第三章 钢结构的连接
3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α= 21
3
α= 确定焊脚尺寸：
,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm =
内力分配：
30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.28
1000196.69232N N N KN α=-
=?-= 3112273.28
1000530.03232N N N KN α=-=?-=
焊缝长度计算：
11530.03
2960.720.78160w w
f f
N l mm h f ≥
==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w
f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.69
1100.720.78160
w w
f f N l mm h f ≥
==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w
f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。 （2）两面侧焊
确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α==?=， 112
10006673
N N KN α==?= 焊缝长度计算：
116673720.720.78160
w w
f f N l mm h f ≥
==????∑，
则实际焊缝长度为:
mm h mm l f w
48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。 2
2333
2480.720.76160
w w
f f N l mm
h f ≥
==????∑， 则实际焊缝长度为:
mm h mm l f w
48086060260262481=?=<=?+='，取260mm 。 3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸8f h mm =，130e cm =。
焊脚尺寸：8f h mm =
焊缝截面的形心：0205
205 5.62245.6511.2 5.62205 5.6
x mm ??
?==?+??
则2 5.6
20545.6162.22
e mm =+-=
（1）内力分析：V=F ， 12()(300162.2)462.2T F e e F F =?+=?+= （2）焊缝截面参数计算：
32841
5.6511.22205 5.6(250 2.8) 2.091012
X I mm =
??+???+=? 22
742055.6511.245.62205 5.6(162.2) 1.41102
y I mm =??+???-=?
842.23110p x y I I I mm =+=?
2511.2 5.62205 5.65158.72e w
h l
mm =?+??=∑
（3）应力计算 T 引起的应力：48
462.2255.6
5.295102.23110
P
y Tx T r F F I τ-??=
=
=??
48462.2166.2
3.36010
2.23110
P x Ty T r F F I τ-??=
==?? V 引起的应力：41.938105158.72
Vy e w V F F h l τ-=
==?∑
（4）4
2
423.360 1.938
(5.29510)[(
)10]1601.22
F F --+?+?≤
428.0418.8610160F -?+?≤
46.8510160F -??≤
233577233.58F N KN ?≤=
3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊。
（1）内力分析：V=F=98KN ， 980.1211.76M F e KN m =?=?=? （2）焊缝截面参数计算：取10f h mm = 焊缝截面的形心：
1193
1507 3.52697(712 3.5)21937(7127)
275.51507269721937
y mm ??+???+++???+++==?+??+??
2712719375.5143.5y mm =+++-=
2
223
74
11931507(75.5 3.5)
2697(75.5712 3.5)71931937143.51222.2510X I mm ????=??-+???---+??+??-??
???????
=? （3）应力计算 M 引起的应力：62
2,max
7
11.7610143.574.96/2.2510
f x M y N mm I σ???===? V 引起的应力：3
2981036.27/27193
f e w V N mm h l τ?===??∑
（4）2
22274.96(
)36.2771.35/160/1.22
w f N mm f N mm +=≤= 3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。
（1）内力分析：V=F ， 0.120.12(/)M F e F F KN m =?=?= （2）焊缝截面参数计算：
115012620012112
66.61501220012
y mm ??+??=
=?+?
221266.6145.4y mm =-=
322741
1220015012(66.66)20012(145.4100) 1.9561012
X I mm =
??+??-+??-=? （3）应力计算 M 引起的应力：6227
0.1210145.40.892(/)1.95610
max
x M y F F N mm I σ???===?
V引起的应力：
3
2 10
0.417
(/)
20012
V F
F N mm
A
τ
⊥
?
===
?
（4）22
1max
3 1.1w
eq t
f
σστ
=+≤
222
(0.892)3(0.417) 1.148 1.1 1.1185203.5(/)
w
t
F F F f N mm
?+?=≤=?=
177.3
F KN
?≤
3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图 3.83），拼接处作用有弯矩
m
kN
M.
1122
=，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
（1）内力分析：V=374KN，m
kN
M.
1122
=
（2）焊缝截面参数计算：
4
9
2
310
68
.2
507
14
280
2
1000
8
12
1
mm
I
x
?
=
?
?
?
+
?
?
=
4
2987440
250
8
500
507
14
280mm
S
w
=
?
?
+
?
?
=
4
1
1987440
507
14
280mm
S
w
=
?
?
=
（3）应力计算
3
22
max9
374102987440
52.1/125/
2.68108
w
w
v
x w
VS
N mm f N mm
I t
τ
??
===<=
??
腹板和翼缘交接处：
6
2
1
19
112210500
209.3/
2.6810
x
M y
N mm
I
σ
???
===
?
3
2
1
19
374101987440
34.7/
2.68108
w
x w
VS
N mm
I t
τ
??
===
??
折算应力：
222222 11
3209.3334.7217.8/ 1.1 1.1185204/
w
t
N mm f N mm
στ
+=+?=>=?=
不满足
钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案 第三章钢结构的连接 3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN（设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。 解：（1）三面围焊 确定焊脚尺寸： ，， 内力分配： 焊缝长度计算：
， 则实际焊缝长度为，取310mm。 ， 则实际焊缝长度为，取 120mm。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取， 内力分配：， 焊缝长度计算： ， 则实际焊缝长度为: ，取390mm。 ， 则实际焊缝长度为: ，取260mm。 3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸，。
焊脚尺寸： 焊缝截面的形心： 则 （1）内力分析：V=F，（2）焊缝截面参数计算： （3）应力计算 T引起的应力：
V引起的应力： （4） 3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。 （1）内力分析：V=F=98KN， （2）焊缝截面参数计算：取 焊缝截面的形心：
（3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4） 3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。 （1）内力分析：V=F， （2）焊缝截面参数计算：
（3）应力计算 M引起的应力： V引起的应力： （4） 3.5 焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。 （1）内力分析：V=374KN， （2）焊缝截面参数计算：
第三章 钢结构的连接 3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。 解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 确定焊脚尺寸： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.28 1000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.03 2960.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.69 1100.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N KN α==?=， 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑，
5.1 影响轴心受压稳定极限承载力的初始缺陷有哪些?在钢结构设计中应如何考虑? 5.2 某车间工作平台柱高2.6m,轴心受压,两端铰接.材料用I16,Q235钢,钢材的强度设计值2215/d f N mm =.求轴心受压稳定系数?及其稳定临界荷载. 如改用Q345钢2 310/d f N mm =,则各为多少? 解答: 查P335附表3-6,知I16截面特性,2 6.57, 1.89,26.11x y i cm i cm A cm === 柱子两端较接, 1.0x y μμ== 故柱子长细比为 1.02600 39.665.7 x x x l i μλ?= == ,2600 1.0137.618.9y y y l i μλ?=== 因为x y λλ<,故对于Q235 钢相对长细比为137.6 1.48λπ = = = 钢柱轧制, /0.8b h ≤.对y 轴查P106表5-4(a)知为不b 类截面。 故由式5-34b 得 () 223212?ααλλλ?= ++?? ()2210.9650.300 1.48 1.482 1.48?=+?+?? ? 0.354= (或计算137.6λ=,再由附表4-4查得0.354?=) 故得到稳定临界荷载为2 0.35426.1110215198.7crd d N Af kN ?==???= 当改用Q365钢时,同理可求得 1.792λ=。 由式5-34b 计算得0.257?= (或由166.7λ=,查表得0.257?=) 故稳定临界荷载为2 0.25726.1110310208.0crd d N Af kN ?==???= 5.3 图5-25所示为一轴心受压构件,两端铰接,截面形式为十字形.设在弹塑性范围内/E G 值保持常数,问在什么条件下,扭转屈曲临界力低于弯曲屈曲临界力,钢材为Q235. 5.4 截面由钢板组成的轴心受压构件,其局部稳定计算公式是按什么准则进行推导得出的. 5.5 两端铰接的轴心受压柱,高10m,截面为三块钢板焊接而成,翼缘为剪切边,材料为Q235, 强度设计值2 205/d f N mm =,承受轴心压力设计值3000kN (包括自重).如采用图5-26所示的两种截面,计算两种情况下柱是否安全.
报告名称：《钢结构实验原理实验报告》——H型柱受压构件试验姓名： 学号： 时间：2014年12月 E-mail ： T E L ：
一、实验目的 1. 通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布 置、试验结果整理等方法。 2. 通过试验观察工字形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。 3. 将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数 计算公式的理解。 二、实验原理 1、轴心受压构件的可能破坏形式 轴心受压构件的截面若无削弱，一般不会发生强度破坏，整体失稳或局部失稳总发生在强度破坏之前。其中整体失稳破坏是轴心受压构件的主要破坏形式。 轴心受压构件在轴心压力较小时处于稳定平衡状态，如有微小干扰力使其偏离平衡位置， 则在干扰力除去后，仍能回复到原先的平衡状态。随着轴心压力的增加，轴心受压构件会由稳定平衡状态逐步过渡到随遇平衡状态，这时如有微小干扰力使基偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能回复到原先的平衡位置。随遇平衡状态也称为临界状态， 这时的轴心压力称为临界压力。当轴心压力超过临界压力后，构件就不能维持平衡而失稳破坏。 轴心受压构件整体失稳的破坏形式与截面形式有密切关系，与构件的长细比也有关系。一般情况下，双轴对称截面如工形截面、H 形截面在失稳时只出现弯曲变形，称为弯曲失稳。 2、基本微分方程 （1）、钢结构压杆一般都是开口薄壁杆件。根据开口薄壁杆件理论，具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为： 由微分方程可以看出构件可能发生弯曲失稳，扭转失稳，或弯扭失稳。对于H 型截面的构件来说由于 所以微分方程的变为： ()()0 200 t IV 0IV =''-''+''+''-''-''--θθθθθθ ω R N r u Ny v Nx GI EI ()0 IV IV =''+''+-θNy u N u u EI y () 0IV 0IV =''-''+-θNx v N v v EI x 000==y x () ()0200 t 0IV ω=''-''+''-''--θθθθθθR N r GI EI IV ()0 IV 0 IV y =''+-u N u u EI () IV 0IV x =''+-v N v v EI
钢结构计算题精品答案 第三章 钢结构的连接 3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。 解：（1）三面围焊 2 160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 确定焊脚尺寸： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.28 1000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232 N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.03 2960.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.69 1100.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α==?=， 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算：
一、填空题 1．承受动力荷载作用的钢结构，应选用综合性能好的钢材。 2．冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑性、韧性降低。 3．钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。 4．钢材中氧的含量过多，将使钢材出现热脆现象。 5．钢材含硫量过多，高温下会发生热脆，含磷量过多，低温下会发生冷脆。 6．时效硬化会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高，塑性、韧性降低。 7．钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象，称之为蓝脆现象。 8．钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。9．钢材牌号Q235－BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级为B 级 ,F表示沸腾钢。 10．钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。 11．钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象，称之为蓝脆现象。 12．焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应，一般采用等强度原则。 13．钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。 14．衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。 15．.结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。 16．承重结构的钢材应具有抗拉强度、屈服点、伸长率和硫、磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳极限含量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁、吊车桁架或类似结构的钢材,应具有冷弯试验的的合格保证。 17．冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质 量的综合指标。 18．冷弯性能是判别钢材塑性变形能力和钢材质量的综合指标。 19．薄板的强度比厚板略高。 20．采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条。 21．焊接残余应力不影响构件的强度。
1.试求出圆柱坐标系的尺度系数，并由此导出圆柱坐标系中的导热微分方程。 2 .一无限大平板，初始温度为T 0；τ>0时，在x = 0表面处绝热；在x = L 表面以对流方式向温度为t f 的流体换热。试用分离变量法求出τ>0时平板的温度分布（常物性）。（需求出特征函数、超越方程的具体形式，范数（模）可用积分形式表示）。（15分） , 3.简述近似解析解——积分法中热层厚度δ的概念。 答：近似解析解：既有分析解的特征：得到的结果具有解析函数形式，又有近似解的特征：结果只能近似满足导热解问题。在有限的时间内，边界温度 的变化对于区域温度场的影响只是在某一有限的范围内，把这个有限的范围定义为热层厚度δ。 4.与单相固体导热相比，相变导热有什么特点 答：相变导热包含了相变和导热两种物理过程。相变导热的特点是 1.固、液两相之间存在着 移动的交界面。 2.两相交界面有潜热的释放（或吸收） | 对流部分（所需量和符号自己设定） 1 推导极坐标系下二维稳态导热微分方程。 2 已知绕流平板流动附面层微分方程为 y u y u V x u u 22??=??+??ν 取相似变量为： x u y νη∞ = x u f νψ∞= 写出问题的数学模型并求问题的相似解。 3 已知绕流平板流动换热的附面层能量积分方程为： ?=∞?? =-δ00)(y y t a dy t t u dx d 当Pr<<1时，写出问题的数学模型并求问题的近似积分解及平均Nu （取三次多项式）。 4 ] O x
5写出常热流圆管内热充分发展流动和换热问题的数学模型并求出速度和温度分布及Nu x.辐射 1．请推导出具有n个表面的净热流法壁面间辐射换热求解公式，并简要说明应用任一种数值方法的求解过程。 2．试推导介质辐射传递方程的微分形式和积分形式，要求表述出各个步骤和结果中各个相关量的含义。 3．根据光谱辐射强度表示下面各量：1）光谱定向辐射力；2）定向辐射力；3）光谱辐射力；4）辐射力；5）辐射热流量。要求写清各量的符号、单位。 4．说明下列术语（可用数学表达式）（每题4分） a)光学厚度 b)漫有色表面 c)? d)兰贝特余弦定律 e)光谱散射相函数 f)定向“灰”入射辐射
) 钢结构计算题精品答案 第三章 钢结构的连接 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图）。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。 解：（1）三面围焊 2 160/w f f N mm = 123α= 21 3 α= 确定焊脚尺寸： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： ; 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=- =?-= 3112273.28 1000530.03232 N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.03 2960.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。 。 （2）两面侧焊 确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm =
内力分配：22110003333N N KN α==?=， 112 10006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， 则实际焊缝长度为: mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。 22333 2480.720.76160 w w f f N l mm h f ≥ ==????∑， : 则实际焊缝长度为: mm h mm l f w 48086060260262481=?=<=?+='，取260mm 。 试求图所示连接的最大设计荷载。钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸8f h mm =，130e cm =。 焊脚尺寸：8f h mm = 焊缝截面的形心：0205 205 5.62245.6511.2 5.62205 5.6 x mm ?? ?==?+?? 则2 5.6 20545.6162.22 e mm =+-= （1）内力分析：V=F ， 12()(300162.2)462.2T F e e F F =?+=?+= ] （2）焊缝截面参数计算： 32841 5.6511.22205 5.6(250 2.8) 2.091012 X I mm = ??+???+=? 22 742055.6511.245.62205 5.6(162.2) 1.41102 y I mm =??+???-=?
报告名称：《钢结构实验原理实验报告》一一H型柱受压构件试验姓名： 学号： 时间：2014年12月 E-mail 、实验目的 1.通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布置、试验结果 整理等方法。 2.通过试验观察工字形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。 3.将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数 计算公式的理解。 .、实验原理
1、轴心受压构件的可能破坏形式 轴心受压构件的截面若无削弱，一般不会发生强度破坏，整体失稳或局部失稳总发生在强度破坏之前。其中整体失稳破坏是轴心受压构件的主要破坏形式。轴心受压构件在轴心压力较小时处于稳定平衡状态，如有微小干扰力使 其偏离平衡位置，则在干扰力除去后，仍能回复到原先的平衡状态。随着轴心 压力的增加，轴心受压构件会由稳定平衡状态逐步过渡到随遇平衡状态，这时如有微小干扰力使基偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能回复到原先的平衡位置。随遇平衡状态也称为临界状态，这时的轴心压力称为临界压力。当轴心压力超过临界压力后，构件就不能维持平衡而失稳破坏。 轴心受压构件整体失稳的破坏形式与截面形式有密切关系，与构件的长细比也有关系。一般情况下，双轴对称截面如工形截面、H形截面在失稳时只出现弯曲变形，称为弯曲失稳。 2、基本微分方程 （1 ）、钢结构压杆一般都是开口薄壁杆件。根据开口薄壁杆件理论，具有初始缺 陷的轴心压杆的弹性微分方程为： IV El x v IV V o Nv Nx o0 IV El y U IV U o Nu Ny o0 El IV IV 0GI t0Nx0v Ny0u r0 N R0 由微分方程可以看出构件可能发生弯曲失稳，扭转失稳，或弯扭失稳。对于H型 截面的构件来说由于X0y 。0所以微分方程的变为 EI x IV IV Nv V V0 EI y IV u IV U0Nu0 EI IV J■ CD IV 0 GI t0r02N R 0
第二章 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα=+-=+- 如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2'1000/E N mm = 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5235 0.001142.0610y f E ε===? 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （2）B 点： 卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=-= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=-= 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=
试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。 （3）脆性破坏 脆性破坏，也叫脆性断裂，指破坏前无明显变形、无预兆，而平均应力较小（一般小于屈服点fy ）的破坏。 （4）疲劳破坏 指钢材在连续反复荷载作用下，应力水平低于极限强度，甚至低于屈服点的突然破坏。 （5）应力腐蚀破坏 应力腐蚀破坏，也叫延迟断裂，在腐蚀性介质中，裂纹尖端应力低于正常脆性断裂应力临界值的情况下所造成的破坏。 （6）疲劳寿命 指结构或构件中在一定恢复荷载作用下所能承受的应力循环次数。 一两跨连续梁，在外荷载作用下，截面上A 点正应力为21120/N mm σ=， 2280/N mm σ=-，B 点的正应力2120/N mm σ=-，22120/N mm σ=-，求梁A 点与B 点的应力比和应力幅是
第二章 2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：'()tan '() tan y y y y f f f E f E σεαεα=+-=+- 2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变 c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2 '1000/E N mm = 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变： 5 2350.00114 2.0610 y f E ε= = =? 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114 y c εεε=-= （2）B 点： 卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386 y c f E εε=- = 可恢复弹性应变：0.00114 y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06 'c y F f E σεε-=-=+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=- = 可恢复弹性应变： 0.00131 y c εεε=-= tgα'=E' f y 0f y 0 tgα=E σ f y C σ
2004年上海理工大学硕士研究生入学考试试题考试科目：传热学准考证号：得分： 一、问答题(每题5分) 1. 一无内热源平板沿厚度x方向发生一维稳态导热，其一侧表面上的温度梯度 =30 ℃/m，导热系数λ1=40W/(m.℃)，如果其另一侧表面上的导热系数λ2=50W/(m.℃)，问这一侧表面上的温度梯度是多少? 2. 解释毕渥准则数Bi的物理含义，并说明为什么用Bi判别非稳态导热问题能否采用集总参数法求解。 3. 图1.1示出了常物性、有均匀内热源、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用元体平衡法建立节点0关于温度t的有限差分方程式（设 ，所需参数的符号自己设定）。 4. 当条件相同时，物体在空气中冷却快还是在水中冷却快？这一现象说明对流换热与什么因素相关？ 5. 试用简图表示流体沿平板流动时速度边界层的发展并说明速度边界层内分成哪些区域？ 6. 试解释普朗特数Pr的物理意义,并示意性的画出Pr>1时的速度边界层和热边界层厚度沿板长的变化(速度边界层和热边界层要画在同一图上以便比较)。 7. 说明温度附面层的概念及附面层能量微分方程在物理上忽略了哪部分换热。 8. 在应用管内旺盛紊流实验关联式时，当流体与换热壁面温差较大时需要对计算结果修正，为什么? 9. 试说明为什么一个细长圆柱水平放置时自然对流换热一般大于竖直放置时的自然对流换热？ 10.在稳定膜态沸腾过程中，为什么换热系数随 增加而迅速上升？
11.试说明大气中CO2含量增高为什么会出现大气温室效应？ 二、计算题 1. （10分）一直径为5cm的钢球，其初始温度为500℃，突然被置于温度为 30℃的空气中。设钢球表面与周围环境的对流换热系数为10 W/m2℃，试计算钢球非稳态导热的时间常数及其被冷却到300℃所需的时间。已知钢球的比热为c=0.48kJ/kg℃, ρ=7753kg/m3, λ=33W/m℃。 2. （20分）长10m、外径133mm的水平管道通过一大房间，房间壁面及其内 的空气温度均为30℃。若管道表面温度为90℃、黑度为0.9，求管道的散 热量（自然对流换热的努塞尔特数用下式计算）。3. （22分）如图2所示为一半径R=1m的半球，球冠3绝热。底面1和2的 温度分别为500℃和100℃，黑度都为0.9，求底面1和2间的辐射散热量。 4. （23分）温度为95℃的热空气流经一内径100mm、厚度6mm的圆管，管 壁导热系数为22 W/m℃。管外环境温度为30℃，管外壁与环境的总换热系数为10 W/m2℃。若管内空气质量流量为407kg/h，求管出口空气温度降低到65℃时的管长(不需考虑修正)。 三、理论题 1.（8分）一厚度为2δ的无内热源薄平板，其导热系数和初始温度分别为 λ和t0，突然被插在温度为t f的流体中。平板表面与流体的换热系数为h，给出问题的完整数学描述。 2. （12分）绕流平板换热的附面层积分方程为： 平板温度为t W，来流速度和温度分别为u∞和t∞，若Pr<<1，可以忽略速
2020年传热学考研大纲——上海理工大学材料科 学与工程学院 传热学A《传热学》杨世铭、陶文铨，高等教育出版社，2006年 二、基本要求 1.掌握热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律; 2.能够对常见的导热、对流、辐射换热及传热过程进行定量的计算，并了解其物理机理和特点，进行定性分析; 3.对典型的传热现象能进行分析，建立合适的数学模型并求解; 4.能够用差分法建立导热问题的数值离散方程，并了解其计算机求解过程。 三、主要知识点 第一章绪论：热量传递的三种基本方式;导热、对流和热辐射的基本概念和初步计算公式;热阻;传热过程和传热系数。 第二章导热基本定律和稳态导热：温度场、温度梯度;傅里叶定律和导热系数;导热微分方程、初始条件与边界条件;单层及多层平壁的导热;单层及多层圆筒壁的导热;通过肋端绝热的等截面直肋的导热;肋效率;一维变截面导热;有内热源的一维稳态导热。 第三章非稳态导热：非稳态导热的基本概念;集总参数法;描述非稳态导热问题的数学模型(方程和定解条件); 第四章导热问题的数值解法：导热问题数值解法的基本思想;用差分法建立稳态导热问题的数值离散方程。 第五章对流换热：对流换热的主要影响因素和基本分类、牛顿冷却公式和对流换热系数的主要影响因素;速度边界层和热边界层的概念;横掠平板层流换热边界层的微分方程组;横掠平板层流换热边界
层积分方程组;动量传递和热量传递比拟的概念;相似的概念及相似 准则;管槽内强制对流换热特征及用实验关联式计算;绕流单管、管 束对流换热特征及用实验关联式计算;大空间自然对流换热特征及对流换热特征及用实验关联式计算。 第六章凝结与沸腾换热：凝结与沸腾换热的基本概念;珠状凝结与膜状凝结特点;膜状凝结换热计算;影响膜状凝结的因素;大容器饱和沸腾曲线;影响沸腾换热的因素。 第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性：热辐射的基本概念;黑体、白体、透明体;辐射力与光谱辐射力;定向辐射强度;黑体辐射基本定律：普朗克定律，维恩定律，斯忒藩—玻尔兹曼定律，兰贝 特定律;实际固体和液体的辐射特性、黑度;灰体、基尔霍夫定律。 第八章辐射换热的计算：角系数的概念、性质、计算;两固体表面组成的封闭系统的辐射换热计算;表面热阻;空间热阻;多表面系统辐射换热的网络法计算;辐射换热的强化与削弱、遮热板;辐射换热 系数和复合换热表面传热系数;气体辐射特点。 第九章传热过程分析与换热器计算：传热过程及传热系数的计算;临界绝热直径;换热器型式及对数平均温差;用平均温差法进行换热 器的热计算;换热器效能ε的概念和定义;强化传热。
1.钢材的破坏形式：⑴塑性破坏⑵脆性破坏。 2.碳对钢材的影响：直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等。碳的含量增加，钢 的强度提高，而塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化钢的焊接性能和抗腐蚀性能。 3.硫和磷对钢材的影响：硫和磷是钢中的有害成分，他们降低钢材的塑性、韧性、焊接性 能和疲劳强度。 4.氮和氧对钢材的影响：有害杂质。氧的作用和硫相似，使钢热脆；氮的作用和磷相似， 使钢冷脆。 5.冷作硬化：冷弯、冷拉、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大的塑性变形，从而提 高钢的屈服点，同时降低了钢的塑性和韧性。 6.温度影响：钢材性能随温度变动而有所变化，总体趋势是：温度升高，钢材强度降低， 应变增大; 反之，温度降低，钢材钢材强度略有增加，塑性和韧性却会降低变脆。 7.低温冷脆：当温度从常温开始下降，特别在负温度范围内时，钢材的强度虽有些提高， 但塑性和韧性降低，材料逐渐变脆。 8.应力集中：应力集中系数愈大，变脆的倾向愈严重。 9.钢材的疲劳强度：取决于应力集中（或缺口效应）和应力循环次数。 10.疲劳强度计算时应注意：⑴疲劳强度计算用容许应力幅发法，采用标准值，不考虑荷载 分项系数和动力系数，而且应力按弹性工作计算。⑵在完全压应力（不出现拉应力）循环中裂纹不会继续发展，故规范规定此种情况不予验算。⑶疲劳容许应力幅与钢材的牌号无关》 11.碳素钢结构的牌号代表含义：由代表屈服强度的汉语拼音（Q）、屈服强度数值、质量等 级符号（A B C D）、脱氧方法符号（F Z TZ）四个部分组成。 12.钢材的选择：1结构的重要性2荷载情况3连接方法4结构所处的温度和环境5钢材 厚度。 13.对于需要验算疲劳强度的以及主要的受弯或手拉的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧 性的合格保证。当结构温度等于或低于0度但高于-20度时，Q345钢和Q235钢应具有0度冲击韧性的合格保证。 14.边角钢的表示方法：ㄥ后加边长宽*短边宽*厚度。 15.螺栓连接方式：⑴普通螺栓连接⑵高强度螺栓连接。 16.高强度螺栓连接：1摩擦性连接（适用动力荷载）2 承压行连接。 17.手工电弧焊所用焊条与焊件钢材相适应，一般采用等强度原则：对于Q235钢采用E43 型焊条（E4300~E4328）;Q345钢用E50 (E5001~E5048); Q390和Q420钢用E55 (E5500~E5518)。根据实验可知Q235与Q345钢焊接时若用E50型焊条，焊缝强度比用E43型焊条时提高不多，设计时只能取用E43型焊条的焊缝强度设计值。因此，从连接的韧性和经济方面考虑，规定采用与低强度钢材相适应的焊条材料。 18.平焊；横焊；立焊；仰焊。P28图仰焊最差。 19.焊接符号：p30表3.2 20.最大焊脚尺寸，最小焊脚尺寸，p31~p32 21.焊接应力对结构性能影响：⑴对结构静力强度影响；⑵对结构刚度影响：构件上存在焊 接残余应力会降低结构刚度；对于轴心受压构件，焊接残余应力使其挠曲刚度减少从而降低压杆稳定承载力；⑶对低温工作影响：降低或消除焊缝中的残余应力是改善结构低温冷脆趋势的重要措施之一；⑷对疲劳强度的影响焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利的影响 22.减少焊接应力和焊接变形的措施：⑴设计上的措施：1焊接位置安排合理2焊缝尺寸要 适当3焊缝的数量宜少4应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉5尽量避免在母材厚度方
02年传热学课程考试题 学 校 系 别 考试时间 150分钟 专业班号 考试日期 年 月 日 姓 名 学号 一、问答题 (42分，每小题7分) 1． 图1示出了常物性、有均匀内热源 、二导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（设?=?x y ）。 2 ． 蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？产生不同凝结形式的原因是什么？ 3． 有人说：“常温下呈红色的物体表示该物体在常温下红色光的光谱发射率较其它单色光（黄、绿、蓝等）的光谱发射率高”。你认为这种说法正确吗？为什么？ 4． 一块厚度为2()δδδ-≤≤x 的大平板，与温度为f t 的流体处于热平衡。当时间0τ>时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度2f t 。假定平板两侧表面传热系数相同，当 0δλ =→h Bi 时，试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的温度，画出相应的板 内及流体侧温度分布的示意性曲线，并做简要说明。 5． 有人说，在电子器件的多种冷却方式中，自然对流是一种最可靠（最安全）、最经济、无污染（噪音也是一种污染）的冷却方式。试对这一说法作出评价，并说明这种冷却方式有什么不足之处？有什么方法可作一定程度的弥补？ 6． 强化空气－水换热器传热的主要途径有哪些，请列出任意三种途径？ ? Φ
二、计算题 (58分) 1．(18分) 一块大平板，厚度5cm δ=，有内热源? Φ，平板中的一维稳态温度分布为 2=+t b cx ，式中o 200C =b ，2200K/m =-c 。假定平板的导热系数50W/(m K)λ= ，试确定： （1） 平板中内热源? Φ之值； （2） 0=x 和δ=x 边界处的热流密度。 2．(15分) 有一圆柱体，如图2所示，表面1温度1550K =T ，发射率10.8ε=，表面2温度2275K =T ，发射率20.4ε=，圆柱面3为绝热表面，角系数3,10.308=X 。求：（1）表面1的净辐射损失；（2）绝热面3的温度。 3．(25分) 为了得到热水，0.361 MPa (t s =140℃) 的水蒸气在管外凝结（如图3所示），其表面传热系数29500W/(m K)= o h 。冷却水在盘管内流动，流速为0.8m/s ，黄铜管外径为18mm ，壁厚为1.5mm ，导热系数为132W/(m K)λ= ，盘管的弯曲半径为90mm 。冷水进换热器时的温度为o 25C ，加热到o 95C 。试求所需的换热面积及盘管长度。不计管内入口效应修正及温差修正。 附注： (1) 管内湍流强制对流换热实验关联式为： n f f Pr Re Nu 8.0023.0= (流体被加热n =0.4；流体被冷却n =0.3) (2) 60o C 时水的物性：ρ＝983.1 kg/m 3, c p =4.179 kJ/(kg ?K)，λ=65.9×10-2 W/(m ?K)， ν=0.478×10-6 m 2/s ， Pr =2.99； (3) 弯管修正系数：3)(3.101R d c R += 图 3 饱和蒸气 冷 "53.6110Pa =?s 图2
课程设计说明书 课程名称：钢结构 设计题目：钢屋架设计 学生姓名：韦镔扬 学号：20140710 专业班级：2014级专升本 2015年8月16日
课程设计任务书
三角形钢屋架课程设计 摘要：本次课程设计以三角形钢屋架为材料背景,以完成屋架设计为任务，先进行屋架檩条设计和支撑布置,然后通过荷载组合和内力计算,从而完成杆件截面选择,进一步实现节点设计,最后做出施工图。该课程设计是在钢结构厂房屋架的理解的基础上，通过对有檩体系的三角形屋架的设计，系统的明确了结构设计的方法，以及绘制施工图应掌握的技巧和方法，涉及的专业基础知识有：钢结构中的轴心受压和受拉截面的强设计，强度和稳定性验算，焊缝和螺栓的连接，理论力学计算桁架内力，以及AUTOCAD制图。从课程设计中，培养设计从业人员应有的理论和素质。 关键词：三角形屋架檩条支撑内力计算截面设计节点
目录 1 设计背景 (1) 1.1 设计资料 (1) 1.2 屋架形式 (1) 2 设计方案 (2) 2.1 檩条设计 (2) 2.2 屋架支撑 (3) 3 方案实施 (4) 3.1 荷载与内力计算 (4) 3.2 杆件截面设计 (6) 3.3 节点设计 (10) 4 结果与结论 (15) 4.1结果 (15) 4.2结论 (15) 5 参考文献 (17)
1 设计背景 1.1 设计资料 1.建筑物基本条件 厂房长度90m ，檐口高度15m 。厂房为单层单跨结构，内设有两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C20,钢材用Q235B 级,采用E43型焊条。柱顶截面尺寸为400mm mm 400?。钢屋架设计可不考虑抗震设防。 厂房柱距选择：6m 三角形钢屋架(b) 属有檩体系：檩条采用槽钢，跨度为6m ，跨中设有一根拉条φ10。 屋架屋面做法及荷载取值（荷载标准值）： 永久荷载：波形石棉瓦自重 0.20 kN/m 2 檩条及拉条自重 0.20 kN/m 2 保温木丝板重 0.25 kN/m 2 钢屋架及支撑重 (0.12+0.011?跨度) kN/m 2 可变荷载：雪荷载 0.4kN/m 2 屋面活荷载 0.40 kN/m 2 积灰荷载 0.30 kN/m 2 注：1、以上数值均为水平投影值； 1.2 屋架形式 屋架计算跨度：0l =l －300=24000－300=23700mm 屋面倾角： '1arctan 2148,sin 0.3714,cos 0.92852.5 ααα==== 屋架跨中的高度为：2370047402 2.5 h mm ==? 上弦长度：0127622cos l l mm α == 节间长度：25535 12762 == 'a mm
钢结构基本原理自主实验“H型柱受压构件试验”实验报告 小组成员： 实验教师：杨彬 实验时间： 2016.11.8
一、实验目的 1. 通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布 置、试验结果整理等方法。 2. 通过试验观察工字形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。 3. 将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的 理解。 二、实验原理 1、轴心受压构件的可能破坏形式 轴心受压构件的截面若无削弱，一般不会发生强度破坏，整体失稳或局部失稳总发生在强度破坏之前。其中整体失稳破坏是轴心受压构件的主要破坏形式。轴心受压构件在轴心压力较小时处于稳定平衡状态，如有微小干扰力使其偏离平衡位置， 则在干扰力除去后，仍能回复到原先的平衡状态。随着轴心压力的增加，轴心受压构件会由稳定平衡状态逐步过渡到随遇平衡状态，这时如有微小干扰力使基偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能回复到原先的平衡位置。随遇平衡状态也称为临界状态，这时的轴心压力称为临界压力。当轴心压力超过临界压力后，构件就不能维持平衡而失稳破坏。轴心受压构件整体失稳的破坏形式与截面形式有密切关系，与构件的长细比也有关系。一般情况下，双轴对称截面如工形截面、H 形截面在失稳时只出现弯曲变形，称为弯曲失稳。 2、基本微分方程 （1）钢结构压杆一般都是开口薄壁杆件。根据开口薄壁杆件理论，具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为： 由微分方程可以看出构件可能发生弯曲失稳，扭转失稳，或弯扭失稳。对于H 型截面 的构件来说由于 所以微分方程的变为： 由以上三个方程可以看出： ? 3个微分方程相互独立 ? 只可能单独发生绕x 弯曲失稳，或绕y 轴弯 曲失稳，或绕杆轴扭转失稳。 () ()020000 t IV 0IV =''-''+''+''-''-''--θθθθθθωR N r u Ny v Nx GI EI ()00IV IV =''+''+-θNy u N u u EI y () 0IV 0IV =''-''+-θNx v N v v EI x 000==y x ( ) ()0200t 0IV ω=''-''+''-''--θθθθθθR N r GI EI IV ()0IV 0 IV y =''+-u N u u EI () IV 0IV x =''+-v N v v EI
上海理工大学研究生考试《传热学》复习题 一．导热 1.（06年一.3/05年一.3）热电偶的时间常数问题。 ①影响因素：热电偶的几何参数（V/A），物理性质（ρ、c），换热条件（h）。 ②对换热条件的要求：尽可能减小体面比V/A，同时在满足集中参数法条件（Bi≦0.1）下尽可能强化对流换热（增大h）。 2.（03年一.5）对非稳态导热而言，导热微分方程中只出现热扩散系数a。那是否可以认为，非稳态导热只与热扩散系数a有关，而与导热系数λ无关？ 答：由于描述一个导热问题的完整数学描写不仅包括控制方程，还包括定解条件。所以虽然非稳态导热的控制方程只与热扩散系数a有关，但边界条件中却有可能包括导热系数λ（如第二或第三边界条件）。因此上述观点不对。 二．对流 1.（10年一.7）有人说对流换热的强度从本质上决定于导热过程，请解释这种说法是否正确，并从对流换热强化方法上至少举出两种强化方法来佐证你的看法。 答：这种说法是对的，因为对流传热是由流体宏观运动所造成的热量转移以及贴壁处流体中分子导热所产生的热量传递联合作用的结果，对流传热量就等于贴壁流体层的导热量（不考虑辐射）。比如对于单相对流传热，通过减薄边界层来强化换热就是为了减小流体的导热热阻。对于相变对流传热，通过减薄或破坏液膜也是为了减小液膜的导热热阻。 2.（06年一.7）影响外掠管束对流换热表面传热系数h的因素。 答：①管子排数n。②管间距s1/d,s2/d。③管束排列方式（叉排还是顺排）。④流体流动方向与管束轴向夹角θ。⑤流体的物性。⑥流体的流速u。 3.（04年一.10）在稳定膜态沸腾过程中，为什么换热系数随Δt增加而迅速上升？ 答：因为此时Δt>200℃，在加热表面上形成了稳定的蒸汽膜层，产生的蒸汽有规则地排离膜层，再加上此时壁面温度远高于液体饱和温度，汽膜内有不能忽略的辐射传热，所以换热强度又进一步提高，换热系数随Δt增加而迅速上升。 4.（03年一.3）两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为120℃和400℃的铁板上，试问滴在哪块板上的水滴先被烧干，为什么？ 答：在大气压下发生沸腾传热时，上述两水滴的过热度分别是Δt=t w－ts=20℃和300℃，由大容器饱和沸腾曲线知，前者表面发生的是核态沸腾，后者发生的是膜态沸腾。虽然前者传热温差小，但其表面传热系数大，从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先干。 5.（04年一.9）试说明为什么一根管子水平放置时自然对流传热一般大于竖直放置时的自然对流传热？ 答：因为管子竖直放置时，相当于竖直平板，流体热边界层较厚，而水平放置时热边界层较