传热学简答题 -回复

传热学试题库含参考答案（2）

《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?

热阻：反映阻止热量传递的能力的综合参量。

肋效率：征肋片散热的有效程度。肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下得散热量之比。

接触热阻：在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气，与两个固体便面完全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。

换热器的污垢热阻：换热器在运行中积起的垢层的导热阻力，它所表现出来的一个当量的热阻值。491

导热系数：物体中单位温度降单位时间通过单位面积的导热量。

热边界层及厚度：在对流传热条件下,主流与壁面之间存在着温度差,在壁面附近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈的变化,而在此薄层之外,流体的温度梯度几乎为零,此薄层称为温度边界层.

定性温度：定性温度为流体的平均温度。

汽化核心：加热表面能产生气泡的地点。

黑度：实际辐射力E和同温度下黑体的辐射力Eb之比

黑体指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。

灰体：对于各种波长的电磁波的吸收系数为常数且与波长无关的物体，其吸收系数介于0与1之间的物体。

有效辐射：有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能，记为J。

投射辐射：单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的总辐射能。

重辐射面：表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。

简单逆流式换热器：

定向辐射强度：从黑体单位可见面积发射出去的落到空间任意方向的单位立体角中的能量，称为定向辐射强度。

膜状凝结：如果凝结液体很好地润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式就称为膜状凝结。

珠状凝结：当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成以个个的小液珠，称为珠状凝结。

热扩散率：定义式为a=λ/ρc，它表示物体在加热或冷却中，温度趋于均匀一致的能力。这个综合物性参数对稳态导热没有影响，但是在非稳态导热过程中，它是一个非常重要的参数。

定向辐射强度：指垂直于辐射方向的物体单位表面积在单位时间、单位立体角内向外发射出的辐射能量。是一表征物体表面沿不同方向发射能量的强弱的物理量。

1.热量传递的三种基本方式？机理？自然界是否存在单一的热量传递方式？举例

答：三种方式为热传导，热辐射，热对流。热传导是物体各部分之间不发生相对位移，依靠分子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。热对流是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、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。热辐射是物体通过由于热的原因而产生的电磁波来传递能量的方式。存在，太阳与地球间的热辐射，固体的热量由热的一端流向冷的一端。

2.导热系数及不同相态的材料导热系数差异？

答：nxtq，一般来说，导热系数：对于不同物质，金属固体＞非金属固体＞液体＞气体；对于同种物质，固态＞液态＞气态。它与物质的种类及热力学状态（温度、压力）等有关。

3．导热、对流、辐射换热之间的区别？

答：导热与辐射中物体各部分是不发生相对位移的，而对流中流体各部分发生相对位移。导热与对流均需要介质才能传递热量且无能量形式的转换，而辐射则不需要介质且有伴随着能量形式的转换。

4.什么是温度场？什么是温度梯度？

答：各个时刻物体的各点温度所组成的集合称为温度场。温度梯度是温度变化的速度与方向，它是温度变化最剧烈的方向。

5.等温线的概念与性质？

答：温度场在同一瞬间相同温度的各点连成的线叫等温线。物体中的任一条等温线要么形成一个封闭的曲线，要么终止在物体表面上，它不会与另一条等温线相交。当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相等时，等温线的疏密可直观的反映出不同区域导热热流密度的相对大小，等温线越密，热流密度越大。

6.导热微分方程及其理论依据？

答：)()()(ztzytyxtxtpc，依据为能量守恒定律，即导入微元体的总热流量+微元体内热源的生成热=导出微元体的总热流量+微元体热力学能的增量。

7.定解条件及常见边界条件？

答：定解条件：使微分方程获得某一特定问题的解的附加条件。1）初始条件：给出初始时刻的温度分布2）边界条件：给出导热物体边界上的温度或换热情况。第一类边界条件：规定了边界上的温度值。第二类边界条件：规定了边界上的热流密度值。第三类边界条件：规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数h及流体温度tf。对稳态问题只需边界条件。

一、简答题（共 4 道试题，共 40 分。）

1. 加速水的循环或者换成铜管都可以明显提高换热效果。

2. 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

3. 热水通过对流换热到管子内壁，内壁通过导热到管子外壁，外壁通过对流换热及辐射换热到室外环境。

4. 双层玻璃中间夹一层空气，空气导热系数小，热阻大，增加了一层热阻，利于保暖。 二、计算题（共 2 道试题，共 20 分。）

1. 解：R1=1/h1=1/95=1053×10-5 （m2.K）/ W;

R2=δ/λ=2.5×10-3/46.5=5.376×10-5（m2.K）/ W;

R3=1/h2=1/5800=17.24×10-5（m2.K）/ W;

R1是主要热阻，要强化这一传热过程，首先应从强化气侧换热着手。

2. 首先检验是否可用集总参数法，为此计算BiV准则：

BihVAhdV63551063508333100033333..

可以采用集总参数法。

铅丸下降所需的时间为

1315 s0.2Hu

上升所需时间亦为215 s

由06exphcd有：

136353020030exp15140.1411340128510t℃

236353020030exp30101.3611340128510t℃

三、其他题（共 1 道试题，共 40 分。）

1.

2.

3. 管道外覆盖保温材料；加长测量套管；选用导热系数小的材料做套管；在强度允许的情况下，尽量采用薄壁套管；强化套管与流体的换热。 4． 流动的起因、流动的速度与形态、流体有无相变

5． 总的辐射换热热阻增加