2009华科传热学真题
2014华中科技大学传热学真题
2014 华中科技大学传热学回忆版（大约135分）一、简答（8分*10道=80分）1.用热力学公式ΔU=ΔΦ-aTδW.在不涉及作功的前提下推导无内热源的导热微分方程：ρCv=▽（k▽T），其中ρat、Cv、k分别为密度、比热容、导热系数，均已知。
2.对于漫射体，请给出其辐射力E与定向辐射强度L的关系。
3.请简述玻璃暖房保温原理。
4.什么是黑度？灰体定义是什么？将实际物体视为灰体对辐射换热计算有什么好处？5.请写出Bi、Nu、Pr、Gr的表达式，并说明它们的物理意义。
6.对于裸露的热电偶管内管内测温，请问其测得的温度是低于还是高于气流温度？造成其测温误差的原因有哪些？7.已知两根管道d1=3d2，质量流量相同，若Nu 数与成正比。
问两管的平均表8.0e R 面换热系数的对比关系。
8.对于逆流式换热器，已知其热容量mCp 为定值。
下图给出了冷热流体温度T 与换热量Q 的关系。
请问：（1）两条直线的斜率是多少？（2）在总换热量、热流体进口温度及冷热流体热容量不变的前提下，将逆流改为顺流布置，试画出此情况下T 与Q 的关系图9.流体从管道入口流入，在未达到充分发展阶段之前变为湍流，试在下图中画出换热系数随长度的变化。
二、判断（1分*10道=10分）1.对流换热包括热对流和导热两种基本方式。
2.对于管内湍流换热，其努赛尔数是个定值，则增加流速其对流换热系数也不会变化。
3.逆流换热器的效能总大于顺流换热器的效能。
三、计算（15分*4道=60分）1.一个大平房中有两块正对着的平板1和2.T1=1100K 、ε1=0.2，T2=600K 、ε2=0.5，平房温度为T3=300K.求平板1、平板2净换热量及平房的净换热量。
（已知X1,2=0.283）2.一根电线d=5.1mm ，外表面温度为70℃，在其外包一层绝缘材料，已知其λ=1.7W /.k,厚度为δ。
电线外与温度为30℃的空气进行换热，h=10W/.2m 2m (1)问每米长电线散热量与δ的关系；（2）问增加δ是否一定增加散热量？为什么？如果不是，那么在多大临界厚度下增加厚度会增加散热量？3、一块1m 长平板，表面温度为30℃，气流从平板上流过，温度为250℃，速度为50m/s.（1）求平板与空气换热的平均热流密度；e（2）已知，求气流离开平板时边界层厚度。
2009级《传热学》考试题(A卷,2012.1)final
2011~2012学年第1 学期开课学院：动力工程考试日期：2012.1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．导温系数是材料的指标，大小等于。
2．肋片的肋效率定义为。
3．非稳态导热问题的集总参数分析法为，其适用条件为。
4．影响强制单相对流换热的主要因素有、、、和。
5．自然对流传热中无量纲准则数Pr数的物理意义为，Gr数的物理意义为。
6．纯净饱和蒸汽与浸润性的过冷壁面接触时通常发生凝结换热，影响其凝结换热的热阻为。
7．随着加热壁面过热度的增大，大容器饱和核态沸腾曲线将依次出现、、和等四个主要的区域。
8．实际物体辐射换热中漫射表面是指，灰体是指。
9．辐射换热的角系数定义为，向外发射的辐射热流密度均匀的漫射表面的角系数仅与有关。
10．临界热绝缘层直径的定义式为，其意义为。
二、选择题（每小题2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．在下列一维稳态导热问题中，导热体内温度为线性分布的情况是：（）A. 常物性，无内热源，变截面B. 常物性，有均匀内热源，等截面C. 常物性，无内热源，等截面D. 变物性，无内热源，等截面2．对于与外界流体进行对流换热的一维非稳态导热问题，当Bi→∞时，边界条件可简化为：（）A. 第二类边界条件B. 第一类边界条件C. 第三类边界条件D. 无法确定3．对于采用电阻丝加热的电吹风，如果忽略其对外界的散热损失，下列方法中不能提高电吹风出口空气混合平均温度的为：（）A. 强化电阻丝与空气的换热，其他条件不变B. 减小风量，其他条件不变C. 增大加热功率，其他条件不变D. 提高空气进口温度，其他条件不变4．沸腾的临界热流密度是（）。
A. 脱离核态沸腾转折点处热流密度B. 核态沸腾过渡到膜态沸腾转折点处热流密度C. 自然对流过渡到核态沸腾转折点处热流密度D. 不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾转折点处热流密度5．影响物体表面黑度的主要因素是（）。
工程传热学 习题解答 华中科技大学 许国良版 (5-7章)
G1 J2 Eb2 (1/ 2 1)q1,2 Eb2 2.32104W / m2
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第二种：一板温度为 527℃，一板为 27℃
（1）板 1 的本身辐射 E1 Eb1 0.8 5.67 10 8 18579 W / m2
则 A1 X 1,2 A2 X 2,1 ，因 X 1,2 1, 所以 X 2,1 A1 / A2 ，于是有：
（a）
X 2,1
2(W
W / 2) / sin
s in
（b）
X 2,1
W 2H W
（c）
X 2,1
2H
W W
/ sin
7-3 解：第一种：两板温度都为 527℃。
（1）板 1 的本身辐射 E1 Eb1 0.8 5.67 10 8 (527 273)4 18579 W / m2
（2）
定性温度 t f
t
' f
t
'' f
2
45 ℃，物性参数与（1）相同，因为是被冷却，所以 n 取
0.3
Nu 0.023Re0.8 Pr0.3 hd
h 20 10 3 0.023 (3.95 10 4 )0.8 3.930.3 h 5294 .5W / m2 K 0.642
h 不同是因为：一个是被加热，一个是被冷却，速度分布受温度分布影响， Nu 不同。
5-9 解：
（1）
定性温度 t f
t
' f
t
'' f
2
45 ℃
查 45℃水的物性参数有：
990.2kg / m3 ,Cp 4.174kJ /(kg K), 0.642W /(m K),v 0.608106 m2 / s Pr 3.93, 601.4 106 kg / m s
华中科技大学工程传热学课后习题答案
45 2.5 2
100 80 150 KW 0.03
150 10 3 q 30 KW / m 2 A 2.5 2
1-6 一单层玻璃窗， 高 1.2m， 宽 1.5 m， 玻璃厚 0.3 mm， 玻璃导热系数为 = 1.05 W/(mK)，室内外的空气温度分别为 20 ℃和 5 ℃，室内外空气与玻璃窗之间对 流换热的表面传热系数分别为 h1 = 5.5 W/(m2K) 和 h2 = 20 W/(m2K)，试求玻 璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。
0 1 2 0.00378 0.00267 0.02646 0.03745 21.92% 0.02915 0.02915 0
2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料 A 和 B 做成，且δA=2δB(见附图)。已知λ A=0.1 w/m•K，λB=0.06 w/m•K。烘箱内空气温度 tf1=400℃，内壁面的总表面 传热系数 h1=50 w/m2•K。为安全起见，希望烘箱炉门的外表面温度不得高于 50℃。设可把炉门导热作为一维导热问题处理，试决定所需保温材料的厚度。 环境温度 tf2=25℃，外表面总表面传热系数 h2=9.5 w/m2•K。
2-13 一直径为 30mm、 壁温为 100℃的管子向温度为 20℃的环境散热， 热损失率 为 100W/m。为把热损失减小到 50W/m，有两种材料可以同时被利用。材料 A 的导热系数为 0.5 w/m•K，可利用度为 3.14×10-3m3/m；材料 B 的导热系数为 0.1 w/m•K，可利用度为 4.0×10-3m3/m。试分析如何敷设这两种材料才能达到 上要求。假设敷设这两种材料后，外表面与环境间的表面传热系数与原来一样。
传热学试卷
（3）.5、n=1/3，则测得的风速是多少。
3、宇宙飞船在太空中航行，飞船的表面温度为250K，太空的温度为0K，飞船的表面发射率为0.7，则飞船的热损失为W/m2。
4、肋效率ηf=。
5、一直肋实际高度为10cm，厚度为2cm，则肋的计算高度为。
6、某电炉丝的功率为800W，炉丝直径为1mm，黑度为0.9，温度为727℃，则炉丝长度为。
7、在计算对流换热过程中，用以确定特征数中流体物性的温度称为定性温度，对于边界类型的对流传热，若国体壁面温度为50℃。流体温度为20℃，则定性温度为。
1、下列几种材料中适合做计算机中CPU散热片的材料是。
A、铁B、铜铝合金C、硅D、二氧化硅
2、现在提倡做节能建筑，下列材料中不适合做节能建筑的外墙的是。
A、发泡玻璃B、双层玻璃C、空心砖D、实心砖
3、航天器在太空中航行时，与外界的传热方式是。
A、辐射B、辐射、对流C、导热、辐射D、导热、对流、辐射三者皆有
2、某锅炉炉墙由三层组成，内层为厚度δ1=0.23m，导热系数λ1＝1.2W/( m℃)的耐火砖墙，外层为厚度δ3=0.24m，导热系数λ3＝0.60W/( m℃)的红砖层，两层中间填以厚度δ2=0.05m，导热系数λ2＝0.095W/( m.℃)的石棉隔热层。炉墙内侧烟气温度为tf1=511℃,烟气侧对流换热系数h1=35W/( m2.℃)，炉墙外侧空气温度为tf2=22℃，空气侧对流换热系数h2=15W/( m2.℃)。（12分）
求：（1）通过该炉墙的热损失；（2）炉墙内外表面温度tw1和tw2。
3、一圆筒体的内、外直径为别为d1、d2，相应的壁温分别为t1，t2，其导热系数与温度的关系可表示成λ=λ0（1+bt），式中λ及t为局部值（即变量）。（12分）
2009传热学试卷(1)标准答案
2009传热学试卷（1）标准答案一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分]1．按照导热机理，水的气、液、固三种状态中气态状态下的导热系数最小。
2．灰体是指吸收率与投入辐射的波长无关的物体。
3．对服从兰贝特定律的物体，辐射力E 与定向辐射强度L 之间的关系式为 E=πL 。
4．何为热边界层？固体壁面附近流体温度剧烈变化的薄层。
5．沸腾的临界热流密度是核态沸腾转变为过渡沸腾时的热流密度。
6．设计换热器时，温差修正系数ψ应大于0.9，至少不能小于0.8，否则应改选其它流动型式。
7．热热流量φ为正表明该表面对外放热。
8．辐射网络图分析时，由于绝热面热流密度为零，所以J R =E bR ，该表面热 阻可以不画出来。
9．Nu=hL/λ，Bi=hL/λ，二者λ的的差异是Nu 中的λ为流体的导热系数， Bi 中的λ为固体的导热系数。
10．肋片在垂直于气流速度方向上开若干切口可以强化对流换热，其原因是减薄边界层厚度。
二．问答及推导题：（共50分）1. 名词解释：（10分）① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量.② 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。
③ 导温系数：ca ρλ=表示物体内部温度扯平的能力.④ 饱和沸腾：流体的主体温度达到了饱和温度，壁面温度大于饱和温度时发生的沸腾称为饱和沸腾。
⑤太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 22．厚度为δ，导热系数为λ，初始温度均匀并为t 0的无限大平板，两侧突然暴露在温度为t ∞，表面换热系数为h 的流体中。
试定性画出当Bi=h δ/λ→0、Bi=h δ/λ→∞和Bi=h δ/λ为有限大小时平壁内部和流体中的温度随时间的变化示意曲线。
（10分）3． 根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中那个区段具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热中必须严格监视并控制热通量在临界热通量以内？（10分）答：分为四个区段：自然对流、核态沸腾、过渡沸腾和膜态沸腾。
华科版工程传热学课后习题答案
17.5第一章:1・3—大平板，高2・5m,宽2 m,厚0.03m 导热系数为45 W/(m ・K),两侧表 面温度分别为tl = 100-C, t2 = 80 "C,试求该板的热阻、热流量、热流密 度。
0)= Z4—= 45x 2.5x 2x 100~ 80 = 150/CW 3 0.03 1- 6 一单层玻璃窗，高1.2ni,宽1.5 in,玻璃厚0・3 mm,玻璃导热系数为九二1.05W/(m K),室内外的空气温度分别为20 9和5 9,室内外空气与玻璃窗之间对流换热的表面传热系数分别为hl = 5.5 W/(m2 K)和h2 = 20 W/(m2.K),试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热Q= Axq = 113.5W60.003…R-=- 3・3xl(T'K/W1.2x 1.5x 0.54- = ---------- ------ = 0」01K / W Ah 】 1.2x1.5x5.5A/T =1.2X 1.5X 20 =278X10 KW1・16附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚 度远小于其高度与宽度。
其余已知条件如图。
表面2是厚5=0.1 ni 的平板的一 侧面,其另一侧表面3被高温流体加热，平板的平均导热系数入=17.5 VV/(m.K), 试问在稳态工况下表面3的tw3温度为多少?解：若处于稳定工况，则一 / €8a(T ：x -T ：2)w3 — l wl A =127・l.OxO.lx5.67x IO -8 x(3004 -4004)=132.67 °C150x103 2.5x 2=30KW/m 2阻。
63W/〃F 20-510.003"" =----- + ------------- F -----5.50.5 20<P=fMa (r ；1-r ；2)=1-18 解：q = = 257.1W / /H 2d 1 0.4 1—+ — ------ +—A h 1.6 101・19 一厚度为0・4m, 导热系数为16 W/m K的平面墙壁，其一侧维持100・C的温度，另一侧和温度为10・C的流体进行对流换热，表面传热系数为10W/(m2K),求通过墙壁的热流密度。
工程传热学 习题解答 华中科技大学 许国良版 (5-7章)
所以用简化公式Nu 0.22Re0.6 hd h 14.86W / m2 K
单位长度对流散热量 Q hdlt 14.86 3.14 0.5160 3734.1W
5-28 解： t f 133 ℃查空气 133℃物性参数：
0.8694kg / m3 ,Cp 1.0116kJ / kg K, 3.4375102W / m K, 23.385106 kg / m s v 26.6275106 m2 / s, Pr 0.685 Re ud 8.923 10 3
（2）
定性温度 t f
t
' f
t
'' f
2
45 ℃，物性参数与（1）相同，因为是被冷却，所以 n 取
0.3
Nu 0.023Re0.8 Pr0.3 hd
h 20 10 3 0.023 (3.95 10 4 )0.8 3.930.3 h 5294 .5W / m2 K 0.642
h 不同是因为：一个是被加热，一个是被冷却，速度分布受温度分布影响， Nu 不同。
q1 / Eb (5800 )
1.4 0.9 Eb (5800 ) d
0
Eb (5800 )
1T 1.4 5800 8120 m K
Fb(01) 86.08% Fb(1) 1 86.08 13.92%
q1 / Eb 0.9 0.861 0.775
q2 / Eb 0.2 0.139 0.028
则Gr
g (tw t )L3 v2
9.8 1 (35 25) 1.753 273 30 (16 106 )2
6.771109
(Gr Pr) m 6.771 10 9 0.701 4.75 10 9 10 9 为紊流 则 Nu 0.1(Gr Pr)1/ 3 hl h 2.564W / m2 K
华中科技大学2000年硕士研究生入学考试传热学试题
华中科技大学2000年硕士研究生入学考试传热学试题2007-06-28 00:02一、简答题（1）热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理如何？自然界是否存在单一的热量传递方式？举例说明。
（2）我们为什么把肋片的散热归入一维稳态导热问题？肋片效率是如何定义的，它与哪些因素有关？增大肋片效率有哪些措施？这样做是否一定经济合理？（3）对流表面传热系数是怎样定义的？它与哪些因素有关？常用哪些途径去求解对流换热问题？（4）流体流过平板会在流动方向上产生速度边界层和热边界层（如果流体与壁面存在温差），要边界层的厚度远小于流动方向上平板长度的条件是什么？而速度边界层和热边界层的相对厚度与什么因素有关？（5）什么是灰体？在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足什么条件？而又为什么必须满足这样的条件？二、计算题（1）一根外直径为25mm的管子，其壁面温度为。
如果用12根等距分布的纵肋片装在管子表面上，试求传热量增加的百分率。
已知肋厚为2.5mm，肋高为19mm，肋片的导热系数为周围空气温度为，表面传热系数为。
（2）将初始温度为、直径为20mm的紫铜棒突然置于气温为、流速为的风洞之中，5分钟厚紫铜棒温度降到，试计算此时空气和紫铜之间的表面传热系数。
已知紫铜棒的物性为，，。
（3）在大气压力下，温度为的空气以的速度流过壁面温度的平板，试求距前沿50mm处的速度边界层厚度、热边界层厚度、局部表面传热系数和平均表面传热系数。
（3）在大气压力下，温度为的空气以的速度流过壁面温度的平板，试求距前沿50mm处的速度边界层厚度、热边界层厚度、局部表面传热系数和平均表面传热系数。
（4）的饱和水蒸气，在0.3m高的竖直平板上发生膜状凝结，平板温度保持，求平均表面换热系数以及平均每米宽的凝结液量。
（5）有一同心长套管，其内、外管的直径分别为和，温度分别为和，发射率分别为和。
如果用直径为、发射率为的薄铝管作为辐射屏插入内、外管之间，试求内、外管间单位管长的辐射换热热量；作为辐射屏的铝管温度。
2010华科传热学真题
2010年传热学一、简答1）有一大平板，导热系数为常数，最初温度为t0。
现在对其左侧进行加热，试说明平板内随时间而变化的温度分布曲线不可能是上凸的。
2）两根不同直径的蒸汽管道，外表面紧密敷设厚度相同、材料也相同的保温材料，若两根管子外表面温度相同，且保温材料外表面温度也相同，使比较两管每米长的热损失的大小。
3）有两个形状及大小相同的物体，导热系数也一样，但导温系数不同。
如果将它们置于同一炉膛中加热，问哪一个先到达炉膛温度？假设两个平板表面对流和辐射的速率一样。
4）对流换热过程微分方程组的无量纲化可以产生一系列无量纲的准则，试问雷诺数Re、贝克莱数Pe和努赛尔数Nu各自是从什么微分方程中导出的，它们各自的物理意义是什么？5）高粘度的油类流体，沿平板作低速流动，该情况下边界层理论是否仍然适用？6）如下5个有关角系数的表达式，式中X表示角系数，A表示面积，判断上述各式正确与否。
（1）X1-2,3=X1,2-X1,3（2）X3,1-2=X3,1-X3,2（3）A1-2X3,1-2=A1X3,1-A1X3,2（4）A1-2X1-2,3=A1X1,3-A1X2,3（5）A3X1-2,3=A3X1,3-A2X2,37）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，同时指出其中哪些表面是等强辐射表面。
8）有一稳态的平面肋壁传热过程如图所示，无肋一侧的表面积为A i，肋侧总表面积为A o，它包括肋面突出部分的面积A f及肋与肋之间的平壁部分的面积A b两个部分。
无肋侧表面换热系数为h i，有肋侧表面换热系数为h o，平壁厚度为δ，导热系数为λ，肋效率为ηi，写出其针对无肋侧面积的传热系数K。
二、分析1）将一初始温度为T0的固体，突然置于壁面和空气温度均为T∞的大房间里。
已知空气和固体间的对流表面换热系数为h，固体体积为V，表面积为A，密度为ρ，比热为c；固体表面可认为是黑体。
工程传热学试题华中科技大学
传热学试题（环境科学与工程学院2003级使用）班级 姓名 学号 成绩一、概念题（34分）答：非周期性的加热或冷却过程可以分为初始状况阶段和正规状况阶段（2分）。
前者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。
答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为A ατ＝0，（1分）从中不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。
因此，同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。
四个无量纲准则的物理量组成为：23Re;Pr ;Pr ;Re νβννTL g Gr Pe a L u ∆=•===∞。
（各1分）Re ――表征给定流场的流体惯性力与其黏性力的对比关系；Pe ――表征给定流场的流体热对流能力与其热传导（扩散）能力的对比关系；Pr ――反映物质的动量扩散特性与其热量扩散特性的对比关系；Gr ――主要表征给定流场在浮升力作用下产生的流体惯性力与其黏性力的对比关系。
（各1分）Bi=αL s /λs 而Nu=αL f /λf 。
从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数λs 为固体的值，而Nu 数的λf 则为流体的值；Bi 数的特征尺寸L s 在固体侧定义，而Nu 数的L f 则在流体侧定义。
从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系，而后者则反映了换热系统中流体与壁面地换热性能与其自身的导热性能的对比关系。
（2分）简化，必须存在足够大的贝克莱数，即1Pr Re >>⋅=Pe （2分）,也就是具有21∆的数量级，此时扩散项22X ∂Θ∂才能够被忽略。
从而使能量微分方程变为抛物型偏微分方程，成为可得分答：物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力之比（1分），它与物体的种类、表面特征及表面温度相关（1分）。
09华科传热学考研真题
2009 传热学考研一、简答1）说明推导导热微分方程所依据的基本定律，并解释求解导热问题的三类边界条件。
2）右图为三种不同情况下双层平板稳态导热时的温度分布。
假定双层平板各自的导热系数λ1和λ2为定值，试分析比较三种情况下λ1和λ 2 的相对大小。
3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。
Bi→0和Bi→∞各代表什么样的换热条件？4）流体在两平行平板间做层流充分发展的对流换热。
在充分发展段某截面上流体温度分布剖面如右图所示。
试说明：（a）流体是被加热还是被冷却？（b）哪一侧壁面处的热流密度绝对值要大？5）同一种流体流过直径不同的两根管道，A管直径是B管的两倍，A管的流量也是B管的2倍。
两管中的流动现象是否相似？请说明理由。
6）简述维恩位移定律，并分析为何炼钢时随着温度的升高，钢锭表面颜色由暗黑逐渐变白？7）在漫灰表面间的辐射换热计算中采用有效辐射J。
什么是有效辐射？结合投入辐射G写出有效辐射J的表达式，并说明有效辐射包含哪几部分辐射？黑体的有效辐射J为多少？8）一动力蒸气管道，外直径25cm，外面包上5cm厚的绝热材料。
绝热材料的导热系数为0.12 W/(m·K)，绝热层与环境之间的自然对流换热系数为45 W/(m2·K)，试问为了进一步减少散热损失是否可以增加绝热层厚度，为什么？二、分析1）一直径为d，长度为L，导热系数为λ的金属棒内部有强度为q W/m3 的均匀内热源，两端分别维持固定的温度t1和t2，周围和温度为t∞的空气进行对流换热，表面传热系数为h，假设金属棒同一断面温度分布均匀，试导出此金属棒的导热微分方程，并给出定解条件。
2）对于竖直夹层内的自然对流换热，换热计算公式为q=h（t w1 – t w2），格拉晓夫数Gr=gβ(t w1 – t w2)δ3/ν 2 ，式中t w1 、t w2 分别为两壁面的温度；δ为夹层厚度；H为竖夹层高度。
已知恒壁温条件下竖直间层内空气的换热准则关系式为：当Gr<2000时，Nu=1当2×104<Gr<2×105时，Nu=0.18Gr1/4(H/δ)-1/9当2×105<Gr<1.1×107时，Nu=0.065Gr1/3(H/δ)-1/9公式中准则的定性温度为t m =（t w1+ t w2 ）/2。
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______。
华科传热学
3 边界层中温度变化率的绝对值何处最大？对于一定换热温差的同一流体，为何能用
(
∂t ∂y
)
y
=0
绝对值的大小来判断对流换热系数的大小？
4 有一个长圆柱形的金属棒，直径为 D 长度为 L，其同心内孔孔径为 d，放入电加热器， 对金属棒进行绝热加热，加热功率为 P。当到达一定温度 T0 之后将其放入空气中冷却， 此时加热器继续工作，空气与金属棒 之间的换热系数为 α，空气温度为 T∞。试写出金 属棒的一维非稳态导热过程的数学模型，如果金属棒导热系数 λ 很大，而换热系数较小， 其数学模型又是何种形式？在此情况下当达到热稳定时请导出金属棒温度的表达式。
3 直径为 10mm 的钢棒，初始温度为 400℃，突然将它放入 38℃的流体中冷却，冷却时表 面的换热系数为 17.5 W/(m2⋅℃)，钢棒的导热系数为 47 W/(m⋅℃)，热扩散率为 1.28×10-5 m2/s ，试求 6 分钟后棒的温度。
4 为了减少热损失和保证安全工作条件，在外直径为 133mm 的蒸汽管外侧覆盖保温层。 蒸汽管外壁温度为 400℃，按电厂操作规定，保温材料外侧温度不得超过 50℃。如果采 用导热系数为 0.0887 W/(m⋅℃)的水泥珍珠岩制品做保温材料，并把每米管道的热损失 Q/L 控制在 465 W/m 以下，保温层厚度应为多少毫米？
传热学复习题
《传热学》考前辅导题
一， 简答题 1 热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理任何？自然界是否存在单一的热量
传递方式？试举例说明。
2 什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映 的物理实质是什么？
3 导热系数和热扩散系数各自从什么地方产生？它们各自反映了物质的什么特性？并指 出它们的差异？
2009传热学B卷
为了测得锅炉炉膛对水冷壁的辐射热流密度，设计了如下一种简易装置，即在相邻的两根水冷壁管之间焊上一块薄壁金属过桥，并在其中心及两例安置三对热电偶，请建立辐射热流密度计算模型。（5分）
8、修正的雷诺比拟表达式为（）。
9、流体高雷诺数掠过单管时， 曲线第一次回升是（）原因，第二次回升是由于产生脱体的原因。
10、竖壁液膜层流时 ， 倾角斜壁 （ ）
11、根据维恩编移定律，检测辐射体（）波长，可计算出物体表面温度。
12、向烧结电子瓷的工业电炉中滴入酒精，烧结时间明显缩短的原因是（）。
13、相似物理现象的同名准数（），不同准数间存在函数关系。
2、逆流套管式换热器，外表面绝热。内管 ；内管流油 ， ， ， 油对管壁对流放热系数 ，管外冷却水 ， ，对流放热系数 ； ， 。（1）求：油出口温度 （管长为25m)；（2）简述换热器校核计算内容和步骤。（7分，第1问4分。）
3、某热工设备侧墙总面积150 m2,侧墙由三层材料组成，由内到外，材料的厚度和导热系数分别为：200mm，0.26W/m2·℃；100mm，0.040 W/m2·℃；200mm，0.32 W/m2·℃。在增设保温层前，窑墙表面平均温度为60℃，增设硅酸铝保温纤维后，外表平均温度降为40℃。(1)计算热工设备增设保温层后，一年减少的热损失量是多少？折算多少吨标准煤？(2)计算保温前耐火砖内表面温度。设保温前后热工设备的外表黑度εw=0.8，环境大气温度平均值为27℃，设备的年运行率为85%。已知竖直平板对环境的热辐射传热和对流传热的计算公式分别为：（ ）
（7分。第1问4分）
4、一平板太阳能集热器如下图所示。已知：包括散射在内的太阳投射辐射为 ；透明覆盖采用厚 的普通玻璃，吸热面采用铜材，其上镀有 光谱选择性涂层黑镍，实验测得吸热面平均温度为 ，覆盖玻璃内表面温度 ，吸热面与覆盖玻璃的距离为4cm。玻璃对太阳能的穿透比为 ，吸热面对太阳能
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2009 传热学
一、简答
1）说明推导导热微分方程所依据的基本定律，并解释求解导热问题的三类边界条件。
2）右图为三种不同情况下双层平板稳态导
热时的温度分布。
假定双层平板各自的导热
系数λ1和λ2为定值，试分析比较三种情况
下λ1和λ 2 的相对大小。
3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。
Bi→0和Bi→∞各代表什么样的换热条件？4）流体在两平行平板间做层流充分发展的对流
换热。
在充分发展段某截面上流体温度分布剖面
如右图所示。
试说明：（a）流体是被加热还是被
冷却？（b）哪一侧壁面处的热流密度绝对值要
大？
5）同一种流体流过直径不同的两根管道，A管直径是B管的两倍，A管的流量也是B管的2倍。
两管中的流动现象是否相似？请说明理由。
6）简述维恩位移定律，并分析为何炼钢时随着温度的升高，钢锭表面颜色由暗黑逐渐变白？
7）在漫灰表面间的辐射换热计算中采用有效辐射J。
什么是有效辐射？结合投入辐射G写出有效辐射J的表达式，并说明有效辐射包含哪几部分辐射？黑体的有效辐射J为多少？
8）一动力蒸气管道，外直径25cm，外面包上5cm厚的绝热材料。
绝热材料的导热系数为0.12 W/(m·K)，绝热层与环境之间的自然对流换热系数为45 W/(m2·K)，试问为了进一步减少散热损失是否可以增加绝热层厚度，为什么？
二、分析
1）一直径为d，长度为L，导热系数为λ的金属棒内部有强度为q W/m3 的均匀内热源，两端分别维持固定的温度t1和t2，周围和温度为t∞的空气进行对流换热，表面传热系数为h，假设金属棒同一断面温度分布均匀，试导出此金属棒的导热微分方程，并给出定解条件。
2）对于竖直夹层内的自然对流换热，换热计算公式为q=h（t w1 – t w2），格拉晓夫数Gr=gβ(t w1 – t w2)δ3/ν 2 ，式中t w1 、t w2 分别为两壁面的温度；δ为夹层厚度；H为竖夹层高度。
已知恒壁温条件下竖直间层内空气的换热准则关系式为：
当Gr<2000时，Nu=1
当2×104<Gr<2×105时，Nu=0.18Gr1/4(H/δ)-1/9
当2×105<Gr<1.1×107时，Nu=0.065Gr1/3(H/δ)-1/9
公式中准则的定性温度为t m =（t w1+ t w2 ）/2。
试分析当Gr<2000时，为什么Nu为常数，并且Nu=1？
3）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2mm 、长度为1m 的不锈钢导线通有100A 的电流。
不锈钢的导热系数为λ=20 W/(m ·K)，此导线单位长度电阻为0.1×10-6Ω/m 。
导线周围与温度为100℃的流体进行对流换热，表面传热系数为1000 W/(m 2
·K)。
求导线截面上的温度分布及导线中心的温度。
已知第一类边
界条件下有内热源时圆柱体内的温度计算公式为：t=()
w 22
t r 4+-ΦR λ
四、机油以90kg/h 的质量流量在内径为10mm 的管内流过。
管的内壁面温度为20℃，要求油从110℃冷却到70℃，试计算所需管长。
管内层流
Nu=1.86（RePr l
d
）3
1（w
f
μμ）0.14
管内紊流 Nu=0.023Re 0.8Pr n （流体被加热n=0.4，被冷却n=0.3）
五、一房间的长×宽×高为4m ×3m ×2.5m ，墙壁四周绝热，地板与天花板表面温度均匀且分别为30℃与15℃，房间所有内表面均为漫射灰表面，发射率均为0.8，如图所示。
假定房间内的自然对流可忽略，并已知地板对天花板的角系数X 1,2 =0.29，求：（a ）画出辐射换热网络图；（b ）地板对天花板的辐射热量；（c ）房间四周的内壁温度。