武汉科技大学2019年工程传热学(A卷答案)

传热学答案(共10页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-1.某平壁燃烧炉是由一层耐火砖与一层普通砖砌成，两层的厚度均为100mm ，其导热系数分别为（m ·℃）及（m ·℃）。

待操作稳定后，测得炉膛的内表面温度为700℃，外表面温度为130℃。

为了减少燃烧炉的热损失，在普通砖外表面增加一层厚度为40mm 、导热系数为（m ·℃）的保温材料。

操作稳定后，又测得炉内表面温度为740℃，外表面温度为90℃。

设两层砖的导热系数不变，试计算加保温层后炉壁的热损失比原来的减少百分之几解：加保温层前单位面积炉壁的热损失为1S Q ⎪⎭⎫ ⎝⎛此时为双层平壁的热传导，其导热速率方程为：22447.01.09.01.01307002211311=+-=+-=⎪⎭⎫⎝⎛λλb b t t S Q W/m 2加保温层后单位面积炉壁的热损失为2⎪⎭⎫⎝⎛S Q此时为三层平壁的热传导，其导热速率方程为：2332211412W/m 7060600407010901090740=++-=++-=⎪⎭⎫⎝⎛......b b b t t S Q λλλ故加保温层后热损失比原来减少的百分数为：%.%%S Q S Q S Q 56810022447062244100121=⨯-=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛2. 在外径为140mm 的蒸气管道外包扎保温材料，以减少热损失。

蒸气管外壁温度为390℃，保温层外表面温度不大于40℃。

保温材料的λ与t 的关系为λ=+（t 的单位为℃，λ的单位为W/（m ·℃））。

若要求每米管长的热损失Q/L 不大于450W/m ，试求保温层的厚度以及保温层中温度分布。

解：此题为圆筒壁热传导问题，已知：r 2= t 2=390℃ t 3=40℃ 先求保温层在平均温度下的导热系数，即143.024********.01.0=⎪⎭⎫⎝⎛++=λW/（m ·℃）（1）保温层温度 将式（4-15）改写为()L Q t t r r /2ln3223-=πλ ()07.0ln 45040390143.02ln 3+-⨯=πr得 r 3=故保温层厚度为b =r 3－r 2=－==71mm（2）保温层中温度分布 设保温层半径r 处的温度为t ，代入式（4-15）可得()45007.0ln390143.02=-⨯r t π解上式并整理得t =－501ln r －942计算结果表明，即使导热系数为常数，圆筒壁内的温度分布也不是直线而是曲线。

《传热学》A卷闭卷站点：专业年级：姓名：学号：一、单项选择题（每小题2分，共20分）1．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为（）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．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3．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4．对流换热系数为1000W/（m2•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/m2B.6×104 W/m2C.7×104 W/m2D.5×104 W/m25．空间辐射热阻与_________无关。

（）A．表面尺寸B．表面粗糙度C．表面间的相对位置D．表面形状6. 当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结换热系数与竖放时相比，( )A. 横放时小B. 横放时大C. 与横竖放无关D. 无法比较7．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）A.热对流B. 对流换热C.复合换热D.导热8. 下述哪种气体可以看作热辐射透明体(τ=1的气体)? ( )A. 二氧化碳B. 空气C. 水蒸汽D. 二氧化硫气体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．高温过热器常采用_________布置方式。

（）A．顺流B．顺流和逆流混合C．逆流D．顺流和交叉流混合二、填空题(每小题2分，共20分)1. 已知一换热过程的温差为100℃，热流量为10kW，则其热阻为____________。

2.为了达到降低壁温的目的，肋片应装在一侧。

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-学习指南一、概念题1.夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。

试从传热的观点分析原因。

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？以暖气片管内走热水为例。

3.利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大?4.导热系数的定义？5.写出傅里叶定律的一般表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。

6.管内强制对流换热的强化机理和手段。

7.试简述强化凝结换热的原则和途径。

8.影响沸腾换热的因素有哪些？9.空气横掠管束时，沿流动方向管排数越多，换热越强，面蒸气在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管束排数越多，换热强度降低。

试对上述现象做出解释。

10.为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的办法，但发现效果并不显著，试分析原因。

11.热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。

经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。

试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大?为什么?12.有一台钢管换热器，热水在管内流动，空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。

有人提出，为提高冷却效果，采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。

请你评价这一方案的合理性。

二、计算题1.平壁与圆管壁材料相同，厚度相同，在两侧表面温度相同条件下，圆管内表面积等于平壁表面积，如图所示，试问哪种情况下导热量大？(a)平板 (b)圆管图1 题1示意图2. 导热系数分别为1λ＝0.08W ／(m·K)，2λ＝0.03W ／(m·K)的材料，其厚度分别为2mm 和1mm ，中间紧夹有一层厚度可以不计的加热膜．加热膜温度维持在60℃。

材料1一侧维持在1t ＝30℃的温度，材料2的一侧的温度f t ＝20℃，表面传热系数h ＝50W ／(m 2·K)的气流相通，如图所示。

假定过程为稳态，试确定加热膜所施加的热流密度大小。

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总复习题基本概念 :•薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体的温度，则该物体称为 -——-.•传热：由热力学第二定律，凡是有温差的地方，就有热量自发地从高温物体向低温物体转移，这种由于温差引起的热量转移过程统称为 --——-—。

•导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时，发生的热量传输的现象。

物体各部分之间不发生相对位移，仅依靠物体内分子原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递成为热传导简称导热•对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象。

由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互渗混所导致的热量传递过程•对流换热：指流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为——--—-。

•强制对流：由于外力作用或其它压差作用而引起的流动 .•自然对流 : 由于流体各部分温度不同 , 致使各部分密度不同引起的流动 .•流动边界层：当具有粘性的流体流过壁面时，由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零，而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度。

哈尔滨工程大学本科生考试试卷（2012年秋季学期）课程编号：03050020课程名称：传热学（期终 A一、（10分）如图1所示的墙壁，其导热系数为 50W /（m K ），厚度为100mm , 所处外界温度20C,测得两侧外壁面温度均为100C,外壁面与空气的表面传热 系数为h 为125W/（m 2 K ）,壁内单位体积内热源生成热为 & ,假设墙壁内进行 的是一维稳态导热，求 &及墙壁厚度方向温度分布t （x ） ?d 2t2&0 (1)(2 分)dx边界条件为：x 0,dl 0；x 50mm,plxdxh(t w t f ) (2)(1 分)由（1）式积分得：一dx&—x C ] (3)由x 0处边界条件得G 0 （1分）对（3）式积分得：t& 2x C (4) 2(1 分)由x =50mm 时， 吏~dx 二 h(t w x 50t f ) （1分）导热微分方程为:可得：(&= h(t w t f )/x=125 (100 20)/0.05 =2 105(W/m 3) (1 分)图1解：由于对称性只研究墙壁厚度的一半即可,则得： 5C 2100 ” 2 X0.052=105 C（1分）,则壁厚方向温度分布：t （x ） 105 2000x 2 （1分）二、（10分）为20E 的空气，以10m/s 的速度纵向流过一块长200mm ,温度60C 的平板。

求离平板前沿50mm,100mm 处的流动边界层和热边界层厚度。

并求得 平板与流体之间的换热量。

（平板宽为1m ）表1空气的热物理性质t/C 106 /m 2/s/ W/（m • Pr 30 16.00 0.0267 0.701 40 16.96 0.0276 0.699 50 17.950.02830.698准则关联式：Nu 0.664Re 12Pr 13 层流；Nu （0.037 Re 45 871）Pr 13 湍流50mm 处100mm 处由（4）式，x =50mm 时，t wx 2 c 2 =100 C , （1 分）2边界层厚度:流动边界层与热边界层之比:-Pr 13t解：定性温度t f（20 60）/2 40 °C（1分） Re誇和“8105层流（1分）1.46 10 3m1Pr 310.6993（2分）1.29 10 3mtPr 3 0.69931.82 10 3mNu 1/21/30.664Re Pr5 0.664 1.18 101/2 1/30.699202.4（2分）0.02762h Nu202.4 27.9W/ mK（1l 0.2hA t w t f 27.9 0.2 1 （60 20） 223.5W（1分）水以 2m/s 的流速流过长为 8m 的直管， 入口温度为 20C, 出口温、（10 分） 度为40C ，管内径d = 20mm ,求对流换热系数和平均管壁温度 表2水的热物理性质55 . 16.96 10 60.05〔02.06 5 （2分） 1o10 3m5二 11696 10 6 0110t/C106/m 2/s / W/(m K) Pr /kg/m 3 C p / kJ/(kg K) •20 1.006 0.599 7.02 998.2 4.183 30 丁0.805 0.618 P 5.42 995.7 4.174 40 0.659 0.635 4.31 992.2 4.174 50 0.556 0.6483.54988.14.174 解：定性温度 t f (20 40)/2 30 (1分)t w t f t 30 13 43 C ,四、（10分）如图2所示，半球表面是绝热的，底面一直径 d=0.3m 的圆盘被分 为1、2两部分。

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 2B.6×104 W/m 2C.7×104 W/m 2D.5×104 W/m 24．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<r 2)的导热问题中，稳态时有（ ）。

A. 21r r r r dr dt dr dt==>B.21r r r r dr dt dr dt ==<C.21r r r r dr dt dr dt ===5．黑体的有效辐射____其本身辐射,而灰体的有效辐射（ ）其本身辐射。

A ．等于 等于 B.等于 大于 C.大于 大于 D.大于 等于6．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. 0.5B. 0.65C. 0.15D. 0.357.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8．当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在（ ）会最有效。

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。

2019年武汉科技大学849工程传热学考研真题（A卷）(总分：150.00，做题时间：180分钟)一、填空题(总题数：8，分数：16.00)1.三种基本的热传递方式是热传导、________和________。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：热对流、热辐射）解析：2.大多数纯金属的热导率随温度的升高而________，大部分合金的热导率随温度的升高而________。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：减小、增大）解析：3.对多层等厚度圆筒壁传热，通过每层的热流密度________，通过每层单位管长的热流密度________。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：不相等、相等）解析：4.发生相变的传热过程可分为________传热和________传热。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：凝结、（液体）沸腾）解析：5.牛顿冷却定律适用于________传热，兰贝特余弦定律适用于________传热。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：对流、辐射）解析：6.导热和对流传热的传热速率与温度差的________次方成正比，而热辐射的传热速率与温度差的________次方成正比。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：一、四）解析：7.可见光的光谱一般为________微米，太阳光的光谱一般为________微米。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：0.38-0.76、0.2-3）解析：8.土壤温度场具有的两种特性为：________和________。

（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：衰减、延迟）解析：二、名词解释(总题数：4，分数：20.00)9.综合温度（分数：5.00）___________________________________________________________ _______________________________正确答案：(工程上把室外空气与太阳辐射两者对围护结构的共同作用，用一个假想的温度来衡量，这个温度就叫综合温度。

武汉科技大学816工程热力学2019年度研究生入学试题A卷标准答案姓名：报考专业：准考证号码：密封线内不要写题2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题答案科目名称：工程热力学（ A 卷□B 卷）科目代码：816考试时间： 3 小时满分 150 分可使用的常用工具：□无计算器直尺□圆规（请在使用工具前打√）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。

一、名词解释（共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分） 1、（6分）压缩因子答：压缩因子Z =pv /(R g T )。

Z 值偏离1的大小，反映了实际气体对理想气体性质偏离的程度。

2、（6分）露点答：露点t d 是在一定p v 下（指不与水或湿物料相接触的情况），未饱和湿空气冷却达到饱和湿空气，即将结出露珠时的温度。

3、（6分）含湿量答：含湿量d 为1kg 干空气所带有的水蒸气质量。

二、填空题（共 2 小题，每空 1 分，共 32 分）1、（12分）分析下图中的四个区域，填写“正”或“负”。

○1区域：d W 为____，d W t 为____，d Q 为____。

○2区域：d W 为____，d W t 为____，d Q 为____。

○3区域：d W 为____，d W t 为____，d Q 为____。

○4区域：d W 为____，d W t 为____，d Q 为____。

答：○1正、正、正；○2正、正、负；0.25MPa ，试求喷管出口截面积。

空气可当双原子气体处理，κ=1.4，临界压力比v cr =0.528。

解：()()()22P 0f 0g 2Ma 10.5 1.41Ma=11 1.0522c T T c T c T R Tκκ--?-==+=+= 0360342.86K 1.05 1.05T T === ()()f P 0287 1.4=2=2360342.86=185.56m/s 1.41c c T T ?-?-- 1.411.41650010.610 5.05810Pa 1.05T p p T κκ--==??=? ?g 35287342.860.1945m /kg 5.05810R T v p===? 3f m 2.510185.56=2.385kg/s 0.1945Ac q v -??==65cr 05cr b 2cr 65b 0.5280.5280.610 3.16810Pa 3.16810Pa 0.2510 2.510Pa p p p p p p p ?=?=??=>?==??=?=11.412 1.4200=3600.528=299.95K p T T p κκ--??=? ?()()f2P 02287 1.4=2=2360299.95=347.33m/s 1.41c c T T ?-?-- g 23252287299.950.2717m /kg 3.16810R T v p ?===? 32m 22f2 2.3850.2717=1.865710m 347.33q v A c -??==? 4、（20分）某压水堆二回路循环采用一次抽汽加热给水，循环抽象简化为下图所示，若新蒸汽为饱和蒸汽且p 1=7MPa ，抽气压力p 4=0.7MPa ，凝汽器维持p 2=0.007MPa ，忽略水泵功，试求（1）抽气量α；（2）循环热效率η；（3）耗气率d 。

《传热学》试卷答案A 卷一、填空题（每空2分，共10分）1、 单色吸收率与波长无关的物体，即α==)(λα常数2、前者为流体导热系数，而后者为固体导热系数3、减小5、自身辐射 反射辐射二、简答题（每题6分，共36分）1、1.0<Bi ，即导热固体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻，物体内部温度趋于一致。

2、稳态导热 热流量相等即21q q = 因为 21t t ∆<∆ 所以 21λλ<3、应加在空气侧。

因为空气侧传热热阻较大，将肋片加在热阻较大侧可以较大幅度减小传热热阻，提高传热性能。

4、ν/Re ul =，表征流体流动时惯性力与粘滞力的相对大小a v /Pr =，反映流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小23/v tl g Gr ∆=，表征浮升力与粘滞力的相对大小5、由于骑摩托车风速较大，对流传热系数相对也较大，增加了人体的散热量，故感觉较冷。

而带上手套和护膝相当于增加了人体对空气的传热热阻，减小了人体的散热量。

6、三、计算题（共4小题，共计54分） 1、(本题12分)解：43)(222004010302=⋅∆⋅∆+-⋅∆+∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅+∆-⋅∆⋅∞v q y x t t y x h y t t x x t t y y t t x x t t y λλλλδλδλ2211tt ∆=∆km W t t A Q K ⋅====221/2485.00238.41)((1)(2)2、(本题12分)解：毕渥值B i =hR/(λ)=240×0.05/(400)=0.03<0.1 所以可采用集总参数法 θ=θ0exp(-hA τ/ρcV)即：30-20=(100-20)exp(-240×3τ/(ρcR))10=80 exp(-720τ/(8000×380×0.05))代入得：τ=439秒3、(本题15分)解：管内强迫流动换热在常热流边界条件下的定性温度为进出口截面流体平均温度的算术平均值，即t f = (20+40)/2=30℃。