《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。
（W／(m·K)，W／(m2·K)，W／(m2·K)）
6．复合传热是指，复合传热系数等于之和，单位是。
（对流传热与辐射传热之和，对流传热系数与辐射传热系数之和，W／(m2·K)）
7．单位面积热阻r t的单位是；总面积热阻R t的单位是。
（m2·K/W，K/W）
8．单位面积导热热阻的表达式为。
（δ/λ）
9．单位面积对流传热热阻的表达式为。
（1/h）
10．总传热系数K与单位面积传热热阻r t的关系为。
（r t=1/K）
11．总传热系数K与总面积A的传热热阻R t的关系为。
（R t=1/KA）
12．稳态传热过程是指。
（物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。）
13．非稳态传热过程是指。
（物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。）
14．某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(m2.K)，对流传热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数为。
（100 W/(m2.K)）
15．由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是。
（热辐射）
16．由烟气向空气预热器传热的主要方式是。
（热对流）
17．已知一传热过程的热阻为0.035K/W，温压为70℃，则其热流量为。
（2kW）
18．一大平壁传热过程的传热系数为100W/(m2.K)，热流体侧的传热系数为200W/(m2.K)，冷流体侧的传热系数为250W／(m2.K)，平壁的厚度为5mm，则该平壁的导热系数为，导热热阻为。
（5 W/(m.K)，0.001(m2.K)/W）
19．总传热方程式可表示为φ＝或q＝。
（KAΔt，KΔt）
20．已知平壁厚0.02m，热阻为0.02m2.K/W，其导热系数为。
（1 W/(m·K)）
三、选择题
1．下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?
(1)导热(2)对流(3)辐射(4)复合传热
2．热流密度q与热流量的关系为（以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数）：
(1)q＝φA(2)q＝φ/A (3)q=λφ(4)q＝hφ
3．如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将：
(1)不变(2)提高(3)降低(4)随机改变
4．下列哪一种表达式是错误的? ( )
(1)q＝λΔt/δ(2)q＝hΔt (3)q＝kΔt (4)q＝r tΔt
5．导热系数的单位是：( )
(1)W/(m2.K) (2)W/m2(3)W/(m·K)(4)m2.K/W
6．在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比? ( )
(1)传热面积(2)流体温差(3)传热系数(4)传热热阻
7. 在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段? ( )
(1)增大系统热阻(2)增大传热面积
(3)增大传热系数(4)增大对流传热系数
8. 试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小?
(1)从气体到气体传热(2)从气体到水传热
(3)从油到水传热(4)从凝结水蒸气到水传热
9．若已知对流传热系数为78W／(m2.K)，则其单位面积对流传热热阻为多少?
(1)78W/(m·K) (2)1/78m·K/W
(3)1/78m2·K/W(4)78W／(m2·K)
10．单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?
(1)热流密度，q (2)热流密度，φ
(3)热流量，q (4)热流量，φ
11．太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?
(1)导热(2)热对流
(3)热辐射(4)以上几种都不是
12．热流量与温差成正比，与热阻成反比，此规律称为什么?
(1)导热基本定律(2)热路欧姆定律
(3)牛顿冷却公式(4)传热方程式
13．传热过程热路图的原理是什么?
(1)傅里叶定律(2)牛顿冷却公式
(3)斯蒂芬-波尔兹曼定律(4)热路欧姆定律
14．某一传热过程的热流密度q＝500W/m2，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少？( )
(1)K＝50W/(m2.K)，r t＝0.05m2.K/W
(2)K＝0.02W/(m2.K)，r t＝50m2.K/W
(3)K＝50W/(m2.K)，r t＝0.02m2.K/W
(4)K＝50W/(m2.K)，r t＝0.05K/W
15．平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?
(1)δ/λ(2)δ/(KA) (3)1／h (4)1/(KA)
四、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/(m2·K)，W/(m2·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））
第二章热传导
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。
(（t1+t2）/2)
9．发电机水冷、氢冷、空冷三种方式中，以方式的效果最好，方式的效果最差。
(水冷、空冷)
10．第三类边界条件是指已知。
(物体边界与周围流体间的表面传热系数h及周围流体的温度t f)
11．及其单值性条件可以完整地描述一个具体的导热问题。
(导热微分方程)
12．第一类边界条件是。
（给定物体边界上任何时刻的温度分布）
13．初始条件是指。
（如以某时刻作为时间的起算点，在该时刻导热物体内的温度分布）
14．通过长圆筒壁导热时，圆筒壁内的温度呈分布规律.
（对数曲线）
15．温度梯度表示温度场内的某一地点等温面法线方向的。
（温度变化率）
16．第二类边界条件是指。
（给定物体边界上任何时刻的热流密度q w分布）
三、选择题
1．当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧? ( )
(1)传热系数较大的一侧（2）传热系数较小的一侧
(3)流体温度较高的一侧（4）流体温度较低的一侧
2．下列各参数中，属于物性参数的是：
(1)肋化系数(2)导热系数（3）导温系数（4）传热系数
3．导温系数的物理意义是什么?
（1）表明材料导热能力的强弱
（2）反映了材料的储热能力
（3）反映材料传播温度变化的能力
（4）表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料
4．常温下，下列物质中哪一种材料的导热系数较大?
(1)纯铜(2)碳钢
(3)不锈钢(4)黄铜
5．温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率?
(1)切线方向(2)法线方向
(3)任意方向(4)温度降低方向
6．接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?
(1)出现温差(2)出现临界热流
(3)促进传热(4)没有影响
7．下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的?
(1)防止热量(或冷量)损失(2)提高热负荷
(3)防止烫伤(或冻伤) (4)保持流体温度
8．某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将哪种材料放在内层?
(1)导热系数较大的材料(2)导热系数较小的材料
(3)任选一种均可(4)无法确定
9．金属含有较多的杂质，则其导热系数将如何变化?
（1）变大（2）变小
（3）不变（4）可能变大，也可能变小
10．下列材料中，导热材料较差的材料是什么？
(1)铝合金(2)铸铁
(3)不锈钢(4)普通玻璃
11．物体之间发生热传导的动力是什么?
(1)温度场(2)温差
(3)等温面(4)微观粒子运动
12．下面哪种物质材料具有较大的导热系数?
（1）水（2）空气
（3）水蒸气（4）冰块
13．通过大平壁导热时，大平壁内的温度分布规律是下述哪一种？
(1)直线(2)双曲线
(3)抛物线(4)对数曲线
14．若已知某种气体的密度为0.617kg／m3，比热为1.122 kJ／(kg·K)，导热系数为0.0484W ／(m.K)，则其导温系数是多少? ( )
(1)14.3m2／s (2)69.9×10-6m2／s
(3)0.0699m2／s (4)1.43×104m2／s
15．已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22W／(m.K)，通过的热流密度是300W／m2，则该平壁的壁厚是多少? ( )
(1)220m (2)22m （3）2.2m(4)0.22m
16．第二类边界条件是什么?
（1）已知物体边界上的温度分布。
（2）已知物体表面与周围介质之间的传热情况。
（3）已知物体边界上的热流密度。
（4）已知物体边界上流体的温度与流速。
17．冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么原因?
(1)因为铁块的温度比木块低(2)因为铁块摸上去比木块硬
(3)因为铁块的导热系数比木块大(4)因为铁块的导温系数比木块大
18．什么情况下圆筒壁导热可以按平壁处理?
(1)当其长度大于其外半径的10倍时(2)当其长度是其壁厚的10倍时
(3)当其外径大于2倍的内径时(4)当其外径大于其壁厚的4倍时
19．温度升高时，气体的导热系数一般随温度会发生怎样的变化? ( )
(1)增大(2)减小
(3)不变(4)可能增大也可能减小
20．一般情况下，对于材料的导热系数，下述哪种说法是错误的?
（1）合金小于纯金属(2)气体小于固体
(3)液体小于固体(4)导电体小于非导电体
21．下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化？
(1)内燃机启动过程 (2)内燃机停机 （3）内燃机变工况运行 (4)内燃机定速运行
22．在稳态导热中，已知三层平壁的内外表面温度差为120℃，三层热阻之比R λ1 、R λ2、
R λ3=1：2：3，则各层的温度降为 。
(1)60℃、40℃、20℃ (2)70℃、40℃、10 ℃ （3）20℃、40℃、60℃ (4)10℃、
40℃、70℃
23．材料的导热能力与吸热能力之比称为 。
(1)放热系数 (2)传热系数 （3）导热系数 (4)导温系数
24．蒸汽管道的内外直径分别为68mm 和100mm ，导热系数λ1=63W/（m. ℃），内表面温度
为140℃。今采用玻璃棉垫料保温，λ2=0.053W/（m. ℃）。若要求保温层外表面的温度不
超过50℃，且蒸汽管道允许的热损失q l =50W/m ，则玻璃棉垫料保温层的厚度至少为 。
(1)41mm (2)54mm （3）91mm (4) 104mm
25． 导热体中不同温度的等温面将 。
(1)互相相交 (2) 互不相交（3）互相相切 (4)不定
26． 材料的导温系数是材料 和 的比值。
(1)吸热能力/导热能力 (2) 导热能力/吸热能力（3）比热容/导热系数 (4)导热系数
/比热容
27． 固体壁面上敷设肋片后，其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的
比值为 。
(1)肋壁效率 (2) 肋化系数 （3）肋片效率 (4)无明确的专用名称
28． 忽略物体内部导热热阻的分析方法称为 。
(1)正规状况法(2)数学分析法 （3）数值解法 (4)集总参数法
29． 下列哪个是非稳态导热的表达式？
(1)t=f （x ，y ，z ） (2)t=f （y ，τ） （3）t=f （x ，y ） (4)t=f （z ，x ）
30． 下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间？
(1)Bi (2)Fo （3）Ｒe (4)Ｐr
四、简答题
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)
第二类边界条件：τ>0,),(τλx f n t w w
=??? ????- 第三类边界条件：τ>0,()f w w s t t h n t -=??? ????-λ 4． 在一根蒸汽管道上需要加装一根测温套管，有三种材料可选：铜、铝、不锈钢。问选
用哪种材料所引起的测温误差最小，为什么?为减小测量误差，在套管尺寸的选择上还
应注意哪些问题?
（提示：与简答题2的第(2)点类似，套管材料应选用不锈钢，因给出的三种材料中，不锈
钢的导热系数最小）
5． 什么是接触热阻?减少固体壁面之间的接触热阻有哪些方法?
（提示：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来
额外热阻称为接触热阻，接触热阻的存在使相邻的两个表面产生温降(温度不连续)。接触热
阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关，因此可以
从这些方面考虑减少接触热阻的方法，此外，也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔
或铝箔等以减少接触热阻。）
6. 管外包两种不同导热系数材料以减少热损失，若21
λλ>，试问如何布置合理？ 7. 某一维导热平板，平板两侧表面温度分别为1T 和2T ，厚度为δ。在这个温度范围内导热系数与温度的关系为T βλ
/1=，求平板内的温度分布？ 8.
有人认为，傅里叶定律并不显含时间，因此不能用来计算非稳态导热的热量。你认为对吗？ 9. 导热是由于微观粒子的扩散作用形成的。迄今为止，描述物质内部导热机理的物理模
型有哪些？用它们可以分别描述哪些物质内部的导热过程？
10. 用稳定法平板导热仪对某厂提供的保温试材的导热系数进行测定，试验时从低温开始，
依次在6个不同温度下测得6个导热系数值。这些数据表明该材料的导热系数随温度
升高而下降，这一规律与绝热保温材料的导热机理不符，经检查未发现实验装置有问
题，试分析问题可能出在哪里？
11. 在超低温工程中要使用导热系数很低的超级保温材料。如果要你去研制一种这样的新
保温材料，试从导热机理出发设计一种超级保温材料，列出你为降低导热系数采取了
哪些措施？并解释其物理原因？
12. 试对比分析在气体中由分子热运动产生的热量迁移与在金属中自由电子热运动产生的
能量迁移这两个物理模型的共同点和差异之处。
13. 在任意直角坐标系下，对于以下两种关于第三类边界条件的表达形式，你认为哪个对，
哪个不对，或者无法判别？陈述你的判断和理由。
)(00==-=??-x f x T T h x T
λ )(00f x x T T h x T -=??-==λ
14. 一维常物性稳态导热中，温度分布与导热系数无关的条件有哪些？
15. 发生在一个短圆柱中的导热问题，在哪些情况下可以按一维导热问题来处理？
16. 扩展表面中的导热问题可以按一维处理的条件什么？有人认为，只要扩展表面细长，
就可以按一维问题处理，你同意这种观点吗？
17. 某材料导热系数与温度的关系为)1(20bT +=λλ，式中b ,0λ为常数，若用这种材料制成
平板，试求其单位面积的热阻表达式。
18. 对于如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？
热面 冷面
(a) 夹层冷面在下 (b) 夹层热面在下
19. 在测量金属导热系数的实验中，为什么通常把试件制作成细而长的棒？
20. 高温下气体导热系数的测定有何困难？在实际中能否用常温下的数据来替代？
21. 肋化系数，肋效率和肋壁效率是如何定义的？在选用和设计肋片时它们有何用途？
22. 有两根材料不同，厚度均为2δ的等截面直肋A 和B ，处于相同的换热环境中，肋基
温度均为0T ，肋端绝热，它们的表面均被温度为f T 、对流换热系数h 为常数的流体所
冷却，且h 1<<λδ。现测得材料A 和B 内的温度分布如图所示，试分析材料A 和B
导热系数的大小。
T
x x
23. 为测量管道内流体的温度，可采用温度计套管。实用中常常布置成如图所示的斜插形
式，试从传热学的角度解释其合理性。
24. 覆盖热绝缘层是否在任何情况下都能减少热损失？保温层是否越厚越好？
25. 对室内冷冻管道和热力管道的保温层设计有何不同？
26. 在管道内部贴上一层保温材料，是否存在某一临界绝热直径？为什么？
27. 非稳态导热的正规状况阶段或充分发展阶段在物理过程及数学处理上有什么特点？
28. 有人认为，当非稳态导热过程经历时间很长时，采用诺模图计算所得到的结果是错误
的。理由是：这个图表明，物体中各点的过余温度与中心截面过余温度的比值仅与几
何位置和毕渥数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
应趋于流体温度，所以两者是有矛盾的。你如何看待这一问题？
29. 有人这样分析：在一维无限大平板中心温度的诺模图中，当λ越小时，)/(δλh 越小，此
时其他参数不变时，i c θθ/越小，即表明c θ越小，平板中心温度就越接近于流体温度。
这说明物体被流体加热时，其λ越小（P C ρ一定）反而温升越快，与事实不符。请指
出上述分析错误在什么地方？
30. 试分析当Fo <0.2时，能否用诺模图求解有关的非稳态导热问题？
第三章 对流传热
一、名词解释
1． 速度边界层：在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。
2． 温度边界层：在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。
3． 定性温度：确定换热过程中流体物性的温度。
4． 特征尺度：对于对流传热起决定作用的几何尺寸。
5． 相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由几个变量组成的无量纲的组合量。
6． 强迫对流传热：由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动。
7． 自然对流传热：流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。
8． 大空间自然对流传热：传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对
流传热。
9． 珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面(θ>90?)时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形
成连续的液膜。
10． 膜状凝结：当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经
液体到壁面的交角)θ<90?，凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。
11． 核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热
表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。
12． 膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液
界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。
二、填空题
1． 影响自然对流传热系数的主要因素
有： 、 、 、 、 、 。
(流动起因，流动速度，流体有无相变，壁面的几何形状、大小和位置，流体的热物理
性质)
2． 速度边界层是指 。
（在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。）
温度边界层是指 。
（在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。）
3． 流体刚刚流入恒壁温的管道作层流传热时，其局部对流传热系数沿管长逐渐 ，
这是由于 。
（减小，边界层厚度沿管长逐渐增厚）
4． 温度边界层越 对流传热系数越小，强化传热应使温度边界层
越 。
（厚，簿）
5． 流体流过弯曲的管道或螺旋管时，对流传热系数会 ，这是由
于 。
（增大，离心力的作用产生了二次环流增强了扰动）
6． 流体横掠管束时，一般情况下， 布置的平均对流传热系数要比
布置时高。
（叉排，顺排）
7． 管外流动传热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，以 向
冲刷方向传热更为强烈。
（横向）
8． 对流传热微分方程式的表达式为 。其中，αx 是 ，λ
是 ，Δt 是 ，0
=???? ????y y t 是 。 （0=????
?????-=y x y t t h λ，局部换热系数，流体导热系数，主流流体温度与壁温之差，贴壁处流体的法向温度变化率）
9． 纯净饱和蒸气膜状凝结的主要热阻是 。
（液膜的导热热阻）
10． 大容器饱和沸腾曲线可分为 、 、 、 四
个区域，其中 具有温差小、热流大的传热特点。
（自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾，核态沸腾）
11． 雷诺比拟采用 模型，其结果在Pr ＝ 条件下与实验解相吻合.
（单层，1）
12． 沸腾的临界热通量是指 。
（当壁面过热度大到某一程度时，汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜，即由
核态沸腾开始向膜态沸腾过渡，出现临界点的热流密度）
13． 格拉晓夫准则的物理意义 ；表达式Gr ＝ 。
（流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量，
23ναc v tl g ?） 14． 减小管内湍流对流传热
热阻的方法有 、 、 、 。
（增加流速，采用短管。改变流体物性，增加换热面积，扰流，采用导热系数大的流体
用小管径等）
15． 反映对流传热强度的准则称为 准则。
（努塞尔）
16． 普朗特准则Pr 的数学表达式为 ，它表征了 的相对
大小。
（ν/a，动量传递与热量传递）
17．管内充分发展湍流的传热系数与平均流速U的次方成比.，与内径D的次方成比。
（0．8，正，0．2，反）
18．大空间自然对流处于湍流状态时有自模化特征，此时传热系数与无关。（尺寸）
19．自然对流传热在条件下发生关于特征尺度L的自模化现象.。
（湍流）
20．在蒸汽的凝结过程中，凝结的传热系数大于凝结。（珠状，膜状）
21．自然对流传热是指。
（流体在浮升力作用下的对流传热）
22．管槽内对流传热的入口效应是指。
（流体入口段由于热边界层较薄而具有较高的对流传热系数）
23．流体在大空间沿竖壁作自然对流传热时，对于湍流工况，其对流传热系数正比于竖壁高度的次方。
（0）
24．大容器沸腾曲线分为、、、四个区段。
（自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾）
三、选择题
1．下列各参数中，属于物性参数的是：
（1）传热系数K
（2）吸收率α
（3）普朗特数Pr
（4）传热系数h c
2．流体纯自然对流传热的准则方程可写成
(1)Nu＝f(Re，Pr) (2)Nu＝f(Gr，Pr)
(3)Nu＝f(Re，Gr，Pr) (4)Nu＝f(Bi，Fo)
3．流体掠过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降主要发生在：
(1)主流区(2)湍流边界层(3)层流底层
(4)缓冲区(5)湍流核心区
4．空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：
(1)要小的多(2)要大得多
(3)十分接近(4)不可比较
5．沸腾的临界热流量q c是：
（1）从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点
（2）从自由流动过渡到核态沸腾的转折点
（3）从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点
（4）从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点
6．流体在大空间沿竖壁自然对流传热时，在湍流状态下；对流传热系数正比于竖壁高度的( )
(1)0次方(2)0.8次方(3)l/4次方(4)l/3次方
7．液体沸腾时，汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的?
(1)传热温差 (2)表面张力 (3)浮升力 (4)重力
8． 定型准则是指：
(1)包含定型尺寸的准则 (2)全部由已知量构成的准则
(3)含有待求量的准则 (4)待定准则
9． 工程中，较为常用的沸腾工况是指：
(1)膜态沸腾 (2)核态沸腾 (3)自然对流沸腾 （4）以上都不是
10． 下述哪种手段对提高对流传热系数无效?
(1)提高流速 (2)增大管径
(3)采用入口效应 (4)采用导热系数大的流体
11． 已知某气体的密度为1.26kg/m 3，比热为1.02kJ/(kg ·K)，导热系数为0.025W/(m ·K)，
粘度为15.1×10-6m 2
/s ，其Pr(普朗特)准则数为多少? ( ) (1)0.78 (2)0.02 (3)0.7 (4)0.62
12． Nu(努谢尔特)准则反映： ( )
(1)惯性力和粘滞力的相对大小 (2)对流传热强度
(3)浮升力和粘滞力的相对大小 (4)导热能力大小
13． 描述浮升力与黏滞力的相对大小的准则数称为：
（1）Re (2)Gr (3)Pr (4)Ra
14． 当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结传热系数与竖放时相比如何?
（1） 横放时大
（2） 两者差不多
（3） 竖放时大
（4） 无法比较
15． 无量纲组合23ναtl g v ?称为什么准则？
(1)雷诺Re (2)普朗特Pr
(3)努谢尔特Nu (4)格拉晓夫Gr
16． 判断管内湍流强制对流是否需要进行人口效应修正的依据是什么?
(1)l/d ≥70 (2)Re ≥104 (3)l/d<50 (4)l/d<104
17． 对流传热以 作为基本计算式。
(1)傅里叶定律 (2)牛顿冷却公式
(3)普朗克定律 (4)欧姆定律
18． 从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好?
(1)水冷 (2)氢冷 (3)气冷 (4)水沸腾冷却
19． 相变传热的特征为 。
(1)工质比体积变化较大 (2) 汽化潜热 (3) (1)+(2) (4)工质比体积较大
20． 冷却液润湿壁面的能力取决于 。
(1)液体的表面张力 (2)液体与壁面间的附着力 (3) (1)+(2) (4) (1)或(2)
21． 在饱和沸腾时，随着 的增高，将会出现 个换热规律全然不
同的区域。
(1)壁面过热度 ，4 (2)壁面过热度，6 (3)热流密度 ，4 (4)热流密度，6
22．对流传热微分方程组共有几类方程？
(1) 2 (2) 3 (3) 4 (4)5
23． 凝结液能很好的润湿壁面，形成完整的膜向下流动，称为 。
(1)凝结 (2)膜状凝结 (3) 珠状凝结 (4)稳态凝结
24．下列哪个不是影响对流传热的主要因素？
(1)流动起因；
(2)t w ；
(3)ε；
(4)换热面的几何形状。
25．对于Pr 数，下列说法哪个是错误的？
(1)它是动力粘度与热扩散率的比值；
(2)它是研究对流传热最常用的重要准则；
(3)对于层流流动，当Pr=1时，δ=δt ；
(4)它反映了流体中热量扩散和动量扩散的相对程度。
26．自由对流传热的流态主要取决于 的数值。
(1)Pr (2)Fo (3)Re (4)Gr
27．如果流体的流动是由流体内部温差产生的密度差引起的，称为 。
(1)强迫对流(2)自由运动 (3)湍流对流(4)层流对流
28．对流传热微分方程组包括 。
Ⅰ、付立叶定律 Ⅱ、对流传热微分方程 Ⅲ、基尔霍夫定律 Ⅳ、连续性方程 Ⅴ、
动量微分方程 Ⅵ、能量微分方程
(1) ⅡⅢⅣⅤ (2) ⅠⅡⅢⅣ (3)ⅡⅣⅤⅥ (4) ⅢⅣⅤⅥ
29．Nu m 其特征温度为 。
(1)流体温度 (2) 平均温度 (3)壁面温度 (4)不定
30．当流体外掠圆管时，10 其局部换热系数到达最 值。 (1) 湍流，1400，低 (2) 层流，1400，高 (3) 湍流，820，低 (4) 层流，820 ， 低 31．自然对流传热的准则方程为 。 (1)14.031 Pr Re 86.1??? ? ??μμ???? ??=w f e f f f L d Nu (2).3121Pr Re 664.0m m m Nu = (3)31Pr)(53.0Gr Nu m = (4). ()3 1Pr ..943.0Ja Ga Nu m = 32．影响膜状换热系数的主要因素是 。 (1)蒸汽流速 (2)不凝结气体 (3)表面粗糙度 (4) (1) + (2) 四、 简答题 1． 影响强迫对流传热的流体物性有哪些?它们分别对对流传热系数有什么影响? （提示：影响强迫对流换热系数的因素及其影响情况可以通过分析强迫对流传热实验关联 式，将各无量纲量展开整理后加以表述。） 2． 试举几个强化管内强迫对流传热的方法(至少五个)。 （提示：通过分析强迫对流换热系数的影响因素及增强扰动、采用人口效应和弯管效应等 措施来提出一些强化手段，如增大流速、采用机械搅拌等。） 3．试比较强迫对流横掠管束传热中管束叉排与顺排的优缺点。 （提示：强迫对流横掠管束换热中，管束叉排与顺排的优缺点主要可以从换热强度和流动阻力两方面加以阐述：(1)管束叉排使流体在弯曲的通道中流动，流体扰动剧烈，对流换热系数较大，同时流动阻力也较大；(2)顺排管束中流体在较为平直的通道中流动，扰动较弱，对流换热系数小于叉排管束，其流阻也较小；(3)顺排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。） 4．为什么横向冲刷管束与流体在管外纵向冲刷相比，横向冲刷的传热系数大? （提示：从边界层理论的角度加以阐述：纵向冲刷容易形成较厚的边界层，其层流层较厚且不易破坏。有三个因素造成横向冲刷比纵向冲刷的换热系数大：①弯曲的表面引起复杂的流动，边界层较薄且不易稳定；②管径小，流体到第二个管子时易造成强烈扰动；②流体直接冲击换热表面。） 5．为什么电厂凝汽器中，水蒸气与管壁之间的传热可以不考虑辐射传热? （提示：可以从以下3个方面加以阐述：(1)在电厂凝汽器中，水蒸气在管壁上凝结，凝结换热系数约为4500—18000W／(m2．K)，对流换热量很大；(2)水蒸气与壁面之间的温差较小，因而辐射换热量较小；(3)与对流换热相比，辐射换热所占的份额可以忽略不计。）6．用准则方程式计算管内湍流对流传热系数时，对短管为什么要进行修正? （提示：从热边界层厚度方面加以阐述：(1)在入口段，边界层的形成过程一般由薄变厚； (2)边界层的变化引起换热系数由大到小变化，考虑到流型的变化，局部长度上可有波动，但总体上在入口段的换热较强（管长修正系数大于1）；(3)当l／d＞50(或60)时，短管的上述影响可忽略不计，当l／d＜50(或60)时，则必须考虑入口段的影响。 7．层流时的对流传热系数是否总是小于湍流时的对流传热系数?为什么? （提示：该问题同样可以从入口效应角度加以阐述。在入口段边界层厚度从零开始增厚，若采用短管，尽管处于层流工况，由于边界层较薄，对流换热系数可以大于紊流状况。）8．什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机? （提示：用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例，(1)沸腾过程中，随着壁面过热度Δt的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段，临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应的最大热流密度；(2)当加热热流大于临界热流密度时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇集形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数迅速下降，传热恶化；(3)汽膜的存在使壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000℃以上(水)，使设备烧毁。）9．试述不凝性气体影响膜状凝结传热的原因。 （提示：少量不凝性气体的存在就将使凝结换热系数减小，这可以从换热热阻增加和蒸汽饱和温度下降两方面加以阐述。(1)含有不凝性气体的蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层，将蒸汽隔开，蒸汽凝结必须穿过气层，使换热热阻大大增加；(2)随着蒸汽的凝结，液膜表面气体分压力增大，使凝结蒸汽的分压力降低，液膜表面蒸汽的饱和温度降低，减少了有效冷凝温差，削弱了凝结换热。） 第四章辐射传热 一、名词解释 1．热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动状态改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。 2．吸收比：投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。 3．反射比：投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。 4．穿透比：投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。 5．黑体：吸收比α= 1的物体。 6．白体：反射比ρ=l的物体(漫射表面) 7．透明体：透射比τ= 1的物体 8．灰体：光谱吸收比与波长无关的理想物体。 9．黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值，即物体发射能力接近黑体的程度。 10．辐射力：单位时间内物体的单位辐射面积向外界(半球空间)发射的全部波长的辐射能。11．漫反射表面：如果不论外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投入，物体表面在半球空间范围内各方向上都有均匀的反射辐射度L r，则该 表面称为漫反射表面。 12．角系数：从表面1发出的辐射能直接落到表面2上的百分数。 13．有效辐射：单位时间内从单位面积离开的总辐射能，即发射辐射和反射辐射之和。14．投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能。 15．定向辐射度：单位时间内，单位可见辐射面积在某一方向p的单位立体角内所发出的总辐射能(发射辐射和反射辐射)，称为在该方向的定向辐射度。 16．漫射表面：如该表面既是漫发射表面，又是漫反射表面，则该表面称为漫射表面。17．定向辐射力：单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射的辐射能。18．表面辐射热阻：由表面的辐射特性所引起的热阻。 19．遮热板：在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以削弱辐射传热。 20．重辐射面：辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。 二、填空题 1．热辐射是由于产生的电磁波辐射。热辐射波长的单位是，在工业范围内，热辐射的波段主要集中于区段。 (热的原因，μm，红外) 2．太阳与地球间的热量传递属于传热方式。 (辐射) 3．黑体是指的物体，白体是指的物体，透明体是指的物体。灰体是的物体。 （吸收比为0，反射比为0，投射比为0，光谱吸收比与波长无关的） 4．基尔霍夫定律表明，善于辐射的物体也善于，在同温度下，黑体具有的辐射力，实际物体的吸收率永远1。 （吸收，最大，小于） 5．有效辐射是之和。 （发射辐射和反射辐射） 6．一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知A1=0.5A2,X1,2=0.6，则X2,1= 。 （0.3） 7．将任意形状气体的辐射折合成一个假想的当量半球，半球内气体与所研究的气体具有，球内气体对球心的辐射效果等于，该当量半球的半径称为。 (相同的温度、压力和成份，所研究的气体对指定地点的辐射，平均射线行程) 8．物体的光谱辐射力与同温度下之比，称为物体的光谱发射率。 (黑体的光谱辐射力) 9． 角系数具有 、 、 的特性。 （相对性、完整性、分解性） 10． 表面辐射热阻应用于 辐射传热计算，其值可用数学式表示 为 。 （灰漫表面(或灰表面即可)，A εε -1） 11． 气体辐射具有2个特点： ① ；② 。 （气体的辐射和吸收对波长具有明显的选择性，气体的辐射和吸收在整个容积中进行） 12． 基尔霍夫定律指出了物体的 与 之间的关系。 （辐射力，吸收碧） 13． 辐射传热的空间热阻主要与 有关。 （两个表面之间的角系数及辐射换热面积） 14． 辐射减弱系数是指射线经过单位长度时 的能量与 的能量 之比。 （被气体所吸收，投射） 15． 辐射传热的表面热阻主要与 有关。 （表面黑度和辐射换热面积） 16． 普朗克定律揭示了黑体光谱辐射力按 变化的分布规律。 （波长与热力学温度） 17． 热辐射能量投射到物体表面上时， 占投入辐射的百分比称为投射比。 （穿透物体的辐射能） 18． 在热平衡条件下，任何物体对黑体辐射的吸收比恒等于 。 （同温度下该物体的黑度） 19． 角系数相对性用公式可写成 。 （A 1X 1,2= A 2X 2,1） 20． 增强或削弱辐射传热的原则是改变 和 。 (系统黑度，温度条件) 三、选择题 1． 有一个由六个平面组成的六边形长通道，其内表面分别以l 、2、3、4、5、6表示，已 知角系数X 12＝0.1、X 14＝0.25，X 15＝0.25，X16＝0.12，则X 13为： ( ) (1)0．35 (2)0．72 (3)0．37 (4)0．28 2． 一金属块的表面发射率为0．4，温度为227℃，它的表面热辐射力是多少?若表面氧化 后发射率变成0.9，其表面热辐射力将如何改变? (1)1417.5W ／m 2，将增大 (2)1417.5W ／m 2，将减小 (3)60.22W ／m 2，将增大 (4)60.22W ／m 2 ，将减小 3． 影响物体表面黑度的主要因素是： (1)物质种类、表面温度、表面状况 (2)表面温度、表面状况、辐射强度 (3)物质种类、表面温度、表面颜色 (4)表面颜色、表面温度、表面光洁度 4． 在两块平行的黑度相同的大平板之间插入一块同样黑度的遮热板后，两平板之间的辐 射传热量与未加遮热板时相比减少了： ( ) (1)0.2倍 (2)0.5倍 (3)2倍 (4)3倍 5． 对于边长为15m 的立方体内的气体辐射，气体对整个包壁辐射的平均射线行程等于： (1)15m (2)7.5m (3)9m （4）4.5m 6． 在同温度条件下的全波谱辐射和吸收，下列哪种说法是正确的 （1） 物体的辐射能力越强其吸收比越大 （2） 物体的吸收比越大其反射比越大 （3） 物体的吸收比越大其黑度越小 （4） 物体的吸收比越大其辐射透射比越大 7． 下列哪个定律可用来计算黑体光谱辐射力? (1)斯蒂芬—波尔兹曼定律 (2)基尔霍夫定律 (3)斯蒂芬公式 (4)普朗克定律 8． 单位时间内离开单位表面积的总辐射能称为什么? (1)有效辐射 (2)辐射力 (3)辐射强度 (4)反射辐射 9． 由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是： (1)热辐射 (2)热对流 (3)导热 (4)都不是 10． 将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是什么? (1)减少导热 (2)减少对流传热 (3)减少对流与辐射传热 (4)减少导热与对流传热 11． 在保温瓶内胆上镀银的目的是什么? ( ) (1)削弱导热传热 (2)削弱辐射传热 (3)削弱对流传热 (4)同时削弱导热、对流与辐射传热 12． 有一个由两个圆筒表面组成的环形长通道，其外筒的内径是d 1，内筒的外径是d 2，且 d 1/d 2=2，问角系数X 1,2与X 2,1，分别为多少? ( ) (1)X 1,2＝0.5，X 2,1＝l (2)X 1,2＝0.25，X 2,1＝0.5 (3)X 1,2＝1，X 2,1=0.25 (4)X 1,2＝0.5，X 2,1＝0.25 13．物体能够发射热辐射的最基本条件是下述哪一个? (1)温度大于0K (2)具有传播介质 (3)真空状态 (4)表面较黑 14．下述哪种气体可以看作热辐射透明体(τ＝l 的气体)? ( ) (1)二氧化碳 (2)空气 (3)水蒸气 (4)二氧化硫气体 15．下列各种辐射中哪种辐射的光谱不能看作是连续的? ( ) (1)灰体辐射 (2)黑体辐射 (3)发光火焰辐射 (4)气体辐射 16．烟道中有一支热电偶，热电偶(黑度ε1)与烟道内壁面(黑度ε2)辐射传热的系统黑度εs 表达式应为下述哪一个? ( ) (1)1 (2) ε1 (3)121111-??????-+ εε (4)0 17、 某一封闭系统只有l 、2两个表面，A 1=2A 2，X l,2＝0．25，则X 2,1及X 2,2各为多少? (1)X 2，1＝0．5，X 2，2＝0．25 (2)X 2,1＝0．25，X 2,2＝0．5 (3)X 2，l ＝0．5，X 2，2＝0．5 (4)X 2,1＝0．25，X 2,2＝0．75 18、 下述关于辐射传热的表面热阻的表达方式中正确的是哪一个? (1) 2,111 X A (2)εε-1A (3) 11121-+εε (4)A εε-1 19、公式 4 100 ? ? ? ? ? = T E b （其中C0=5.67W/(m2K4)）是什么定律的表达式？其中E b指的是什 么? ( ) (1)基尔霍夫定律，黑体辐射力 (2)斯蒂芬—波尔兹曼定律，黑体辐射力 (3)普朗克定律，光谱辐射力 (4)四次方定律，背景辐射力 20、一般不能将气体当作灰体处理的原因是什么? (1)因为气体含灰 (2)因为气体辐射在整个容积中进行 (3)因为气体辐射对波长有选择性 (4)因为气体的辐射能力很弱，可以看作热辐射的透明体 22．能够全部吸收各种波长辐射能的理想物体称为。 （1）黑体（2）白体（3）灰体（4）透明体 23．单位时间内离开表面单位面积的总辐射能被定义为。 （1）投入辐射（2）吸收辐射（3）有效辐射（4）反射辐射 24．对于气体来说，吸收能力差的物体能力。 （1）反射，差（2）反射，好（3）穿透，差（4）穿透，好 25．黑体的绝对温度之比为3，则其辐射力之比为 （1）1 （2）3 （3）9 （4）81 26．黑度分别为0．3和0．8相距甚近的两块大平行平板之间进行辐射传热，试问当其间设置黑度为0．04的磨光铝制遮热板后，传热量减小为原来传热量的百分比最接近于下列那数？ （1）5%（2）10% （3）15%（4）20% 27．对于固体和液体来说，吸收能力大的物体能力。 (1)反射，差（2）反射，好（3）穿透，差（4）穿透，好 28．描述黑体表面辐射能量按空间方向的分布规律称为 (1)普朗克定律（2）兰贝特定律（3）斯帝芬-玻尔兹曼定律（4）基尔霍夫定律29．描述黑体的光谱辐射力与波长和绝对温度之间的函数关系称为。 (1)普朗克定律（2）维恩定律（3）斯帝芬-玻尔兹曼定律（4）基尔霍夫定律30．下列哪个属于表面辐射热阻？ (1)1/（AX）（2）（1-ε）/（ε A）（3）δ/（λA）（4）1/ （αA）31．一般工程上所用的管道，当L/d> 时，可以不考虑入口效应的影响。 (1)20 （2） 30 （3）40（4）50 四、简答题 1．试用所学的传热学知识说明用热电偶测量高温气体温度时，产生测量误差的原因有哪些?可以采取什么措施来减小测量误差? （提示：用热电偶测温时同时存在气流对热电偶换热和热电偶向四壁的散热两种情况，热电偶的读数小于气流的实际温度产生误差。所以，引起误差的因素：①烟气与热电偶间的复合换热小；②热电偶与炉膛内壁问的辐射换热大。减小误差的措施：①减小烟气与热电偶 间的换热热阻，如抽气等；②增加热电偶与炉膛间的辐射热阻，如加遮热板；②设计出计算误差的程序或装置，进行误差补偿。） 2．试用传热原理说明冬天可以用玻璃温室种植热带植物的原理。 （提示：可以从可见光、红外线的特性和玻璃的透射比来加以阐述。玻璃在日光(短波辐射)下是一种透明体，透过率在90％以上，使绝大部分阳光可以透过玻璃将温室内物体和空气升温。室内物体所发出的辐射是一种长波辐射——红外线，对于长波辐射玻璃的透过串接近于零，几乎是不透明(透热)的，因此，室内物体升温后所发出的热辐射被玻璃挡在室内不能穿过。玻璃的这种辐射特性，使室内温度不断升高。） 3．试分析遮热板的原理及其在削弱辐射传热中的作用。 （提示：可从遮热板能增加系统热阻角度加以说明。(1)在辐射换热表面之间插入金属(或固体)薄板，称为遮热板。(2)其原理是，遮热板的存在增大了系统中的辐射换热热阻，使辐射过程的总热阻增大，系统黑度减少，使辐射换热量减少。(3)遮热板对于削弱辐射换热具有显著作用，如在两个平行辐射表面之间插入一块同黑度的遮热板，可使辐射换热量减少为原来的1／2，若采用黑度较小的遮热板，则效果更为显著。） 4．什么叫黑体、灰体和白体?它们分别与黑色物体、灰色物体、白色物体有什么区别?在辐射传热中，引入黑体与灰体有什么意义? （提示：可以从黑体、白体、灰体的定义和有关辐射定律来阐述。根据黑体、白体、灰体的定义可以看出，这些概念都是以热辐射为前提的。灰色、黑色、白色是针对可见光而言的。所谓黑体、白体、灰体并不是指可见光下物体的颜色，灰体概念的提出使基尔霍夫定律无条件成立，与波长、温度无关，使吸收率的确定及辐射换热计算大为简化，因此具有重要的作用；黑体概念的提出使热辐射的吸收和发射具有了理想的参照物。） 5．玻璃可以透过可见光，为什么在工业热辐射范围内可以作为灰体处理? （提示：可以从灰体的特性和工业热辐射的特点来论述。所谓灰体是针对热辐射而言的，灰体是指吸收率与波长无关的物体。在红外区段，将大多数实际物体作为灰体处理所引起的误差并不大，一般工业热辐射的温度范围大多处于2000K以下，因此其主要热辐射的波长位于红外区域。许多材料的单色吸收率在可见光范围内和红外范围内有较大的差别，如玻璃在可见光范围内几乎是透明的，但在工业热辐射范围内则几乎是不透明的，并且其光谱吸收比与波长的关系不大，可以作为灰体处理。） 6．什么是“温室效应”?为什么说大气中的C02含量增加会导致温室效应? （提示：可以从气体辐射的特点和能量平衡来加以说明。CO2气体具有相当强的辐射和吸收能力，属于温室气体。根据气体辐射具有选择性的特点，CO2气体的吸收光带有三段：2．65—2．8、4．15—4．45、13．0—17．0μm，主要分布于红外区域。太阳辐射是短波辐射，波长范围在0．38一0．76μm，因此，对于太阳辐射C02气体是透明的，能量可以射入大气层。地面向空间的辐射是长波辐射，主要分布于红外区域，这部分辐射在CO2气体的吸收光带区段C02气体会吸收能量，是不透明的。在正常情况下，地球表面对能量的吸收和释放处于平衡状态，但如果大气中的CO2含量增加会使大气对地面辐射的吸收能力增强，导致大气温度上升，导致了所谓温室效应。） 第五章传热过程与传热器 一、名词解释 1．传热过程:热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程. 2．复合传热:对流传热与辐射传热同时存在的传热过程. 3．污垢系数:单位面积的污垢热阻. 传热学（一） 第一部分选择题 ?单项选择题（本大题共 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，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( B) 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 ?(C ) A. 雷诺数 B. 雷利数 C. 普朗特数 D. 努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为 ( B) A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 (C ) 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 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（D ） A. B. C. D. 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（ C） A. 粗管和细管的相同 B. 粗管内的大 C. 细管内的大 D. 无法比较 7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（ A） A. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法比较 8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（A ） A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. （D ）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（B ） A. 大一点好 B. 小一点好 C. 大、小都一样 D. 无法判断 第二部分非选择题 ?填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11. 如果温度场随时间变化，则为。非稳态温度场 2007传热学试卷（1）标准答案 一.填空题：（共20分）[评分标准：每个空格1分] 1．表征材料导热能力的物理量是____导热系数_____。 2．努谢尔特准则的表达式是___hL/λ___。式中各符号的意义是 _λ为导热系数_、__L 特征尺寸__、__h 为对流换热系数__。 3．凝结换热有__膜状凝结__和__珠状凝结__两种换热方式，其中_珠状凝结_的换热效果好。 4．饱和沸腾曲线有四个换热规律不同的区域，分别指_自然对流__、核态沸腾__、__过渡沸腾__、__稳定膜态沸腾_。 5．管外凝结换热，长管竖放比横放的换热系数要____小__。是因为 ___膜层较厚___的影响。 6．决定物体导热不稳定状况下的反应速率的物理量是_导温系数_。 7．定向辐射强度与方向无关的规律，称___兰贝特定律___。 8．换热器热计算的两种基本方法是__平均温压法__和__传热单元数法__。 汽化核心数受_壁面材料_和__表面状况、压力、物性__的支配。 二．问答及推倒题：（共50分） 1.名词解释（10分）[评分标准：每小题2分] ①角系数：把表面1发出的辐射能落到表面2上的百分数，称为表面1对表面2的角系数。 ②肋效率：基温度下的理想散热量 假设整个肋表面处于肋肋壁的实际散热量 =f η ③灰体：物体的单色吸收率与投入辐射的波长无关的物体。 ④Bi 准则：Bi=hL/λ=固体内部的导热热阻与外部的对流换热热阻之比。 ⑤定性温度：在准则方程式中用于确定物性参数的温度。 2．设一平板厚为δ，其两侧表面分别维持在温度t 1及t 2，在此温度范围内平板的局部导热系数可以用直线关系式λ=λ0（1+bt ）来表示，试导出计算平板中某处当地热流密度的表达式，并对b ＞0、b ＝0及b ＜0的三种情况画出平板中温度分布的示意曲线。（10分） 解：应用傅里叶定律：dx dt bt dx dt q )1(0+-=-=λλ ——————2分 分离变量：dt bt qdx )1(0+-=λ 传热学基础试题 一、选择题1．对于燃气加热炉：高温烟气→内炉壁→外炉壁→空气的传热过 程次序为A.复合换热、导热、对流换热 B.对流换热、复合换热、导热 C. 导热、对流换热、复合换热 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。大于 D.可能大于、小于 C. 小于 A.等于 B.2℃的壁面，2777）、温度为3．对流换热系数为1000W/（m℃ 的水流经·K）其对流换热的热流密度为（ 24 42×1010W/mW/m ×2424 W/m W/m ××1010),r 《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。 四、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/(m2·K)，W/(m2·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 传热学试题 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间所传递的热量 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。 （W／(m·K)，W／(m2·K)，W／(m2·K)） Nu准则数的表达式为（A ） 根据流体流动的起因不同，把对流换热分为（ A） 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 雷诺准则反映了（ A） A．流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小 B．流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系 C．对流换热强度的准则 D．浮升力与粘滞力的相对大小 彼此相似的物理现象，它们的（ D）必定相等。 A．温度B．速度 C．惯性力D．同名准则数 高温换热器采用下述哪种布置方式更安全？（ D） A．逆流B．顺流和逆流均可 C．无法确定D．顺流 顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（） A．60.98℃B．50.98℃ C．44.98℃D．40.98℃ 7．为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（ D） A．热流体一侧B．换热系数较大一侧 C．冷流体一侧D．换热系数较小一侧 黑体表面的有效辐射（ D）对应温度下黑体的辐射力。 A．大于B．小于 C．无法比较D．等于 通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为（ D） A．W B．W／m2 C．W／m D．W／m3 格拉晓夫准则数的表达式为（D ） .由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( A ) A.热辐射 B.热对流 C.导热 D.都不是 准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( C )的变化规律。 A.强制对流换热 B.凝结对流换热 C.自然对流换热 D.核态沸腾换热 下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( D ) A.增加流体流度 B.设置肋片 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加 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 ) A.增加 B.减小 C.不变 D.有时增加，有时减小 将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是( D ) ①Nu准则数的表达式为（A ） ② ③根据流体流动的起因不同，把对流换热分为（ A） ④A．强制对流换热和自然对流换热B．沸腾换热和凝结换热 ⑤C．紊流换热和层流换热D．核态沸腾换热和膜态沸腾换热 ⑥雷诺准则反映了（ A） ⑦A．流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小 ⑧B．流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系 ⑨C．对流换热强度的准则 ⑩D．浮升力与粘滞力的相对大小 ?彼此相似的物理现象，它们的（ D）必定相等。 ?A．温度B．速度 ?C．惯性力D．同名准则数 ?高温换热器采用下述哪种布置方式更安全（ D） ?A．逆流B．顺流和逆流均可 ?C．无法确定D．顺流 ?顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（） A．60.98℃B．50.98℃ C．44.98℃D．40.98℃ ?7．为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（ D） ?A．热流体一侧B．换热系数较大一侧 ?C．冷流体一侧D．换热系数较小一侧 21黑体表面的有效辐射（ D）对应温度下黑体的辐射力。 22A．大于B．小于 C．无法比较D．等于 23通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为（ D） 24A．W B．W／m2 C．W／m D．W／m3 25格拉晓夫准则数的表达式为（D ） 26 27.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( A ) 28 A.热辐射 B.热对流 C.导 热 D.都不是 29准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( C )的变化规律。 30A.强制对流换热 B.凝结对流换热 31 C.自然对流换热 D.核态沸腾换热 32下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( D ) 33A.增加流体流度 B.设置肋片 34 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材 料使导热热阻增加 35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 ) 36 A.增加 B.减小 C.不变 D.有时增 加，有时减小 37将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是( D ) 38A.减少导热 B.减小对流换热 39 C.减少对流与辐射换热 D.减少导热与对流换热 40下列参数中属于物性参数的是( B ) 41A.传热系数 B.导热系数 42 C.换热系数 D.角系数 43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( ) 学期学年度第 2 湖南涉外经济学院2017—2018《传热学》课程考核试题册1601能源动力机械工程学院学院：专业 年级： 试卷类型：A 100 分钟考核方式：闭卷考试时量： 分）小题，每小题2分，共计20一、选择题（本大题共计10 ）．下列导热过程傅立叶定律表述中，不正确的是（ 1 导热量与温度梯度成正比 B A 热流密度与传热面积成正比 导热量与导热距离成反比 D 热流密度与传热面积无关C ．圆柱壁面双层保温材料敷设过程中，为了减少保温材料用量或减少散热量，应该采取措施是2（）热导率较大的材料在内层 B热导率较小的材料在内层A 根据外部散热条件确定 D材料的不同布置对散热量影响不明显C．采用有限差分法进行导热过程数值计算时，可以有多种离散格式方式，下列不适用的方法是3 ）（ B边界节点，热量守恒法A边界节点，级数展开法 D中心节点，热量守恒法C中心节点，级数展开法） oC的管道穿过室内，为了减小管道向室内的散热，最有效的措施是（表面温度为4.50A 表面喷黑色的油漆 B表面喷白色的油漆 C表面缠绕铝箔 D表面外安装铝箔套筒 tt，则管道中的管道被加热，壁温与流体之间的对数平均温差为5．冷流体流经恒定壁温为△mw的流体平均温度为（） tttt B A +-△△mwm w tttt/2 -/2 D C +△△mmww6．表面进行膜状凝 结换热的过程中，影响凝结换热作用最小的因素为（） A蒸汽的压力B蒸汽的流速 蒸汽中的不凝性气体D 蒸汽的过热度 C． 第4页共 4 页 页 4 共页3第 一、选择题（本大题共计5小题，每小题2分,共计20分） 1．A；2．B；3．A；4．D；5．A；6．A；7．C ；8．D；9．C；10．B； 二、计算题（本大题共计5小题，每小题4分，共计20分） 1.正确答案是A b x A(t?t)1.5?1.2?(15?5)3621ff W?.8??140???110.004110.256?????h50.720h212。答：正确答案是D ????44??T?T?th?t w1f10 ??44w01???170?4.43??3.63?tt??????1f h50100100???????? 44???TCT5.670.6????? ?170?14.4?184.4℃ 3．正确答案是B ??hA(t?t)解：fw?50.4423h???K) W/(m A(t?t)3.14?0.004?0.1?(109?100)fw 4．B正确答案是??484?? 7.??11631273E??T400?5.67?10b??48????400?.3273?8?5.67?10400??EJ???G0E?0G?.b 4.?9425J?E4.?942511631.7b??.6??4412 ?81?0.1??58?0.A0. 4.正确答案是A稳 2008传热学试卷（2）标准答案 一.填空题：（共20分）[评分标准：每个空格1分] 1．热量由高温流体经固体壁面传给低温流体，这种过程称为传热过程。 2．表征物体导热能力的物理量是导热系数。 3．努谢尔特准则的表达式是λ hl Nu = 。式中各符号的意义是h 对流换热系数. L 特征尺寸.λ导热系数。 4．集总参数法使用的条件是Bi ≤0.1。 5．凝结换热有膜状凝结和珠状凝结两种方式,其中珠状凝结换热效果好。 6．影响核态沸腾的因素主要是壁面过热度和汽化核心数。 7．湿砖的导热系数比水的导热系数大。 8．饱和沸腾曲线有四个换热规律不同的区域,分别指自然对流. 核态沸腾.过渡沸腾和稳定膜 态沸腾。 9．定向辐射强度与方向无关的规律，称为兰贝特定律。 10．换热器热计算的两种基本方法是平均温压法和传热单元数法。 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光谱辐射力：单位时间内物体的单位表面积向半球空间所有方向发射出去的某一特定波长的能量。 ②温度边界层：把贴壁处温度剧烈变化的薄层称为速度边界层。 ③饱和沸腾：流体的主体温度达到了饱和温度，壁面温度大于饱和温度时发生的沸腾称为饱和沸腾。 ④肋效率：基温度下的理想散热量 假设整个肋表面处于肋 肋壁的实际散热量 = f η ⑤ 付立叶数：2 l a Fo τ= 非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。 2.在换热器的传热面上设置肋片的作用是什么，推出肋片的传热微分方程式。（10分） 答：在h 小的一侧加肋可提高传热系数。——————（2分） 未加肋时 0 111h h k i + + = λ δ ————（2分） 加肋后 β ηλ δ00111 h h k i + + = βη0＞＞1——————（2分） 《传热学》复习题 一、判断题 1．稳态导热没有初始条件。（） 2．面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。（） 3．复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理（） 4．肋片应该加在换热系数较小的那一端。（） 5．当管道外径大于临界绝缘直径时，覆盖保温层才起到减少热损失的作用。（） 6．所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。（） 7．影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数，波动周期和深度。（） 8．普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。（） 9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程，也适用于非稳态导热过程。（） 10.相同的流动和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换热系数就较小。（） 11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，它对任意形状物体内部和边界都适用。( ) 12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。 ( ) 13、温度不高于350℃，导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。 ( ) 14、在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差大。 ( ) 15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。 ( ) 16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式，是无条件稳定的。 ( ) 17、边界层理论中，主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。 ( ) 18、无限大平壁冷却时，若Bi→∞，则可以采用集总参数法。 ( ) 19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。 ( ) 20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。( ) 二、填空题 1．流体横向冲刷n排外径为d的管束时，定性尺寸是。 2．热扩散率（导温系数）是材料指标，大小等于。 3．一个半径为R的半球形空腔，空腔表面对外界的辐射角系数为。 4．某表面的辐射特性，除了与方向无关外，还与波长无关，表面叫做表面。 5．物体表面的发射率是ε，面积是A，则表面的辐射表面热阻是。 6．影响膜状冷凝换热的热阻主要是。 《传热学》考试试题库汇总 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)） 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。四、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/(m2·K)，W/(m2·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 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） 3.根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中哪个区段 具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热时必须严格监视并控制热 通量在临界热通量以内？（10分） 答：四个区段， 核态沸腾。———————（4分） 用DNB 监视的原因（1）DNB 之上q 随△t 变化亦小 （2）超过m ax q 时△t 猛增，可达到1000℃，易烧毁设备。———— ———（6分） 传热学基础试题 一、选择题 1．对于燃气加热炉：高温烟气→内炉壁→外炉壁→空气的传热过程次序为 A.复合换热、导热、对流换热 B.对流换热、复合换热、导热 C.导热、对流换热、复合换热 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．对流换热系数为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.8×104W/m 2 B.6×104 W/m 2 C.7×104 W/m 2 D.5×104 W/m 2 4．在无内热源、物性为常数且温度只沿径向变化的一维圆筒壁(t 1 >t 2,r 1 A. 换热系数较大一侧 B. 热流体一侧 C. 换热系数较小一侧 D. 冷流体一侧 9. 某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果，应将( )材料放在内层。 A. 导热系数较大的材料 B. 导热系数较小的材料 C. 任选一种均可 D. 不能确定 10．下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( ) A.增加流体流速 B.管内加插入物增加流体扰动 C. 设置肋片 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加 11.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( ) A.热辐射 B.热对流 C.导热 D.都不是 12.准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( )的变化规律。 A.强制对流换热 B.凝结对流换热 C.自然对流换热 D.核态沸腾换热 13.判断管内紊流强制对流是否需要进行入口效应修正的依据是( ) A.l/d≥70 B.Re≥104 C.l/d<50 D.l/d<104 14.下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( ) A.增加流体流度 B.设置肋片 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加 15.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 16.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 17.下列参数中属于物性参数的是( ) A.传热系数 B.导热系数 C.换热系数 D.角系数 18.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.225°C 19.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=0.4,X1，4=0.25，则X1，3为( ) A.0.5 B.0.65 C.0.15 D.0.35 20.一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 传热学（一） ?名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21. 导热基本定律 22. 非稳态导热 23. 凝结换热 24. 黑度 25. 有效辐射 ?简答题 ( 本大题共 2 小题 , 每小题 8 分 , 共 16 分 ) 26. 简述非稳态导热的基本特点。 27. 什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？ ?计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分） 28. 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 和 0.1 ，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。 29. 一内径为 75mm 、壁厚 2.5mm 的热水管，管壁材料的导热系数为 60 ，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和。试求该热水管单位长度的散热量。 ?名词解释 ( 本大题共 5 小题 , 每小题 4 分 , 共 20 分 ) 21. 导热基本定律 : 当导热体中进行纯导热时 , 通过导热面的热流密度 , 其值与该处温度梯度的绝对值成正比 , 而方向与温度梯度相反。 22. 发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。 或：物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。 23. 蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时 , 蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。 24. 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。 25. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能。 ?简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分） 26. （ 1 ）随着导热过程的进行 , 导热体内温度不断变化 , 好象温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样 , 习惯上称为导温现象。这在稳态导热中是不存在的。 （ 2 ）非稳态导热过程中导热体自身参与吸热（或放热），即导热体有储热现象，所以即使对通过平壁的非稳态导热来说，在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的，而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。 （ 3 ）非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态导热。 27. （ 1 ）对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。 （2 ）平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用，因为增加了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热的目的。 传热学试题大全 一、填空题(每空1分，共20分) 1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维（几维）、非稳态（稳态或非稳态）温度场。 2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。 3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。 4、工程上常采用肋片来强化传热。 5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。 6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。 7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层，其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。 8、判断两个现象相似的条件是：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。 9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结有较大的换热强度，工程上常用的是膜状凝结。 10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。 11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射，单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射，后者包括表面的自身辐射和投入辐射被反射的部分。 二、选择题（每题2分，共16分） 1、下列说法不正确的是（ D ） A 、辐射换热不依赖物体的接触而进行热量传递； B 、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化； C 、一切物体只要其温度T ＞0K ，都会不断地发射热射线； D 、辐射换热的大小与物体温度差的四次方成正比。 2、大平板采用集总参数法的判别条件是 （C ） A ．Bi>0.1 B ． Bi=1 C ． Bi<0.1 D ． Bi=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 ( C ) 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、在热辐射分析中，把光谱吸收比与波长无关的物体称为（c ） A 、黑体；B 、透明体；C 、灰体；D 、绝对白体。 5、换热器在相同的进出口温度条件下，（A ）平均温差最大。 A 、逆流；B 、顺流；C 、交叉流；D 、混合流。 6.下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( D )。 A.增加流体流度 B.设臵肋片 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加 7.已知一顺流布臵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( B )。 A.100°C B.124°C C.150°C D.225°C 8．管内对流换热的流态判别是用 （ B ） A. Gr B. Re C. Pe D. Gr 〃Pr 三、名词解释（每题3分，共12分） 1、热扩散率：c λ αρ＝，物理意义：材料传播温度变化能力大小的指标。 2、传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。 3、努赛尔数：，反映对流换热过程的强度。 4、角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数，称为角系数。 四、简答题（每题4分，共16分） 1、什么是稳态温度场？其数学表达式是什么？ 答：在稳态条件下物体各点的温度分布不随时间的改变而变化的温度场（2分）。 其表达式 ),,,(z y x f t =（2分） 。 2、室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的传热过程中包含那些传热环节。 传热学（机械 2009级）试题参考答案及评分标准 2011-- 2012学年下学期 时间 120分钟 传热学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 开卷 专业年级：机械 09级总分 100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、填空（每空 1分，总计 20分） 1. 传热的三种基本方式有 热传导 、 热辐射 、 热对流 。 2. 毕渥数是导热分析中的一个重要的无因次准则，它表征了 固体内部导热热 阻与界面上换热热阻之比 。 3. 对流换热过程的单值性条件有 几何 、 物理 、 时间 、 边界 四项。。 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. 已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22W ／(m.K)， 通过的热流密度是300W ／m 2，则该平壁的壁厚是 2.2m 6. 从流动起因，对流换热可分为 自然对流 、 强制对流 。 7. 格拉晓夫准则的物理意义 流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量 ； 表达式Gr ＝32v c g tl αν?。 8. 黑体是指 反射率 为0的物体，白体是指 吸收率 为0的物体。 9. 一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知两表面面积A1=0.5A2,角系数 X1,2=0.6，则X2,1= 0.3 。 10. 角系数具有 相对性 、 完整性 、 可加性 的特性。 二、简答题（25分） 1、简单归纳一下导热问题中常见的几类边界条件以及其定义。 （5分） 解：导热问题主要有以下三类边界条件：（１）第一类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度分布，它可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。（2）第二类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度梯度，即相当于给定边界上的热流密度，它可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。（3）第三类边界条件:该条件是第一类和第二类边界条件的线性组合，常为给定系统边界面与流体间的换热系数和流体的温度，这两个量可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。 2、求解导热问题有哪三种基本方法，简述各自的求解过程及特点。（6分） 解：求解导热问题的三种基本方法是：(1) 理论分析法；(2) 数值计算法；(3) 实验法 三种方法的基本求解过程有： (1) 所谓理论分析方法，就是在理论分析的基础上，直接对微分方程在给定的定解条件下进行积分，这样获得的解称之为分析解，或叫理论解；(2) 数值计算法，把原来在时间和空间连续的物理量的场，用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程，从而获得离散点上被求物理量的值；并称之为数值解；(3) 实验法就是在传热学基本理论的指导下，采用对所研究对象的传热过程所求量的方法 三种方法的特点：分析法能获得所研究问题的精确解，可以为实验和数值计算提供比较依据；局限性很大，对复杂的问题无法求解；分析解具有普遍性， 传热学模拟试卷与答案汇编 《传热学》模拟试卷 一、单选题 1、一个表面的吸收比和( )无关。 a 投射表面温度 b 吸收表面温度 c 吸收表面面积 d投射表面性质 2、在一维平板瞬态导热问题中，可采用近似拟合公式(即第一项近似解)进行计算的条件是( )。 a Fo<0.2 b Bi>0.1 c Bi<0.1 d Fo>0.2 3、管内强迫层流充分发展段，如其他条件不变，半径增大时对流换热表面传 热系数会( )。 a 增大 b 不变 c 减小 d 先减后增 4、通过无内热源、常物性、对称第一类边界条件的平壁非稳态导热正规状况 阶段，温度分布包括以下特性( )。 xa 线性 b仅是位置的函数 c 不再受边界条件的影响 d 仅与Fo和有关 ,5、蒸汽含有不凝结气体时，凝结换热的效果会( )。 a 减弱 b 无影响 c 增强 d 可能增强，也可能减弱 6、下面哪种方法能够减少蒸汽通道内热电偶测温误差( )。 a热电偶靠近通道内壁 b增加热节点黑度 c 减小气流流速 d 通道外保温、通过圆筒壁的传热过程，传热面上的总热阻与( )无关。 7 a 两侧流体流速 b 计算基准面积 c 壁厚 d 固体壁物性 o8、一个温度为27C的表面在红外线范围内可看作灰体，那么在的近,,,8m 红外范围内当波长增加时，灰体的光谱辐射力会( )。 a 持续增加 b持续减少 c 先增后减 d 先减后增 9、是否可以通过安置肋片来强化换热，主要取决于( )。 a 肋片材料 b 对流传热系数 c Bi 准则 d 肋高 10、流体强迫外掠平板时，边界层厚度会( )。 a一直增加 b 逐渐减小 c 先增后减 d 保持不变 二、名词解释 1 膜状凝结 2 傅立叶定律 3 强制对流 4 漫灰表面 5 格拉晓夫数Gr 三、简答题: 1、导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，若平壁两侧都给定第二类边界条件，问能否唯一地确定平壁中的温度分布? 为什么? 1 2、如图所示，在一个稳态、二维导热的温度场中划分网格，水平节点之间的间距为Δx，竖直节点之间的间距为Δy，导热系数为λ，粗黑线为边界，边界为绝热边界，请写出节点1和2的用于数值计算的节点方程。 3 2 1 5 4 3、某流体横掠平板，其热扩散率为a，运动粘度为ν，且a>ν，请画出流动边界层和温度边界层的发展规律，并说明为什么。 4、一换热器，重油从300?冷却到180?，而石油从20?被加热到150?，如换热器流动方式安排成(1)顺流;(2)逆流，问平均温差各为若干? 参考答案: 1、不会。因为稳态、无内热源的条件下，通过各个截面的热流量为常数，即只有一个边界条件。 t,tt,tyx,,41212、节点1: ，,0,,x2y2,, t,tt,tt,t,,yy325212 节点2: ,，,，,,x,0x2x2y,,,(完整版)传热学期末考试试题
传热学试卷(1)答案
传热学基础试题及答案
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