一、单项选择题
1. 在引力场的作用下单存导热只发生在
A．密实的固体中 B．液体中 C．气体中 D．流体中
2.大平板采用集总参数法的判别条件是
A．B i>0.1 B． B i=1 C． B i<0.1 D． B i=0.1
3.无相变对流换热分为
A.强迫对流和自然对流
B. 沸腾换热和凝结换热
4.实际物体的辐射力比同温度下黑体的辐射力
A.大
B.小
C.一样
D.差不多
5．管内对流换热的流态判别是用
A. Gr
B. Re
C. Pe
D. Gr·Pr
6．导热系数是物性参数下面说法正确的是
A.与材料种类有关
B.与材料温度有关
C. 与材料种类、温度都有关
7．灰体的吸收比与投射辐射的波长分布
A.无关
B.有关
C.具有选择性
D.具有一定函数关系
8．格拉晓夫准则数越大，则表征
A.温差越大
B.粘性力越大
C. .浮升力越大 D 惯性力越大
9. 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
10.对流换热系数为100W/(m2.K) 、温度为10℃的空气流经40℃的壁
面，其对流换热的热流密度为
A.1×104W/m2
B.2×104W/m2
C.2×103W/m2
D.3×103W/m2
二、判断题
1. 温度不同的等温面或等温线彼此能相交。
2. 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。
3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处
相等的。
温系数在某种意义上等同于导热系数，其物理意义也相同。
5. 热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式。
6. 雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。
7. 沸腾换热和凝结换热属于无相变对流换热。 常情况下，对流换热中流体的速度边界层和温度边界层可以等效。
9. 通常情况下固体的导热系数比液体和气体的导热系数大。
10.两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形
式的二次转化。
三、名词解释
1. 热辐射
2.热流密度
3.对流换热系数
4. 控制容积
5. 温度边界层
四、简答题
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)。
2. 简述角系数的定义及性质
3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两
者不同之处。
4. 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以
暖气片管内走热水为例）。
5.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？
五、计算题
1.一内直径为200mm、厚为5mm的钢管表面包上一层厚为5mm
的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为36 W/(m.K)和
0.05W/(m.K)，钢管内壁及保温层外壁温度分别为200℃及30℃，管长
为10m。试求该管壁的散热量。
2. 某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm
和100mm，导热系数分别为0.8W/(m·K)和0.4W/(m·K)，炉墙内外侧壁面
温度分别为700℃和60℃，试计算：
(1)该炉墙单位面积的热损失；
(2)若以导热系数为0.1W/(m·K)的保温板代替红砖，其它条件不
变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温
板。
3.将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气
中。已知对流换热表面传热系数h=40 W/m2·K，铝的物性参数为
ρ=2700kg/m3，c=0.9kJ/kg·K，λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该
铝球由400℃降至100℃所需的时间。（忽略辐射换热）
一、单项选择题
1. 温度梯度的方向是指向温度
A．增加方向 B．降低方向 C．不变方向 D．趋于零方向
2.大平板采用集总参数法的判别条件是
A．B i>0.1 B． B i=1 C． B i<0.1 D． B i=0.1
3.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
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.实际物体的辐射力比同温度下黑体的辐射力
A.大
B.小
C.一样
D.差不多
5．管内对流换热的流态判别是用
A. Gr
B. Re
C. Pe
D. Gr·Pr
6．彼此相似的现象，它们的同名准则数
A.相似
B.不等
C.必定相等
D.之间无关
7．灰体的吸收比与投射辐射的波长分布
A.无关
B.有关
C.具有选择性
D.具有一定函数关系
8．雷诺准则数越大，则表征
A.温差越大
B.粘性力越大
C.惯性力越大
D.浮升力越大
9. 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
10.对流换热系数为100W/(m2.K) 、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.1×104W/m2 B.2×104W/m2 C.2×103W/m2 D.3×103W/m2
二、判断题（共10分，每题1分）
1. 只有管外径小于临界绝热直径时，铺设绝热层才能使热损失减小。
2. 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。
3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度是处处相等
的。
温系数仅出现在非稳态热量传输过程中，导温系数越大，物体内各处温度越不匀。
5. 热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式。
6. 水平热壁面朝上布置时比朝下时的对流换热量大。
7. 流体的物性参数μ愈小，λ愈大，流体对流换热能力愈大。
εm与流体运动粘度υ都是流体的物性参数，与R e和紊流程关。
9. P r=εm/εh，紊流的普朗特数不表示流体的物性参数，表示紊流时热
量和动量传递过程的程度和状态。
10.两物体之间的辐射换热必须通过中间介质才能进行，且热辐射过程中
伴随着能量形式的二次转化。
三、名词解释
1. 吸收率
2.热流密度
3.传热过程
4. 黑度
5. 温度边界层
四、简答题
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)。
2. 简述角系数的定义及性质
3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两
者不同之处。
4. 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以
暖气片管内走热水为例）。
5.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？
五、计算题（每题10分，共30分）
1.一内径为300mm、厚为10mm的钢管表面包上一层厚为20mm
的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为48 W/(m.K)和0.1W/(m.K) ，钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。试求该管壁的散热量。
2. 某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm
和100mm，导热系数分别为0.8W/(m·K)和0.5W/(m·K)，炉墙内外侧壁面
温度分别为700℃和50℃，试计算：
(1)该炉墙单位面积的热损失；
(2)若以导热系数为0.11W/(m·K)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温
板。
3.将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气
中。已知对流换热表面传热系数h=40 W/m2·K，铝的物性参数为
ρ=2700kg/m3，c=0.9kJ/kg·K，λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该
铝球由400℃降至100℃所需的时间。（忽略辐射换热）
一、单项选择题
1. 热量传递的三种基本方式是
A. 热对流、导热、辐射
B. 复合换热、热辐射、导热
C. 对流换热、导热、传热过程
D. 复合换热、热辐射、传热过
程
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.（ ）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.黑体
D. 涂料
4.下列各种方法中，属于增强传热的方法是？
A.减小流体流度
B.设置肋片
C.减少流体扰动
D.采用导热系数较大的材料使导热热阻减小
5.冷热流体的温度给定，换热器热流体侧结垢会使传热壁面的温度
A.增加
B.减小
C.不变
D.有时增加，有时减小
6.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是
A.减少导热
B.减小对流换热
C.减少对流与辐射换热
D.减少导热与对流换热
7.已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为300°C和150°C，
冷流体进出口温度分别为50°C和100°C，则其对数平均温差约为
A.100°C
B.124°C
C.150°C
D.200°C
8.有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4
表示，已知角系数X1，2=0.1,X1，4=0.25，则X1，3为
A.0.5
B.0.35
C.0.15
D.0.65
9.一金属块的表面黑度为0.4，温度为227°C，它的辐射力是( )；
若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将
A.1417.5W/m2，将增大
B.1417.5W/m2，将减小
C.3189.375W/m2，将增大
D.3189.375W/m2，将减小
10.已知平壁厚0.01m，热阻为0.05(m2·K)/W，其导热系数为
A.0.2
B.2
C.200
D.2000
二、判断题
金属表面在空气中被氧化后，在相同温度下，其辐射能力比原来降低了。
与黑体一样，灰体也是一种理想物体，只是在数值上与黑体成折扣关系。
3. 同温度下，物体辐射力越大，其吸收率越小。
4. 角系数描述的是物体的空间位置和几何形状对辐射换热的影响 , 并
与辐射物体本身的特性和温度有关。 系统处于热平衡时，灰体的有效辐射等于同温度下的黑体辐射，并与灰体
黑度有关。
6. 当一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小与车间大小有关。
7. 当一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小取决于铸件面积和
本身黑度。
8.热量传递必须有介质存在。
9.在同一物体中等温线可以相交。
10.对流是流体与固体之间的换热，导热是固体与固体之间的传热过
程。
三、名词解释
1. 温度场
2.肋壁总效率：
3. 热对流
4. 有效辐射
5. 热流密度
四、简答题
1. 气体辐射有哪些特点？
2. 分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。
（油温大于空气温度）
3. 解释热边界层及其厚度的定义。
4. 简述角系数的定义及性质
5. 请分析遮热板的原理及其在削弱辐射换热中的作用。
五、计算题
1.一内半径为75mm、壁厚
2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为
60W/(m.K)，管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。管内外的换热系数分别为500W/(m2.K)和35W/(m2.K)。试求该热水管单位长度的散热量。
2. 一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m，厚3mm，导热系数为1.05
W/m·K；中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为
0.026W/m·K。室内空气温度为25℃，表面传热系数为20 W/m２·K；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/m２·K。试计算通过双层玻璃窗的散热量和只有单层玻璃窗的散热量，并比较。（假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同）
. 用热电偶测量管道中气体的温度，热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为10 W/m２·K。热电偶近似为球形，直径为0.1mm。试计算插入10s后，热电偶的过余温度为初始温度的百分之几？要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%，至少需要多少时间？
已知热电偶材料的导热系数60W/m·K，密度7310 Kg/m3，比热容228 J/(Kg.k)。
一、单项选择题
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. 努塞尔数
3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )
A.m2/K
B.m2.k/W
C. W/ m2.K
D.W/m.K
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 W/m2.K、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.1×104 W/m2
B. 2×104 W/m2
C. 3×104 W/m2
D. 3×103 W/m2
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a c相同 B. 粗管内的a c大 C. 细管内的a c大 D. 无法比较
7. 由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中： X 1,2 _____ X 2,1 。（）
A. 等于
B. 小于
C. 可能大于，等于， 小于
D. 大于
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
是非题：判断下列说法是否正确并说明理由。21.热量传递必须有介质存在。
22.在同一物体中等温线可以相交。
23.物体的导热系数是随温度的升高而增加。
24.对流是流体与固体之间的换热，导热是固体与固体之间的传热过
25.两物体达到辐射换热平衡时，两物体吸收和放出的热量相等。
一、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（ ）
A ．复合换热、导热、对流换热
B ．导热、对流换热、复合换热
C ．对流换热、复合换热、导热
D ．复合换热、对流换热、导热
2 ．温度对辐射换热的影响 对对流换热的影响。（ ）
A ．等于
B ．大于
C ．小于
D ．可能大于、小于
3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（ ）
A ． 8 × 104 W/m2
B . 6 ×104 W/m2
C ． 7 ×104 W/m2
D ． 5 ×104
W/m2
4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。
（ ）
A ．＞ 60
B ．＝ 80
C ．＜ 60
D ．＝ 100
5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（ ）
A ．热对流
B ．复合换热
C ．对流换热
D ．导热
6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（ ）
A ． k
B ．λ
C ．α c
D ．α
7 ．雷诺准则反映了 的对比关系？（ ）
A ．重力和惯性力
B ．惯性和粘性力
C ．重力和粘性力
D ．浮升力和粘性力
8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？
A ．磨光的银
B ．无光泽的黄铜
C ．各种颜色的油漆
D ．粗糙的沿
9 ．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率 同温度下该物体的黑度。（ ）
A ．大于
B ．小于
C ．恒等于
D ．无法比较
10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（ ）
A ．辐射换热
B ．热辐射
C ．热对流
D ．无法确定
三、是非判断 21.任何物体与外界都有热的传播存在。
22.温度梯度是的方向和热流的方向一致。
23.物体的导热系数是物体的 热物性参数,不随温度的变化而变化。
24.平面温度场中等温线可以相交。
25.在辐射角内，不同截面上单位面积的热量是相等的。
四、简答题
26．比较导热、对流换热、辐射换热的不同点。
27.假设一无限大平壁，厚度为δ，导热系数为λ，两侧流体的温度分别为t1、t2，对流换热系数分别为h1、h2，分析通过该平壁的传热过程，并以热阻方式写出热流密度的表达式。
28.有一无限大平板，厚度为δ，初始温度为t0,突然放置在温度为tf的流体中两面对称加热，对流换热系数为h，其他物性参数已知，求加热到τ时刻平板表面的温度，请写出用诺谟图法解题步骤。
29.有一蒸汽管道，内径为d，壁厚为δ（δ=d/5）,现有厚度为δ的两种材料，导热系数分别为λ1、λ2（λ1=2λ2），为了减少热损失，应如何在管道外包覆这两种材料？为什么？
五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）
30 ．两块平行放置的平板 1 和 2 ，相关尺寸如图示。已知： t 1 =177 ℃、 t 2 =27℃、ε 1 =0.8 、
ε 2 =0.4 、 X 12 ＝ 0.2 。试用网络法求：
? 两平板之间的辐射换热量；
? 若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？
31 ．直径为0.1mm，长度为1m的电阻丝水平地置于30℃的静止空气中，试问在不计辐射换热的情况下它每米长度上能承受的最大散热量是多少？如果考虑辐射换热，这一最大散热量朝哪个方向变化？该电阻丝的熔点为970℃。
附注：
(1)空气在水平圆柱体外自然对流换热的准则式
，
(2)500℃空气的物性参数
，
一、单项选择题
1. 在引力场的作用下单存导热只发生在
A．密实的固体中 B．液体中 C．气体中 D．流体中
2.大平板采用集总参数法的判别条件是
A．B i>0.1 B． B i=1 C． B i<0.1 D． B i=0.1
3. 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
4. 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
5．单位面积的导热热阻单位为
A.m2/K
B.m2.k/W
C. W/ m2.K
D.W/m.K
6．导热系数是物性参数下面说法正确的是
A.与材料种类有关
B.与材料温度有关
C. 与材料种类、温度都有关
7．灰体的吸收比与投射辐射的波长分布
A.无关
B.有关
C.具有选择性
D.具有一定函数关系
8．格拉晓夫准则数越大，则表征
A.温差越大
B.粘性力越大
C. .浮升力越大 D 惯性力越大
9. 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
10.对流换热系数为100W/(m2.K) 、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.1×104W/m2
B.2×104W/m2
C.2×103W/m2
D.3×103W/m2
二、判断题
1. 温度不同的等温面或等温线彼此能相交。
2. 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。
3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处
相等的。
温系数在某种意义上等同于导热系数，其物理意义也相同。
5. 热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式。
6. 雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。
7. 沸腾换热和凝结换热属于相变对流换热。 流是流体与固体之间的换热，导热是固体与固体之间的传热过程
9. 两物体达到辐射换热平衡时，两物体吸收和放出的热量相等
10.两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形
式的二次转化。
三、名词解释
1. 热导率
2.辐射力
3.吸收比
4. 对流换热系数
5. 温度边界层
四、简答题
1.气体辐射的特点
2. 分析置于室外大气中的架空输送原油的保温管道有哪些传热环节。
3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两
者不同之处。
4. 简述角系数的定义及性质
5. 什么情况下可以说两个物理现象是相似的？
五、计算题
1.已知一模具内冷却水管的直径为10mm,模具冷却时水与模具为管
内强制对流传热，水流平均速度为10m/s，平均温度为20℃，此时水的
PR数为7，热导率为0.6W/m.k，运动粘度为1X10-6m2/s,试计算此时水与
模具之间的对流换热系数h。（实验关联式可设为
Nu f=0.023Re f0.8Pr0.33）
. 某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm
和100mm，导热系数分别为0.8W/(m·K)和0.4W/(m·K)，炉墙内外侧壁面
温度分别为700℃和60℃，试计算：
(1)该炉墙单位面积的热损失；
(2)若以导热系数为0.1W/(m·K)的保温板代替红砖，其它条件不
变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚的保温
板。
3.将初始温度为400℃，重量为40g的铝球突然抛入15℃的空气
中。已知对流换热表面传热系数h=40 W/m2·K，铝的物性参数为
ρ=2700kg/m3，c=0.9kJ/kg·K，λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该
铝球由400℃降至100℃所需的时间。（忽略辐射换热）
一、单项选择题
1. 热量传递的三种基本方式是
A. 热对流、导热、辐射
B. 复合换热、热辐射、导热
C. 对流换热、导热、传热过程
D. 复合换热、热辐射、传热过程
2. 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
3. 导温系数的物理意义是
A. 表明材料导热能力的强弱
B. 反映了材料的储热能力
C. 反映材料传播温度变化的能力
D. 表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料
4. 根据流体流动的起因不同，把对流换热分为
A．强制对流换热和自然对流换热 B．沸腾换热和凝结换热
C．紊流换热和层流换热 D．核态沸腾换热和膜态沸腾换热
5.通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为
A．W B．W／m2 C．W／m D．W／m3
6．下列各参数中，属于物性参数的是
A. 换热系数
B. 传热系数
C. 吸收率
D. 导热系数
7．雷诺数越大，则表征
A.温差越大
B.粘性力越大
C. .浮升力越大 D 惯性力越大
8. 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
9.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
10.对流换热系数为100W/(m2.K) 、温度为10℃的空气流经40℃的壁
面，其对流换热的热流密度为
A.1×104W/m2
B.2×104W/m2
C.2×103W/m2
D.3×103W/m2
二、判断题（共10分，每题1分）
1.灰体的吸收比与投射辐射的波长分布有关。
2. 平面温度场中等温线可以相交。
3. 两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量
形式的二次转化。
4. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处
相等的。
度梯度的方向和热流的方向一致。
6.格拉晓夫数表征了浮升力与粘性力之比的一种度量。 一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小与车间大小有关。
8. 与黑体一样，灰体也是一种理想物体，只是在数值上与黑体成折扣关
系。
9.两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形
式的二次转化。
10. 同温度下，物体辐射力越大，其吸收率越小。
三、名词解释
1. 肋壁总效率
2. 发射率
3.光谱辐射力
4. 控制容积
5. 速度边界层
四、简答题
1. 试用传热学术语说明导热问题常见的三类边界条件？
2. 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？
3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。
4. 简述角系数的定义及性质？
5. 写出两个同类现象相似的条件？
6.有两个外形相同的保温杯A 与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A 杯的外表面就可以感觉到热，而B 杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？为什么？
7.什么是特性长度? 选取特性长度的原则是什么?
五、计算题
1.一内直径为200mm、厚为5mm的钢管表面包上一层厚为5mm 的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为36 W/(m.K)和0.05W/(m.K)，钢管内壁及保温层外壁温度分别为200℃及30℃，管长为10m。试求该管壁的散热量。
2.一双层玻璃窗，宽1.1m，高1.2m，厚3mm，导热系数为1.05
W/m·K；中间空气层厚5mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为0.026 W/m·K。室内空气温度为25℃，表面传热系数为20 W/m２·K；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/m２·K。试计算通过双层玻璃窗的散热量和只有单层玻璃窗的散热量，并比较。（假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同）
3.将初始温度为450℃，直径为5cm的钢球置于30℃的空气中。已知对流换热表面传热系数h=24 W/m2·K，钢球的物性参数为ρ=7753kg/m3，c=0.48kJ/(kg·K)，λ=33W/(m·K)。试用集总参数法确定该钢球由450℃降至300℃所需的时间。（忽略辐射换热）
传热学基本概念知识点 1傅里叶定律：单位时间内通过单位截面积所传递的热量，正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率 2集总参数法：忽略物体内部导热热阻的简化分析方法 3临界热通量：又称为临界热流密度，是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值 5效能：表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 6对流换热是怎样的过程，热量如何传递的？对流：指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方式。对流仅能发生在流体中，而且必然伴随有导热现象。对流两大类：自然对流与强制对流。 影响换热系数因素：流体的物性，换热表面的形状与布置，流速 7何谓膜状凝结过程，不凝结气体是如何影响凝结换热过程的？ 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时，如果凝结液体能很好的润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式称为膜状凝结。 不凝结气体对凝结换热过程的影响：在靠近液膜表面的蒸气侧，随着蒸气的凝结，蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。蒸气在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。因此，不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。 8试以导热系数为定值，原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例，说明过程中平壁内
部温度变化的情况，着重指出几个典型阶段。 首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升，而其余部分则仍保持原来的温度，随着时间的推移，温度上升所波及的范围不断扩大，经历了一段时间后，平壁的其他部分的温度也缓慢上升。 主要分为两个阶段：非正规状况阶段和正规状况阶段 9灰体有什么主要特征？灰体的吸收率与哪些因素有关？ 灰体的主要特征是光谱吸收比与波长无关。灰体的吸收率恒等于同温度下的发射率，影响因素有：物体种类、表面温度和表面状况。 10气体与一般固体比较其辐射特性有什么主要差别？ 气体辐射的主要特点是：（1）气体辐射对波长有选择性（2）气体辐射和吸收是在整个容积中进行的 11说明平均传热温压得意义，在纯逆流或顺流时计算方法上有什么差别？ 平均传热温压就是在利用传热传热方程式来计算整个传热面上的热流量时，需要用到的整个传热面积上的平均温差。 纯顺流和纯逆流时都可按对数平均温差计算式计算，只是取值有所不同。 12边界层，边界层理论 边界层理论：（1）流场可划分为主流区和边界层区。只有在边界层区考虑粘性对流动的影响，在主流区可视作理想流体流动。（2）边界层厚度远小于壁面尺寸（3）边界层内流动状态分为层流与湍流，湍流边界层内紧靠壁面处仍有层流底层。
1傅里叶定律：单位时间内通过单位截面积所传递的热量，正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率 2集总参数法：忽略物体内部导热热阻的简化分析方法 7何谓膜状凝结过程，不凝结气体是如何影响凝结换热过程的？ 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时，如果凝结液体能很好的润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式称为膜状凝结。 不凝结气体对凝结换热过程的影响：在靠近液膜表面的蒸气侧，随着蒸气的凝结，蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。蒸气在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。因此，不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。 16试说明管槽内强制对流换热的入口效应。流体在管内流动过程中，随着流体在管内流动局部表面传热系数如何变化的？外掠单管的流动与管内的流动有什么不同 管槽内强制对流换热的入口效应：入口段由于热边界层较薄而具有比较充分的发展段高的表面传热系数。 入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数较高，且沿着主流方向逐渐降低。充分发展段的局部表面传热系数较低。 外掠单管流动的特点：边界层分离、发生绕流脱体而产生
回流、漩涡和涡束。 19为什么二氧化碳被称作“温室效应”气体？ 气体的辐射与吸收对波长具有选择性，二氧化碳等气体聚集在地球的外侧就好像给地球罩上了一层玻璃窗：以可见光为主的太阳能可以达到地球的表面，而地球上一般温度下的物体所辐射的红外范围内的热辐射则大量被这些气体吸收，无法散发到宇宙空间，使得地球表面的温度逐渐升高20试分析大空间饱和沸腾和凝结两种情况下，如果存在少量不凝性气体会对传热效果分别产生什么影响？原因？ 对于凝结，蒸气中的不可凝结气体会降低表面传热系数，因为在靠近液膜表面的蒸气侧，随着蒸气的凝结，蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。蒸气在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。因此，不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。 大空间饱和沸腾过程中，溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾传热得到某种强化，这是因为，随着工作液体温度的升高，不凝结气体会从液体中逸出，使壁面附近的微小凹坑得以活化，成为汽泡的胚芽，从而使q~Δt沸腾曲线向着Δt 减小的方向移动，即在相同的Δt下产生更高的热流密度，强化了传热。 21太阳能集热器的吸收板表面有时覆以一层选择性涂层，使表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍。请问这
传热学知识点 1．传热学：研究热量传递规律的科学。 2．热量传递的基本方式：热传导、热对流、热辐射。 3．热传导(导热)：物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。（纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。） 4．热流密度：通过单位面积的热流量(W ／m 2)。 5．热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。 6．自然对流：由于流体密度差引起的相对运功c 7．强制对流：出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。 8．对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。 9．辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。 10．热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。 11．辐射换热：不直接接触的物体之间，出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。 12．传热过程；热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。 13．传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度)/(2k m W ?。 14．单位面积上的传热热阻：k R k 1= 单位面积上的导热热阻：λ δλ=R 。 单位面积上的对流换热热阻：h R 1= λ 对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。 15．导热系数λ 是表征材料导热性能优劣的系数，是一种物性参数，不同材料的导热系数的数值不同，即使是同一种材料，其值还与温度等参数有关。对于各向异性的材料，还与方向有关。 常温下部分物质导热系数：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30-50；水：0.599；空气：0.0259；保温材料：<0.14；水垢：1-3；烟垢：0.1-0.3。 16．表面换热系数h
常用的相似准则数：①努谢尔特：Nu=aL/λ分子是实际壁面处的温度变化率，分母是原为l的流体层导热机理引起的温度变化率反应实际传热量与导热分子扩散热量传递的比较。Nu大小表明对流换热强度。②雷诺准则Re=WL/V Re大小反映了流体惯性力和粘性力相对大小。Re是判断流态的。③格拉小夫准则Gr=gβ△tL3/V2 Gr的大小表明浮升力和粘性力的的相对大小，Gr表明自然流动状态兑换热的影响。 ④普朗特准则： Pr=V/a Pr表明动量扩散率与热量扩散率的相对大小。 辐射换热时的角系数：①相对性②完整性③可加性 热交换器通常分为三类：间壁式、混合式和回热式，按传热表面的结构形式分为管式和板式间壁式热交换器按两种流体相互间的流动方向热交换器分为分为顺流，逆流，交叉流。 导温系数α也称为热扩散系数或热扩散率，它象征着物体在被加热或冷却是其内部各点温度趋于均匀一致的能力。Α大的物体被加热时，各处温度能较快的趋于一致。传热学考研总结 1傅里叶定律：单位时间内通过单位截面积所传递的热量，正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率 2集总参数法：忽略物体内部导热热阻的简化分析方法 3临界热通量：又称为临界热流密度，是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值 4效能：表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 5对流换热是怎样的过程，热量如何传递的？ 对流换热：指流体各部分之间发生宏观运动产生的热量传递与流体内部分子导热引起的热量传递联合作用的结果。对流仅能发生在流体中，而且必然伴随有导热现象。 对流两大类：自然对流（不依靠泵或风机等外力作用，由于流体内部密度差引起的流动）与强制对流（依靠泵或风机等外力作用引起的流体宏观流动）。 影响换热系数因素：流体的物性，换热表面的形状与布置，流速，流动起因（自然、强制），流动状态（层流、湍流），有无相变。 6何谓凝结换热和沸腾换热，影响凝结换热和沸腾换热的因素？ 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时，将汽化潜热传递给壁面的过程称为凝结过程。 如果凝结液体能很好的润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式称为膜状凝结。 如果凝结液体不能很好地润湿壁面，在壁面上形成一个个小液珠，这种凝结方式称为珠状凝结。 液体在固液界面上形成气泡引起热量由固体传递给液体的过程称为沸腾换热。 按沸腾液体是否做整体流动可分为大容器沸腾（池沸腾）和管内沸腾；按液体主体温度是否达到饱和温度可分为饱和沸腾和过冷沸腾。 不凝结气体对凝结换热过程的影响：在靠近液膜表面的蒸气侧，随着蒸气的凝结，蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大；蒸气在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层，因此，不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。 影响凝结换热的因素：不凝结气体、蒸汽流速、管内冷凝、蒸汽过热度、液膜过冷度及温度分布非线性。 影响沸腾换热的因素：不凝结气体（使沸腾换热强化）、过冷度、重力加速度、液位高度、管内沸腾。 7强化凝结换热和沸腾换热的原则？ 强化凝结换热的原则：减薄或消除液膜，及时排除冷凝液体。 强化沸腾换热的原则：增加汽化核心，提高壁面过热度。 8试以导热系数为定值，原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例，说明过程中平壁内部温度变化的情况，着重指出几个典型阶段。 首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升，而其余部分则仍保持原来的温度，随着时间的推移，温度上升所波及的范围不断扩大，经历了一段时间后，平壁的其他部分的温度也缓慢上升。 主要分为两个阶段：非正规状况阶段和正规状况阶段 9灰体有什么主要特征？灰体的吸收率与哪些因素有关？
传热学简答题 1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。 （提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式） 2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止? （提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况） 3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么? （提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m ·K)，W/(m 2·K)，W/(m 2·K)） 4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? （提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。） 5．结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。 （提示：学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等） 6．在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 （提示：从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主要是人体与墙面的辐射传热的不同）） 1． 试解释材料的导热系数与导温系数之间有什么区别和联系。 （提示：从两者的概念、物理意义、表达式方面加以阐述，如从表达式看，导温系数与导热系数成正比关系(a=λ/c ρ)，但导温系数不但与材料的导热系数有关，还与材料的热容量(或储热能力)也有关；从物理意义看，导热系数表征材料导热能力的强弱，导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小，两者都是物性参数。） 2． 试用所学的传热学知识说明用温度计套管测量流体温度时如何提高测温精度。 （提示：温度计套管可以看作是一根吸热的管状肋(等截面直肋)，利用等截面直肋计算肋端温度t h 的结果，可得采用温度计套管后造成的测量误差Δt 为Δt=t f -t h =)(0 mH ch t t f -，其中 H h H A hP mH λδλ==，欲使测量误差Δt 下降，可以采用以下几种措施： (1)降低壁面与流体的温差(t f -t 0)，也就是想办法使肋基温度t 0接近t f ，可以通过对流体 通道的外表面采取保温措施来实现。 (2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增大。具体可以用以下手段实现：①增加H ，延长温度计套管的长度；②减小λ，采用导热系数小的材料做温度计套管，如采用不锈钢管，不要用铜管。因为不锈钢的导热系数比铜和碳钢小。②降低δ，减小温度计套管的壁厚，采用薄壁管。④提高h 增强温度计套管与流体之间的热交换。) 3． 试写出直角坐标系中，一维非稳态无内热源常导热系数导热问题的导热微分方程表达 式；并请说明导热问题常见的三类边界条件。 ( 提示：直角坐标系下一维非稳态无内热源导热问题的导热微分方程式x t a t 22??=??τ 第一类边界条件：τ>0,t w =f w (x, τ)
传热学（三） 一、单项选择题（本大题 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确项前 的字母填在题后的括号内。 1. 在锅炉的炉墙中：烟气内壁外壁大气的热过和序为 : 【 A】 A. 辐射换热 , 导热 , 复合换热 B. 导热，对流换热，辐射换热 C. 对流换热泪盈眶，复合换热，导热 D. 复合换热，对流换热，导热 2. 由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中： X 1,2 _C____ X 2,1 。 A. 等于 B. 小于 C. 可能大于，等于，小于 D. 大于 3. 流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数【B 】 A.=1 B. >1 C. <1 D. =0 4. 在其他条件相同的情况下 , 下列哪种物质的导热能力最差 ? 【 A】 A. 空气 B. 水 C. 氢气 D. 油 5. 下列哪种物质中不可能产生热对流 ? d A. 空气 B. 水 C. 油 D. 钢板 6.Gr 准则反映了 ____浮力与粘性力__ 的对比关系。 A. 重力和惯性力 B. 惯性力和粘性力 C. 重力和粘性力 D. 角系数 7. 表面辐射热阻与 ____D____ 无关。 A. 表面粗糙度 B. 表面温度 C. 表面积 D. 角系数 8. 气体的导热系数随温度的升高而【增大】 A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 无法确定 9. 下列哪种设备不属于间壁式换热器 ? 【D 】 A.1-2 型管壳式换热器 ? B. 2-4 型管壳式换热器 C. 套管式换热器 D. 回转式空气预热器
10. 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 第二部分非选择题 二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11. 在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为 180 和 100 ，冷流体的进出口温度分别为 40 和 80 ，则对数平均温差为 _____61.67______ 。 12. 已知一灰体表面的温度为 127 ，黑度为 0.5 ，则其车辆射力为 ___725.76_________ 。 13. 为了达到降低壁温的目的，肋片应装在__冷流体______ 一侧。 14. 灰体就是吸收率与 ___波长_____ 无关的物体。 15. 冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于 _____复合___ 换热。 16. 传热系数的物理意义是指 _______冷热流体__ 间温度差为１时的传热热流密度。 17. 黑度是表明物体 _____辐射___ 能力强弱的一个物理量。 18. 肋壁总效率为 ___肋壁_实际传热量___ 与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。 19. 在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻 __大_____ 一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。 20. １－２型管壳式换热器型号中的“２”表示 _管程数________ 。 三、名词解释（本大题５小题，每小题４分，共２０分） 21. 换热器的效能（有效度）换热器的实际传热量与最大可能传热量之比 22. 大容器沸腾
1. 传热学的发展概述 18世纪30年代首先从英国开始的工业革命促进了生产力的空前发展。生产力的发展为自然科学的发展成长开辟了广阔的道路。传热学这一门学科就是在这种大背景下发展成长起来的。导热和对流两种基本热量传递方式早为人们所认识，第三种热量传递方式则是在1803年发现了红外线才确认的，它就是热辐射方式。在批判“热素说”确认热是一种运动的过程中，科学史上的两个著名实验起着关键作用。其一是1798年伦福特(B ．T ．Rumford)钻炮筒大量发热的实验，其二是 1799年戴维(H ．Davy)两块冰块摩擦生热化为水的实验。确认热来源于物体本身内部的运动开辟了探求导热规律的途径。1804年毕渥根据实验提出了一个公式，认为每单位时间通过每单位面积的导热热量正比例于两侧表面温差，反比例于壁厚，比例系数是材料的物理性质。傅里叶于1822年发表了他的著名论著“热的解析理论”，成功地完成了创建导热理论的任务。他提出的导热定律正确概括了导热实验的结果，现称为傅里叶定律，奠定了导热理论的基础。他从傅里叶定律和能量守恒定律推出的导热微分方程是导热问题正确的数学描写，成为求解大多数工程导热问题的出发点。他所提出的采用无穷级数表示理论解的方法开辟了数学求解的新途径。傅里叶被公认为导热理论的奠基人。在傅里叶之后，导热理论求解的领域不断扩大。同样，自1823年M. Navier 提出流动方程以来，通过1845 年 G.G. Stokes 的改进，完成了流体流动基本方程的创建任务。流体流动理论是更加复杂的对流换热理论的必要前提，1909和1915年W. Nusselt 开辟了在无量纲数原则关系正确指导下，通过实验研究对流换热问题的一种基本方法。1904 年，L. Prandtl 提出的对流边界层理论使流动微分方程得到了简化，1921年 E. Pohlhausen 基于流动边界层理论引进了热边界层的概念，为对流传热微分方程的理论求解建立了基础。在辐射传热研究方面，19世纪J. Stefan 根据实验确定了黑体辐射力正比于它的绝对温度的四次方的规律，1900年M.Planck 提出的量子假说奠定了热辐射传热理论基础。上述传热理论为传热分析解析、数值以及实验研究奠定了理论基础。还要特别提到的是，由于计算机的迅速发展，用数值方法对传热问题的分析研究取得了重大进展，在20世纪70年代已经形成一个新兴分支—数值传热学。近年来，数值传热学得到了蓬勃的发展[2-4]。 2. 传热分析计算理论 热量传递主要有三种传递形式，分别是热传导、热对流和热辐射。热传导是指两个相互接触良好的物体之间的能量交换或一个物体由于其自身温度梯度而 引起的内部能量的传递。其遵循傅里叶定律[5]：dT q dx λ=-，其中λ是热导率， dT dx 是温度梯度，q 是热流密度。热对流是指在物体与其周围介质之间发生的热量交换。热对流分为自然对流和强制对流，用牛顿冷却方程描述为()w f q h t t =-，其中h 为表面传热系数，w t 为物体表面的温度，f t 为物体周围流体的温度。一个 物体或两个物体之间通过电磁波形式进行的能量传递交换称为热辐射，通常由斯
传热学主要知识点 1.热量传递的三种基本方式。 热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2．导热的特点。 a 必须有温差； b 物体直接接触； c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量； d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流（热对流）(Convection)的概念。 流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。 4对流换热的特点。 当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点： a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差 c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。 [] W )(∞-=t t hA Φw [] 2m W )( f w t t h A Φq -==
6. 热辐射的特点。 a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射； b 可以在真空中传播； c 伴随能量形式的转变； d 具有强烈的方向性； e 辐射能与温度和波长均有关； f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。 表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等。传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。 常温下部分物质导热系数：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30-50；水：0.599；空气：0.0259；保温材料：<0.14；水垢：1-3；烟垢：0.1-0.3。
传热学主要知识点 1. 热量传递的三种基本方式。 热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。 2．导热的特点。 a 必须有温差； b 物体直接接触； c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量； d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。 3.对流（热对流）(Convection)的概念。 流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。 4对流换热的特点。 当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点： a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差 c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。 h 是对流换热系数单位 w/(m 2 k) q ''是热流密度（导热速率），单位(W/m 2) φ是导热量W 6. 热辐射的特点。 a 任何物体，只要温度高于0 K ，就会不停地向周围空间发出热辐射； b 可以在真空中传播； c 伴随能量形式的转变； d 具有强烈的方向性； e 辐射能与温度和波长均有关； f 发射辐射取决于温度的4次方。 7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。 表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。影响h 因素：流速、流体物性、壁面形状大小等传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。 (w) )(∞-=''t t h q w 2 /) (m w t t Ah A q w ∞-=''=φ
Φ-=B A c t t R 1211k R h h δλ=++传热学与工程热力学的关系： a 工程热力学研究平衡态下热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律， 传热学研究过程和非平衡态热量传递规律。 b 热力不考虑热量传递过程的时间，而传热学时间是重要参数。 c 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。 传热学研究内容 传热学是研究温差引起的热量传递规律的学科，研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法。 热传导 a 必须有温差 b 直接接触 c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量，不发生宏观的相对位移 d 没有能量形式的转化 热对流 a 必须有流体的宏观运动，必须有温差； b 对流换热既有对流，也有导热； c 流体与壁面必须直接接触； d 没有热量形式之间的转化。 热辐射： a 不需要物体直接接触，且在真空中辐射能的传递最有效。 b 在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化。 c ．只要温度大于零就有．．．．．．．．．能量．．辐射。．．． d ．物体的．．．辐射能力与其温度性质．．．．．．．．．．有关。．．． 传热热阻与欧姆定律 在一个串联的热量传递的过程中，如果通过各个环节的热流量相同，则各串联环节的的总热阻等于各串联环节热阻之和（I 总=I1+I2，则R 总=R1+R2） 第二章 温度场：描述了各个时刻．．．．物体内所有各点．．．．的温度分布。 稳态温度场：：稳态工作条件下的温度场，此时物体中个点的温度不随时间而变 非稳态温度场：工作条件变动的温度场，温度分布随时间而变。 等温面：温度场中同一瞬间相同各点连成的面 等温线：在任何一个二维的截面上等温面表现为 肋效率：肋片的实际散热量ф与假设整个肋表面．．．处于肋基温度．．．．时的理想散热量ф0 之比 接触热阻 Rc :壁与壁之间真正完全接触，增加了附加的传递阻力 三类边界条件 第一类：规定了边界上的温度值 第二类：规定了边界上的热流密度值 第三类：规定了边界上物体与周围流体间的表面．．传热系数．．．．h 及周围．．流体的温度．．．．． 。 导热微分方程所依据的基本定理 傅里叶定律和能量守恒定律 傅里叶定律及导热微分方程的适用范围 适用于：热流密度不是很高，过程作用时间足够长，过程发生的空间尺度范围足够大 不适用的：a 当导热物体温度接近0k 时b 当过程作用时间极短时c 当过成发生的空间尺度极小，与微观粒子的平均自由程相接近时
传热学考研知识点总结 对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?如下是小编整理的传热学考研知识点总结，希望对你有所帮助。 传热学考研知识点总结§1-1 “三个W” §1-2 热量传递的三种基本方式§1-3 传热过程和传热系数 要求：通过本章的学习，读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解，并能进行简单的计算，能对工程实际中简单的传热问题进行分析。作为绪论，本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化，具体更深入的讨论在随后的章节中体现。本章重点： 1.传热学研究的基本问题物体内部温度分布的计算方法热量的传递速率增强或削弱热传递速率的方法 2.热量传递的三种基本方式 (1).导热：依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。傅立叶导热公式： (2).对流换热：当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。牛顿冷却公式： (3).辐射换热：任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力，辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能直线传播，所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。黑体热辐射公式：实际物体热辐射： 传热过程及传热系数：热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。最简单的传热过程由三个环节串联组成。 传热学研究的基础 傅立叶定律 能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律四次方定律本章难点 1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同，但却可以同时存在于一个传热现象中。 2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程，且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。 思考题： 1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和，经过拍打以后，效果更加明显。为什么？ 2.试分析室内暖气片的散热过程。 3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。试用传热学观点解释原因。 4.从教材表1-1给出的几种h数值，你可以得到什么结论？ 5.夏天，有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起，一个表面已结霜，另一个则没有。请问哪个容器的隔热性能更好，为什么? §2-1 导热的基本概念和定律§2-2 导热微分方程§2-3 一维稳态导热§2-4伸展体的一维稳态导热 要求：本章应着重掌握Fourier定律及其应用，影响导热系数的因素及导热问题的数学描写——导热微分方程及定解条件。在此基础上，能对几种典型几何
二维稳态导热在一定边界条件下解析法求解 一、问题描述 二维有限铁板，长1.5m,宽40cm, 短边两端绝热，长边两端表面与空气接触，上下表面处空气温度分别为100℃和20℃，求稳态导热后，板内温度分布。 二、解析法求解 解： 如图建立平面直角坐标系: 所给问题及边界条件的数学描述为： 2222 0t t x y ??+=?? 0x =0t x ?=? x H =0t x ?=? 0y =1()f t h t t y λ ?=-? y δ=2()f t h t t y λ ?-=-? 假设该函数可用分离变量法求解，则 ()()t X x Y y = 2222 11d X d Y X dx Y dy λ =-=- 则有 ()22 ()0X X x x λ?+=*? ()22()0Y Y y y λ?-=**?
下面对λ取值正负分类讨论： （1）λ<0时 ()X x Be =+ 代入X 方向边界条件易得： 0A B == 即 λ<0时，()*只有零解； （2）λ>0时 ( )X x A B =+ 由x 方向边界条件解得：0,n B H π== 则方程固有值和固有解为 ()2 ,cos ,1,2n n n n n X x A x n H H ππλ?? ===??? ??? 将n λ代入()**得 (),1,2n n y y H H n n n Y y C e D e n π π- =+=??? 叠加后得方程通解为 1(,)cos n n y y H H n n n n t x y a e b e x H πππ +∞ -=??=+ ??? ∑ 其中,n n n n n n a A C b A D ==； 对于任一确定[]0,x H ∈ 由y 方向边界条件代入得： 1000011cos cos n n n n H H H H n n n n f n n n n n n x a e b e h a e b e x ht H H H H ππππππππλ+∞+∞?-??-?==?????-=?+- ? ?????∑∑ 211cos cos n n n n H H H H n n n n f n n n n n n x a e b e h a e b e x ht H H H H ππππδδδδππππλ+∞+∞?-??-?==????-?-=?+- ? ????? ∑∑ 整理得：
第一章 §1-1 “三个W” §1-2 热量传递的三种基本方式 §1-3 传热过程和传热系数 要求：通过本章的学习，读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解，并能进行简单的计算，能对工程实际中简单的传热问题进行分析（有哪些热量传递方式和环节）。作为绪论，本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化，具体更深入的讨论在随后的章节中体现。 本章重点： 1.传热学研究的基本问题 物体内部温度分布的计算方法 热量的传递速率 增强或削弱热传递速率的方法 2.热量传递的三种基本方式 (1).导热：依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。 傅立叶导热公式： (2).对流换热：当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。 牛顿冷却公式： (3).辐射换热：任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力，辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能直线传播，所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。 黑体热辐射公式： 实际物体热辐射： 3.传热过程及传热系数：热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。 最简单的传热过程由三个环节串联组成。 4.传热学研究的基础 傅立叶定律 能量守恒定律+ 牛顿冷却公式+ 质量动量守恒定律 四次方定律 本章难点 1.对三种传热形式关系的理解 各种方式热量传递的机理不同，但却可以（串联或并联）同时存在于一个传热现象中。2.热阻概念的理解 严格讲热阻只适用于一维热量传递过程，且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。 思考题： 1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和，经过拍打以后，效果更加明显。为什么？
传热学试卷 一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分] 1． 导温系数是材料 物体内部温度扯平能力 的指标，大小等于 λ/ρC 。 2． 影响强制对流换热的主要因素有 流体的物性，状态，壁面结构。 3． 动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为5/4Re 0296.0x x Nu =，适用条件是Pr=1。 4． 影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。 5． 自膜化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关，其发生的条件是流体处于湍流自然对流。 6． 同一壳管式换热器，逆流布置时对数平均温压最大，顺流布置时对数平均温压最小。 7． 在热辐射分析中，把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。 8． 通常，把k m w ./12.0≤λ的材料称为保温材料。 9． 有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能，它包括本身辐射和反射辐射两部分。 10．傅立叶定律的数学表达式是x t A Q ??-=λ。 二．问答及推导题：（共50分） 1. 名词解释：（10分）[评分标准：每小题2分] ① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量. ② 热边界层：在壁面附近温度剧烈变化的薄层. ③ 导温系数：c a ρλ= 表示物体内部温度扯平的能力. ④ 膜状凝结：凝结液能很好的润湿壁面,在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻. ⑤ 太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 2 2.试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原理。（10分） 答：三种方法（1）流速u 提高，（2）直径d 减小，（3）采用强化的换热面。 —————（6分） 原理n f f f Nu Pr Re 023.08.0= 或2.08 .0d u h ∝———————（4分） 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 ／(m 2·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 ／(m 2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
绪 论 一、概念 1．传热学：研究热量传递规律的科学。 2．热量传递的基本方式：热传导、热对流、热辐射。 3．热传导(导热)：物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。（纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。） 4．热流密度：通过单位面积的热流量(W ／m 2)。 5．热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。 6．自然对流：由于流体密度差引起的相对运功c 7．强制对流：出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。 8．对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。 9．辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。 10．热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。 11．辐射换热：不直接接触的物体之间，出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。 12．传热过程；热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。 13．传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度)/(2k m W ?。 14．单位面积上的传热热阻：k R k 1= 单位面积上的导热热阻：λ δλ=R 。 单位面积上的对流换热热阻：h R 1= λ 对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。 15．导热系数λ 是表征材料导热性能优劣的系数，是一种物性参数，不同材料的导热系数的数值不同，即使是同一种材料，其值还与温度等参数有关。对于各向异性的材料，还与方向有关。 常温下部分物质导热系数：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30-50；水：0.599；空气：0.0259；保温材料：<0.14；水垢：1-3；烟垢：0.1-0.3。
传热学三级项目
目录 一、摘要 (1) 二、前言 (1) 三、黑度的测定及分析 (1) 3.1 固体表面黑度测定的基本原理 (1) 3.2 黑度测定的设备 (2) 3.3 实验设备图片及试件图纸 (3) 3.4实验步骤介绍 (4) 3.5 实验数据及黑度值记录表 (5) 3.6 黑度与温度之间的曲线图 (5) 3.7 结论 (6) 3.8 误差分析 (6) 四、感想 (6) 五、主要参考文献 (7) 附录：自评分表 (7)
一、摘要 在传热学中，黑度的研究必不可少。本文以测量物体表面的黑度为中心，进一步研究物体的黑度与温度之间的关系。同样，这个过程也会有对黑度测定设备的介绍及对黑度测定结果的分析，最终以数据图表的形式定量给出物体黑度与温度之间的关系。 二、前言 物体可按其辐射特性分为黑体、灰体和选择性辐射体（非灰体）三大类。其中黑体是能发射全波段的热辐射，在相同的温度条件下，辐射能力最大。黑体的辐射能力为斯蒂芬-玻尔兹曼定律。 在一定温度下，将灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比定义为物体的黑度，或物体的发射率，用ε表示。物体表面的黑度与物体的性质、表面状况和温度等因素有关，是物体本身的固有特性，与外界环境情况无关。凡是将辐射热全部反射的物体称为绝对白体，能全部吸收的称为绝对黑体，能全部透过的则称为绝对透明体或热透体。在应用科学中，常把吸收系数接近于1的物体近似的当作黑体。本项目就是基于这些基本概念来分析固体表面黑度随温度的变化。 三、黑度的测定及分析 3.1 固体表面黑度测定的基本原理 当一物体放在另一物体的空腔内，且空腔内不存在吸收辐射
第三章 思考题 1. 试说明集中参数法的物理概念及数学处理的特点 答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数， 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。 2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性? 答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数hA cv c ρτ= ,形状 上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。 3. 试说明”无限大平板”物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题 答；所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略 不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面方向流动。如薄板两侧均匀加热或冷却、 炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。 4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有 些什么特点? 答：非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置(δ/x )和边界条件(Bi 数) 的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。 5. 有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用图3-7记算所得的结果是错误的.理由 是： 这个图表明,物体中各点的过余温度的比值与几何位置及Bi 有关,而与时间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。你是否同意这种看法,说明你的理由。 答：我不同意这种看法，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变 但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。 6. 试说明Bi 数的物理意义。o Bi →及∞→Bi 各代表什么样的换热条件?有人认为, ∞→Bi 代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么? 答；Bi 数是物体内外热阻之比的相对值。o Bi →时说明传热热阻主要在边界，内部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析求解；∞→Bi 时，说明传热热阻主要在内部，可以近似认为壁温就是流体温度。认为o Bi →代表绝热工况是不正确的，该工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。 7. 什么是分非稳态导热问题的乘积解法,他的使用条件是什么?
传热学主要知识点 1. 热量传递的三种基本方式。 热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。 2．导热的特点。 a 必须有温差； b 物体直接接触； c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量； d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。 3.对流（热对流）(Convection)的概念。 流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。 4对流换热的特点。 当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点： a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差 c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。 6. 热辐射的特点。 a 任何物体，只要温度高于0 K ，就会不停地向周围空间发出热辐射； b 可以在真空中传播； c 伴随能量形式的转变； d 具有强烈的方向性； e 辐射能与温度和波长均有关； f 发射辐射取决于温度的4次方。 7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。 表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间所传递的热量。影响h 因素：流速、流体物性、壁面形状大小等。传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。 8. 实际热量传递过程： 常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。 []W )(∞-=t t hA Φw [] 2m W )( f w t t h A Φq -==