哈尔滨工业大学2008-2009学年春季学期《传热学》期末考试试题与答案
- 格式:doc
- 大小:263.00 KB
- 文档页数:5
2007~2008学年第一学期期末考试《传热学》试卷(A )一、基本概念 (本题每小题5分,共50分)1.写出牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
答:牛顿冷却公式的基本表达式: ()w f q h t t =-各物理量的定义为:q -对流换热的热流密度;h -对流换热系数;t w -固体的壁面温度;t f -流体温度。
2.什么叫温度场、 等温面、等温线? 答:物体中温度随时间和空间的分布关系称为温度场;温度场中同一瞬间温度相同的点的连线构成等温线,温度相同的点连成的面叫等温面。
3.Bi 准则数, Fo 准则数的定义及物理意义是什么? 答:/1/Bi h δλ=,其物理意义为物体的内部导热热阻与外部对流热阻的比值。
2a Fo lτ=,非稳态过程的无量纲时间,表征过程进行的深度。
4.显式差分方程的稳定性判据是什么?答:为保证显式差分方程离散后能够收敛,在时间步长和空间步长的选取上必须满足:对于内部节点21()2a Fo x τ∆∆=≤∆,对于边界节点必须满足12Fo Bi ∆∆≤+。
5.影响对流换热的主要因素有哪些?答:影响对流换热的主要因素有:流体流动的起因、流体有无相变、流体的流态、换热表面的几何因素和流体的物理性质。
6.对管内流和管外流, Re 准则数中的特性长度的取法是不一样的说明其物理原因。
答:雷诺准数是用来判定流体的流态和紊流度的重要参数,所以其特征长度的选取必须是对雷诺数的计算十分敏感,必须反映流通截面上的某些特性。
对于管内流动,流动速度和管内径限定了流动边界层的形成和发展,所以特征长度只能取内径。
而对管外流动,外部流速和外部尺寸限定了流动边界层的形成和发展,所以特征尺寸一般只能选取外部尺寸。
7.什么叫膜状凝结和珠状凝结? 答:如果凝结液体能很好地润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结;当凝结液不能很好地润湿壁面,凝结液在壁面形成一个个小液珠,这种凝结形式称为珠状凝结。
哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案一、解释下列名词(每小题2分,总共20分)1.复色波的相速度:复色波的等相位面的传播速度。
2.复色波的群速度:复色波的等振幅面的传播速度。
3.布儒斯特角:反射光为完全线偏振光时的入射角。
4.临界角角:光密介质到光疏介质出现全反射现象,产生全反射现象时的最小入射角称为临界角。
5.光的空间相干性:光源大小对条纹可见度的影响称为光的空间相干性。
6.光的时间相干性:光源非单色性对条纹可见度的影响称为光的时间相干性。
7.爱里斑:圆孔衍射中,中央亮斑称为爱里斑(爱里斑占入射在圆孔上能量的83%)。
8.瑞利判据:两个等强度波长的亮条纹只有当它们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的81%时,才能被分开。
9.晶体的光轴:在晶体中,光沿某方向传播时不发生双折射现象,该方向称为光轴。
10.光的色散:介质中的光速(或折射率)随光波波长变化的现象叫光的色散。
二、简答题(每小题4分,总共40分)1、如图所示,一平面简谐光波沿x方向传播,波长为l,设x=0点的相位j0=0,写出:(1)沿x轴光波的相位分布j(x);(2)沿y轴光波的相位分布j(y);(3)沿r方向光波的相位分布j(r)。
解:(1);(2);(3)2、利用布儒斯特定律,可以测定不透明电介质的折射率。
令测得釉质的起偏角为580,求它的折射率。
解:根据布儒斯特定律,将,代入,可得不透明电介质的折射率为。
3、观察尖劈形肥皂液膜所产生的彩色条纹时,为什么膜的上端的光泽变暗彩色消失时预示着肥皂膜即将破裂?解:尖劈形肥皂膜产生的干涉属于等厚干涉,其光程差。
由于重力作用,尖劈下方的膜将变厚,上方的膜将变薄。
当膜厚时,,此光程差满足干涉相消,所以膜变为黑暗色;当时,膜就裂开。
这就是肥皂膜破裂前由彩色变为黑暗色的缘故。
4、在牛顿环实验中,平凸透镜的凸面曲率半径5m,透镜半径为10mm,在钠光的垂直照射下(l=589纳米),能产生多少个干涉条纹?解:5、在杨氏双缝干涉实验装置中,假定光源是单色缝光源,当装置作如下几种改变时,试简单描述屏上的干涉条纹的位置或间距将会怎样变化?(1)将光源向上或向下平移;(2)将整个装置放入水中。
哈尔滨工业大学《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。
《传热学》试题库四、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/(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))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 =)(0mH 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。
《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。
2007~2008学年第一学期期末考试《传热学》试卷(A )一、名词解释(4’×5=20’)1、Heat Conduction :2、Fin Efficiency :3、Velocity Boundary Layer :4、珠状凝结:5、黑体:二、填空题(4’×7=28’)1、房间内有一个充满咖啡的封闭容器,房间的空气和墙的温度固定不变,图1中给出了所有对咖啡冷却起作用的传热过程,分别说明以下传热过程(传热对象和传热方式),如q1表示从咖啡到塑料内壳内表面的自然对流换热过程。
q2: q3: q5: q7:2、有一水冷器,空气侧表面传热系数h1=20W/(m2·K),传热壁面厚δ=1mm ,导热系数λ=200W/(m ·K),水侧表面传热系数h2=5000W/(m2·K)。
设传热壁可以看作平壁,则该传热过程中气到水的总传热系数为 ,为了强化这一传热过程应先从 环节着手?空气层q13、图2-a 中厚度为δ的单层平壁,两侧温度分别维持在t1及t2,t1>t2,平板材料导热系数呈线性变化,即λ=a+bt (其中a,b 为常数)。
假定无内热源。
图2-a 中画出该平壁内的温度分布曲线,由此可知b 0。
(>,=,<)图2-b 所示双层平壁中,导热系数λ1,λ2为定值,假定过程为稳态,试分析图中曲线1所对应的λ 1 λ2。
(>,=,<)4、无内热源常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为t=2y 2cosx ,它在x =O,y=1处的温度随时间的变化率可表示为 。
5、示出了常物性有均匀内热源Φ二维稳态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 。
6、在一台缩小成为实物1/10的模型中,用20℃的空气来模拟实物中平均温度为200℃空气的加热过程。
实物中空气的平均流速为6.03m/s ,则模型中的流速应为 ? 干空气物性参数如下表所示。
开卷 120分钟 100分一、 判断哪些论断是正确的,哪些是错误的,在A 、B 、C 、D 上划“√”或“ ”。
要求全划,不划不得分。
每题4分。
(8分) 1、ε=αA 、适用于漫灰表面B 、当与环境温度平衡时适用于任何表面C 、当环境为黑体时适用于任何表面D 、适用于任何表面 (答案:A ) 2、对绝热表面A 、本身辐射=有效辐射B 、有效辐射=投射辐射C 、吸收辐射=本身辐射D 、反射辐射=投射辐射 (答案:B ) 二、 相似准则1、写出下述相似准则的定义式 (3分) B i =(h δλ) F 0 =(2a τδ)G r =(32gl tαν∆) P r =(aν)Re =(ulν) Nu =(hlλ)St =(p huc ρ) 2、水平圆管与气体自然对流放热公式为 (3分) Nu=0.13 ( G r ·P r ) 1/3给下列比例关系中各物理量添上正确的幂次 α~d·△t · Cp ρ∙ ·λ·μ (01313223113~p h d t c ρλμα-⋅∆⋅⋅⋅⋅⋅) 三、 基本概念与公式1、 已知圆管中的速度分布与温度分布,写出其断面平均温度的表达式(3分)(答案:Au t t dA u=⋅⋅⎰⎰,其中Au u dA =⋅⎰⎰)2、一平板置于X-Z 座标下如图。
流体由左侧横向冲刷,写出该座标下平板边界层的动量方程与能量方程 (4分)x z(答案:动量方程:22u u u u v z x x ν∂∂∂+=∂∂∂;能量方程:22t t tu v a z x x∂∂∂+=∂∂∂)3、 写出导热问题第三类边界条件的表达式,并在所用符号上打“√”表示已知量,打“?”表示未知量 (2分) (答案:()f s sth t t n λ∂-=-∂,已知量:f t ,h ,λ。
未知量:t ) 4、 圆管内、外径为d 1 ,d 2 ,内壁热流密度为q 1 ,外壁热流密度为q 2 ,单位管长热流为q L,给出q2与qL的因次及它们之间的关系式(3分)(答案:[]22q W m ⎡⎤=⎣⎦,[][]l q W m =,222l q r q π=⋅)5、 根据下述提示简述边界层理论的五个主要内容,α、尺度,b 、速度梯度,c 、发展过程,d 、整个流场分区情况,e 、边界层内压力分布特点,为什么边界层理论有巨大实用价值? ( 8分 )(答案:a 、边界层的厚度很薄,故尺度很小;b 、法向速度梯度很大,故粘滞力很大;c 、边界层流态分层流和紊流,紊流边界层紧靠壁处仍将是层流,称层流底层;d 、流场可划分为主流区和边界层区,只有在边界层内才显示流体粘性的影响。
哈尔滨工业大学2008-2009学年春季学期期末考试试题与答案一、解释概念【5-1】名词解释:流动边界层解:固体壁面附近流体,由于粘性导致速度急剧变化的薄层称为流动边界层(速度边界层)。
【6—1】名词解释:定性温度解:用以确定特征数中流体物性的温度称为定性温度。
【8-1】名词解释:辐射力解:辐射力是指单位时间、单位面积的辐射表面向半球空间所有方向所发射的全部波长的总能量,其单位为W/m 2。
【8—1】名词解释:灰体解:光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体.二、分析论述与回答问题【2-1】写出傅里叶导热定律表达式,并说明式中各量和符号的物理意义.解:tq gradt n nλλ∂=-=-∂。
其中q 是热流密度矢量;λ是导热系数,它表示物质导热体本领的大小;gradt 是空间某点的温度梯度;n 是通过该点的等温线上的法向单位矢量,指向温度升高的方向,“﹣”号表示热量沿温度降低的方向传递.【6-1】写出努谢尔数Nu 与毕渥数Bi 表达式并比较异同。
解:从形式上看,Nu 数hl Nu λ⎛⎫=⎪⎝⎭与Bi 数hl Bi λ⎛⎫= ⎪⎝⎭完全相同,但二者的物理意义却不同.Nu 数中的λ为流体的导热系数,而一般h 未知,因而Nu 数一般是待定准则.Nu 数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度,它表示流体对流换的强弱。
而Bi 数中的λ为导热物体的导热系数,且一般情况下h 已知,Bi 数一般是已定准则。
Bi 数的物理意义是导热体内部导热热阻()/l λ与外部对流热阻()/l h 的相对大小.【8—1】 “善于发射的物体必善于吸收”,即物体辐射力越大,其吸收比也越大。
你认为对吗?为什么?解:基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件:物体与辐射源处于热平衡,辐射源为黑体.也即物体辐射力越大,其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大,善于发射的物体,必善于吸收同温度下的黑体辐射.所以上述说法不正确。
【2—1】厚度等于δ的常物性无限大平板,初始温度均匀为0t ,过程开始后,左侧有一定热流密度w q 的热源加热,右侧与低温流体f t 相接触()0f t t >,表面传热系数h 等于常数,所有物性参数已知,写出该导热问题的数学描写(述).解:这是一个沿平板厚度方向的一维非稳态导热问题,其微分方程、边界及初始条件为:微分方程:t pcx x λτ∂∂∂⎛⎫= ⎪∂∂∂⎝⎭。
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 (C )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()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. 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. 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。
12. 一般来说,紊流时的对流换热强度要比层流时强。
13. 导热微分方程式的主要作用是确定温度分布。
14. 当 d 50 时,要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。
15. 一般来说,顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。
传热学试题一、单项选择题(每小题 2 分,共 20 分)1. 在锅炉的炉墙中:烟气内壁外壁大气的热过和序为 : ()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 () 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()A.=1B. >1C. <1D. =04. 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. 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()A. 空气B. 水C. 油D. 钢板6.Gr 准则反映了()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()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()A. 减小B. 不变C. 套管式换热器D. 无法确定9. 下列哪种设备不属于间壁式换热器()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()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二、填空题(每小题 2 分,共 20 分)1. 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 ___________ 。
2. 已知一灰体表面的温度为 127 ,黑度为 0.5 ,则其车辆射力为____________ 。
3. 为了达到降低壁温的目的,肋片应装在 ________ 一侧。
4. 灰体就是吸收率与 ________ 无关的物体。
2007-2008学年第一学期《传热传质学》期末考试试卷1. 概念题(35分,每题5分)① 写出Nu 、Bi 的准则数表达式,并解释Nu 、Bi 数的物理意义及其不同之处。
努赛尔数λhlNu =,物理意义为近壁面流体的无量纲温度梯度,表示对流换热的强弱。
毕渥数 λδh Bi = 或 λhlBi =,物理意义为导热物体内部导热热阻与外部对流换热热阻的相对大小。
Nu 数中λ为流体的导热系数,一般对流换热系数h 未知,Nu 为待定准则数; Bi 数中λ为导热固壁的导热系数,一般对流换热系数h 为已知量,Bi 为已定准则数。
② 强制对流和自然对流分别存在哪两种流动形态?判断强制对流和自然对流流动形态的准则数分别是什么?流动形态主要分为层流和湍流(紊流);强制对流的流动形态判断准则数为雷诺数νul=Re ,自然对流的流动形态判断准则数为格拉晓夫数23ναtl g Gr ∆=。
③ 试说明在相变对流换热中,产生凝结换热和沸腾换热的必要条件。
产生凝结换热的必要条件:壁面温度小于蒸汽的饱和温度,s w t t <; 产生沸腾换热的必要条件:液体的饱和温度小于壁面温度,s w t t >。
④ 简述维恩位移定律,并由此分析为何炼钢时随着温度的升高,钢锭表面颜色由暗红逐渐变白?维恩位移定律:黑体的最大光谱辐射力对应的波长与温度成反比(或黑体的最大光谱辐射力对应的波长与温度的乘积等于常数)。
mK T m 3108976.2-⨯=λ实际物体的光谱辐射力随波长的分布规律与黑体基本一致。
根据维恩位移定律,炼钢时随着温度T 的增加,热辐射中最大光谱辐射力对应的可见光波长向短波移动,即钢锭表面的颜色由暗红逐渐变白。
⑤ 试分别指出下列基尔霍夫定律表达式的应用层次及其成立的条件。
)()(),,(),(T T T T αελαλε==),(),(T T λαλε=:描述的是半球空间光谱发射率与光谱吸收比的关联,成立条件为辐射表面具有漫射特性,即为漫射表面;)()(T T αε=:描述的是半球空间(全波段)发射率与吸收比的关联,成立条件为与黑体处于热平衡或辐射表面是具有漫射特性的灰体表面(漫灰表面)。
传热学期末考试试题一、名词解释1、传热:是指热量从高温物体向低温物体传递的过程。
2、导热系数:反映材料导热性能的物理量,数值上等于单位温度梯度下,单位时间内通过单位面积的热量。
3、热阻:表示热量传递过程中的阻力,是传热过程中难以逾越的障碍。
4、对流传热:是指流体与固体表面之间的热量传递过程。
5、热辐射:是指物体以电磁波的形式向外传递热量的过程。
二、选择题1、下列哪个选项不属于传热的三种基本方式?()A.导热B.对流传热C.热辐射D.摩擦生热2、下列哪个物质的导热系数最高?()A.水B.空气C.金属D.木材3、下列哪个效应不属于热辐射?()A.太阳辐射B.物体表面散热C.微波炉加热食物D.红外线烤灯照射4、下列哪个传热过程中,热阻最大?()A.导热B.对流传热C.热辐射D.接触传热5、下列哪个物质的导热系数最低?()A.水B.空气C.金属D.木材三、简答题1、请简述传热的三种基本方式及各自的特点。
2、请解释为什么水的导热系数比空气高。
3、请说明对流传热的物理机制和影响因素。
4、请解释热辐射的物理机制和特点。
5、请简述接触传热的原理和影响因素。
金融学期末考试试题一、选择题(每题1分,共20分)1、在金融市场上,以下哪个选项不是货币市场的特点?A.交易期限短B.资金流动性强C.风险高D.资金借贷量大2、下列哪一项不是长期债务的特点?A.偿还期限较长B.利率较高C.流动性较差D.违约风险较大3、下列哪一项不是金融衍生品的主要功能?A.价格发现B.投机C.风险管理D.资产配置4、下列哪一项不是影响股票价格的主要因素?A.公司财务状况B.市场供求关系C.经济周期D.政策法规5、下列哪一项不是金融市场的参与者?A.政府部门B.企业C.个人投资者D.中央银行6、下列哪一项不是债券的风险?A.利率风险B.信用风险C.流动性风险D.汇率风险7、下列哪一项不是金融市场的功能?A.资金融通B.价格发现C.资源配置D.经济调节8、下列哪一项不是影响汇率的主要因素?A.国债收益率差B.经济实力对比C.贸易不平衡D.政治稳定性9、下列哪一项不是企业融资的方式?A.股权融资B.债务融资C.内部融资D.外部融资10、下列哪一项不是金融创新的作用?A.提高金融效率B.降低金融风险C.推动经济发展D.增加金融市场复杂性二、简答题(每题5分,共30分)11.请简述金融市场的定义及其构成要素。
传热学期末考试题及答案一、选择题(每题4分,共20分)1. 热量传递的基本方式有哪几种?A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. A、B、C答案:D2. 以下哪种材料的导热系数最低?A. 铜B. 铝C. 木材D. 玻璃答案:C3. 根据牛顿冷却定律,物体表面温度与周围环境温度之差越大,冷却速率:A. 越快B. 越慢C. 无关D. 先快后慢答案:A4. 以下哪种情况下的热辐射是黑体辐射?A. 表面是完美反射体B. 表面是完美吸收体C. 表面是透明体D. 表面是半透明体答案:B5. 传热的基本方程式是:A. Q = mcΔTB. Q = kA(ΔT/L)C. Q = hA(ΔT)D. Q = mcΔP答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 在稳态导热中,热流密度与温度梯度的比值称为_______。
答案:导热系数2. 热对流的驱动力是_______。
答案:温度差3. 根据斯特藩-玻尔兹曼定律,黑体辐射的总辐射功率与其绝对温度的四次方成正比,其比例系数为_______。
答案:斯特藩-玻尔兹曼常数4. 热交换器中,流体的流动方式有并流、逆流和_______。
答案:交叉流三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述热传导的基本原理。
答案:热传导是指热量通过物质内部分子、原子或自由电子的碰撞和振动传递的过程,不需要物质的宏观位移。
2. 描述热对流与热传导在传热过程中的主要区别。
答案:热对流是指流体内部温度不同的各部分之间发生相对运动时,热量伴随流体的宏观位移而传递的过程。
热传导则不涉及流体的宏观位移,仅通过分子间的相互作用进行热量传递。
3. 什么是热辐射?它与热传导和热对流有何不同?答案:热辐射是物体因温度而发射电磁波的过程,不需要介质即可传递热量。
与热传导和热对流不同,热辐射可以在真空中进行。
四、计算题(每题15分,共30分)1. 一个长为2米的铜棒,其横截面积为0.01平方米,两端温度分别为100°C和20°C。
传热学试题第一章概论一、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。
传热学试题第一章概论一、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。
传热学试题库及参考答案《传热学》试题库及答案第一章概论名词解释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。
填空题热量传递的三种基本方式为、、。
(热传导、热对流、热辐射)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)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)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。
《传热学》课程期末试卷卷A一、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.物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程为。
(稳态传热过程)3.如果温度场随时间变化,则为。
(非稳态温度场)4.已知导热系数为1 W/(m·K),平壁厚0.02m,,其热阻为。
(热阻为0.02m2.K/W)5.导热基本定律是_____定律,可表述为。
(傅立叶,)6.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)7.第一类边界条件是。
(给定物体边界上任何时刻的温度分布)8.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。
)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.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)二、基本概念题1.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。
2.凝结换热: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。
3.黑体:吸收率等于1的物体。
4. 肋壁总效率:肋侧表面总的实际散热量与肋壁 测温度均为肋基温度的理想散热量之比。
5. 大容器沸腾:高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。
三、 分析题1. 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 =)(0mH 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。
哈尔滨工业大学2008-2009学年春季学期期末考试试题与答案
一、解释概念
【5-1】名词解释:流动边界层
解:固体壁面附近流体,由于粘性导致速度急剧变化的薄层称为流动边界层(速度边界层)。
【6-1】名词解释:定性温度
解:用以确定特征数中流体物性的温度称为定性温度。
【8-1】名词解释:辐射力 解:辐射力是指单位时间、单位面积的辐射表面向半球空间所有方向所发射的全部波长的总能量,其单位为W/m 2。
【8-1】名词解释:灰体
解:光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体。
二、分析论述与回答问题
【2-1】写出傅里叶导热定律表达式,并说明式中各量和符号的物理意义。
解:t q gradt n n
λλ
∂=-=-∂。
其中q
是热流密度矢量;λ是导热系数,它表示物质导热体本领的大小;
gradt 是空间某点的温度梯度;n
是通过该点的等温线上的法向单位矢量,指向温度升高的方向,“﹣”号表示热量沿温度降低的方向传递。
【6-1】写出努谢尔数Nu 与毕渥数Bi 表达式并比较异同。
解:从形式上看,Nu 数hl Nu λ⎛⎫=
⎪⎝⎭与Bi 数hl Bi λ⎛
⎫= ⎪⎝
⎭完全相同,但二者的物理意义
却不同。
Nu 数中的λ为流体的导热系数,而一般h 未知,因而Nu 数一般是待定准则。
Nu
数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度,它表示流体对流换的强弱。
而Bi 数中的λ为导热物体的导热系数,且一般情况下h 已知,Bi 数一般是已定准则。
Bi 数的物理意义是导热体内部导热热阻()/l λ与外部对流热阻()/l h 的相对大小。
【8-1】 “善于发射的物体必善于吸收”,即物体辐射力越大,其吸收比也越大。
你认为对吗?为什么?
解:基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件:物体与辐射源处于热平衡,辐射源为黑体。
也即物体辐射力越大,其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大,善于发射的物体,必善于吸收同温度下的黑体辐射。
所以上述说法不正确。
【2-1】厚度等于δ的常物性无限大平板,初始温度均匀为0t ,过程开始后,左侧有一定热流密度w q 的热源加热,右侧与低温流体f t 相接触()
0f t t >,表面传热系数h 等于常数,所有物性参数已知,写出该导热问题的数学描写(述)。
解:这是一个沿平板厚度方向的一维非稳态导热问题,其微分方程、边界及初始条件为:
微分方程:t pc
x x λτ∂∂∂⎛⎫
= ⎪∂∂∂⎝⎭。
初始条件:00,(,0)t x t τ==。
边界条件:0
0,,[(,)]w x x t t x q x h t t x
x
δ
λ
δλ
δτ∞==∂∂=-==-=-∂∂;。
【4-1】如图所示,一个二维稳态导热物体,其导热系数λ为常数,右侧平直边界面与环境同时发生对流与辐射换热,其表面发射率为ε。
环境可看作无限大空间,温度为T ∞、边界面的表面传热系数为h 。
试建立数值求解边界节点温度,M n T 的离散方程。
解:可采用热平衡法或有限差分法离散。
以热平衡法为例:
0e w n s Φ+Φ+Φ+Φ=
其中,1,,()/e M n M n t t y x λ-Φ=-⋅∆∆
,1,,1,44,,()/2()/2()[(273)(273)]n M n M n s M n M n w M n M n t t x y t t x y
h t t y t t y
λλεσ++∞∞Φ=-⋅∆∆Φ=-⋅∆∆Φ=-⋅∆++++⋅∆
整理得到边界节点(M, n )的稳态导热离散方程:
4,, (273)M n M n y x h y t y t x
y λλεσ⎛⎫∆∆+∆+⋅+∆+ ⎪∆∆⎝⎭
41,,1,1()(273)2M n M n M n y x
t h yt t t y t x y
λ
λεσ-∞+-∞∆∆=+∆+++∆+∆∆
【5-1】对于流体外掠平板的流动,试利用数量级分析的方法,从动量方程
22u u u u v x y y
υ∂∂∂+=∂∂∂
引出边界层厚度的如下变化关系式:/x δ 解:由外掠平板的流动的动量微分方程:
22u u u
u v x y y
υ∂∂∂+=∂∂∂
由于,,|u u x x y δ∞ ,而由连续性方程:
0 u u x y
u v x δ
∞∂∂+=∂∂
可知|u v x
δ∞
,因此,动量微分方程式中个项的数量级如下: 22
2
| u u u u v x y y
u u u u u x x υδυδδ∞∞∞∞
∞∂∂∂+=∂∂∂
在边界层内,粘性力项与惯性力项具有相同数量级,即:22
u u
x υδ∞∞ 。
即:
|2
2
x
x u δυ
∞。
因此有:
/x δ
【9-1】表面2的辐射换热量1,2Φ;(2)半球表面的温度3T 表达式。
(要求:画出网络图、标出各项辐射热阻、求出角系数)
解:
(1)画出给辐射换热系统的热网络图,如图所示。
由几何结构可知,1,20X =,1,32,31X X ==。
因此,12s R =∞。
又表面1为黑体,则:
10w R =、11b J E =。
由表面3绝热可知,30w R ≠,33b J E =。
于是,该辐射换热网络图可化简为:
其中,4
4
22112222
22212(1)
b b w E T E T R A R
εεσσεπε--===
=,,; 1323
22
131
2321212
s s R R X A R X A R ππ=
=
==,。
由上述辐射换热网络图可知:
2441221212132322
()
22b b s s w E E R T T R R R σπεε--Φ=
=+++, (2)由33b J E =得:1
4
33(/)|T J σ=。
又121313()b s E J R Φ=-,。
所以有:
1/4
441/4
12231121,32[()/]
1b s T T T E R εσε⎡⎤+=-Φ=⎢⎥
+⎣⎦
,。
【10-1】如图所示,复合平壁用两种材料制成,导热系数分别为A λ和B λ,厚度为A δ为
B δ,平壁面积为B ,两侧分别有冷热流体流过,11,t t '''代表热流体入、出口温度,2
2,t t '''代表冷流体入、出口温度,1h 和2h 分别代表热、冷流体侧的表面传热系数。
求:
(1)此传热过程的传热系数K 。
(2)通过平壁的传热量Φ。
解: (1)12
1
11A B A B K h h δδλλ=
+++。
(2)1
2121212
12()()1
|
11ln m A B A B t t t t KA t A t t h h t t δδλλ''''''---Φ=∆=
⎛⎫'''-+++
⎪'''-⎝⎭。