传热学600题解汇总
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。
【最全】的传热学复习题及其答案【考研、末考必备】
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N u 、R e 、P r 、B i 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，aν=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。
传热学题解(第1-2章)
第1章1-3 解：电热器的加热功率： kW W tcm QP 95.16.195060)1543(101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯=∆==-ττ 15分钟可节省的能量：kJ J t cm Q 4.752752400)1527(15101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=-1-33 解：W h h t t A w f 7.45601044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλ 如果取K m W h ./3022=，则 W h h t t A w f 52.45301044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλδ 即随室外风力减弱，散热量减小。
但因墙的热阻主要在绝热层上，室外风力变化对散热量的影响不大。
第2章2-4 解：按热平衡关系有：)(1222121f w B B A A w f t t h h t t -=++-λδλδ，得：)2550(5.906.01.025*******-=++-B B δδ，由此得：,0794.0,0397.0m m A B ==δδ 2-9 解：由0)(2121=+=w w m t t t ℃从附录5查得空气层的导热系数为K m W ⋅/0244.0空气λ 双层时：W t t A w w s 95.410244.0008.078.0006.02)]20(20[6.06.02)(21=+⨯--⨯⨯=+-=Φ空气空气玻璃玻璃λλ单层时：W t t A w w d 187278.0/006.0)]20(20[6.06.0/)(21=--⨯⨯=-=Φ玻璃玻璃λδ 两种情况下的热损失之比：)(6.4495.411872倍==ΦΦs d题2-15解：这是一个通过双层圆筒壁的稳态导热问题。
由附录4可查得煤灰泡沫砖的最高允许温度为300℃。
设矿渣棉与媒灰泡沫砖交界面处的温度为t w ，则有23212121ln 21ln 21)(d d l d d l t t πλπλ+-=Φ （a ） 23221211ln )(2ln )(2d d t t l d d t t l w w -=-=Φπλπλ （b ） 65110ln )50(12.02565ln )400(11.0:-⨯=-⨯w w t t 即由此可解得：4.167=w t ℃＜300℃ 又由式（a ）可知，在其他条件均不变的情况下，增加煤灰泡沫砖的厚度δ2对将使3d 增大，从而损失将减小；又由式（b ）左边可知t w 将会升高。
传热学600题解
式中 为球壳的表面积(如图2-3b)。在稳态状况下，根据系统的能量平衡要求有
这个关系式要求，在整个薄壳内的径向温度梯度dT/dr与半径平方r2的乘积为常数。因而温度分布为如图2-3c所示。
说明：
(1)要注意到，在上述状况下 ，即 处处相等；
(2) 是如何随半径而变化的？
【2.6】现在研究固体导热系数对温度分布的依赖关系。试考虑一种材料，其导热系数与温度的关系式为：
式中： 是一正值常数； 为一可能为正、也可能为负值的系数。试画出对应于a>0,a=0,a<0三种情况下，一平面处于稳态传热状况时的温度分布曲线。
解
假设：
(1)一维热传导；
(2)稳态状况；
（２）常物性。
分析：
将方程（５－１０）用于球体（Ｌe＝r０／３）
因此，在冷却过程中，可以近似地认为钢温均匀变化。采用集总热容法，由方程（５.４）和（５.５）
说明：由于温度Ｔi较高，因此在早期的冷却过程中，辐射效应是显著的，它将缩短冷却的时间。
【5.６】微波烘箱的工作原理是高频电磁场引起食物的分子极化而产生震荡。其总的效应是在食物内均匀地生成热能，结果使事物在短短３０秒种内又较冷的温度加热到９０℃。
【3.16】两块不锈钢板厚度L均为10mm，受到1bar的接触压力；在真空条件下，穿过两钢板的总温降 为100℃。问通过两钢板的热流密度多大？通过接触面的温降是多少？
解
简图：见图3-16。
图3-16
假设：
（1）一维传热；
（2）稳态状况；
（3）常物性。
物性值：按表A.1，不锈钢（ ）；k=16.6W/（mK）；
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。
传热学经典题及答案
−
⎛ ⎜
⎢⎣ ⎝
5 u2
'
⎞0.8 ⎟ ⎠
⎤ ⎥ ⎥⎦
=
0.0025
( ) 解得： u2 ' =
5 0.8 1−100 × 0.0025
= 7.164 m s
第 3 页 共 15 页
5、无限大壁有一矩形直肋，黑度为 1、导热系数为λ，设肋基与无限大壁的温度均为 T0，空间为真空，远处为 0K 的黑体空间。试按一维问题列出求解该肋稳态温度分布 的微分方程与边界条件。
第 9 页 共 15 页
11、推导出用算术平均温差代替换热器的对数温差的相对误差公式 ε = f (x) （ε为相
对误差，x 为由答题人归纳的某一特征量）。列出误差数据表。
x
1
2
3
4
解：
t1
如图所示：
设 Δtl = t1′ − t2′′
t2
t1
Δtr = t1′′ − t2′
t2
令
x
=
Δtl Δt r
LΔT
(2)
令 d2 = x 利用(1)、(2)式则有：
d1
ε
=
Q2 − Q1 Q1
⋅100%
=
[
1 2
(x
+ 1)
ln x x −1
−1]⋅100%
lim ∵
ln x
= lim
1 x
=1
x→1 x −1 x→1 1
∴x =1， ε = 0
d2 d1
ε
0.25 15.52
0.5 3.97
0.75
1.0
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10、一个晴朗的秋天后半夜，哈尔滨郊区草地上的草叶结成了一层白霜，问此时的 气温最高可能是多少度？已知：空气对草叶的放热系数 h=20W/m 2 ；草叶的黑度
（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。
传热学题及解析-05-09
为 30mm，面积为 0.02m2，则该材料的导热系数为：
（A）5.0W/(m·K)
（B）0.5W/(m·K)
（C）0.05W/(m·K)
（D）1.0W/(m·K)
解析：根据一维平壁稳态导热公式
Φ = λ A tw1 − tw2 ，得出 λ = Φδ = 1× 0.03 = 0.05 W/(m·K)
解析：无内热源，长物性一维非稳态导热的微分方程为
∂t
=
a
∂2t
，对时间域采用显式格式写出差分方程：
t k +1
i
−
tik
=
a
tk
i −1
+
tk
i +1
−
2tik
∂τ ∂x
Δτ
Δx2
( ) ( ) 整理为 tik+1 = Fo
tk
i −1
+
tk
i +1
+ 1− 2Fo
tik ，
由此可知显式差分格式的稳定性条件 1− 2Fo ≥ 0 ，则 FC） t1
+ t2
+ t3
− 3t4
+
2qw Δx λ
=
0
（D） t1
+
2t2
+
t3
−
4t4
+
qw Δx λ
=
0
解析：列节点 4 的热平衡方程
λ
t2 − t4 Δx
Δy + λ
t1 − t4 Δy
Δx 2
+λ
t3 − t4 Δy
Δx 2
+ qwΔy
=0
Δx
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
例4-1 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·℃。
解 Q=λA/b(t1-t2)Q/A =λ/b( t1-t2)=0.60/0.24*(600-150)=1125 W/m2例4-2有一燃烧炉，炉壁由三种材料组成。
最内层是耐火砖，中间为保温砖，最外层为建筑砖。
已知耐火砖 b1=150mm λ1=1.06W/m·℃保温砖 b2=310mm λ2=0.15W/m·℃建筑砖 b3=240mm λ3=0.69W/m·℃今测得炉的内壁温度为1000℃，耐火砖与保温砖之间界面处的温度为946℃。
试求：(a)单位面积的热损失；(b)保温砖与建筑砖之间界面的温度；(c) 建筑砖外侧温度。
解用下标1表示耐火砖，2表示保温砖，3表示建筑砖。
t3为保温砖与建筑砖的界面温度，t4为建筑砖的外侧温度。
(a) 热损失qq=Q/A=λ1/b1(t1-t2)=1.06/0.15(1000-946)=381.6W/m2(b) 保温砖与建筑砖的界面温度t3因系稳定热传导，所以 q1=q2=q3=qq=λ2/b2(t2-t3)381.6=0.15/0.31(946- t3)解得 t3=157.3·℃(c) 建筑砖外侧温度t4同理 q=λ3/b3(t3-t4)381.6=0.69/0.24(157.3- t4)解得 t4=24.6℃现将本题中各层温度差与热阻的数值列表如下。
例4-3在一φ60×3.5mm的钢管外层包有两层绝热材料，里层为40mm的氧化镁粉，平均导热系数λ=0.07W/m·℃，外层为20mm的石棉层，其平均导热系数λ=0.157W/m·℃。
现用热电偶测得管内壁温度为500℃，最外层表面温度为80℃，管壁的导热系数λ=45W/m·℃。
传热学题目附答案
传热学题目附答案《传热学》题目+答案一、填空（每空1分，共20分）1、热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧低温流体的过程称为传热过程。
2、如果温度场不随时间而变化，则为稳态温度场。
3、温度梯度的正向朝着温度增加（增加或减小）的方向，与热流矢量的方向相反。
4、稳态导热过程的单值性条件有几何条件、物理条件、边界条件。
5、对应于总热阻为极小值的保温层外径为临界热绝缘直径。
只有当管道外径大于临界热绝缘直径时，覆盖保温层才肯定有效地起到减少热损失的作用。
6、在一定的冷、热流体进出口温度下，换热器不同的流动型式中，逆流的对数平均温差最大，顺流最小。
7、非稳态导热可以分为瞬态导热和周期性导热。
8、按照引起流体流动的原因，对流换热可分为受迫对流换热和自然对流换热。
9、自然对流换热中，当边界层流态为层流时，局部表面传热系数将随着厚度的增加逐渐减小，而当边界层由层流向紊流转变后，局部表面传热系数将增大；达到旺盛紊流时，局部表面传热系数将保持不变。
10、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。
11、将一个黑体表面的温度由30℃增加到333℃，该表面的辐射力增加了16倍。
二、选择题（每题2分，共10分） 1、C ；2、B ；3、A ；4、A ；5、C1、具有均匀内热源的无限大平壁稳态导热的微分方程式为（）。
A. +??22x t +??22y t 22z t ??+λφ=0 B.τt=ɑ（+??22x t +??22yt 22z t）+cρΦC. +??22xt λφ=0 D. τρ??t c=)(x t x λ+)(y ty λ+)(zt z λ+ф 2、若某一边界面有0tx=?，此为（）边界条件。
第一类 B 、第二类 C 、第三类 D 、以上都不是 3、下列说法不正确的是（）。
A 、辐射换热必须通过中间介质相接触才能进行；B 、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转换；C 、一切物体只要温度T>0，都会不断地发射热射线；D 、高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量。
传热学考试题和答案
传热学考试题和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 热量传递的三种基本方式是（）。
A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、凝结D. 导热、蒸发、辐射答案：A2. 傅里叶定律描述的是（）。
A. 流体流动B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递答案：C3. 在稳态导热中，温度梯度与热流密度的关系是（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 相等答案：A4. 牛顿冷却定律中，物体表面与周围流体之间的对流换热系数与（）无关。
A. 流体的物性B. 物体表面的温度C. 流体的流速D. 物体的几何形状答案：B5. 黑体辐射定律中，黑体辐射的强度与温度的关系是（）。
A. 线性关系B. 对数关系C. 指数关系D. 幂次关系答案：C6. 对流换热的努塞尔特数（Nu）是（）。
A. 无量纲数B. 温度的单位C. 长度的单位D. 质量的单位答案：A7. 辐射换热中，两表面之间的角系数（）。
A. 总是等于1B. 总是小于1C. 总是大于1D. 可以大于1答案：B8. 在热传导过程中，如果材料的导热系数增大，则（）。
A. 热阻减小，热流密度增大B. 热阻增大，热流密度减小C. 热阻减小，热流密度减小D. 热阻增大，热流密度增大答案：A9. 相变潜热是指（）。
A. 物质在相变过程中吸收或释放的热量B. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的比热容之比C. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的质量之比D. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的体积之比答案：A10. 热管是一种高效的热传递装置，其工作原理是基于（）。
A. 导热B. 对流C. 辐射D. 相变答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律，其数学表达式为：q = -kA(dT/dx)。
答案：傅里叶2. 热对流中的换热系数h与流体的______、流速、物体的几何形状等因素有关。
答案：物性3. 辐射换热中，两表面之间的角系数φ的取值范围是______。
(完整版)传热学简答题归纳
传热学简答题归纳问题1 冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来为什么感到很暖和？并且经过拍打以后，为什么效果更加明显？回答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。
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，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。
问题2 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？回答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时）。
而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。
因而在有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。
讨论：读者应注意的是人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低，即当人体散热量低时感到热，散热量高时感到冷，经验告诉我们，当人的皮肤散热热流为58W/㎡时感到热，为232W/㎡时感到舒服，为696W/㎡时感到凉快，而大于为928W/㎡时感到冷。
问题3 夏季在维持20℃室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季保持在22℃的室内工作时，为什么必须穿绒衣才觉得舒服？回答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。
夏季室外温度比室内温度高，因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。
而冬季室外气温比室内气温低，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。
根据上题人体对冷暖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。
问题4 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？回答：当其它条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室（或冷藏室）之间增加了一个附加热阻，因此，要达到相同的制冷室温度，必然要求蒸发器处于更低的温度。
传热学(第二版)习题解
传热学（第二版）戴锅生编习题解11－1 解δλφ21w w t t A -= 6.0)220250(15.002.06.63)(221=-⨯⨯π⨯=-=w w t t A φδλw/m ·︒C1－4 解)(w f t t dLh -=πφ52873)90200(8563.0=-⨯⨯⨯⨯=πw 由)(f f P t t mC '-''=φ52873)15(1018.436004003=-''⨯⨯⨯=f t 得8.128151018.44003600528733=+⨯⨯⨯=''f t ︒C1－9 解热阻网络图：t f 11102.010015001.01011121=++=++=h h r t λδm 2·︒C/w （1）0202.010015001.010*******=++=++=h h r t λδm 2·︒C/w ，减少81.7% （2）1012.010*******.01012=++=t r m 2·︒C/w ，减少8.2% （3）11002.0100150001.01013=++=t r m 2·︒C/w ，减少0.2%结论：① 对良导热体，导热热阻在总热阻中所占比例很小，一般可以忽略不计。
② 降低热阻大的那一个分热阻值，才能有效降低总热阻。
1－12 解t f 1设热量由内壁流向外壁，结果方程无解。
重设热量由外壁流向内壁，则可以看出太阳辐射热流方向与对流换热的热流方向相反，传给外壁的总热量为)5(15480)(6008.02222--=--⨯w f w c t t t h 根据串联热路可知)5(15480212--=-w w w t t t λδ2)5(1548049.04.03022--=-w w t t ，整理得 1.483245.132=w t47.362=w t ︒C93.749.04.03047.3612=-=-=λδw w t t q w/m 2q h t t f w =-1111 9.28793.730111=-=-=h q t t w f ︒C 2－1 解法Ⅰ① 由付立叶定律推导 取厚度为dr 的薄壁微元壳体做为研究对象，根据热平衡dr drdd r r r r r · φφφφφ+=+= 0=drd rφ （1）又drdtr r λφ24π-= （2） （2）代入（1）得048222=+dr dt r dr dt r ππ，整理得 0222=+dr dt dr dt r 或 0)(22=dr rt d② 直接由球坐标导热微分方程式推导球坐标导热微分方程：Ct r t r r rt r a t ρφϕθθθθθτ∙+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+∂∂=∂∂2222222sin 1sin sin 1)(1根据已知条件：0=∂∂τt ，0=∂∂θt，022=∂∂ϕt ，0=∙φ，代入上式得 0)(22=dr rt d 微分方程组：3⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=====221122,;,0)(w w t t r r t t r r dr rt d微分方程经两次积分得 211C r C t +=以B .D 代入通解得 21121r r t t C w w -=，2121211r r tt C w w --=r r r t t r r t t t w w w w 1· 1121212112--+-=212211· 11r r r t t dr dt w w --= 212121122121212121)(1· 11· · 4· · 41d d t t r r r t t r dr dt r w w w w r r π-π-=--π-=⎪⎭⎫⎝⎛π-==λλλφ 212111)(2d d t t w w --π=λ 解法Ⅱdrdt r r λφφ24π-== 分离变量得dr r dt λφ24π-=C r t +π=λφ4 （1）B.D ：1r r =，1w t t = （2） 2r r =，2w t t = （3）（2）代入（1）得λφ114r t C w π-=λφλφ1144r t r t w π-+π=（4）（3）代入（4）得λφλφ112244r t r t w w π-+π=整理得42121212111)(2114)(d d t t r r t t w w w w --π=-π-=λλφ 或24r drdt λφπ-= ⎰⎰π-=21212 4r r t t rdrdt w w λφ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=-121212112114d d r r t t w w λφλφ 122111)(2d d t t w w --π=λφ2－3 解微分方程：02222=+∂∂+∂∂λφy t x t B.D ：x ＝0，00=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=x x t ，x ＝a ，)(f a x ax t t h x t -=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-==λ； y ＝0，00t ty ==，y ＝b ，by by ht y t ===⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-λ2－5 解：设q ＝600 w/m 2221131λδλδ+-=w w t t q⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=3.12.060060130011.0112122λδλδq t t w w ＝0.2104 m ＝210.4 mm∵ q ≤600 w/m2∴ δ2≥210.4 mmt w 12－9 解忽略蒸汽管壁的导热热阻43.0065.0201=⨯+=d d m47.002.0212=⨯+=d d m512320121ln 21ln 21d d t t d d t t B w w A w w l λλφπ-=π-=32211201ln ln · w w w w ABt t t t d d d d --=λλ 180********· 43.047.0ln 3.043.0ln 2.0· ln ln 21321201--=--=w w w w B A t t t t d d d d λλ ＝0.5519 w/m ·︒C未包材料B 时34683.043.0ln 5519.02140400ln 210121=⨯π-=π'-=d d t t A w w l λφw/m2－19 已知：δ1＝250 mm ，λ1＝0.28＋0.000233t m w/m ·︒C ，λ2＝0.0466＋0.000213t m w/m ·︒C ，δ3＝250 mm ，λ3＝0.7 w/m ·︒C ，t w 1＝1000︒C ，t w 4＝50︒C ，q ＝759.8 w/m 2，t w 2＝592.7︒C 。
传热学题库及参考答案
传热学题库及参考答案1、原油中的硫化物在高温时能形成( )腐蚀介质。
A、RSB、SC、S-H2S-RSHD、H2S答案：C2、列管换热器的传热效率下降可能是由于( )A、壳体内不凝汽或冷凝液增多B、管束与折流伴的结构不合理C、壳体介质流动过快D、壳体和管束温差过大答案：A3、制冷分为四个过程，其中给深冷分离提供冷剂是在( )过程中。
A、压缩B、膨胀C、蒸发D、冷凝答案：C4、已知环氧乙烷合成反应器生产能力为144t/d，年工作时间8000h，按乙烯原料计算，生成环氧乙烷的选择性为71%，通入反应器的乙烯为43720kg/h （原子量:C-12，H-1，O-16），下列生产指标正确的是( )A、反应器年生产能力为48kt/a，乙烯转化率为12.3%B、反应器年生产能力为52.56kt/a，乙烯转化率为12.3%；C、反应器年生产能力为48kt/a，乙烯的转化率为8.73%D、反应器年生产能力为52.56kt/a，乙烯的转化率为8.73%答案：A5、套管换热器的换热方式为( )A、混合式B、间壁式C、蓄热式D、其他方式答案：B6、输送膏状物应选用( )A、往复泵B、压缩机C、齿轮泵D、离心泵答案：C7、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是( )A、管壁热阻；B、污垢热阻；C、管外对流传热热阻；D、管内对流传热热阻；答案：B8、裂解气深冷分离的主要依据是( )A、各烃的相对挥发度不同B、各烃分子结构的不同C、各烃分子量的大小D、各烃分子间作用力不同答案：A9、对于一级反应其半衰期与反应物的起始浓度( )A、成反比B、无关C、成正比D、不确定答案：B10、产生离心泵启动后不进水的原因是( )。
A、泵内发生汽蚀现象B、吸入管浸入深度不够C、填料压得过紧D、轴承润滑不良答案：B11、有机化合物及其水溶液作为载冷剂使用时的主要缺点是( )A、凝固温度较高B、腐蚀性强C、价格较高D、载热能力小答案：C12、乙烯工业上前加氢和后加氢是依( )为界划分的。
传热学
求：由于夹层中空气自然对流而引起的热损失。又，如果吸热表面不设空气夹层，让吸热表面直接暴露于大气之中（环境温度取为20℃）。试计算在表面温度为90℃时，由于空气的自然对流而引起的散热量。
解：根据傅立叶定律有：
1-27设冬天室内的
温度为 ，室外温度为 ，试在该两温度保持不变的条件下，画出下列三种情形从室内空气到室外大气温度分布的示意性曲线：
（1）室外平静无风；
（2）室外冷空气以一定流速吹过砖墙表面；
（3）除了室外刮风以外，还要考虑砖墙与四周环境间的辐射换热。
解
1-32一玻璃窗，尺寸为60 ，厚为4 。冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内表面的自然对流换热表面系数为W，外表面强制对流换热表面系数为50 。玻璃的导热系数 。试确定通过玻璃的热损失。
（1）换热表面是干净的；
（2）外表面结了一层厚为1mm的烟灰，其 0.08 ；
（3）内表面上有一层厚为2mm的水垢，其 1 。
解：⑴
⑵
⑶
2-20一直径为d长为l的圆杆，两端分别与温度为 及 的表面接触，杆的导热系数 为常数。试对下列两种情形列出杆中温度的微分方程式及边界条件，并求解之：
杆的侧面是绝热的；
如果希望把表面传热系数提高2倍，应加多少个罩？如果l／d＝100，为使竖管的平均表面传热系数与水平管一样，需加多少个罩？
解：设加罩前平均表面传热系数为 ，加罩后为 ，则有：
～ ， ～ ，
则 ，
与欲使 ，应有 ，
设需把直管等分为几段才能使全管平均换热系数与水平管一样，则有：
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【2.1】试分析通过下面轴对称图形(见简图)的一维稳态热传导。
假定此几何体具有常物性，无内热生成。试在T—x坐标系上面画出温度分布图，并扼要解释一下曲线形状。
解
简图：见图2—1 a。
图2-1
假设：
(1)一维稳态热传导；
(2)常物性；
(3)无内热生成。
分析：列出物体的能量平衡方程，根据方程式(1.10)有
k随x增大而减小，所以 随x增大而增大；
k=k0，所以 =常数;
k随x增大而增大，所以 随x增大而减小。
【2.18】核反应堆燃料棒的直径为50mm，它以 W/m3，的速率均匀地生成内热。其稳态状况下的温度分布遵循下式：
式中T的单位是℃，r的单位是m，a=800℃，b=-4.167x105℃。燃料棒的物性参数k=30W/(m·K)、 =1100kg/m3、 =800J/(kg·K)。
(3)无内热生成。
分析：根据方程式(2.2)和k(T)的表达式，
(1)
关于温度分布曲线的形状，可根据d2T/dx2=d（Dt/dx）/dx导出。对于给定状况， 与x无关。所以
或
因此
式中 ，
所以，对 ，T（x）Байду номын сангаас率为负
，T（x）曲率为负
，T（x）曲率为负
三条温度分布曲线见图2-6。
说明：温度分布曲线也可以根据方程式(1)求出，由于温度T沿x正向下降，所以，
a)在r=0(中心线)和r=25mm(表面)处，单位长度燃料棒的传热速率多大？
b)如果反应堆的功率水平突然提高到 ，在r=0和r=25mm处的起始温度变化速率多大？
解
简图：见图2-18。
图2-18
假设，
（1）沿r方向的一维热传导；
（2）均匀的生成热；
(3)稳态状况下的热生成速率 W/m3。
分析：
（1）根据方程式（2.4）
a）在无风和刮风天气，皮肤单位面积上的热损失之比是多少？
b)在无风和刮风天气，皮肤外表面的温度各是多少?
c)若使无风天的热损失与-15℃的刮风天气时一样，间气温应是多高?
解
简图，见图3-6a
图3-6
假设，
(1)把这种传热过程看做是通过平璧的一维热传导；
(2)具有常物性的均匀介质；
所以
或
式中的 可根据已知温度分布T（r）求出。
在r=0处， =0。所以
在 处，
因此
（2）当热生成速率变化时，必然存在随时间而改变的瞬态状况。并且，根据上述假设，可利用热流方程（2.18）的下述形式求出温度：
因此
因而可知起始时间（t=0）的温度分布由上述方程式给出，并且
（开始时 ）
所以，在壁面内每一处都有
或
及
即，物体内的热流处处相等。根据傅里叶定律(方程式2.1)
又因为 和 均为常数，所以
常数
这个式子表明，横截面面积与温度梯度的乘积等于常数，并且与x的距离无关。其结果是，由于A随x增大而增大，因而dT/dx必然随x增大而下降，所以温度分布曲线的形状如图2—1b示。
说明：
(1)必须认识到dT/dx为温度曲线的斜率？
(2)当T2>T1时，温度分布情况怎样?
(3)在上面的坐标系中表示出热流密度q"，如何随距离而变化。
【2.2】一外半轻为r1的热水管的温度为T1，采用一个厚绝热层以降低管子的热损失。绝热层的外半径为r2，温度为T2。试以T—r为坐标系，画出热水管的一维稳态热传导的温度分布图，并扼要地说明所画曲线的形状为什么是证确的。
解
简图：:见图2—2a
图2-2
假设：
(1)稳态状况)；
(2)一维径向热传导；
（3）无内热生成；
(4)绝热层的物性均匀，且与温度、位置均无关。
分析:对这个一维(圆柱)径向系统，傅里叶定律具有如下形式；
式甲 ， 为管子绝热层系统的轴向长度。需要注意。对无内热生成的稳态状况，关于系统的能量平衡要求为
qr=常数
(2) 是如何随半径而变化的？
【2.6】现在研究固体导热系数对温度分布的依赖关系。试考虑一种材料，其导热系数与温度的关系式为：
式中： 是一正值常数； 为一可能为正、也可能为负值的系数。试画出对应于a>0,a=0,a<0三种情况下，一平面处于稳态传热状况时的温度分布曲线。
解
假设：
(1)一维热传导；
(2)稳态状况；
说明：
（1）除t=0之外， 的值将随时间的延伸而下降，直至达到新的平衡状态时， 立即重新变为零；
（2）对处于稳态状况的燃料棒应用能量守恒方程式（1.10），即 。则有
第三章一维稳态热传导
【3.6】在寒冷的季节刮风时，人们会感到寒风刺骨，裸露的人体皮肤向周围大气的散热量会增加。设人体脂肪层组织的厚度L为3mm、其内表面温度Ts，保持为36℃。在无风时，其外表面的对流换热系数为25W/(m2·K)；当风速为30m/h时，换热系数达65W/(m2·K)。在这两种气候下，环境气温T∞都是-15℃。
【2.3】球形薄壳的内半径为r1、外半径为r2；内、外璧的表面温度分别为T1和T2，且 。假定壳内是进行一维、稳态、常物性的热传导。试在T—r坐标系上画出温度分布图，并扼要说明所画曲线是正确的。
解
简图，如图2-3a。
图2-3
假设：
(1)稳态状况；
(2)半径方向(球坐标)上的一维热传导；
(3)常物性。
第一章绪论
【1.3】已知穿过木板的热流密度q〞是40W/m2，该木板厚L为50mm，内、外表面温度分别为T1=40℃和T2=20℃，求木头的导热系数k。
解：
简图：
假设：
（1）一维热传导；
（2）稳态状态；
（3）常物性。
分析：根据上述假设，可用方程式（1、2）求出导热系数。整理后得：
说明：求温差时，温度单位℃或K均可以使用。
即qr与半径(r)无关。又因为导热系数也是常数，所以有
=常数
这个关系式要求，径向温度梯度dT/dr和半径r的乘积在整个绝热层内保持为常数。对于我们所研究的情况，温度曲线必然是如圈2-2b所示形状。
说明，
(1)试考虑一下，当qr为常数且与r无关时， 是常数吗？ (r)如何随r变化?
(2)需注意，对于我们所研究的状况，径向温度梯度dT/dr随半径增大而降低。
分析：对于这个一维径向系统来说(采用球坐标)，傅里叶定律(方程式2.1)的形式如下，
式中 为球壳的表面积(如图2-3b)。在稳态状况下，根据系统的能量平衡要求有
这个关系式要求，在整个薄壳内的径向温度梯度dT/dr与半径平方r2的乘积为常数。因而温度分布为如图2-3c所示。
说明：
(1)要注意到，在上述状况下 ，即 处处相等；