传热学试题A及答案

中国矿业大学2006～2007学年第一学期脱产班

第 1 页 共 5 页 《传热学》 A卷 闭卷

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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/m2 B.6×104 W/m2

C.7×104 W/m2 D.5×104 W/m2

5．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) 中国矿业大学2006～2007学年第一学期脱产班

第 2 页 共 5 页 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。

3.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___________一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。

4.已知一灰体表面的温度为127℃，黑度为0.5， 则其辐射力为____________。

5．研究对流换热的主要任务是求解 ，进而确定对流换热的热流量。

6．任何物体只要其温度高于___________________，就会不停地向外进行热辐射。

7.灰体就是吸收率与___________________无关的物体。

8. 金属含有较多的杂质，则其导热系数将___________________。

9．膜态沸腾的主要热阻为_________________。

10．凝汽器通常都采用_________________的布置方案。

三、名词解释（每小题4分，共20分）

1．肋壁效率

2．速度边界层

3. 定性温度

4. 稳态温度场

5. 临界热绝缘直径

四、简答题（每小题8分，共16分）

1．辐射换热与导热和对流换热的区别。

2.影响凝结换热的因素有哪些?

五、计算题（每小题12分，共24分）

1. 某炉墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为200mm和80mm，导热系数分别为0.8W/(m.

K) 和0.11W/(m. K)，炉墙内外侧壁温分别为600℃和70℃。求炉墙单位面积的热损失和两层材料间的温度。

2. 两个直径为D1＝0.8m和D2＝1.2m的同心球，中间有空气隔开，两球的表面温度分别为T1=400K, T2=300K。

（1）若两球是黑体表面，它们之间的辐射换热量是多少？

（2）若两球表面是黑度为ε1＝0.5，和ε2＝0.05的灰体表面，它们之间的辐射换热量是多少？

(3) 若D2增加至20m，且ε1＝0.5，和ε2＝0.05和D1＝0.8m，它们之间的辐射换热量又是多少？若其他条件不变，将外表面作为黑体表面，为所导致的误差是多少？

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第 3 页 共 5 页 参考答案：

一、选择题（每小题2分，共20分）

1~5 AACDB 6~10 BCBDB

二、填空题（每小题2分，共20分）

1、0.01 ℃/W

2、冷流体

3、较大

4、725.76 W/m2

5、对流换热系数

6、绝对零度（或0 K）

7、波长

8、下降（或减小）

9、液膜（或水膜）

10、水平管

三、名词解释（每小题4分，共20分）

1、整个肋壁在实际情况下的散热量与理想散热量的比值。

2、在壁面处，沿着壁面法向上流体速度剧烈变化的流体薄层。

3、用以决定各物性参数值的温度。

4、温度场内，某一时刻物体内部各点温度分布不随时间变化。

5、总热阻最小、热流最大的绝热层外径。

四、简答题（每小题8分，共16分）

1、答：①发生辐射换热时不需要中间介质，真空中也可以进行；（3分）

②物体在辐射换热过程中不仅有能量的交换，还有能量的转化；（3分）

③两个物体间的温差对辐射换热影响更剧烈。（2分）

2、答：①不凝气体的影响，不凝气体存在会大大减弱凝结换热；（2分）

②管子排列的影响，在排数相同时，叉排管束和辐向排列的平均换热系数比顺排高；（2分）

③蒸汽流速的影响，换热系数随着蒸汽流速的增加而增大；（2分）

④表面状态的影响，表面粗糙、锈蚀或积有污垢，会增大热阻，减小换热系数。（2分）

五、计算题（每小题12分，共24分）

1、解：（1）在第一类边界条件下通过平壁的导热方程：

131212wwttq ………………………………（3分） 中国矿业大学2006～2007学年第一学期脱产班

第 4 页 共 5 页 代入数据： 13600 70wwtt℃℃

12200 800.08mmmmm

10.8/()wmk 20.11/()wmk

则:

2600700/0.20.080.80.11qwm

2542.3/wm ………………………………（3分）

(2) 设两层材料间温度为2wt

1211wwttq ………………………………（3分）

0.2600542.30.8

464.4℃ …………………………………………（3分）

答：路墙单位面积的热损失为542.3w，两层材料间的温度为 464.4℃

2、解：（1）、由黑体表面间辐射换热计算式知：

1,2112bbQAEE ……………………………………………（1分）

4444212121010100100100100TTTTACDC………（2分）

4424003003.140.85.671994100100W…………（1分）

答：它们之间的辐射换热量是 1994 W

(2) 依题意知，此为内包壳灰体表面间辐射换热，则

1121,21122111bbAEEQAA ………………………………………（2分）

2121221994111DD …………………………………………（1分） 中国矿业大学2006～2007学年第一学期脱产班

第 5 页 共 5 页 22199419110.8110.51.20.05W

答：它们之间的辐射换热量是 1994 W …………………………………（1分）

（3）① 112212122199498310.8111110.5200.05bbAEEWAA …………（2分）

② 若外表面为黑体表面，其他条件不变，则ε1＝1，则原式可简化为

1,2112119940.51994997bbQAEE …………（2分）

③ 误差为：

997983100%1.42%983 ……………………………………（1分）