半球空间上的变化规律，同时指出哪些表面是等强辐射表面。
8）请用传热学理论解释暖水瓶的保温原理。
二、分析1）如图所示的稳态平板导热系数测定装置中，试件厚度δ远小于其直径。
由于安装制造不好，试件与冷、热表面之间各存在着一厚度为△的空气隙，△约为δ的1%。
若试件的导热系数约为空气隙的导热系数的10倍。
试分析因空气隙的存在引起的导热系数测定的相对误差。
（通过空气隙的辐射和对流换热可以忽略不计）2）流体沿着一大平板流动，已知流流速为u∞，温度为T∞，平板温度为T w（T w >T∞）。
试分别画出在Pr<1和Pr>1的条件下其壁面形成的速度边界层和热边界层厚度相对大小示意图，以及边界层内速度和温度的剖面曲线。
3）如图所示，在两漫灰同心圆球壳之间插入同心辐射遮热球壳，解释为什么遮热球壳靠近外球壳即半径越大时辐射换热量越大？要求画出网络图。
4）画出在下述条件下，换热器中冷、热流体沿换热面的沿程温度变化曲线。
逆流式换热器（m1c p1<m2c p2）顺流式换热器（m1c p1>m2c p2）三、一直径为75mm 的金属球，导热系数为30 W/(m ·K)，热扩散率为1.25×10-6m 2/s ，初始温度为20℃，过程开始时用一电锯非常缓慢地将它等分成两半。
2007级《 传热学 》试卷A参考答案
同样，对于上面的第四式，有
1 2 Fo Bi 2 Fo 0 Fo 1 2 2 Bi
显然这一条件比内节点的还要苛刻。 2.
3.
4. 已知：房间空气和壁面的温度；房间内人体表面的温度、表面传热系数和发射率 求：夏季与冬季的舒适水平有差异的根据。 假定：可以近似认为人是处于很大的封闭空腔体中的小物体。
2
qr 0 (Ts 4 T 4 ) 0.9 5.67 108 (3054 3004 ) 28.3W / m 2 qr 0 (Ts 4 T 4 ) 0.9 5.67 108 (3054 287 4 ) 95.4W / m 2
冬季：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3600 / 3600 4174 (80 20) 1800 A 86.56
A
4174 60 1.6073(m 2 ) 1800 86.56 t2 ) 3600 / 3600 4174 (72 20) 2 c p 2 (t2 Qm 217048(W )
y 0
Gr
gtl 3
2
称为格拉晓夫数，反映了自然对流的流体中，流体的浮升力与粘性力的相对大小，进 而反映了自然对流流态对换热的影响。
Pr / a
称为普朗特（Prandtl）数（准则） ，它反映了流体的动量扩散能力与其能量扩散能力的 对比关系。 4. 大容器饱和沸腾曲线表征了大容器饱和沸腾的全部过程， 共包括 4 个换热规律不同的阶 段：自然对流、核态沸腾、过渡沸腾和稳定膜态沸腾，如图所示：
二、推导与计算题（50 分） ：
1.
tn (i 1) Fo (tn 1( i ) t n 1( i ) ) (1 Fo )tn ( i ) n 1, 2, , N 1 tn (1) t0 t2 (i ) t1(i ) tN
2007华中科技大学传热学真题
2007 传热学一、简答1）已知圆筒壁内外侧温度分别为t1 和t2，若圆筒壁材料的导热系数为常数，试分别对(t1 >t2)和（t1 <t2）两种情况，画出稳态导热时圆筒壁内的温度分布曲线。
2）用套管温度计测量容器内的流体温度t f，从肋片导热的角度分析，为了减小测温误差，套管材料应选用铜还是不锈钢？如何确定套管的几何参数？3）为什么冷凝器上装抽气器，将其中的不凝结性气体抽出？4）什么是大容器沸腾换热的临界热流密度？它在工程上具有什么意义？5）什么是辐射表面之间的角系数？在什么条件下角系数成为一个纯几何量？6）什么是有效辐射？若黑体的辐射力为E b，投入辐射为G，试问黑体的有效辐射J为多少？7）什么是定向辐射强度，试讨论黑表面、灰表面和非金属固体表面的辐射强度在半球空间上的变化规律，同时指出哪些表面是等强辐射表面。
8）请用传热学理论解释暖水瓶的保温原理。
二、分析1）如图所示的稳态平板导热系数测定装置中，试件厚度δ远小于其直径。
由于安装制造不好，试件与冷、热表面之间各存在着一厚度为△的空气隙，△约为δ的1%。
若试件的导热系数约为空气隙的导热系数的10倍。
试分析因空气隙的存在引起的导热系数测定的相对误差。
（通过空气隙的辐射和对流换热可以忽略不计）2）流体沿着一大平板流动，已知流流速为u∞，温度为T∞，平板温度为T w（T w >T∞）。
试分别画出在Pr<1和Pr>1的条件下其壁面形成的速度边界层和热边界层厚度相对大小示意图，以及边界层内速度和温度的剖面曲线。
3）如图所示，在两漫灰同心圆球壳之间插入同心辐射遮热球壳，解释为什么遮热球壳靠近外球壳即半径越大时辐射换热量越大？要求画出网络图。
4）画出在下述条件下，换热器中冷、热流体沿换热面的沿程温度变化曲线。
逆流式换热器（m1c p1<m2c p2）顺流式换热器（m1c p1>m2c p2）三、一直径为75mm 的金属球，导热系数为30 W/(m ·K)，热扩散率为1.25×10-6m 2/s ，初始温度为20℃，过程开始时用一电锯非常缓慢地将它等分成两半。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、简答题（32分）
1、拟在圆形管道上外包两层导热系数不同但厚度相同的保温材料，为了获得较好的保温效果，导热系数较小的保温材料放在内层好还是外层好？为什么？（8分）
答：导热系数较小的保温材料布置在内层好。
因为当3221d d d d δ-=-=，21λλ>时，热阻
33
221
1222112
1111ln
ln ln ln d d d d d d d d λλλλ+>+。
二、一高温炼炉，初始炉底和炉膛温度为25℃，点火后，炉温迅速攀升至1260℃并保持恒定。
已知炉底为40mm 的耐火砖砌成，导温系数（热扩散率）为a =5×10-7m 2/s ，导热系数4.0W/(mK)，假设炉内烟气与炉底上表面间的对流传热系数为40W/(m 2K)，炉底下表面与基础间绝热。
请问从点火开始，到炉底上表面温度升至1000℃所需的大概时间。
解：这是一个无限大平壁的非稳态导热问题。
400.04Bi 0.44
h δλ⨯===，查P57的表3-1得10.5932β=。
另外
002512601235f t t θ=-=-=-，10001260260t t f t t θ=-=-=-
根据P59的式（3-10）有
()()21110111
2sin cos exp Fo sin cos t θβββθβββ=-+ 解得Fo 4.05590.2=>，于是
227
Fo 4.05590.0412979 3.61510
s h a δτ-⨯⨯====⨯ 或者根据P60的图3-5、3-6查图计算。
先由图3-6查得/m θθ得到m θ，再根据图3-5查得0/m θθ所对应的Fo 即可。
三、已知室外气温-12℃，室内温度20℃，室内对流换热系数25W/m 2K ，室外对流换热系
数45W/m 2K 。
砖墙厚240mm ，导热系数0.56W/mK ，用苯板保温，苯板后10mm ，导热系数0.027W/mK ，保温后的装饰层厚度3mm ，导热系数0.93W/mK 。
假设砖墙内含有水分而且当温度低于0℃时就会结冰（结冰前后导热系数假设保持不变）。
如图，试确定外保温和内保温情况下，那种保温方式会出现砖墙内结冰现象？为什么？
室外
室内
苯板
苯板
(内保温)(外保温)
解：装饰层热阻21110.0030.003226m K/W 0.93
R δλ=
==
苯板层热阻22220.01R 0.37037m K/W 0.027
δλ=
== 砖墙层热阻23330.24R 0.42857m K/W 0.56
δλ=
== 内侧对流热阻2n 11R 0.04m K/W 25
n h =
== 外侧对流热阻2w 11R 0.022222m K/W 45
w h =
== 不论是内保温还是外保温，热流密度均为
2012
37.020.003226+0.37037+0.42857+0.04+0.022222n w i
t t q W R -+=
==∑ 如果内保温，则砖墙外侧温度11.177o qw w w t t q R C =+⨯=-
砖墙内侧温度()3 4.689o qn w w t t q R R C =+⨯+=
如果外保温，则砖墙内侧温度18.519o qn n n t t q R C =-⨯=
砖墙外侧温度()3 2.653o qw n n t t q R R C =-⨯+=
可见，内保温时，砖墙内的温度从-11.177℃变化到4.689℃，跨越了0℃，因此会出现
墙内结冰。
外保温时，墙内温度从2.653℃变化到18.519℃，不会出现结冰现象。
四、一房间长宽高分别为：4m ，3m ，2.5m 。
四面墙壁保温良好视同绝热，假设所有六个表面均为漫灰辐射表面，吸收率为0.8。
已知地面温度27℃，房顶温度12℃。
试用网络法计算地板的净辐射散热量和四周墙面温度。
解：网络图如图所示。
1代表地面，2代表四周墙面，3代表房顶。
查P233的图9-18得，地面对屋顶的角系数为
13310.3X X ==，地面对墙面的角系数为 123210.30.7X X ==-=
地面和房顶的表面热阻31
1311331110.80.0208330.812
R R A A εεεε---=
====⨯ 地面对墙面和房顶对墙面的空间热阻211211
0.11905120.7
R A X =
==⨯ 地面对房顶的空间热阻311311
0.27778120.3
R A X =
==⨯
从地面到房顶的总热阻为23
123
220.169872R R R R R R ⨯=⨯+
=+
地面的净辐射散热量为()44
13 5.67 3.0 2.85501.51W 0.16987
E E R ⨯--Φ=== 从1点流向2点的热流为3
1223
270.04W 2R R R Φ=Φ
=+
那么211122416.67E E R R =-Φ-Φ= 因此墙面2
的温度为210027319.79o t C =-= 六、用裸露的热电偶读取炉膛内烟气温度为t 1=792℃。
炉膛壁面经水冷后温度为t w =600℃，烟气对热电偶表面的对流换热系数为h =58.2W/m 2K ，热电偶表面黑度为ε=0.3。
试求炉膛内烟气的真实温度。
解：烟气通过对流换热传给热电偶的热量应该等于热电偶通过辐射传给炉壁的热量，假设热电偶表面积为A ，那么通过热平衡有
()44273273100100b r f r t t h t t A A εσ⎛⎫
++⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝
⎭ 代入数据()4427379227360058.27920.3 5.67100100f t ⎛⎫
++⎛⎫⎛⎫⨯-=⨯⨯- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝
⎭ 解得炉膛内烟气的真实温度为998.23o f t C =
七、某平板节点划分如图所示，各网格边长均为0.1x m ∆=。
导热系数50/()W m λ=⋅℃，左、右、上边温度均为40℃，下边与80f t =℃，21000/()W m α=⋅℃的流体进行对流换热。
试写出节点的热平衡方程式，并求1、2、3的节点温度（15分）
解：节点1：
04,1,1,,1,1=-++++-+-j i j i j i j i j i t t t t t 此题中为：
04182106=-+++t t t t t 12034021-=-=+-t t t 节点2：
02)2
6()(2)(,1,,1,11,=∆+∆+-++++-+-f j i j i j i j i j i t x
t x t t t t λ
αλα 此题中为：
8
7
6
5
4
3
2
1
9
10
11
t
t
t
t f α
t f α
08050
1
.010002)501.0100026()(2)(215113=⨯⨯⨯+⨯⨯
+-+++t t t t t 44033201020321-=--=+-t t t t 节点3：
02)2
2()(,,11,=∆+∆+-+-+f j i j i j i t x
t x t t λ
αλα 此题中为：
3603206032-=--=-t t t
由此 ⎪
⎪⎩
⎪
⎪⎨⎧
+=++=+=6061
441.02.03025.02331221t t t t t t t
解得260o t C =，145o t C =，370o t C =。