第二章 传热 习题
第二章 传热习题答案
【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm 厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm 厚的混凝土所组成。
内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。
松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(m ·K )，要求该冷藏室的热损失为15W/m 2。
求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。
解：三层平壁的导热。
1）所需软木的厚度2b由 ∑=-=3141i ii b T T q λ 得 151.0019.00433.0762.0051.08.174.29152+++=b 解得： m b 128.02=2）松木和软木接触面处的温度3T由 151.0019.08.17153+==T q 解得：9.153-=T ℃解题要点：多层平壁热传导的应用。
【2-2】为减少热损失，在外径为150 mm 的饱和蒸汽管道外加有保温层。
已知保温材料的热导率λ=0.103+0.000 198 T(式中T 为℃),蒸汽管外壁温度为180 ℃,要求保温层外壁温度不超过50 ℃,每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m ·s)以下,问保温层厚度应为多少?(计算时可假定蒸汽在180 ℃下冷凝)。
解：保温层平均热导率为： )./(126.02501801098.1103.04K m W =+⨯⨯+=-λ 由于本题已知的是蒸汽管道外壁面温度，即保温层内壁面温度，故为一层导热。
由 )()(21221r r Ln T T L Q -=λπ 得： )()(21221r r Ln T T L Q -=πλ （1）式中：m W L Wr L Q /9.2011103.201910134=⨯⨯⨯==- 将其及其它已知数据代入式（1）得：)075.0()50180(126.029.2012r Ln -⨯⨯=π 解得：m r 125.02=mm m 5005.0075.0125.0==-=∴δ壁厚解题要点：单层圆筒壁热传导的应用。
传热测试题
第二章传热试题一、选择题（40分）1.用潜热法计算流体间的传热量（）。
（A）仅适用于相态不变而温度变化的情况；（B）仅适用于温度不变而相态变化的情况；（C）仅适用于既有相变化，又有温度变化的情况；（D）以上均错2.用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液，水蒸气走壳程。
为强化传热，下列措施中最为经济有效的是（）。
（A）增大换热器尺寸以增大传热面积；（B）在壳程设置折流挡板（C）改单管程为双管程；（D）减少传热壁面厚度3.可在器内设置搅拌器的是（）换热器。
（A）套管（B）釜式（C）夹套（D）热管4.列管换热器中下列流体宜走壳程的是（）。
（A）不洁净或易结垢的流体；（B）腐蚀性的流体；（C）压力高的流体；（D）被冷却的流体5. 导热系数的单位为（）。
A、W/m.℃； B 、W/m2.℃； C、 w/kg.℃； D、W/S.℃6. 多层串联平壁稳定导热，各层平壁的导热速率（）。
A、不相等；B、不能确定；C、相等；D、下降。
7. 夏天电风扇之所以能解热是因为（）。
A、它降低了环境温度；B、产生强制对流带走了人体表面的热量；C、增强了自然对流；D、产生了导热。
8. 冷、热两种流体换热时，选用（）的平均温差最大。
A、并流；B、折流；C逆流；D、错流。
9. 在管壳式换热器中，用饱和蒸气冷凝以加热空气，下面两项判断为（）。
甲：传热管壁温度接近加热蒸气温度。
乙：总传热系数接近于空气侧的对流传热系数。
A 甲、乙均合理；B甲、乙均不合理；C甲合理、乙不合理；D甲不合理、乙合理10. 下列哪一种不属于列管式换热器（）。
A U型管式 B浮头式 C螺旋板式 D固定管板式11. 空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3，其大小顺序正确的是（）。
A λ1>λ2>λ 3 ；B λ1<λ2<λ3；；；C λ2>λ3>λ 1 ；D λ2<λ3<λ112. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。
传热学第二章热传导习题
传热学第二章热传导习题一、名词解释1．温度场：某一瞬间物体内各点温度分布的总称。
一般来说，它是空间坐标和时间坐标的函数。
2．等温面(线)：由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。
3．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。
4．热导率：物性参数，热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于1 K／m的温度梯度作用下产生的热流密度。
热导率是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。
5．导温系数：材料传播温度变化能力大小的指标。
6．稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。
7．非稳态导热：物体中各点温度随时间而改变的导热过程。
8．傅里叶定律：在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。
9．保温(隔热)材料：λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。
10．肋效率：肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。
11．接触热阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻。
12．定解条件(单值性条件)：使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件，包括初始条件和边界条件。
二、填空题1．导热基本定律是_____定律，可表述为。
（傅立叶，）2．非稳态导热时，物体内的_____场和热流量随_____而变化。
（温度，时间）3．导温系数的表达式为_____，单位是_____，其物理意义为_____。
（a=λ/cρ,m2/s,材料传播温度变化能力的指标）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．按照导热机理，水的气、液、固三种状态中_______态下的导热系数最小。
（气）6．一般，材料的导热系数与_____和_____有关。
（种类，温度）7．保温材料是指_____的材料.（λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)）8．已知材料的导热系数与温度的关系为λ＝λ0(1+bt)，当材料两侧壁温分别为t1、t2时，其平均导热系数可取下的导热系数。
热工学-传热习题
1. 一大平板，高3m ，宽2m ，厚 0.02m ，导热系数为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为1001=t ℃、502=t ℃，试求该板的热阻、热流量、热流密度。
解：解：由傅立叶导热定律： 热阻 0.027.407/3245R K W A λδλ==⨯⨯＝m 热流量 121005032456750000.02w w t t A W λδ-Φ=⨯⨯⨯=－＝热流密度 2675000112500 W/m 32q A Φ==⨯＝2. 空气在一根内径50mm ，长2.5m 的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流换热的表面传热系数为h =70W/(m 2·K) ，热流密度为q =5000W/m 2，试求管壁温度及热流量。
解：由牛顿冷却公式：()f w t t h q -=得到 500080151.42C 70w f q t t h =+=+= 50000.05 2.51963.50 W qA q dlππΦ===⨯⨯⨯=3．炉墙由一层耐火砖和一层红砖构成，厚度都为250 mm ，热导率分别为0.6 W/(m ⋅K)和0.4 W/(m ⋅K)，炉墙内外壁面温度分别维持700 ︒C 和80 ︒C 不变。
（1）试求通过炉墙的热流密度；（2）如果用热导率为0.076 W/(m ⋅K)的珍珠岩混凝土保温层代替红砖层并保持通过炉墙的热流密度及其它条件不变，试确定该保温层的厚度。
解：多层平壁的导热量计算:122121270080595.2W/m 0.2500.2500.60.4w w t t q δδλλ--==＝＋＋又122212170080595.20.2500.60.076w w t t q δδδλλ--==''＝+＋得到：247.5 mm δ=4． 热电厂有一外径为100 mm 的过热蒸汽管道（钢管），用热导率为04.0=λ W/(m ⋅K)的玻璃绵保温。
传热学第二章答案
第二章思考题1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。
答：傅立叶定律的一般形式为：nx t gradt q∂∂-=λλ＝－，其中：gradt 为空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向；q 为该处的热流密度矢量。
2 已知导热物体中某点在x,y,z 三个方向上的热流密度分别为y x q q ,及z q ，如何获得该点的热密度矢量？答：k q j q i q q z y x ⋅+⋅+⋅=，其中k j i,,分别为三个方向的单位矢量量。
3 试说明得出导热微分方程所依据的基本定律。
答：导热微分方程式所依据的基本定律有：傅立叶定律和能量守恒定律。
4 试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。
答：① 第一类边界条件：)(01ττf t w =>时，② 第二类边界条件：)()(02τλτf x tw =∂∂->时③ 第三类边界条件：)()(f w w t t h x t-=∂∂-λ5 试说明串联热阻叠加原则的内容及其使用条件。
答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。
使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。
7.通过圆筒壁的导热量仅与内、外半径之比有关而与半径的绝对值无关，而通过球壳的导热量计算式却与半径的绝对值有关，怎样理解？答：因为通过圆筒壁的导热热阻仅和圆筒壁的内外半径比值有关，而通过球壳的导热热阻却和球壳的绝对直径有关，所以绝对半径不同时，导热量不一样。
6 发生在一个短圆柱中的导热问题，在下列哪些情形下可以按一维问题来处理？ 答：当采用圆柱坐标系，沿半径方向的导热就可以按一维问题来处理。
8 扩展表面中的导热问题可以按一维问题来处理的条件是什么？有人认为，只要扩展表面细长，就可按一维问题来处理，你同意这种观点吗？答：只要满足等截面的直肋，就可按一维问题来处理。
高等传热第二章习题答案
2-1首先对铝导线进行分析求出铝导线的温度场，这是一个一维稳态有内热源的问题 在圆柱坐标系中建立其导热微分方程得10v d dt r q λ⎛⎫⎪⎝⎭+= (2.1)其中λ按常物性处理解导热微分方程得212ln 4v q t r c r c λ=-++ (2.2)把边界条件带入上式求解两个常数0r =，0tr∂=∂求得10c =，所以（2.2）式变为224v qt r c λ=-+(2.3)r R =，w t t =求得224v w q c t R λ=+(2.4)铝导线内温度场为()224v w q t t R r λ=+- (2.5)铝导线单位长度发热量： 222l v I Q q R R ρππ==，所以224v I q Rρπ=横截面积2A R π=，所以0.977R mm ===， 1.954D mm =1R R =为裸线直径；2R 为塑胶线的外径对于裸线：()12l w f Q h t t R π=-(2.6)12lw f Q t t h R π=+(2.7)把（2.7）式带入（2.5）式得()2211124l v f Q qt t R r h R πλ=++-(2.8)把lQ 、vq 带入得（2.8）式得()22221232411124f I I t t R r h R R ρρπλπ=++- (2.9)对于塑胶线：21221122ln w fl D D h R t t Q πλπ-=+ (2.10)222111ln 22w f l D t t Q h R D ππλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(2.11)把lQ 代入得222122111ln 22w f D I t t R h R D ρπππλ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(2.12)把（2.12）式带入（2.5）式得 ()2222121221111ln 224v f q D I t t R r R h R D ρπππλλ⎛⎫=+++- ⎪⎝⎭即()2222212412211111ln 224f D I I t t R r R h R D R ρρπππλλπ⎛⎫=+++- ⎪⎝⎭ (2.13)设导线内部0r =时温度为0t ，根据题目要求导线内部最高温度与环境温度的温差不得超过 80℃，即080f t t -=℃时通过导线的电流取到最大值。
物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案
第二章 热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。
2．不可逆过程一定是自发过程。
3．熵增加的过程一定是自发过程。
4．绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。
5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
6．由于系统经循环过程后回到始态，∆S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。
7．平衡态熵最大。
8．在任意一可逆过程中∆S = 0，不可逆过程中∆S > 0。
9．理想气体经等温膨胀后，由于∆U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?10．自发过程的熵变∆S > 0。
11．相变过程的熵变可由T H S ∆=∆计算。
12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。
13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。
14．冰在0℃，pT H S ∆=∆>0，所以该过程为自发过程。
15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。
16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。
19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得∆G = 0。
20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，∆U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。
21．是非题：⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。
⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式：⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆12ln VV R S计算该过程的熵变？22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的∆S 、∆S (环)。
传热学试题库含参考答案
《传热学》试题库第一章概论一、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。
7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。
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。
（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）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。
（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)）5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。
化工原理-传热习题及答案
传热习题及答案一、选择题：1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）CA 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值；B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异；C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手；2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。
Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、ＦＡ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流体；Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流体；3、影响对流传热系数的因素有( )。
A 、B 、C 、D 、EA 、产生对流的原因；B 、流体的流动状况；C 、流体的物性；D 、流体有无相变；E 、壁面的几何因素；4、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是：AA 、不可行的；B 、可行的；C 、可能行，也可能不行；D 、视具体情况而定；解：原因是：流量不变 2d u =常数当管径增大时，a. 2/u l d ∝，0.80.2 1.8/1/u d d α∝= b. d 增大时，α增大，d α∝综合以上结果， 1.81/A dα∝，管径增加，A α下降 根据()21p mc t t KA -=m Δt对于该系统K α≈∴2112ln m t t KA t A T t T t α-∆≈-- 即121ln p mc AT t T t α=-- ∵A α↓ 则12ln T t T t -↓-∴2t ↓ ⇒ 本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式：0.80.023Re Pr n u N =，即物性一定时，0.80.2/u d α∝。
根据连续性方程，流量不变时，24V d u π==常数，所以管径变化，管内流速也发生变化。
管间用饱和水蒸气加热，热阻小，可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K α≈5、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（ ）。
北京科技大学传热学第2章习题答案
heat flux through the outer surface is determined to be
•
•
•
qS
= QS A
=
QS 2πr2 L
=
0.85 × 300W
2π (0.04m)(6m)
=
169.1W
/
m2
Noting that heat transfer is one-dimensional in the radial r direction and heat flux is in the negative r
Taking the direction normal to the surface of the wall to be the x direction with x=0 at the left surface, the
mathematical formulation of this problem can be expressed as
Properties: The thermal conductivity is given to be k = 14W / m ⋅ DC .
Analysis: (a) Noting that the 85% of the 300W generated by the strip heater is transferred to the pipe, the
Assumptions: 1 Heat conduction is steady and one-dimensional since the surface area of the base plate is large relative to its thickness, and the thermal conditions on both sides of the plate are uniform . 2 Thermal conductivity is constant. 3 There is no heat generation in the plate. 4 Heat loss through the upper part of the iron is negligible.
传热学第五版章熙民_答案第一二三章
2T x 2
x
x
T dx c f dx b U dx T 4
整理得棒温度分布的导热微分方程式：
2T x 2
x
U 4 c T b T （T 取热力学温标） f
从微分方程的形式看，应该需要一个初始条件、两个边界条 件才能获得特解。 边界条件为：1） x 0 时
q q z q I r rdrddzd r r z q r t t t ; q ; q z ； r r z
2t 1 2t 2t I 2 2 2 rdrddzd 2 r r z
q x dt 2 b x dx
q x 0 0 ，无热流量
q x 2 ( 2000 ) 45 0.05 9000 ( W / m 2 )
（2） 将二阶导数代入式（a）
qv d 2t dx
2
2 b 2 ( 2000 ) 45 180000 ( W / m 3 )
整理得：
1-10 从宇宙飞船伸出一根细长散热棒， 以辐射换热将热量散 发到外部空间去，已知棒的发射率（黑度）为 ，导热系数 为 ，棒的长度为 l ，横截面面积为 f ，截面周长为 U ，棒根 部温度为 T0 ，外部空间是绝对零度的黑体，试写出描写棒温 度分布的导热微分方程式和相应的边界条件。 解： 导热微分方程，就是将付立叶定律结合能量守恒定 律（没有功交换时，就是热平衡原理）推出的数学关系式。 如图所示，取一个微元体长度为 dx ，从左边导入的热量
t x 600 K ; t x 400 K ;
解：这是一维的、无内热源的、常物性的、稳态导热问题。 平板内沿厚度方向温度分布呈线性。则 温度梯度： grad t
食品工程原理 第二章传热习题课资料
解：冷却水用量
Ｗh ＣP h (Ｔ1 -Ｔ2 )＝Ｗc ＣP c (ｔ2 -ｔ1 ) 3500×2.38×(100-60)＝Ｗc× 4.17×(50-40) Ｗc ＝7990Kg/h Δｔ逆＝(50-20)／ｌｎ(50/20)＝32.75℃ Δｔ并＝(60-10)／ｌｎ(60/10)＝27.93℃ Ｑ＝ＫＡΔｔm Ｑ＝7990×4.17×(5040)=3.332×１０5KJ/h ∴ Ａ逆＝3.332×１０5/[(2000/1000)×32.75×3600] ＝1.41 (m2) πｄ0 L＝1.41 3.14×0.18×L＝1.41 ∴ L逆＝2.5 (m ) Ａ并＝3.332×１０5/[(2000/1000)×27.93×3600]＝ 1.66 (m2) 3.14×0.18×L并＝1.66 ∴ L并＝2.93 (m )
2.流体在圆形直管内作强制滞流
Nu=1.86Re1/3Pr1/3（di/L）1/3（μ/μw）0.14
影响冷凝传热的因素：
流体物性及液膜两侧的温差
蒸汽流速和流向的影响 不凝性气体的影响 在蒸汽冷凝时不凝性气体在液
膜表面形成一层气膜，使传热阻力加大，冷凝对流传热系数
降低。
蒸汽过热的影响
冷凝传热过程的强化
对流过程是流体和壁面之间的传热过程，定性温度是指确定准数中各物性 参数的温度。
沸腾传热可分为三个区域，它们是自然对流区、核状沸腾区和膜状沸腾区， 生产中的沸腾传热过程应维持在核状沸腾区操作。
无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在传热边界层或滞流层内，减少 热阻的最有效的措施是提高流体湍动程度。
在两流体的间壁换热过程中，计算式Q=KSΔt，式中Δt表示为两流体温度 差的平均值；。
化工原理习题第二部分热量传递答案-修改
化工原理习题第二部分热量传递答案-修改化工原理习题第二部分热量传递一、填空题：1.1140w(注:大型容器可视为平壁)2. q=αA △t ， w/m 2.K 。
3.27.9K4.热传导、热对流、热辐射5.Nu ＝αｌ/λ,对流传热过程几何尺寸对α的影响6.传热系统中各点的温度仅随位置变不随时间而改变。
7.α一侧的换热壁面面积8.A 泛指传热面, 与K 相对应9. 50o C ，47.2o C10.250240o C11.127×4π×0.038=60.6m 2，127×4π×0.032=51.1m 212.213.空气饱和水蒸汽14.傅立叶定律大大15.小，小16.滞离层内（或热边界层内），提高流体湍动程度17.膨胀节、采用浮头式或U 管式结构；增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数18.R 1> R 2> R 3，Q 1 = Q 2 = Q 319．传导、对流和辐射dQ= -dsλnt20. 1.74 3.48 倍。
（设条件改变后仍在湍流范围）21. W/（m·oC ）， W/（m 2·o C ），W/（m 2·oC ）22.折流挡板，多管程，壳程23.三角形、正方形、菱形24.辐射25.壳体、管束26.设法增大αo 27.温度修正系数φ△t 28.管内；管间(壳程)29.滞流层，增大流速二、选择题：1~5.ABCBA 6~10.DCBBC11~15. CDDBC 16~20. AABC BA 21.BB AABB26. AADAA31~35 A A AAB 36~40 CBADC 41~44. A ABD 三、判断题：1~10. ×√√××√√√√× 11~22. ××××√√××××√√ 四、简答题：1.答：传热一般有两方面的要求：（1）、尽量使传热情况良好,即要求高的传热效率,以减少设备尺寸；（2）、尽量避免传热,即保温或保冷。
传热学_杨茉_部分习题与解答
传热学_杨茉_部分习题与解答第一章:1-1 对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？解：（a ）中热量交换的方式主要有热传导和热辐射。
（b ）热量交换的方式主要有热传导，自然对流和热辐射。
所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（a ）布置。
1-2 一炉子的炉墙厚13cm ，总面积为20m 2 ，平均导热系数为1.04w/m 〃k ，内外壁温分别是520 ℃及50 ℃。
试计算通过炉墙的热损失。
如果所燃用的煤的发热量是2.09 ×10 4 kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？解：根据傅利叶公式每天用煤1-3 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度t w = 69 ℃，空气温度t f = 20 ℃，管子外径d= 14mm ，加热段长80mm ，输入加热段的功率8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？解：根据牛顿冷却公式1-4宇宙空间可近似的看作0K 的真空空间。
一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250K ，表面发射率为0.7 ，试计算航天器单位表面上的换热量？解：航天器单位表面上的换热量1-5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δ= 0.1m 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λ=17.5w/m ? K ，试问在稳态工况下表面3 的t w3 温度为多少？解：表面1 到表面2 的辐射换热量= 表面2 到表面3 的导热量第二章:2-1一烘箱的炉门由两种保温材料A 和B 做成，且δA =2 δB ( 见附图) 。
已知λA =0.1 w/m ? K ，λB =0.06 w/m ? K 。
烘箱内空气温度t f1 = 400 ℃，内壁面的总表面传热系数h 1 =50 w/m 2 ? K 。
第二章传热习题
第二章传热过程和传热设备一、选择题1．套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，总传热系数应( )。
A．增大；B．减小；C．不变；D．无法确定。
2．套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，空气出口温度( )。
A．增大；B．减小；C．不变；D．无法确定。
3．利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。
要求热流体的进出口温度及流量不变。
今因冷却水进口温度升高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量，其结果使K( )。
A．增大；B．下降；C．不变；D．不确定。
4．利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。
要求热流体的进出口温度及流量不变。
今因冷却水进口温度升高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量，其结果使Δt m( )。
A．增大；B．下降；C．不变；D．不确定。
5．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．管内对流传热热阻；D．管外对流传热热阻。
6．在蒸汽冷凝传热中，不凝气的存在对α的影响是( )。
A．使α降低；B．使α升高；C．没有影响；D．无法确定。
7．下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是( )。
①空气流速为30 m·s-1时的α；②水的流速为1.5 m·s-1时的α；③蒸汽滴状冷凝时的α；④水沸腾时的α。
A．③>④>①>②；B．④>③>②>①；C．③>④>②>①；D．③>②>④>①。
8．某套管换热器由Ø108×4mm和Ø55×2.5mm钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直径为( )mm。
A．53；B．45；C．50；D．58。
9．冷热流体分别在列管换热器的管程和壳程中流动，若αi远小于αo，则列管的壁温接近于( )的温度。
传热练习题2_化工原理
传热一、填空1、蒸汽冷凝放热时，要经常注意排放〔〕，这是因为〔〕。
2、某物体〔可近似为灰体〕，在20℃时，其黒度为ε=0.8，那么其辐射能力的大小为〔〕，其吸收率为〔〕。
3、管内对流传热，流体内温度梯度最大是在〔〕，原因是〔〕。
4、膜系数α越〔〕，液体核状沸腾时，△t越大，α越〔〕。
5、在一列管换热器中用壳程的饱和蒸汽加热管程的液体〔无相变〕，假设饱和蒸汽侧的饱和蒸汽压力增大，而液体的流量和进口温度不变，那么液体出口温度〔〕，蒸汽侧的对流传热系数〔〕。
6、某换热器中用饱和水蒸汽加热有机溶液，现发现溶液的出口温度比原来低，检查溶液的初温和流量均无变化，请列举二个可以导致上述现象的原因：①〔〕②〔〕7、常见的列管换热器折流板型式有〔〕，〔〕。
在列管式换热器的壳程中设置折流板的优点是〔〕，缺点是〔〕。
8、随着温度的增加，空气的黏度〔〕，空气的导热系数〔〕。
9、某一段流体流过一段直管后，在流入同一内径的弯管段，那么弯管段的传热系数比直管段传热系数〔〕，因为〔〕。
10、角系数取决于换热物体的〔〕，〔〕和〔〕，而与〔〕和〔〕无关。
11、基尔霍夫定律的表达式为〔〕，该定律的前提假设条件是〔〕。
12、在空气—水换热的换热器中，为强化传热可能采取的措施有哪些〔〕，传热壁面的温度接近于〔〕的温度。
13、列管换热器中，假设冷热两种流体的温度差相差较大，那么换热器在构造上常采用〔〕方法，常用的构造形式有〔〕。
14、化工生产中常以水蒸汽作为一种加热介质，其优点是〔〕。
水蒸汽冷凝时应及时排除不凝性气体，其原因是〔〕。
15、大容积中的饱和沸腾传热可分为〔〕，〔〕和〔〕，而在工业生产中常在〔〕阶段操作。
16、一回收烟道气热量的废热锅炉，在流程安排上，烟道气〔入口温度为60℃〕应走〔〕，水〔入口温度为90℃〕应走〔〕，主要是为防止〔〕。
17、三层圆筒壁热传导过程，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度一样，在其它条件不变时，假设将第二层和第三层的材质互换，那么导热量变〔〕，第二层与第三层的界面温度变〔〕。
化工原理习题第二部分热量传递答案
化工原理习题第二部分热量传递一、填空题：1.某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料，其厚度为240mm，λ=0.57w/m.K，此时单位面积的热损失为____ 1140w ___。
(注:大型容器可视为平壁)2.牛顿冷却定律的表达式为____ q=αA△t _____，给热系数（或对流传热系数）α的单位是__ w/m2.K _____。
3.某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为30℃和40℃,此时传热平均温度差△t=____27.9K _____。
3. 某并流操作的间壁式换热器中,热流体的进出口温度为90℃和50℃，冷流体的进出口温度为15℃和30℃,此时传热平均温度差△t=____ 41.6K _____。
4.热量传递的方式主要有三种:__ 热传导___、___热对流____、热辐射。
5.对流传热中的努塞特准数式是＿＿Nu＝αｌ/λ＿＿＿＿, 它反映了对流传热过程几何尺寸对α的影响。
6.稳定热传导是指传热系统中各点的温度仅随位置变不随时间而改变。
7.两流体的间壁换热过程中，计算式Q＝α.A.△ｔ，A表示为α一侧的换热壁面面积_______。
8.在两流体通过圆筒间壁换热过程中，计算式Q=K.A.△t中，A表示为____________ A 泛指传热面, 与K 相对应________。
9.两流体进行传热,冷流体从10℃升到30℃,热流体从80℃降到60℃，当它们逆流流动时, 平均传热温差△tm=_____ 50℃_______，当并流时,△tm=___ 47.2℃______。
10.冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T＝400℃，出口温度T为200℃，冷气体进口温度ｔ＝50℃，两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时，冷气体出口温度为＿250_＿℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为＿＿240℃＿。
(完整版)第四版传热学第一、二章习题解答
传热学习题集第一章思考题1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。
答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。
联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。
导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。
2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。
试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。
答：① 傅立叶定律：dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt－沿x 方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。
② 牛顿冷却公式：)(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；wt －固体表面温度；ft －流体的温度。
③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。
3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。
这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。
4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。
试分析引入传热方程式的工程实用意义。
答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。
5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。
传热学习题--5
第1章绪论习题1—1 一大平板,高3m、宽2m、厚0。
02m,导热系数为45 W/(m·K），两侧表面温度分别为t1 = 100℃、t2 = 50℃，试求该平板的热阻、热流量、热流密度。
1—2 一间地下室的混凝土地面的长和宽分别为11m和8m，厚为0.2m。
在冬季,上下表面的标称温度分别为17℃和10℃。
如果混凝土的热导率为1.4 W/(m·K)，通过地面的热损失率是多少？如果采用效率为ηf = 0。
90的燃气炉对地下室供暖,且天然气的价格为C g = ＄0。
01/MJ,每天由热损失造成的费用是多少?1—3 空气在一根内径50mm，长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流传热的表面传热系数为h = 70W/（m2·K)，热流密度为q = 5000W/m2,试求管壁温度及热流量。
1-4 受迫流动的空气流过室内加热设备的一个对流换热器，产生的表面传热系数h = 1135.59 W/(m2·K)，换热器表面温度可认为是常数,为65。
6℃，空气温度为18.3℃。
若要求的加热功率为8790W，试求所需换热器的换热面积。
1—5 一电炉丝，温度为847℃，长1。
5m，直径为2mm，表面发射率为0.95.试计算电炉丝的辐射功率.1—6 夏天，停放的汽车其表面的温度通常平均达40～50℃。
设为45℃，表面发射率为0。
90，求车子顶面单位面积发射的辐射功率.1—7 某锅炉炉墙,内层是厚7.5cm、λ = 1.10W/（m·K）的耐火砖，外层是厚0。
64cm、λ = 39W/（m·K)的钢板，且在每平方米的炉墙表面上有18只直径为1。
9cm的螺栓[λ = 39W/(m·K)]。
假定炉墙内、外表面温度均匀,内表面温度为920K,炉外是300K的空气,炉墙外表面的表面传热系数为68 W/(m2 ·K），求炉墙的总热阻和热流密度.1—8 有一厚度为δ = 400mm的房屋外墙,热导率为λ = 0。
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Q = WhCph(Th1 − Th 2) = 1.5 ×1.92 ×10 × (110 − 50)
3
= 1.73 ×105 (W )
∆ T m′ = ∆ T ln = 50 . （℃） 5
2
− ∆ T1 = ∆ T2 ∆ T1
( 110
− 40 ) − ( 50 − 15 ) 110 − 40 ln 50 − 15
K´0=70.7 W/m2·K
则总传热系数增大的百分率为
′ K0 − K0 70.7 - 37.5 ×％ = ×％ = 88.53％ K0 37.5
三、在一单壳程、二管程的管壳式换热器中，用水冷却热油。冷水在 在一单壳程、二管程的管壳式换热器中，用水冷却热油。 管程流动，进口温度为15℃，出口温度为40℃，热油在壳程流动， 管程流动，进口温度为15℃，出口温度为40℃，热油在壳程流动，进 15℃ 40℃ 口温度为110℃，出口温度为50℃。热油的流量为1.5 kg/s， 口温度为110℃，出口温度为50℃。热油的流量为1.5 kg/s，平均比热 110℃ 50℃ 容为1.92 kJ/(kg·℃)。若总传热系数为500 ·℃)， 容为1.92 kJ/(kg·℃)。若总传热系数为500 W/(m2·℃)，试求换热 器的传热面积。设换热器的热损失可忽略。 器的传热面积。设换热器的热损失可忽略。 解：换热器的传热量为
K
0
= 37 . 5W / m 2
则
(2) 若ai增大一倍，即ai=50×2=100 W/m2·K,
1 12.5 12.5 12.5 × 10 −3 12.5 1 −3 = + 0.5 × 10 × + ln + 0.6 × 10 −3 + ′ k o 100 × 10 10 45 10 2800 = 0.01414
Tc1
Th2
ε
Tc2 Th1
ε
= 0 .9
ε
=Leabharlann 0 .9∆ T m′ = 50 . （℃） 5
′ ∆Tm = ε∆Tm = 0.9 × 50.5 = 45.（℃） 5
Q 1 . 73 × 10 5 S = = = 7 .6 m 2 K ∆ Tm 500 × 45 . 5
本题为单壳程、二管程的管壳式换热器计算，计算时需求出 本题为单壳程、二管程的管壳式换热器计算，计算时需求出R 、 P 值，选择所对应的图片，查图片求出 ε。 选择所对应的图片， 。
一、在由118根φ 25×2.5，长为3m的钢管组成的列管式换热器中，用饱和 水蒸汽加热空气，空气走管程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的 质量流量为7200kg/h，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下 的空气比热为1.005 kJ/(kg⋅℃)，空气的对流给热系数为50 W/(m2⋅℃)，蒸 汽冷凝给热系数为8000 W/(m2⋅℃)，假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可 忽略不计。试求： （1）加热空气需要的热量Q为多少？ （2）以管子外表面为基准的总传热系数K为多少？ （3）此换热器能否完成生产任务？
因此能够完成生产任务 因此能够完成生产任务
二、 有一空气冷却器，冷却管为Φ25×2.5mm的钢管。空气在管内流动， 已知管外冷却水的对流传热系数为2800W/m2·K，管内空气的对流传热 系数为50W/m2·K。试求： （1）总传热系数K0； （2）若管内对流传热系数增大一倍，其他条件不变，则总传热系数增大 的百分数。已知钢管的导热系数 45W/m·K ， 冷却水侧污垢热阻为 0.60×10-3m2·K/W ，空气侧污垢热阻 0.50×10-3m2·K/W。 解：（1）以管外表面为基准的总传热系数为
R =
T T
h1 c 2
− Th2 110 = − T c1 40
− 50 − 15
= 2 .4
P
=
T T
c 2 h 1
− T − T
c 1 c 1
=
40 110
− 15 − 15
= 0 . 263
由图2-13(a)中查得校正系数 校正系数
ε
Tc2
Tc1 Th2 Th1
Tc1
Th2
ε
Tc2 Th1
α0
（3） ）
S 0 = 118 × 3.14 × 0.025 × 3 = 27.8m 2
∆T2 − ∆T1 40 ∆Tm = = = 91.45°C ∆T2 112.9 ln ln 72.9 ∆T1
Q = K 0 S0 ∆Tm = 39.8 × 27.8 × 91.45 = 101.184kJ/s>80.4kJ/s
r r r r 1 1 = o + Rsi o + 0 ln o + Rso + k o α i ri ri λ ri αo
将数据代入，得
1 12.5 12.5 12.5 × 10 −3 12.5 1 = + 0.5 × 10 −3 × + + 0.6 × 10 −3 + ln k o 50 × 10 10 45 10 2800
解：（1） Q = WcC pc (Tc 2 − Tc1 ) = 7200 / 3600 ×1.005 × ( 60 − 20 ) = 80.4 KJ / S ：（ ） （2） ）
K0 = 1 1 + r0 riα i = 1 = 39.8W/(m 2 K) 1 0.0125 + 8000 0.01× 50