《傳熱學(xué)期末復(fù)習(xí)試題庫》含參考答案

1、傳熱學(xué)試題第一章 概 論一、 名詞解釋1熱流量：單位時間內(nèi)所傳遞的熱量2熱流密度：單位傳熱面上的熱流量3導(dǎo)熱：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個不同溫度的物體接觸時，在物體各部分之間不發(fā)生相對位移的情況下，物質(zhì)微粒(分子、原子或自由電子)的熱運動傳遞了熱量，這種現(xiàn)象被稱為熱傳導(dǎo)，簡稱導(dǎo)熱。 4對流傳熱：流體流過固體壁時的熱傳遞過程，就是熱對流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱量傳遞過程，稱為表面對流傳熱，簡稱對流傳熱。5輻射傳熱：物體不斷向周圍空間發(fā)出熱輻射能，并被周圍物體吸收。同時，物體也不斷接收周圍物體輻射給它的熱能。這樣，物體發(fā)出和接收過程的綜合結(jié)果產(chǎn)生了物體間通過熱輻射而進(jìn)行的熱量傳遞，稱為表面輻射傳熱，簡稱輻射傳

2、熱。6總傳熱過程：熱量從溫度較高的流體經(jīng)過固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過程，稱為總傳熱過程，簡稱傳熱過程。 7對流傳熱系數(shù)：單位時間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的對流傳熱量，單位為W(m2·K)。對流傳熱系數(shù)表示對流傳熱能力的大小。8輻射傳熱系數(shù)：單位時間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的輻射傳熱量，單位為W(m2·K)。輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。9復(fù)合傳熱系數(shù)：單位時間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的復(fù)合傳熱量，單位為W(m2·K)。復(fù)合傳熱系數(shù)表示復(fù)合傳熱能力的大小。10總傳熱系數(shù)：總傳熱過程中熱量傳遞能力的大

3、小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K時，單位傳熱面積在單位時間內(nèi)的傳熱量。二、 填空題1 熱量傳遞的三種基本方式為 、 、 。（熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射）2 熱流量是指 ，單位是 。熱流密度是指 ，單位是 。（單位時間內(nèi)所傳遞的熱量，W，單位傳熱面上的熱流量，W/m2）3 總傳熱過程是指 ，它的強(qiáng)烈程度用 來衡量。(熱量從溫度較高的流體經(jīng)過固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過程，總傳熱系數(shù))4 總傳熱系數(shù)是指 ，單位是 。（傳熱溫差為1K時，單位傳熱面積在單位時間內(nèi)的傳熱量，W(m2·K)）5 導(dǎo)熱系數(shù)的單位是 ；對流傳熱系數(shù)的單位是 ；傳熱系數(shù)的單位是 。 （W(m·K)，W(m2&

4、#183;K)，W(m2·K)）6 復(fù)合傳熱是指 ，復(fù)合傳熱系數(shù)等于 之和，單位是 。 （對流傳熱與輻射傳熱之和，對流傳熱系數(shù)與輻射傳熱系數(shù)之和，W(m2·K)）7 單位面積熱阻rt的單位是 ；總面積熱阻Rt的單位是 。 （m2·K/W，K/W）8 單位面積導(dǎo)熱熱阻的表達(dá)式為 。（/）9 單位面積對流傳熱熱阻的表達(dá)式為 。 （1/h）10 總傳熱系數(shù)K與單位面積傳熱熱阻rt的關(guān)系為 。 （rt=1/K）11 總傳熱系數(shù)K與總面積A的傳熱熱阻Rt的關(guān)系為 。 （Rt=1/KA）12 穩(wěn)態(tài)傳熱過程是指 。（物體中各點溫度不隨時間而改變的熱量傳遞過程。）13 非穩(wěn)態(tài)傳熱

5、過程是指 。（物體中各點溫度隨時間而改變的熱量傳遞過程。）14 某燃煤電站過熱器中，煙氣向管壁傳熱的輻射傳熱系數(shù)為30W/(m2.K)，對流傳熱系數(shù)為70W/(m2.K),其復(fù)合傳熱系數(shù)為 。 （100 W/(m2.K)）15由爐膛火焰向水冷壁傳熱的主要方式是 。 （熱輻射）16由煙氣向空氣預(yù)熱器傳熱的主要方式是 。 （熱對流）17已知一傳熱過程的熱阻為0.035K/W，溫壓為70，則其熱流量為 。 （2kW）18一大平壁傳熱過程的傳熱系數(shù)為100W/(m2.K)，熱流體側(cè)的傳熱系數(shù)為200W/(m2.K)，冷流體側(cè)的傳熱系數(shù)為250W(m2.K)，平壁的厚度為5mm，則該平壁的導(dǎo)熱系數(shù)為 ，

6、導(dǎo)熱熱阻為 。 （5 W/(m.K)，0.001(m2.K)/W）19總傳熱方程式可表示為 或q 。 （KAt，Kt）20已知平壁厚0.02m，熱阻為0.02m2.K/W，其導(dǎo)熱系數(shù)為 。 （1 W/(m·K)）三、選擇題1下列哪幾種傳熱過程不需要有物體的宏觀運動? (1)導(dǎo)熱 (2)對流 (3)輻射 (4)復(fù)合傳熱 2熱流密度q與熱流量的關(guān)系為（以下式子A為傳熱面積，為導(dǎo)熱系數(shù)，h為對流傳熱系數(shù)）： (1)qA (2)q/A (3)q= (4)qh3如果在水冷壁的管子里結(jié)了一層水垢，其他條件不變，管壁溫度與無水垢時相比將： (1)不變 (2)提高 (3)降低 (4)隨機(jī)改變4下列哪

7、一種表達(dá)式是錯誤的? ( ) (1)qt/ (2)qht (3)qkt (4)qrtt5導(dǎo)熱系數(shù)的單位是： ( ) (1)W/(m2.K) (2)W/m2 (3)W/(m·K) (4)m2.K/W6在傳熱過程中，系統(tǒng)傳熱量與下列哪一個參數(shù)成反比? ( ) (1)傳熱面積 (2)流體溫差 (3)傳熱系數(shù) (4)傳熱熱阻7. 在穩(wěn)態(tài)傳熱過程中，傳熱溫差一定，如果希望系統(tǒng)傳熱量增大，則不能采用下述哪種手段? ( ) (1)增大系統(tǒng)熱阻 (2)增大傳熱面積 (3)增大傳熱系數(shù) (4)增大對流傳熱系數(shù)8. 試判斷下述幾種傳熱過程中哪一種的傳熱系數(shù)最小? (1)從氣體到氣體傳熱 (2)從氣體到水

8、傳熱 (3)從油到水傳熱 (4)從凝結(jié)水蒸氣到水傳熱9若已知對流傳熱系數(shù)為78W(m2.K)，則其單位面積對流傳熱熱阻為多少?(1)78W/(m·K) (2)1/78m·K/W(3)1/78m2·K/W (4)78W(m2·K)10單位時間通過單位面積的熱量稱為什么?一般用什么符號表示? (1)熱流密度，q (2)熱流密度， (3)熱流量，q (4)熱流量，11太陽與地球間的熱量傳遞屬于下述哪種傳熱方式? (1)導(dǎo)熱 (2)熱對流 (3)熱輻射 (4)以上幾種都不是12熱流量與溫差成正比，與熱阻成反比，此規(guī)律稱為什么? (1)導(dǎo)熱基本定律 (2)熱路歐姆

9、定律 (3)牛頓冷卻公式 (4)傳熱方程式 13傳熱過程熱路圖的原理是什么? (1)傅里葉定律 (2)牛頓冷卻公式 (3)斯蒂芬-波爾茲曼定律 (4)熱路歐姆定律14某一傳熱過程的熱流密度q500W/m2，冷、熱流體間的溫差為10，其傳熱系數(shù)和單位面積的總傳熱熱阻各為多少？( ) (1)K50W/(m2.K)，rt0.05m2.K/W (2)K0.02W/(m2.K)，rt50m2.K/W (3)K50W/(m2.K)，rt0.02m2.K/W (4)K50W/(m2.K)，rt0.05K/W15平板的單位面積導(dǎo)熱熱阻的計算式應(yīng)為哪一個? (1)/ (2)/(KA) (3)1h (4)1/(K

10、A)四、簡答題1試述三種熱量傳遞基本方式的差別，并各舉12個實際例子說明。（提示：從三種熱量傳遞基本方式的定義及特點來區(qū)分這三種熱傳遞方式）2請說明在傳熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在對傳熱過程會產(chǎn)生什么影響?如何防止? （提示：從傳熱過程各個環(huán)節(jié)的熱阻的角度，分析水垢、灰垢對換熱設(shè)備傳熱能力與壁面的影響情況）3. 試比較導(dǎo)熱系數(shù)、對流傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的差別，它們各自的單位是什么? （提示：寫出三個系數(shù)的定義并比較，單位分別為W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4在分析傳熱過程時引入熱阻的概念有何好處?引入熱路歐姆定律有何意義? （提示：分析熱阻與溫

11、壓的關(guān)系，熱路圖在傳熱過程分析中的作用。）5結(jié)合你的工作實踐，舉一個傳熱過程的實例，分析它是由哪些基本熱量傳遞方式組成的。（提示：學(xué)會分析實際傳熱問題，如水冷式內(nèi)燃機(jī)等）6在空調(diào)房間內(nèi)，夏季與冬季室內(nèi)溫度都保持在22左右，夏季人們可以穿短袖襯衣，而冬季則要穿毛線衣。試用傳熱學(xué)知識解釋這一現(xiàn)象。 （提示：從分析不同季節(jié)時墻體的傳熱過程和壁溫，以及人體與墻表面的熱交換過程來解釋這一現(xiàn)象（主要是人體與墻面的輻射傳熱的不同）第二章 熱傳導(dǎo)一、名詞解釋1溫度場：某一瞬間物體內(nèi)各點溫度分布的總稱。一般來說，它是空間坐標(biāo)和時間坐標(biāo)的函數(shù)。2等溫面(線)：由物體內(nèi)溫度相同的點所連成的面（或線）。3溫度梯度：在

12、等溫面法線方向上最大溫度變化率。4熱導(dǎo)率：物性參數(shù)，熱流密度矢量與溫度降度的比值，數(shù)值上等于1 Km的溫度梯度作用下產(chǎn)生的熱流密度。熱導(dǎo)率是材料固有的熱物理性質(zhì)，表示物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。5導(dǎo)溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)。6穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點溫度不隨時間而改變的導(dǎo)熱過程。7非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點溫度隨時間而改變的導(dǎo)熱過程。8傅里葉定律：在各向同性均質(zhì)的導(dǎo)熱物體中，通過某導(dǎo)熱面積的熱流密度正比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。9保溫(隔熱)材料：0.12 W/(m·K)(平均溫度不高于350時)的材料。10肋效率：肋片實際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。11接觸熱阻：材料表面由于存在

13、一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過程帶來額外熱阻。12定解條件(單值性條件)：使微分方程獲得適合某一特定問題解的附加條件，包括初始條件和邊界條件。二、填空題1 導(dǎo)熱基本定律是_定律，可表述為 。（傅立葉，）2 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時，物體內(nèi)的_場和熱流量隨_而變化。（溫度，時間）3 導(dǎo)溫系數(shù)的表達(dá)式為_，單位是_，其物理意義為_。（a=/c,m2/s,材料傳播溫度變化能力的指標(biāo)）4 肋效率的定義為_。（肋片實際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。）5 按照導(dǎo)熱機(jī)理，水的氣、液、固三種狀態(tài)中_態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)最小。（氣）6 一般，材料的導(dǎo)熱系數(shù)與_和_有關(guān)。（種類，溫度）7 保溫材料是指_的材料.

14、（0.12 W/(m·K)(平均溫度不高于350時)）8 已知材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為0(1+bt)，當(dāng)材料兩側(cè)壁溫分別為t1、t2時，其平均導(dǎo)熱系數(shù)可取 下的導(dǎo)熱系數(shù)。(（t1+t2）/2)9 發(fā)電機(jī)水冷、氫冷、空冷三種方式中，以 方式的效果最好， 方式的效果最差。(水冷、空冷)10 第三類邊界條件是指已知 。(物體邊界與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h及周圍流體的溫度tf)11 及其單值性條件可以完整地描述一個具體的導(dǎo)熱問題。(導(dǎo)熱微分方程)12 第一類邊界條件是 。（給定物體邊界上任何時刻的溫度分布）13 初始條件是指 。 （如以某時刻作為時間的起算點，在該時刻導(dǎo)熱物體內(nèi)的溫度分

15、布）14 通過長圓筒壁導(dǎo)熱時，圓筒壁內(nèi)的溫度呈 分布規(guī)律. （對數(shù)曲線）15 溫度梯度表示溫度場內(nèi)的某一地點等溫面法線方向的 。 （溫度變化率）16 第二類邊界條件是指 。 （給定物體邊界上任何時刻的熱流密度q w分布）三、選擇題1 當(dāng)采用加肋片的方法增強(qiáng)傳熱時，最有效的辦法是將肋片加在哪一側(cè)? ( )(1)傳熱系數(shù)較大的一側(cè) （2）傳熱系數(shù)較小的一側(cè)(3)流體溫度較高的一側(cè) （4）流體溫度較低的一側(cè)2 下列各參數(shù)中，屬于物性參數(shù)的是：(1)肋化系數(shù) (2)導(dǎo)熱系數(shù) （3）導(dǎo)溫系數(shù) （4）傳熱系數(shù)3 導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義是什么?（1） 表明材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱（2） 反映了材料的儲熱能力（3） 反

16、映材料傳播溫度變化的能力（4） 表明導(dǎo)熱系數(shù)大的材料一定是導(dǎo)溫系數(shù)大的材料4 常溫下，下列物質(zhì)中哪一種材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大?(1)純銅 (2)碳鋼(3)不銹鋼 (4)黃銅5 溫度梯度表示溫度場內(nèi)的某一點等溫面上什么方向的溫度變化率? (1)切線方向 (2)法線方向(3)任意方向 (4)溫度降低方向6 接觸熱阻的存在使相接觸的兩個導(dǎo)熱壁面之間產(chǎn)生什么影響?(1)出現(xiàn)溫差 (2)出現(xiàn)臨界熱流(3)促進(jìn)傳熱 (4)沒有影響7 下述哪一點不是熱力設(shè)備與冷凍設(shè)備加保溫材料的目的?(1)防止熱量(或冷量)損失 (2)提高熱負(fù)荷(3)防止?fàn)C傷(或凍傷) (4)保持流體溫度8 某熱力管道采用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的保

17、溫材料進(jìn)行保溫，為了達(dá)到較好的保溫效果，應(yīng)將哪種材料放在內(nèi)層?(1)導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料 (2)導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料(3)任選一種均可 (4)無法確定9 金屬含有較多的雜質(zhì)，則其導(dǎo)熱系數(shù)將如何變化?（1）變大 （2）變?。?）不變 （4）可能變大，也可能變小10 下列材料中，導(dǎo)熱材料較差的材料是什么？(1)鋁合金 (2)鑄鐵(3)不銹鋼 (4)普通玻璃 11 物體之間發(fā)生熱傳導(dǎo)的動力是什么?(1)溫度場 (2)溫差(3)等溫面 (4)微觀粒子運動 12 下面哪種物質(zhì)材料具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)?（1）水 （2）空氣（3）水蒸氣 （4）冰塊13 通過大平壁導(dǎo)熱時，大平壁內(nèi)的溫度分布規(guī)律是下述哪一種？(1)

18、直線 (2)雙曲線(3)拋物線 (4)對數(shù)曲線14 若已知某種氣體的密度為0.617kgm3，比熱為1.122 kJ(kg·K)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.0484W(m.K)，則其導(dǎo)溫系數(shù)是多少? ( )(1)14.3m2s (2)69.9×10-6m2s(3)0.0699m2s (4)1.43×104m2s 15 已知某一導(dǎo)熱平壁的兩側(cè)壁面溫差是30，材料的導(dǎo)熱系數(shù)是22W(m.K)，通過的熱流密度是300Wm2，則該平壁的壁厚是多少? ( )(1)220m (2)22m （3）2.2m (4)0.22m16 第二類邊界條件是什么?（1） 已知物體邊界上的溫度分布。（2）

19、 已知物體表面與周圍介質(zhì)之間的傳熱情況。（3） 已知物體邊界上的熱流密度。（4） 已知物體邊界上流體的溫度與流速。17 冬天用手分別觸摸置于同一環(huán)境中的木塊和鐵塊，感到鐵塊很涼，這是什么原因?(1)因為鐵塊的溫度比木塊低 (2)因為鐵塊摸上去比木塊硬(3)因為鐵塊的導(dǎo)熱系數(shù)比木塊大 (4)因為鐵塊的導(dǎo)溫系數(shù)比木塊大18 什么情況下圓筒壁導(dǎo)熱可以按平壁處理? (1)當(dāng)其長度大于其外半徑的10倍時 (2)當(dāng)其長度是其壁厚的10倍時(3)當(dāng)其外徑大于2倍的內(nèi)徑時 (4)當(dāng)其外徑大于其壁厚的4倍時19 溫度升高時，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度會發(fā)生怎樣的變化? ( )(1)增大 (2)減小(3)不變 (4

20、)可能增大也可能減小20 一般情況下，對于材料的導(dǎo)熱系數(shù)，下述哪種說法是錯誤的?（1）合金小于純金屬 (2)氣體小于固體(3)液體小于固體 (4)導(dǎo)電體小于非導(dǎo)電體21下列那種情況內(nèi)燃機(jī)汽缸溫度場不會隨時間發(fā)生變化？(1)內(nèi)燃機(jī)啟動過程 (2)內(nèi)燃機(jī)停機(jī) （3）內(nèi)燃機(jī)變工況運行 (4)內(nèi)燃機(jī)定速運行22在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，已知三層平壁的內(nèi)外表面溫度差為120，三層熱阻之比R1 、R2、 R3=1：2：3，則各層的溫度降為 。(1)60、40、20 (2)70、40、10 （3）20、40、60 (4)10、40、7023材料的導(dǎo)熱能力與吸熱能力之比稱為 。(1)放熱系數(shù) (2)傳熱系數(shù) （3）導(dǎo)熱系

21、數(shù) (4)導(dǎo)溫系數(shù)24蒸汽管道的內(nèi)外直徑分別為68mm和100mm，導(dǎo)熱系數(shù)1=63W/（m. ），內(nèi)表面溫度為140。今采用玻璃棉墊料保溫，2=0.053W/（m. ）。若要求保溫層外表面的溫度不超過50，且蒸汽管道允許的熱損失ql=50W/m，則玻璃棉墊料保溫層的厚度至少為 。(1)41mm (2)54mm （3）91mm (4) 104mm 25 導(dǎo)熱體中不同溫度的等溫面將 。(1)互相相交 (2) 互不相交（3）互相相切 (4)不定26 材料的導(dǎo)溫系數(shù)是材料 和 的比值。(1)吸熱能力/導(dǎo)熱能力 (2) 導(dǎo)熱能力/吸熱能力（3）比熱容/導(dǎo)熱系數(shù) (4)導(dǎo)熱系數(shù)/比熱容27 固體壁面上敷

22、設(shè)肋片后，其實際散熱量與假設(shè)整個肋表面處于肋基溫度下的散熱量的比值為 。(1)肋壁效率 (2) 肋化系數(shù) （3）肋片效率 (4)無明確的專用名稱28 忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的分析方法稱為 。(1)正規(guī)狀況法(2)數(shù)學(xué)分析法 （3）數(shù)值解法 (4)集總參數(shù)法29 下列哪個是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的表達(dá)式？ (1)t=f（x，y，z） (2)t=f（y，） （3）t=f（x，y） (4)t=f（z，x）30 下列那個表示非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的無因次時間？ (1)Bi (2)Fo （3）e (4)r四、簡答題1 試解釋材料的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)溫系數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系。 （提示：從兩者的概念、物理意義、表達(dá)式方面加以闡述，如

23、從表達(dá)式看，導(dǎo)溫系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)成正比關(guān)系(a=/c)，但導(dǎo)溫系數(shù)不但與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，還與材料的熱容量(或儲熱能力)也有關(guān)；從物理意義看，導(dǎo)熱系數(shù)表征材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱，導(dǎo)溫系數(shù)表征材料傳播溫度變化的能力的大小，兩者都是物性參數(shù)。）2 試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識說明用溫度計套管測量流體溫度時如何提高測溫精度。 （提示：溫度計套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋)，利用等截面直肋計算肋端溫度th的結(jié)果，可得采用溫度計套管后造成的測量誤差t為t=tf-th=，其中，欲使測量誤差t下降，可以采用以下幾種措施： (1)降低壁面與流體的溫差(tf-t0)，也就是想辦法使肋基溫度t0接近tf，可以通過

24、對流體通道的外表面采取保溫措施來實現(xiàn)。 (2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增大。具體可以用以下手段實現(xiàn)：增加H，延長溫度計套管的長度；減小，采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做溫度計套管，如采用不銹鋼管，不要用銅管。因為不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比銅和碳鋼小。降低，減小溫度計套管的壁厚，采用薄壁管。提高h(yuǎn)增強(qiáng)溫度計套管與流體之間的熱交換。)3 試寫出直角坐標(biāo)系中，一維非穩(wěn)態(tài)無內(nèi)熱源常導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱問題的導(dǎo)熱微分方程表達(dá)式；并請說明導(dǎo)熱問題常見的三類邊界條件。 ( 提示：直角坐標(biāo)系下一維非穩(wěn)態(tài)無內(nèi)熱源導(dǎo)熱問題的導(dǎo)熱微分方程式第一類邊界條件：>0,tw=fw(x, )第二類邊界條件：>0,第三類邊界條件：

25、>0,4 在一根蒸汽管道上需要加裝一根測溫套管，有三種材料可選：銅、鋁、不銹鋼。問選用哪種材料所引起的測溫誤差最小，為什么?為減小測量誤差，在套管尺寸的選擇上還應(yīng)注意哪些問題?（提示：與簡答題2的第(2)點類似，套管材料應(yīng)選用不銹鋼，因給出的三種材料中，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)最?。? 什么是接觸熱阻?減少固體壁面之間的接觸熱阻有哪些方法? （提示：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過程帶來額外熱阻稱為接觸熱阻，接觸熱阻的存在使相鄰的兩個表面產(chǎn)生溫降(溫度不連續(xù))。接觸熱阻主要與表面粗糙度、表面所受壓力、材料硬度、溫度及周圍介質(zhì)的物性等有關(guān)，因此可以從這些方面考慮減少

26、接觸熱阻的方法，此外，也可在固體接觸面之間襯以導(dǎo)熱系數(shù)大的銅箔或鋁箔等以減少接觸熱阻。）第三章 對流傳熱一、名詞解釋1 速度邊界層：在流場中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。2 溫度邊界層：在流體溫度場中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。3 定性溫度：確定換熱過程中流體物性的溫度。4 特征尺度：對于對流傳熱起決定作用的幾何尺寸。5 相似準(zhǔn)則(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由幾個變量組成的無量綱的組合量。6 強(qiáng)迫對流傳熱：由于機(jī)械(泵或風(fēng)機(jī)等)的作用或其它壓差而引起的相對運動。7 自然對流傳熱：流體各部分之間由于密度差而引起的相對運動。8 大空間自然對流傳熱：傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周圍物

27、體的干擾時的自然對流傳熱。9 珠狀凝結(jié)：當(dāng)凝結(jié)液不能潤濕壁面(>90)時，凝結(jié)液在壁面上形成許多液滴，而不形成連續(xù)的液膜。 10 膜狀凝結(jié)：當(dāng)液體能潤濕壁面時，凝結(jié)液和壁面的潤濕角(液體與壁面交界處的切面經(jīng)液體到壁面的交角)<90，凝結(jié)液在壁面上形成一層完整的液膜。11 核態(tài)沸騰：在加熱面上產(chǎn)生汽泡，換熱溫差小，且產(chǎn)生汽泡的速度小于汽泡脫離加熱表面的速度，汽泡的劇烈擾動使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和熱流密度都急劇增加。12 膜態(tài)沸騰：在加熱表面上形成穩(wěn)定的汽膜層，相變過程不是發(fā)生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于液體的導(dǎo)熱系數(shù)，因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降。二、填空題1 影響自然對

28、流傳熱系數(shù)的主要因素有： 、 、 、 、 、 。(流動起因，流動速度，流體有無相變，壁面的幾何形狀、大小和位置，流體的熱物理性質(zhì))2 速度邊界層是指 。（在流場中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。）溫度邊界層是指 。（在流體溫度場中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。）3 流體剛剛流入恒壁溫的管道作層流傳熱時，其局部對流傳熱系數(shù)沿管長逐漸 ，這是由于 。 （減小，邊界層厚度沿管長逐漸增厚）4 溫度邊界層越 對流傳熱系數(shù)越小，強(qiáng)化傳熱應(yīng)使溫度邊界層越 。 （厚，簿）5 流體流過彎曲的管道或螺旋管時，對流傳熱系數(shù)會 ，這是由于 。 （增大，離心力的作用產(chǎn)生了二次環(huán)流增強(qiáng)了擾動）6 流體橫掠管束時，一般情

29、況下， 布置的平均對流傳熱系數(shù)要比 布置時高。 （叉排，順排）7 管外流動傳熱，有縱向沖刷和橫向沖刷之分，在其他條件相同時，以 向沖刷方向傳熱更為強(qiáng)烈。 （橫向）8 對流傳熱微分方程式的表達(dá)式為 。其中，x是 ，是 ，t是 ，是 。 （，局部換熱系數(shù)，流體導(dǎo)熱系數(shù)，主流流體溫度與壁溫之差，貼壁處流體的法向溫度變化率）9 純凈飽和蒸氣膜狀凝結(jié)的主要熱阻是 。 （液膜的導(dǎo)熱熱阻）10 大容器飽和沸騰曲線可分為 、 、 、 四個區(qū)域，其中 具有溫差小、熱流大的傳熱特點。 （自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰，核態(tài)沸騰）11 雷諾比擬采用 模型，其結(jié)果在Pr 條件下與實驗解相吻合.（單層，1）12

30、 沸騰的臨界熱通量是指 。 （當(dāng)壁面過熱度大到某一程度時，汽泡來不及脫離加熱面而開始連成不穩(wěn)定的汽膜，即由核態(tài)沸騰開始向膜態(tài)沸騰過渡，出現(xiàn)臨界點的熱流密度）13 格拉曉夫準(zhǔn)則的物理意義 ；表達(dá)式Gr 。 （流體流動時浮升力與粘滯力之比的無量綱量，）14 減小管內(nèi)湍流對流傳熱熱阻的方法有 、 、 、 。 （增加流速，采用短管。改變流體物性，增加換熱面積，擾流，采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體用小管徑等）15 反映對流傳熱強(qiáng)度的準(zhǔn)則稱為 準(zhǔn)則。 （努塞爾）16 普朗特準(zhǔn)則Pr的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ，它表征了 的相對大小。 （/a，動量傳遞與熱量傳遞）17 管內(nèi)充分發(fā)展湍流的傳熱系數(shù)與平均流速U的 次方成 比.，與內(nèi)

31、徑D的 次方成 比。 （08，正，02，反） 18 大空間自然對流處于湍流狀態(tài)時有自?；卣?，此時傳熱系數(shù)與 無關(guān)。 （尺寸） 19 自然對流傳熱在 條件下發(fā)生關(guān)于特征尺度L的自?；F(xiàn)象.。 （湍流）20 在蒸汽的凝結(jié)過程中， 凝結(jié)的傳熱系數(shù)大于 凝結(jié)。 （珠狀，膜狀） 21 自然對流傳熱是指 。 （流體在浮升力作用下的對流傳熱）22 管槽內(nèi)對流傳熱的入口效應(yīng)是指 。 （流體入口段由于熱邊界層較薄而具有較高的對流傳熱系數(shù)） 23 流體在大空間沿豎壁作自然對流傳熱時，對于湍流工況，其對流傳熱系數(shù)正比于豎壁高度的 次方。（0）24 大容器沸騰曲線分為 、 、 、 四個區(qū)段。 （自然對流、核態(tài)沸騰、

32、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰）三、選擇題1 下列各參數(shù)中，屬于物性參數(shù)的是：（1） 傳熱系數(shù)K（2） 吸收率（3） 普朗特數(shù)Pr（4） 傳熱系數(shù)hc2 流體純自然對流傳熱的準(zhǔn)則方程可寫成(1)Nuf(Re，Pr) (2)Nuf(Gr，Pr)(3)Nuf(Re，Gr，Pr) (4)Nuf(Bi，F(xiàn)o)3 流體掠過平板對流傳熱時，在下列邊界層各區(qū)中，溫度降主要發(fā)生在：(1)主流區(qū) (2)湍流邊界層 (3)層流底層(4)緩沖區(qū) (5)湍流核心區(qū)4 空氣自然對流傳熱系數(shù)與強(qiáng)迫對流時的對流傳熱系數(shù)相比：(1)要小的多 (2)要大得多(3)十分接近 (4)不可比較5 沸騰的臨界熱流量qc是：（1） 從過冷沸騰過渡到

33、飽和沸騰的轉(zhuǎn)折點（2） 從自由流動過渡到核態(tài)沸騰的轉(zhuǎn)折點（3） 從核態(tài)沸騰過渡到膜態(tài)沸騰的轉(zhuǎn)折點（4） 從不穩(wěn)定膜態(tài)沸騰過渡到穩(wěn)定膜態(tài)沸騰的轉(zhuǎn)折點6 流體在大空間沿豎壁自然對流傳熱時，在湍流狀態(tài)下；對流傳熱系數(shù)正比于豎壁高度的( )(1)0次方 (2)0.8次方 (3)l/4次方 (4)l/3次方7 液體沸騰時，汽泡內(nèi)的壓力大于汽泡外液體的壓力，主要由于下列哪個因素造成的?(1)傳熱溫差 (2)表面張力 (3)浮升力 (4)重力8 定型準(zhǔn)則是指：(1)包含定型尺寸的準(zhǔn)則 (2)全部由已知量構(gòu)成的準(zhǔn)則(3)含有待求量的準(zhǔn)則 (4)待定準(zhǔn)則9 工程中，較為常用的沸騰工況是指：(1)膜態(tài)沸騰 (2)

34、核態(tài)沸騰 (3)自然對流沸騰 （4）以上都不是10 下述哪種手段對提高對流傳熱系數(shù)無效?(1)提高流速 (2)增大管徑(3)采用入口效應(yīng) (4)采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體11 已知某氣體的密度為1.26kg/m3，比熱為1.02kJ/(kg·K)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.025W/(m·K)，粘度為15.1×10-6m2/s，其Pr(普朗特)準(zhǔn)則數(shù)為多少? ( )(1)0.78 (2)0.02 (3)0.7 (4)0.6212 Nu(努謝爾特)準(zhǔn)則反映： ( )(1)慣性力和粘滯力的相對大小 (2)對流傳熱強(qiáng)度(3)浮升力和粘滯力的相對大小 (4)導(dǎo)熱能力大小13 描述浮升力與黏

35、滯力的相對大小的準(zhǔn)則數(shù)稱為：（1）Re (2)Gr (3)Pr (4)Ra14 當(dāng)管長遠(yuǎn)大于管徑時，圓管橫向布置時的管外膜狀凝結(jié)傳熱系數(shù)與豎放時相比如何?（1） 橫放時大（2） 兩者差不多（3） 豎放時大（4） 無法比較15 無量綱組合稱為什么準(zhǔn)則？(1)雷諾Re (2)普朗特Pr(3)努謝爾特Nu (4)格拉曉夫Gr16 判斷管內(nèi)湍流強(qiáng)制對流是否需要進(jìn)行人口效應(yīng)修正的依據(jù)是什么?(1)l/d70 (2)Re104(3)l/d<50 (4)l/d<10417 對流傳熱以 作為基本計算式。(1)傅里葉定律 (2)牛頓冷卻公式(3)普朗克定律 (4)歐姆定律18 從傳熱角度看，下面幾種

36、冷卻方式中，哪種方式的冷卻效果會最好?(1)水冷 (2)氫冷 (3)氣冷 (4)水沸騰冷卻19 相變傳熱的特征為 。(1)工質(zhì)比體積變化較大 (2) 汽化潛熱 (3) (1)+(2) (4)工質(zhì)比體積較大20 冷卻液潤濕壁面的能力取決于 。(1)液體的表面張力 (2)液體與壁面間的附著力 (3) (1)+(2) (4) (1)或(2)21 在飽和沸騰時，隨著 的增高，將會出現(xiàn) 個換熱規(guī)律全然不同的區(qū)域。(1)壁面過熱度 ，4 (2)壁面過熱度，6 (3)熱流密度 ，4 (4)熱流密度，622對流傳熱微分方程組共有幾類方程？(1) 2 (2) 3 (3) 4 (4)523 凝結(jié)液能很好的潤濕壁面

37、，形成完整的膜向下流動，稱為 。(1)凝結(jié) (2)膜狀凝結(jié) (3) 珠狀凝結(jié) (4)穩(wěn)態(tài)凝結(jié)24下列哪個不是影響對流傳熱的主要因素？ (1)流動起因；(2)tw；(3)；(4)換熱面的幾何形狀。25對于Pr數(shù)，下列說法哪個是錯誤的？ (1)它是動力粘度與熱擴(kuò)散率的比值；(2)它是研究對流傳熱最常用的重要準(zhǔn)則；(3)對于層流流動，當(dāng)Pr=1時，=t；(4)它反映了流體中熱量擴(kuò)散和動量擴(kuò)散的相對程度。26自由對流傳熱的流態(tài)主要取決于 的數(shù)值。(1)Pr (2)Fo (3)Re (4)Gr27如果流體的流動是由流體內(nèi)部溫差產(chǎn)生的密度差引起的，稱為 。(1)強(qiáng)迫對流(2)自由運動 (3)湍流對流(4)

38、層流對流28對流傳熱微分方程組包括 。、付立葉定律 、對流傳熱微分方程 、基爾霍夫定律 、連續(xù)性方程 、動量微分方程 、能量微分方程(1) (2) (3) (4) 29Num其特征溫度為 。(1)流體溫度 (2) 平均溫度 (3)壁面溫度 (4)不定30當(dāng)流體外掠圓管時，10<Re<其邊界層為 ，脫體發(fā)生在 處。其局部換熱系數(shù)到達(dá)最 值。(1) 湍流，140，低 (2) 層流，140，高 (3) 湍流，82，低 (4) 層流，82 ，低31自然對流傳熱的準(zhǔn)則方程為 。(1) (2). (3) (4). 32影響膜狀換熱系數(shù)的主要因素是 。(1)蒸汽流速 (2)不凝結(jié)氣體 (3)表面

39、粗糙度 (4) (1) + (2)四、 簡答題1 影響強(qiáng)迫對流傳熱的流體物性有哪些?它們分別對對流傳熱系數(shù)有什么影響? （提示：影響強(qiáng)迫對流換熱系數(shù)的因素及其影響情況可以通過分析強(qiáng)迫對流傳熱實驗關(guān)聯(lián)式，將各無量綱量展開整理后加以表述。）2 試舉幾個強(qiáng)化管內(nèi)強(qiáng)迫對流傳熱的方法(至少五個)。 （提示：通過分析強(qiáng)迫對流換熱系數(shù)的影響因素及增強(qiáng)擾動、采用人口效應(yīng)和彎管效應(yīng)等措施來提出一些強(qiáng)化手段，如增大流速、采用機(jī)械攪拌等。）3 試比較強(qiáng)迫對流橫掠管束傳熱中管束叉排與順排的優(yōu)缺點。 （提示：強(qiáng)迫對流橫掠管束換熱中，管束叉排與順排的優(yōu)缺點主要可以從換熱強(qiáng)度和流動阻力兩方面加以闡述：(1)管束叉排使流體在

40、彎曲的通道中流動，流體擾動劇烈，對流換熱系數(shù)較大，同時流動阻力也較大；(2)順排管束中流體在較為平直的通道中流動，擾動較弱，對流換熱系數(shù)小于叉排管束，其流阻也較小；(3)順排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。）4 為什么橫向沖刷管束與流體在管外縱向沖刷相比，橫向沖刷的傳熱系數(shù)大? （提示：從邊界層理論的角度加以闡述：縱向沖刷容易形成較厚的邊界層，其層流層較厚且不易破壞。有三個因素造成橫向沖刷比縱向沖刷的換熱系數(shù)大：彎曲的表面引起復(fù)雜的流動，邊界層較薄且不易穩(wěn)定；管徑小，流體到第二個管子時易造成強(qiáng)烈擾動；流體直接沖擊換熱表面。）5 為什么電廠凝汽器中，水蒸氣與管壁之間的傳熱可以不考慮輻射傳熱?

41、 （提示：可以從以下3個方面加以闡述：(1)在電廠凝汽器中，水蒸氣在管壁上凝結(jié)，凝結(jié)換熱系數(shù)約為450018000W(m2K)，對流換熱量很大；(2)水蒸氣與壁面之間的溫差較小，因而輻射換熱量較?。?3)與對流換熱相比，輻射換熱所占的份額可以忽略不計。）6 用準(zhǔn)則方程式計算管內(nèi)湍流對流傳熱系數(shù)時，對短管為什么要進(jìn)行修正? （提示：從熱邊界層厚度方面加以闡述：(1)在入口段，邊界層的形成過程一般由薄變厚；(2)邊界層的變化引起換熱系數(shù)由大到小變化，考慮到流型的變化，局部長度上可有波動，但總體上在入口段的換熱較強(qiáng)（管長修正系數(shù)大于1）；(3)當(dāng)ld50(或60)時，短管的上述影響可忽略不計，當(dāng)ld

42、50(或60)時，則必須考慮入口段的影響。7 層流時的對流傳熱系數(shù)是否總是小于湍流時的對流傳熱系數(shù)?為什么? （提示：該問題同樣可以從入口效應(yīng)角度加以闡述。在入口段邊界層厚度從零開始增厚，若采用短管，盡管處于層流工況，由于邊界層較薄，對流換熱系數(shù)可以大于紊流狀況。）8 什么叫臨界熱流密度?為什么當(dāng)加熱熱流大于臨界熱流密度時會出現(xiàn)沸騰危機(jī)? （提示：用大容器飽和沸騰曲線解釋之。以大容器飽和沸騰為例，(1)沸騰過程中，隨著壁面過熱度t的增大，存在自然對流、核態(tài)沸騰、不穩(wěn)定膜態(tài)沸騰和膜態(tài)沸騰四個階段，臨界熱流密度是從核態(tài)沸騰向膜態(tài)沸騰轉(zhuǎn)變過程中所對應(yīng)的最大熱流密度；(2)當(dāng)加熱熱流大于臨界熱流密度時

43、，沸騰工況向膜態(tài)沸騰過渡，加熱面上有汽泡匯集形成汽膜，將壁面與液體隔開，由于汽膜的熱阻比液體大得多，使換熱系數(shù)迅速下降，傳熱惡化；(3)汽膜的存在使壁溫急劇升高，若為控制熱流加熱設(shè)備，如電加熱設(shè)備，則一旦加熱熱量大于臨界熱流密度，沸騰工況從核態(tài)沸騰飛躍到穩(wěn)定膜態(tài)沸騰，壁溫飛升到1000以上(水)，使設(shè)備燒毀。）9 試述不凝性氣體影響膜狀凝結(jié)傳熱的原因。 （提示：少量不凝性氣體的存在就將使凝結(jié)換熱系數(shù)減小，這可以從換熱熱阻增加和蒸汽飽和溫度下降兩方面加以闡述。(1)含有不凝性氣體的蒸汽凝結(jié)時在液膜表面會逐漸積聚起不凝性氣體層，將蒸汽隔開，蒸汽凝結(jié)必須穿過氣層，使換熱熱阻大大增加；(2)隨著蒸汽的

44、凝結(jié)，液膜表面氣體分壓力增大，使凝結(jié)蒸汽的分壓力降低，液膜表面蒸汽的飽和溫度降低，減少了有效冷凝溫差，削弱了凝結(jié)換熱。）第四章 輻射傳熱一、 名詞解釋1熱輻射：由于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運動狀態(tài)改變，而將部分內(nèi)能轉(zhuǎn)換成電磁波的能量發(fā)射出去的過程。2吸收比：投射到物體表面的熱輻射中被物體所吸收的比例。3反射比：投射到物體表面的熱輻射中被物體表面所反射的比例。4穿透比：投射到物體表面的熱輻射中穿透物體的比例。5黑體：吸收比= 1的物體。6白體：反射比=l的物體(漫射表面)7透明體：透射比= 1的物體8灰體：光譜吸收比與波長無關(guān)的理想物體。9黑度：實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值，即物體發(fā)射

45、能力接近黑體的程度。10輻射力：單位時間內(nèi)物體的單位輻射面積向外界(半球空間)發(fā)射的全部波長的輻射能。11漫反射表面：如果不論外界輻射是以一束射線沿某一方向投入還是從整個半球空間均勻投入，物體表面在半球空間范圍內(nèi)各方向上都有均勻的反射輻射度Lr，則該表面稱為漫反射表面。12角系數(shù)： 從表面1發(fā)出的輻射能直接落到表面2上的百分?jǐn)?shù)。13有效輻射：單位時間內(nèi)從單位面積離開的總輻射能，即發(fā)射輻射和反射輻射之和。14投入輻射：單位時間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能。15定向輻射度：單位時間內(nèi)，單位可見輻射面積在某一方向p的單位立體角內(nèi)所發(fā)出的總輻射能(發(fā)射輻射和反射輻射)，稱為在該方向的定向輻射度。16漫

46、射表面：如該表面既是漫發(fā)射表面，又是漫反射表面，則該表面稱為漫射表面。17定向輻射力：單位輻射面積在單位時間內(nèi)向某一方向單位立體角內(nèi)發(fā)射的輻射能。18表面輻射熱阻：由表面的輻射特性所引起的熱阻。19遮熱板：在兩個輻射傳熱表面之間插入一塊或多塊薄板以削弱輻射傳熱。20重輻射面：輻射傳熱系統(tǒng)中表面溫度未定而凈輻射傳熱量為零的表面。二、填空題1 熱輻射是由于 產(chǎn)生的電磁波輻射。熱輻射波長的單位是 ，在工業(yè)范圍內(nèi)，熱輻射的波段主要集中于 區(qū)段。 (熱的原因，m，紅外)2 太陽與地球間的熱量傳遞屬于 傳熱方式。(輻射)3 黑體是指 的物體，白體是指 的物體，透明體是指 的物體。灰體是 的物體。（吸收比為

47、0，反射比為0，投射比為0，光譜吸收比與波長無關(guān)的）4 基爾霍夫定律表明，善于輻射的物體也善于 ，在同溫度下，黑體具有 的輻射力，實際物體的吸收率永遠(yuǎn) 1。（吸收，最大，小于）5 有效輻射是 之和。（發(fā)射輻射和反射輻射）6 一個由兩個表面所構(gòu)成的封閉系統(tǒng)中，若已知A1=0.5A2,X1,2=0.6，則X2,1= 。（0.3）7 將任意形狀氣體的輻射折合成一個假想的當(dāng)量半球，半球內(nèi)氣體與所研究的氣體具有 ，球內(nèi)氣體對球心的輻射效果等于 ，該當(dāng)量半球的半徑稱為 。(相同的溫度、壓力和成份，所研究的氣體對指定地點的輻射，平均射線行程)8 物體的光譜輻射力與同溫度下 之比，稱為物體的光譜發(fā)射率。(黑體的光譜輻射力)9 角系數(shù)具有 、