中南大学传热学试题+答案

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中南大学传热学部分习题答案

中南大学传热学部分习题答案

第一章 绪论1-6 解:W t t Aw w 32110077.226.030125.1⨯=⨯⨯=-=Φδλ。

1-13解:)(4241T T q -=σ。

1-17 解:;/)(10376.55.46105.2;/)(101053951125322511W K m R W K m hR ∙⨯⨯==∙⨯===---λδ;/)(1024.175800112523W K m h R ∙⨯===- )./(9312321K m W R R R k ∙=++=1-22 解:Ct t 35.72/)(m ax m ax =∆+∆;)(3.78235.712690002K m W t A k m ∙=⨯=∆Φ=。

第二章 导热基本定律及稳态导热2-2 解:W R t A f 1.3575.211.00095.007.0152.04510794.05.11)]2(30[2.373=+++⨯+--⨯=∆=Φ-∑ 所以每小时带走的热量为kJ 6.128536001.357=⨯=Φ。

2-9 解:附录7,),/(08475.022500023.0033.000023.0033.0__K m W t ∙=⨯+=+=λ 所以)/ln()(21221_d d t t w w -=Φλπ,即163)/ln()50400(08475.01416.3212=-⨯⨯⨯d d , 1434.1)/ln(12=d d ,137.3/12=d d ,mmd 7.3132=,mm 9.10621007.313=-=δ。

2-25 解:据已知条件,r=0.065-0.08x,这里r 为台界面的半径,x 为离锥台底面的距离。

通过锥台的导热量可按式(2-34)计算。

其中,⎰======⎰⎰--=+-=-=041.0065.02065.008.008.03.002)08.01(1)08.0065.0(21XdX x dx Adx x X xdX x x ππ =84.35)1(1416.3108.01041.0065.0=-⨯⨯-X,所以,W 139584.35500100=⨯=Φ。

中南大学传热学试题+答案

中南大学传热学试题+答案

中南⼤学传热学试题+答案传热学(机械 2009级)试题参考答案及评分标准2011-- 2012学年下学期时间 120分钟传热学课程 32 学时 2 学分考试形式:开卷专业年级:机械 09级总分 100分,占总评成绩 70 %注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上⼀、填空(每空 1分,总计 20分)1. 传热的三种基本⽅式有热传导、热辐射、热对流。

2. 毕渥数是导热分析中的⼀个重要的⽆因次准则,它表征了固体内部导热热阻与界⾯上换热热阻之⽐。

3. 对流换热过程的单值性条件有⼏何、物理、时间、边界四项。

4. 肋效率的定义为肋⽚实际散热量与肋⽚最⼤可能散热量之⽐。

5. 已知某⼀导热平壁的两侧壁⾯温差是30℃,材料的导热系数是22W /(m.K),通过的热流密度是300W /m 2,则该平壁的壁厚是 2.2m6. 从流动起因,对流换热可分为⾃然对流、强制对流。

7. 格拉晓夫准则的物理意义流体流动时浮升⼒与粘滞⼒之⽐的⽆量纲量;表达式Gr =32v c g tl αν?。

8. ⿊体是指反射率为0的物体,⽩体是指吸收率为0的物体。

9. ⼀个由两个表⾯所构成的封闭系统中,若已知两表⾯⾯积A1=0.5A2,⾓系数X1,2=0.6,则X2,1= 0.3 。

10. ⾓系数具有相对性、完整性、可加性的特性。

⼆、简答题(25分)1、简单归纳⼀下导热问题中常见的⼏类边界条件以及其定义。

(5分)解:导热问题主要有以下三类边界条件:(1)第⼀类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度分布,它可以是时间和空间的函数,也可以为给定不变的常数值。

(2)第⼆类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度梯度,即相当于给定边界上的热流密度,它可以是时间和空间的函数,也可以为给定不变的常数值。

(3)第三类边界条件:该条件是第⼀类和第⼆类边界条件的线性组合,常为给定系统边界⾯与流体间的换热系数和流体的温度,这两个量可以是时间和空间的函数,也可以为给定不变的常数值。

(完整版)传热学试卷和答案

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传热学(一)第一部分选择题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。

16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。

17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。

18. 角系数仅与因素有关。

19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ,材料导热系数为 0.15 ,壁面两侧的温度差为 150 ℃,则通过该平壁导热的热流密度为。

传热学试题、答案及考试分析

传热学试题、答案及考试分析

开卷 120分钟 100分一、 判断哪些论断是正确的,哪些是错误的,在A 、B 、C 、D 上划“√”或“ ”。

要求全划,不划不得分。

每题4分。

(8分) 1、ε=αA 、适用于漫灰表面B 、当与环境温度平衡时适用于任何表面C 、当环境为黑体时适用于任何表面D 、适用于任何表面 (答案:A ) 2、对绝热表面A 、本身辐射=有效辐射B 、有效辐射=投射辐射C 、吸收辐射=本身辐射D 、反射辐射=投射辐射 (答案:B ) 二、 相似准则1、写出下述相似准则的定义式 (3分) B i =(h δλ) F 0 =(2a τδ)G r =(32gl tαν∆) P r =(aν)Re =(ulν) Nu =(hlλ)St =(p huc ρ) 2、水平圆管与气体自然对流放热公式为 (3分) Nu=0.13 ( G r ·P r ) 1/3给下列比例关系中各物理量添上正确的幂次 α~d·△t · Cp ρ∙ ·λ·μ (01313223113~p h d t c ρλμα-⋅∆⋅⋅⋅⋅⋅) 三、 基本概念与公式1、 已知圆管中的速度分布与温度分布,写出其断面平均温度的表达式(3分)(答案:Au t t dA u=⋅⋅⎰⎰,其中Au u dA =⋅⎰⎰)2、一平板置于X-Z 座标下如图。

流体由左侧横向冲刷,写出该座标下平板边界层的动量方程与能量方程 (4分)x z(答案:动量方程:22u u u u v z x x ν∂∂∂+=∂∂∂;能量方程:22t t tu v a z x x∂∂∂+=∂∂∂)3、 写出导热问题第三类边界条件的表达式,并在所用符号上打“√”表示已知量,打“?”表示未知量 (2分) (答案:()f s sth t t n λ∂-=-∂,已知量:f t ,h ,λ。

未知量:t ) 4、 圆管内、外径为d 1 ,d 2 ,内壁热流密度为q 1 ,外壁热流密度为q 2 ,单位管长热流为q L,给出q2与qL的因次及它们之间的关系式(3分)(答案:[]22q W m ⎡⎤=⎣⎦,[][]l q W m =,222l q r q π=⋅)5、 根据下述提示简述边界层理论的五个主要内容,α、尺度,b 、速度梯度,c 、发展过程,d 、整个流场分区情况,e 、边界层内压力分布特点,为什么边界层理论有巨大实用价值? ( 8分 )(答案:a 、边界层的厚度很薄,故尺度很小;b 、法向速度梯度很大,故粘滞力很大;c 、边界层流态分层流和紊流,紊流边界层紧靠壁处仍将是层流,称层流底层;d 、流场可划分为主流区和边界层区,只有在边界层内才显示流体粘性的影响。

传热学考试真题试卷与解析

传热学考试真题试卷与解析

东南大学2006—2007学年第二学期期末考试《传热学》试题(A卷)答案一、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邻等温线的温度间隔相同时,等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。

3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。

4、工程上常采用肋片来强化传热。

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、由于流动起因的不同,对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。

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、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式,其中珠状凝结有较大的换热强度,工程上常用的是膜状凝结。

10、遵循兰贝特定律的辐射,数值上其辐射力等于定向辐射强度的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、下列说法不正确的是(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、大平板采用集总参数法的判别条件是(C)A.Bi>0.1 B.Bi=1 C.Bi<0.1 D.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。

传热学试题含答案

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-====⨯⨯⨯30.24.4441045t 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。

传热学期末考试题及答案

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。

传热学习题(含参考答案)

传热学习题(含参考答案)

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()。

传热学试题及答案

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。

传热学试题及答案

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》试题及参考答案

《传热学》试题及参考答案

《传热学》习题答案一、单选题1.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(C)。

A.粗管和细管的换热系数相同B.粗管内的换热系数大C.细管内的换热系数大D.无法比较2.一般而言,金属比非金属(介电体)的导热系数值是(A)A.较高的B.较低的C.相等的D.接近的3.强化流体在管内对流换热的措施有(A)。

A.在管内加内插物B.加大管内流体流速C.增大管径D.把圆管换成椭圆管4.当通过固体壁面传热时,采用加肋增强传热,说法正确的是(A)。

A.在流体表面传热系数小的一侧加肋,传热效果好B.在流体表面传热系数大的一侧加肋,传热效果好C. 在两侧都加肋,传热效果好 D.在两侧任何一侧加肋,传热效果一样好5.热传递的三种基本方式为(C)A.导热、热对流和传热过热B.导热、热对流和辐射换热C.导热、热对流和热辐射D.导热、辐射换热和对流换热6.按照导热机理,水在(C)状态下的导热系数最小。

A.冰B.液态水C.水蒸气D.冰水混合物7.无限空间自然对流,在常壁温或常热流边界条件下,当流态达到旺盛紊流时,沿程表面传热系数将(B)。

A.增大B.不变C.减小D.开始减小,而后增大8.当导热过程在两个直接接触的固体表面之间进行,为了减少接触热阻,下列做法错误的是(C)。

A.降低接触表面的粗糙度B.增大接触面上的挤压压力C.在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料D.在接触表面之间涂上一层导热系数大的油脂9.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是(B)。

A.导温系数B.导热系数C.传热系数D.密度10.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?(C)。

A.雷诺数B.雷利数C.普朗特数D.努谢尔特数11.在(C)条件下,热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。

A.Pr<1B.Pr>1C.Pr=1D.不确定12.下列材料中导热系数最大的是(A)。

A.纯铜B.纯铁C.黄铜D.天然金刚石13.灰体表面热阻与(A)有关。

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案传热学是研究热量传递规律的学科,它在工程实践中有着广泛的应用。

以下是一些传热学的复习题及其答案,供学习者参考。

# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种?- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 所有选项都是答案:D2. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式?- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 都不是答案:C# 二、填空题1. 导热系数是描述材料______能力的物理量。

答案:导热2. 对流换热的特点是热量通过______来传递。

答案:流体的宏观运动# 三、简答题1. 请简述牛顿冷却定律的内容。

答案:牛顿冷却定律指出,物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的温差成正比。

2. 什么是黑体辐射定律?其数学表达式是什么?答案:黑体辐射定律描述了理想化的物体(黑体)在不同温度下发出的辐射能量与波长的关系。

其数学表达式为:E(λ,T) = (2πhc^2) / (λ^5) * 1 / (e^(hc/(λkT)) - 1),其中E(λ,T)是波长为λ在温度T下的辐射强度,h是普朗克常数,c是光速,k是玻尔兹曼常数。

# 四、计算题1. 假设有一厚度为0.05m的墙体,其导热系数为0.6 W/m·K,两侧温差为10°C。

求墙体的热流量。

答案:根据傅里叶定律,热流量Q = k * A * ΔT / d,其中A是面积,ΔT是温差,d是厚度。

假设面积A足够大,可以忽略不计,那么Q = 0.6 * 10 / 0.05 = 120 W。

2. 已知一物体表面温度为300 K,环境温度为20°C,求该物体表面与环境之间的热交换速率,假设对流换热系数为10 W/m²·K。

答案:热交换速率Q = h * A * ΔT,其中h是对流换热系数,A是物体表面积,ΔT是温差。

假设A足够大,可以忽略不计,那么Q = 10 * (300 - 273) = 270 W。

传热学课程试卷(A卷)及答案

传热学课程试卷(A卷)及答案
传热学课程试卷(A 卷)及答案
题号一二三四总分 得分 一、填空题(本大题共 14 分,每题 2 分) 1.导温系数又称热扩散率,它表征了物体内部各部分温度趋于 均匀一致的能力(或材料传播温度变化的能力。 2.对同一种工质,自然对流换热系数 h 自、强制对流换热系数 h 强和沸腾换热系数 h 沸的大小关系为:h 自<h 强<h 沸。< p=""> 3.半径为 R 的半球内表面和圆底面组成封闭系统,则半球内表 面对圆底面的角系数 X2,1=1/2 。4.定向辐射强度是指单位时 间,单位可见辐射面积,单位立体角内的辐射能量。 5.从换热表面的结构而言,强化凝结换热的基本思想是尽量减 薄粘滞在换热表面上的液膜厚度;强化沸腾换热的基本思想是尽 量增加换热表面上的汽化核心数。 6.已知炉墙表面与空气的对流换热系数为 h c,辐射换热系数 为 h r,则其单位面积复合换热热阻为 1/(h c+h r) 。 7.圆管的临界热绝缘直径 d cri 的计算式为 d cri=2λ/h,其 物理意义为当 d=d cri 时对流与导热热阻之和最小,散热量最大。 二、选择题(本大题共 16 分,每小题 2 分) 在每题列出的四个选项中只有一个选项正确,请将正确选项前的 字母填在题后的括号内。1.公式 t K
=称为( D )。 q? A.傅里叶定律 B. 牛顿冷却公式 C. 热平衡方程 D. 传热方程 式 2.物体表面黑度不受下述(D)条件的影响。 A.物质种类 B. 表面温度 C. 表面状况 D. 表面位置 3.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温,为 了达到较好的保温效果, 应将哪种材料放在内层?( B ) A .导热系数较大的材料 B. 导热系数较小的材料 C .任选一种即可 D. 无法确定 4.下列各参数中,属于物性参 数的是( C )。 A .传热系数 B. 吸收率 C. 普朗特数 D. 对流换热系数 5.将 保温瓶的双层玻璃中间抽成真空,其目的是( D )。 A .减少 导热 B. 减少对流换热 C .减少对流与辐射换热 D. 减少导热 与对流换热 6.沸腾的临界热流密度 q cri 是( C )。 A .从 过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点 B .从自然对流过渡到核态沸腾的转折点 C .从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点 D .从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点 7.下述哪种手段对提高管内强制对流换热表面传热系数无效? ( B ) A .提高流速 B. 增大管径

传热学考试题及答案

传热学考试题及答案

传热学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 热传导的三种基本方式是:A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、相变D. 导热、对流、扩散答案:A2. 傅里叶定律描述的是:A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热扩散答案:A3. 以下哪种材料的导热系数通常最高?A. 空气B. 木材C. 铜D. 橡胶答案:C4. 热对流的驱动力是:A. 温度差B. 压力差C. 密度差D. 重力答案:A5. 黑体辐射定律是由哪位物理学家提出的?A. 普朗克B. 牛顿C. 爱因斯坦D. 波尔兹曼答案:A6. 辐射传热中,辐射强度与温度的四次方成正比,这是根据哪个定律得出的?A. 斯特藩-玻尔兹曼定律B. 维恩位移定律C. 普朗克定律D. 瑞利-金斯定律答案:A7. 以下哪种情况下,流体的对流换热系数会增大?A. 流体流速减慢B. 流体温度升高C. 流体粘度增大D. 流体流速加快答案:D8. 相变传热中,哪种物质的相变潜热最大?A. 水B. 冰C. 蒸汽D. 干冰答案:A9. 热传导方程中,温度随时间的变化率与什么成正比?A. 温度梯度B. 热流密度C. 热导率D. 热扩散率答案:D10. 热阻的概念是由哪位科学家提出的?A. 傅里叶B. 牛顿C. 欧姆D. 焦耳答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热传导的基本定律是__________定律。

答案:傅里叶2. 热对流换热系数的单位是__________。

答案:W/(m²·K)3. 辐射传热中,黑体的辐射能力最强,其辐射强度与绝对温度的__________次方成正比。

答案:四4. 热传导过程中,热量传递的方向总是从__________向低温区域。

答案:高温区域5. 在热对流中,流体的流动状态可以分为层流和__________。

答案:湍流6. 热辐射不需要__________作为介质。

答案:物质7. 相变传热中,物质从液态变为气态的过程称为__________。

传热学考试题和答案

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______。

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传热学(机械 2009级)试题参考答案及评分标准2011-- 2012学年下学期 时间 120分钟 传热学 课程 32 学时 2 学分 考试形式: 开卷专业年级:机械 09级总分 100分,占总评成绩 70 %注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上一、填空(每空 1分,总计 20分)1. 传热的三种基本方式有 热传导 、 热辐射 、 热对流 。

2. 毕渥数是导热分析中的一个重要的无因次准则,它表征了 固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比 。

3. 对流换热过程的单值性条件有 几何 、 物理 、 时间 、 边界 四项。

4. 肋效率的定义为 肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比 。

5. 已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃,材料的导热系数是22W /(m.K),通过的热流密度是300W /m 2,则该平壁的壁厚是 2.2m6. 从流动起因,对流换热可分为 自然对流 、 强制对流 。

7. 格拉晓夫准则的物理意义 流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量 ;表达式Gr =32v c g tl αν∆。

8. 黑体是指 反射率 为0的物体,白体是指 吸收率 为0的物体。

9. 一个由两个表面所构成的封闭系统中,若已知两表面面积A1=0.5A2,角系数X1,2=0.6,则X2,1= 0.3 。

10. 角系数具有 相对性 、 完整性 、 可加性 的特性。

二、简答题(25分)1、简单归纳一下导热问题中常见的几类边界条件以及其定义。

(5分)解:导热问题主要有以下三类边界条件:(1)第一类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度分布,它可以是时间和空间的函数,也可以为给定不变的常数值。

(2)第二类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度梯度,即相当于给定边界上的热流密度,它可以是时间和空间的函数,也可以为给定不变的常数值。

(3)第三类边界条件:该条件是第一类和第二类边界条件的线性组合,常为给定系统边界面与流体间的换热系数和流体的温度,这两个量可以是时间和空间的函数,也可以为给定不变的常数值。

2、求解导热问题有哪三种基本方法,简述各自的求解过程及特点。

(6分)解:求解导热问题的三种基本方法是:(1) 理论分析法;(2) 数值计算法;(3) 实验法三种方法的基本求解过程有:(1) 所谓理论分析方法,就是在理论分析的基础上,直接对微分方程在给定的定解条件下进行积分,这样获得的解称之为分析解,或叫理论解;(2) 数值计算法,把原来在时间和空间连续的物理量的场,用有限个离散点上的值的集合来代替,通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程,从而获得离散点上被求物理量的值;并称之为数值解;(3) 实验法就是在传热学基本理论的指导下,采用对所研究对象的传热过程所求量的方法三种方法的特点:分析法能获得所研究问题的精确解,可以为实验和数值计算提供比较依据;局限性很大,对复杂的问题无法求解;分析解具有普遍性,各种情况的影响清晰可见。

数值法在很大程度上弥补了分析法的缺点,适应性强,特别对于复杂问题更显其优越性;与实验法相比成本低。

实验法是传热学的基本研究方法,适应性不好;费用昂贵。

3、在对流传热理论中,什么是边界层?如何确定边界层的厚度? (8分)解: 对流传热理论中,有两种边界层,分别是流动边界层和温度边界层。

当粘性流体流过物体表面时,会形成速度梯度很大的流动边界层;当壁面与流体间有温差时,也会产生温度梯度很大的温度边界层(或称热边界层)。

从 y = 0、u = 0 开始,u 随着 y 方向离壁面距离的增加而迅速增大;经过厚度为的薄层,u 接近主流速度 u ,把u/u=0.99 处离壁的距离定义为流动边界层厚度;而对于温度界层,当温度随着y 方向离壁面距离的增加而迅速变化,当温度达到如下情况时0, 0, 0.99w w t w y T T y T T θδθθ∞==-===-=t 即为边界层的厚度,且与t 不一定相等。

4、夏天人在同样温度(如:25度)的空气和水中的感觉会不一样,请用传热学理论解释为什么;(6分)解:由于水的导热系数和空气的导热系数不一样,所以根据基本导热定律可知同等温差和相同的接触面积下,交换的热量是不一样的;另外从对流换热角度分析,水和空气的对流换热相关参数也不一样,对流换热效率也不一样。

所以人体表的散热情况会不一样,感觉也不一样。

三、计算题:(55分)1.一房屋的混凝土外墙的厚度为=200mm ,混凝土的热导率为=1.5W/(m ·K) ,冬季室外空气温度为t f2=-10℃, 有风天和墙壁之间的表面传热系数为h 2=20W/(m2·K),室内空气温度为t f1= 25℃,和墙壁之间的表面传热系数为h 1=5 W/(m2·K)。

假设墙壁及两侧的空气温度及表面传热系数都不随时间而变化,求单位面积墙壁的散热损失及内外墙壁面的温度。

(10分)解: 由给定条件可知,这是一个稳态传热过程。

通过墙壁的热流密度,即单位面积墙壁的散热损失为f1f 21222211[25(10)]100/10.1515() 1.5()20()t t q h h KW m m W m K W m K W m K δλ-=++--==++⋅⋅⋅2分根据牛顿冷却公式,对于内、外墙面与空气之间的对流换热()2w2f 2q h t t =-2分,同时有()1f1w1q h t t =-2分所以有C h qt t ︒-=+=15122f 2w2分C h qt t ︒=-=5111f 1w2分2、在图3所示的有内热源的二维稳态导热区域中,一个界面绝热,一个界面等温温度为0t (含节点4),其余两个界面与温度为f t 的流体对流换热,h λ、均匀,内热源强度为Φ&,试列出节点2、3、6、8、9、10的离散方程式。

(15分)解:节点2:;2分节点3:()2373431222t t t t t t y y x x y x y x λλλφ---⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭V V V V V V V V ;2分节点6:;2分节点8:()48781281222t t t t t t x x y x y y x y λλλφ---⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭V V V V V V V V ;2分节点9:;2分节点10:()32621210222t t t t t t y y x x y x x y λλλφ---∆∆⎛⎫⎛⎫++∆+∆∆= ⎪ ⎪∆∆∆⎝⎭⎝⎭()()()()2676105560t t t t t t t tx y x y x y y x y x λλλλφ----∆+∆+∆+∆+∆∆=∆∆∆∆()5910991022422f t t t t x y x y x y h t t y x λλφ--∆∆∆∆⎛⎫⎛⎫⎛⎫++∆∆-+-= ⎪ ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭⎝⎭t fΔx=Δy; 2分当以上诸式可简化为:节点2:;0.5分节点3:2743240x y t t t t φλ++-+=V V ;0.5分节点6:0.5分节点8:47128240x y t t t t φλ++-+=V V ;0.5分节点9:0.5分节点10:0.5分注: 可以不经过上述过程直接写出方程;写对一个计2.5分,写错1个扣2.5分。

3、已知51.01310,100Pa C ⨯︒的空气以100/v m s =的速度流过一块平板,平板温度为30摄氏度。

求离开平板前缘3cm 处边界层上的法向速度、流动边界层及热边界层厚度、局部切应力和局部表面传热系数、平均阻力系数和平均表面传热系数。

(10分)()()91011106101010222f t t t t t t y y x x y xh h t x x y λλλφ---∆∆⎛⎫⎛⎫++∆+∆∆-∆-= ⎪ ⎪∆∆∆⎝⎭⎝⎭x y ∆=∆26132240t t t t y φλ⎛⎫++-+∆= ⎪⎝⎭271057640t t t t t y φλ⎛⎫+++-+∆= ⎪⎝⎭25109122102f h y h y t t t t y φλλλ∆∆⎡⎤⎛⎫⎛⎫++-++∆= ⎪ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎝⎭269111022220f h y h y t t t t t y φλλλ∆∆⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++-++∆= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭1分1分2分 2分 2分 2分4、已知在锅炉的空气预热器中,空气横掠过一组叉排管束,1280,50s mm s mm ==,管子外径40d mm =,空气在最小界面处的流速为6/m s ,133w t C =︒,在流动方向上排数大于10,管壁平均温度为165C ︒。

求空气与管束间的平均表面传热系数。

(10分)2分2分 2分2分2分5、已知一大型加热炉炉底厚50mm ,初温为25C ︒,62510/a m s -=⨯,4/()W m K λ=⋅,1600t C ∞=︒,240/()h W m K =⋅。

按工艺要求炉内各表面均应加热到1500摄氏度方可投入使用。

求从开始点火到满足这一条件所需的时间。

(10分)2分 2分 4分2分传热学(机械 2008级)试题参考答案及评分标准-B 试卷参考答案2010-- 2011学年下学期 时间 120分钟 传热学 课程 32 学时 2 学分 考试形式: 开卷专业年级:机械 08级总分 100分,占总评成绩 70 %注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上一、填空(每空 1分,总计 20分)1、导热的特点是:(必须有温差)、(物体直接接触)、(依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量)、(在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中)。

2、热量传递的基本方式 ( 热传导 )、( 热对流 )、( 热辐射 )。

3、肋片效率表示( 实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量 ),影响肋片效率的因素有(肋片材料的热导率)、(肋片表面与周围介质之间的表面传热系数 α )、(肋片的几何形状和尺寸(P 、A 、h ) )。

4、导热过程的单值性条件是(确定唯一解的附加补充说明条件,包括四项:几何、物理、初始、边界 )。

5、毕欧数是导热分析中的一个重要的无因次准则,它表征了( 平板导热热阻与表面对流传热热阻的比值的无量纲量 )。

6、热扩散系数反映了导热过程中材料的( 导热能力 )。

7、集总参数系统表示( 忽略物体内部导热热阻的简化分析方法 )。

8、傅里叶数的物理意义是( 在数值上等于单位温度梯度作用下单位时间内单位面积的热量 )。

9、利用( 各方向流体流动速度 )可以判别一个给定流场稳定性。

10、反映给定流场的换热能力与其导热能力对比关系的是( cλαρ=)。

11、从流动起因,对流换热可分为( 自然对流 )、( 强制对流 )。

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