最新传热学及答案

、某房间墙壁（从外到内）由一层厚度为的砖和一层厚度为的灰泥构成。冬季外壁面温度为℃，内壁面温度为℃时。求①通过该墙体的热流密度是多少？②两层材料接触面的温度是多少？已知砖的导热系数，灰泥的导热系数。

0.5 的球形，热电偶料的，

，。热电偶初始温度为

热电偶表面与气流间对流换热的表面传热系数，试求①热电偶的过余温度达到

参考答案

一、名词解释（共10分，每小题2分）

1、，式中式物体的导热系数，和分别为物体的密度和定压比热容。是材料传播温度变化能力大小的指标。（2分）

2、对流指由于流体的宏观运动，从而流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。（2分）

3、实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值称为实际物体的发射率。（2分）

4、表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数。（2分）

5、肋效率=（2分）

6、单位时间、单位可见辐射面积、单位立体角内的辐射能量称为定向辐射强度。（2分）

二、简答题（共18分，每小题3分）

1、导热问题常见的三类边界条件(文字叙述或用数学式表达)。

答：第一类边界条件,已知任何时刻物体边界面的温度值；

稳态，常量；非稳态，（1分）

第二类边界条件，规定了边界上的热流密度值；

稳态，常量；非稳态，（1分）

第三类边界条件，规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数及周围流体温度。

稳态，和为常数；非稳态，和可为时间的函数。（1分）

2、用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。

答：通过肋壁计算式可知减小测试误差即减小肋顶端过余温度，，由此可采取以下措施减小测试误差。

∙选用导热系数更小的材料做套管；（0.5分）

∙尽量增加套管高度，并减小壁厚；（1分）

∙强化流体与套管间的换热；（1分）

∙在储气筒外包以保温材料。（0.5分）

3、强化膜状凝结换热的基本原则及实现方法是什么？

答：基本原则：尽量减薄粘滞在换热表面上的液膜的厚度；（2分）

实现方法：包括用各种带有尖锋的表面使在其上冷凝的液膜减薄，以及使已凝结的液体尽快从换热表面上排泄掉。（1分）4、写出两个同类现象相似的条件。

答：单值性条件相似，同名已定准则相等。（3分）

5、，固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比；1分

，壁面上流体的无量纲温度梯度；1分

两者不同之处在于：里面的为固体导热系数，里面的为流体导热系数。1分

6、实际物体发射率的定义

答：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值称为实际物体的发射率，。（3分）

三、计算题（共50分）

1、某房间墙壁（从外到内）由一层厚度为的砖层和一层厚度为的灰泥构成。冬季外壁面温度为℃，内壁面温度为18℃时。求①通过该墙体的热流密度是多少？②两层材料接触面的温度是多少？已知砖的导热系数，灰泥的导热系数。（共12分，每小题6分）

解：令砖层为1层，灰泥层为2层。外壁面为1，内壁面为2，中间接触面为3。

（6分）

（5分）

℃（1分）

2、热电偶的热接点近似认为是直径0.5 的球形，热电偶材料的，，

。热电偶初始温度为25℃，突然将其放入120℃的气流中，热电偶表面与气流间对流换热表面传热系数，试求①热电偶的过余温度达到初始过余温度的1℅时所需的时间为多少？②这时热电偶的指示温度为多少？（共12分，每小题6分）

解：可以采用集总参数法。（4分）

（4分）

（2分）

（1分）

℃（1分）

3、一大车间中放有一横置管道，长为5m，直径为119mm，表面温度为127℃，发射率（黑度）为0.6，房间墙壁温度为27℃，求其辐射换热量是多少？（共12分）

解：此题可以看成一小物体（横置管道）放在一大空间内（大车间）的两灰表面之间的辐射换热问题。（2分）

（6分）

（3分）

（1分）

4、为研究一换热设备的换热情况,采用一个缩小成原设备1/10的模型来研究,已知原设备空气流速为1m/s,热条件不变,模型中流体仍是空气,求模型中空气流速是多少才能保证模型与原设备的换热现象相似。（共12分）

解：两现象相似，则同名已定准则数相等。因温度条件都没变，且流体都是空气，则Pr数肯定相等。（4分）

由Re相等得:,又,,所以

（8分）

5、有一架空蒸汽管道，管道内径为φ=300mm，管壁厚度5mm，其导热系数为36 W/(m·K)。外包有λb=0.04 W/ (m·K)的保温材料，厚度为40mm，管道内流有130℃的干饱和蒸汽，流速为41m/s；管道外空气风速为0，温度为10℃。（共22分）

求：1、管内对流换热的表面传热系数。（7分）

2、管外的对流换热的表面传热系数。（7分）

3、每m蒸汽管道的总热阻及总传热系数。（4分）

4、每小时每米蒸汽管道的散热量。（4分）

解：1、管内流动的准则关联式（1分）

（1分）

（5分）

2、管外的对流换热表面传热系数

管外自然对流准则关联式（1分）

定性温度为管外流体温度10℃

（1分）（5分）3、每米蒸汽管道的总热阻及总传热系数。（4分）

解：（2分）

（2分）

4、每小时每米蒸汽管道的散热量。

（4分）