传热学必做简答题

《传热学》简答题导热部分1.热对流和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？2.热传导和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？3.一个稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些部分，为什么？4.某非稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些内容，为什么？5.导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据和已知条件是什么？6.推导导热微分方程式d2t/d2x+q v/λ=0的理论依据和已知条件是什么？7.简要说明冬季室内热量是以何种方式通过建筑物的外墙由室内传到室外的?8.画图说明夏季室外热量是以什么方式通过建筑物的外墙由室外传到室内的？9.无限大平壁常物性稳态导热有什么特点？画图说明第一类边界条件下壁内的温度分布。

10.无限长圆筒壁常物性稳态导热有什么特点？画图说明第一类边界条件下壁内温度分布。

11.画图并说明第一类边界条件下，由不同材料组成的三层无限大平壁常物性稳态导热时，平壁内温度的变化规律。

12.画图并说明第一类边界条件下，由不同材料组成的三层无限长圆筒壁常物性稳态导热时，壁内温度的变化规律。

13.画图并说明当Bi 0时，第三类边界条件下，无限长圆筒壁瞬态导热的壁内温度分布的变化规律。

14.画图并说明当Bi ∞时，第三类边界条件下，无限长圆筒壁瞬态导热的壁内温度分布的变化规律。

15.简要说明在周期性非稳态导热问题中，其导热现象具有什么样的特点？16.与瞬态导热问题相比周期性非稳态导热问题有什么样的特点？对流换热部分1.什么是热边界层，其主要特征有哪些？2.什么是流动界层，简要概括其主要特征有哪些？3.求解二维常物性不可压缩牛顿型流体对流换热问题的完整数学描写是什么？4.对流换热微分方程组的的推导理论依据和已知条件是什么？5.简要说明粘性流体对流换热问题的求解思路是什么？6.建立对流换热过程微分方程式的依据和意义是什么？7.简要说明Nu数和Bi数所表示的物理意义是什么，二者有什么区别？8.Nu数和Bi数在表达形式上完全相同，简要说明二者有何区别？辐射换热部分1.简要说明气体辐射和固体辐射的不同之处是什么？2.什么是灰体，灰体表面间的辐射换热与黑体表面间的有什么不同？3.画图说明三个灰体表面组成的封闭空腔的辐射换热网络。

以下是一些关于传热学的简答题及答案，供您参考：
1. 什么是导热系数？它与哪些因素有关？
答：导热系数是表示物质导热能力的一个物理量，单位是W/m·K。

其大小主要取决于物质的种类、温度、密度和湿度等因素。

一般来说，物质的导热系数随温度升高而降低，密度越大、湿度越高，导热系数也越大。

2. 为什么热水比冷水结冰更快？
答：热水比冷水结冰更快的现象称为“姆潘巴现象”。

其主要原因是热水在冷却过程中，温度下降得更快，导致水分子间的相对运动减缓，形成了一种较为无序的状态，这种无序状态使得水分子间的相互作用力减小，从而加速了结冰过程。

3. 什么是热阻？如何减小热阻？
答：热阻是指传热过程中阻碍热量传递的物理量。

减小热阻的方法有很多种，包括加强传热、改善传热方式、增加传热面积等。

加强传热可以通过提高物质的导热系数来实现；改善传热方式可以采用更有效的传热方式，例如使用热管、散热片等；增加传热面积可以通过增加换热面积来实现。

4. 什么是热对流？如何实现热对流？
答：热对流是指由于物质的运动而引起的热量传递现象。

实现热对流的方法包括自然对流和强制对流两种。

自然对流是由于物质内部温度不均匀而引起的流动；强制对流则是通过外部力量来驱动物质运动，从而实现热量传递。

5. 什么是热辐射？它与热传导、热对流有何不同？
答：热辐射是指物体通过电磁波的形式向外传递能量的过程。

它与热传导、热对流不同，不需要物质之间的直接接触或相对运动即可实现热量传递。

同时，热辐射的传递速度与介质无关，不受温度梯度的影响。

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【实用版】
目录
一、传热学的基本概念
二、传热学的基本原理
三、传热过程的分类
四、传热方式及其特点
五、传热问题的解决方法
正文
传热学是研究热量传递规律的一门学科，主要研究在不同温度的物体或物体的不同部分之间，热量如何传递以及传递的速度等问题。

在工程技术、物理学、化学等领域都有广泛的应用。

一、传热学的基本概念
传热学首先要了解的是热量和温度。

热量是物体内部分子的热运动能量，温度则是物体内部分子热运动能量的一种表现。

当两个物体的温度不同时，就会发生热量的传递。

二、传热学的基本原理
传热学的基本原理是热量传递的方向性原理，即热量总是从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分。

三、传热过程的分类
传热过程主要分为三种：热传导、热对流和热辐射。

热传导是物体内部分子间的热量传递过程；热对流是流体（如气体、液体）中因温度不同而产生的流动引起的热量传递过程；热辐射则是物体因温度而产生的电磁波或光子的辐射引起的热量传递过程。

四、传热方式及其特点
热传导的特点是在固体中传热速度快，且传热方向与温度梯度方向相反；热对流的特点在于流体的传热速度较快，且传热方向与流速方向有关；热辐射的特点是传热速度快，且不受介质的影响，但在传热初期，热辐射的贡献较小。

五、传热问题的解决方法
解决传热问题一般有以下几种方法：一是通过材料的选择，改变传热方式，以达到最佳的传热效果；二是通过设备的设计，优化传热过程，提高传热效率；三是通过数值模拟，预测和优化传热过程。

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1.大电流电线外所包的绝缘层是否不利于电线的散热？2.改变暖气的水流速度是否可以显著的增强换热？3.为什么海水的颜色总是蓝色的？4.沸腾换热的临界热流密度的含义是什么？答：在泡态沸腾阶段时，液体温度与壁面温度之差若进一步增大，汽泡在表面上生成、长大，随后引因浮力作用而离开表面。

沸腾的液体主体温度这时有一定的过热度，故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀，直到逸出液面，由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动，换热强度剧增，热流密度随t的提高而急剧增大，直到达到热流密度的峰值，此时的热流密度称为临界热流密度。

当进一步增大时，热流密度又开始下降。

5. 为什么珠状凝结表面换热系数比膜状凝结表面换热系数大？答：膜状凝结换热时沿整个壁面形成一层液膜，并且在重力的作用下流动，凝结放出的汽化潜热必须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响了热量传递。

珠状凝结换热时，凝结液体不能很好的浸润壁面，仅在壁面上形成许多小液珠，此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触，因此，换热速率远大于膜状凝结换热6. 对管壳式换热器来说，两种工质在下列哪种情况下，何种工质走管内，何种工质走管外？(1)清洁的和不清洁的工质(2)腐蚀性大与小的工质(3)高温与低温的工质答：（1）不清洁流体应在管内，因为壳侧清洗比较困难，而管内可以拆开端盖进行清洗；（2）腐蚀性大的流体走管内，因为更换管束的代价比更换壳体要低，且如将腐蚀性大的流体走壳程，被腐蚀的不仅是壳体，还有管子外侧。

（3）温度低的流体置于壳侧，这样可以减小换热器的散热损失7.电影《泰坦尼克号》中男主人公杰克在海水中被冻死而女主人公罗斯却因躺在筏上而活了下来。

试从传热学角度解释这一现象。

答：杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量，而罗斯在筏上其身体与空气之间产生自然对流。

在其他条件相同时，水的自然对流强度要远大于空气，因此杰克身体由于自然对流散失热量的速度比罗斯快的多，因而杰克被冻死罗斯幸免于难8.窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和？回答：窗玻璃对红外线不透明，但对可见光却是透明的，因而隔着玻璃晒太阳，太阳光可以穿过玻璃进入室内，而室内物体发出的红外线却被阻隔在窗内，因而房间内温度越来越高，因而感到暖和9.在太阳系中地球和火星距太阳的距离相差不大，但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球要大得多？回答：由于火星附近没有大气层，因而在白天，太阳辐射时火星表现温度很高，而在夜间，没有大气层的火星与温度接近于绝对零度的太空进行辐射换热，因而表面温度很低。

传热学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不属于热传导的基本特征？A. 无需介质传递B. 可以发生在固体、液体和气体中C. 遵循热量自高温物体向低温物体的传递D. 传递的速度与介质的热容量无关答案：D2. 热传导的传热率与以下哪个因素有关？A. 温度差B. 介质厚度C. 介质面积D. 介质密度答案：A3. 热辐射是指物体通过哪种方式传递热量？A. 直接接触B. 气体流动C. 电磁波辐射D. 液体对流答案：C4. 以下哪个物理量可以描述热传递的方向？A. 热传导率B. 热传导模型C. 温度梯度D. 热量传递速率答案：C5. 哪个表达式可以用来计算热传导率？A. 热流密度/温度梯度B. 温度差/时间C. 热能/单位面积D. 质量/时间答案：A二、简答题1. 什么是传热学？传热学是研究热量在物质中的传递过程的科学，通过研究传热学可以了解热量如何从一个物体传递到另一个物体，以及传热的速度和特性。

2. 热传导、热辐射和热对流分别是什么？热传导是指通过物体内部的分子间碰撞传递热量的过程，热辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程，热对流是指通过流体的流动传递热量的过程。

3. 温度梯度对热传导有何影响？温度梯度是指物体温度变化在空间上的分布情况，温度梯度越大，热传导速率越快。

当温度梯度很大时，热量会迅速从高温区域传递到低温区域。

4. 热传导常用的计算方法有哪些？常用的热传导计算方法有傅里叶热传导定律和热传导方程等。

傅里叶热传导定律是热传导定律的基本方程，可以描述热量在固体中传递的规律。

热传导方程则是用来描述非稳态热传导过程的方程。

5. 影响热辐射强度的因素有哪些？影响热辐射强度的因素有物体的温度、表面性质和波长等。

温度越高，热辐射强度越大；物体表面的性质也会影响热辐射强度，比如表面的发射率；波长则是指热辐射的电磁波的波长，不同波长的热辐射具有不同的强度。

三、分析题1. 如果有两个物体，一个是金属，一个是木材，它们的表面积和温度差都相同，哪个物体的热传导更快？金属的热传导更快。

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：n xt q ∂∂=λ，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：Φ+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(zt z y t y x t x t pc λλλτ，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。

传热学部分简答题绪论1、热量、热流量与热流密度有何联系与区别？热量Q，单位为J；热流量为Φ，是单位时间内传递的热流量，又称传热速率，单位为W；热流密度q，是单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位W/m2；如果t为传热时间，则三者之间的关系为：Q= Φt = qAt2、热对流与对流换热是否为同一现象？热对流与对流换热是两个概念，属于不同现象。

其区别：（1）热对流是传热的三种基本方式之一，而对流换热不是传热的基本方式；（2）对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用，由于流体质点间的紧密接触，热对流也同时伴随有导热现象；（3）对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动。

工程中流体与温度不同的固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热。

3、用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但是水壶安然无恙。

但一旦壶内的水烧干后，水壶很快就被烧坏。

试从传热学的观点分析这一现象。

壶内有水时，水对壶壁起冷却作用，不至于烧坏壶壁；水干后，壶壁得不到充分冷却，使壁面接近火焰温度，水壶就会被烧坏。

4、用一只手握住盛有热水的杯子，另一只收用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。

试分析原因。

杯子中的水由于被搅动，强化了水与杯壁之间的传热，使被壁温度接近水温，所以手会感到热。

稳态导热1、对于第一类边界条件的稳态导热稳态，其分析解与导热系数有没有关系？在导热系数为常数的稳态导热问题中，若边界条件为第一类边界条件，则描述微分方程和定解条件都不出现导热系数，所以温度分布于导热系数无关，即导热系数只影响热流量，不影响温度场。

2、扩展表面中的导热问题，可以按照一维问题处理的条件是什么？有人认为只要扩展表面细长，就可以按照一维问题处理，你同意该观点吗？扩展表面细长，且导热系数大，而表面传热系数相对较小的条件下，即Bi=hd/λ<0.1，才可按照一维处理。

3、肋片高度增加引起两种效果：肋效率下降及散热表面积增加。

因而有人认为，随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片导热热流量反而会下降。

传热学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪种物质的导热系数最大？A. 空气B. 铜C. 水D. 玻璃答案：B2. 热传导的三种基本方式是？A. 对流、辐射、传导B. 对流、传导、扩散C. 传导、对流、扩散D. 传导、对流、辐射答案：D3. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式？A. 对流B. 辐射C. 传导D. 扩散答案：C4. 黑体辐射的特点是？A. 只吸收不辐射B. 只辐射不吸收C. 吸收和辐射能力最强D. 吸收和辐射能力最弱答案：C5. 热对流与流体的哪种性质有关？A. 密度B. 粘度C. 比热容D. 导热系数答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 热传导的微观机制主要是通过______传递。

答案：分子振动2. 根据牛顿冷却定律，物体温度下降的速率与物体温度与周围环境温度之差成正比，其比例常数称为______。

答案：冷却系数3. 辐射传热中，物体的辐射能力与其表面的______有关。

答案：黑度4. 热对流中，流体的流动状态可以分为层流和______。

答案：湍流5. 热传导的基本定律是______定律。

答案：傅里叶三、简答题（每题5分，共20分）1. 请简述热传导的基本原理。

答案：热传导是热量通过物体内部分子、原子或电子的振动和碰撞传递的过程，不需要介质，是分子内部能量的传递。

2. 什么是热对流？请举例说明。

答案：热对流是指由于流体的宏观运动导致热量的传递，例如加热器加热水时，水的上下对流使得整个容器的水温度升高。

3. 黑体辐射的定律是什么？答案：黑体辐射定律，也称为普朗克定律，指出在任何温度下，黑体的辐射强度与其温度的四次方成正比。

4. 为什么说热辐射是远距离传热的主要方式？答案：热辐射不需要介质，可以在真空中传播，因此是远距离传热的主要方式，如太阳辐射到地球。

四、计算题（每题10分，共20分）1. 假设一个铜块的厚度为5cm，两侧温差为100℃，铜的导热系数为400W/m·K，试计算该铜块的热传导率。

传热学简答题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））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。

传热学试题及答案一、选择题1. 热传导的基本定律是什么？A. 牛顿冷却定律B. 傅里叶定律C. 斯托克斯定律D. 普朗克辐射定律答案：B2. 以下哪个不是热传导的边界条件？A. 狄利克雷边界条件B. 诺伊曼边界条件C. 罗宾边界条件D. 牛顿第二定律答案：D3. 根据傅里叶定律，热量的传递速率与温度梯度成正比，这个比例系数被称为：A. 热导率B. 比热容C. 热扩散率D. 热膨胀系数答案：A二、填空题4. 热传导方程是描述______在物体内部传递的偏微分方程。

答案：热量5. 热对流是指由于______引起的热量传递过程。

答案：流体运动6. 辐射传热不依赖于______的存在。

答案：介质三、简答题7. 简述热传导、热对流和热辐射三种传热方式的区别。

答案：热传导是通过物体内部分子振动和自由电子运动传递热量的过程，不需要流体介质；热对流是通过流体的宏观运动传递热量的过程，需要流体介质；热辐射是通过电磁波传递热量的过程，不依赖于介质，可以在真空中进行。

四、计算题8. 一个长方体金属块，其尺寸为L×W×H，热导率为k，初始温度为T0。

若金属块的一侧表面被加热至温度T1，求经过时间t后，该表面中心点的温度。

答案：根据傅里叶定律和热传导方程，经过时间t后，金属块表面中心点的温度可以通过以下公式计算：\[ T(x, y, z, t) = T0 + \frac{(T1 - T0)}{2} \cdot\text{erfc}\left(\frac{x}{2\sqrt{k\alpha t}}\right) \] 其中，α是热扩散率，erfc是互补误差函数。

五、论述题9. 论述在不同工况下，热交换器的传热效率如何受到影响，并提出提高热交换器传热效率的方法。

答案：热交换器的传热效率受多种因素影响，包括流体的流速、温度差、流体的物性参数、热交换器的结构和材料等。

提高热交换器传热效率的方法包括增加流体的流速、增大温度差、选择具有高热导率的材料、优化热交换器的结构设计等。

传热学复习题及其答案传热学是研究热量传递规律的学科，它在工程实践中有着广泛的应用。

以下是一些传热学的复习题及其答案，供学习者参考。

# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 所有选项都是答案：D2. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 都不是答案：C# 二、填空题1. 导热系数是描述材料______能力的物理量。

答案：导热2. 对流换热的特点是热量通过______来传递。

答案：流体的宏观运动# 三、简答题1. 请简述牛顿冷却定律的内容。

答案：牛顿冷却定律指出，物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的温差成正比。

2. 什么是黑体辐射定律？其数学表达式是什么？答案：黑体辐射定律描述了理想化的物体（黑体）在不同温度下发出的辐射能量与波长的关系。

其数学表达式为：E(λ,T) = (2πhc^2) / (λ^5) * 1 / (e^(hc/(λkT)) - 1)，其中E(λ,T)是波长为λ在温度T下的辐射强度，h是普朗克常数，c是光速，k是玻尔兹曼常数。

# 四、计算题1. 假设有一厚度为0.05m的墙体，其导热系数为0.6 W/m·K，两侧温差为10°C。

求墙体的热流量。

答案：根据傅里叶定律，热流量Q = k * A * ΔT / d，其中A是面积，ΔT是温差，d是厚度。

假设面积A足够大，可以忽略不计，那么Q = 0.6 * 10 / 0.05 = 120 W。

2. 已知一物体表面温度为300 K，环境温度为20°C，求该物体表面与环境之间的热交换速率，假设对流换热系数为10 W/m²·K。

答案：热交换速率Q = h * A * ΔT，其中h是对流换热系数，A是物体表面积，ΔT是温差。

假设A足够大，可以忽略不计，那么Q = 10 * (300 - 273) = 270 W。

第一章思考题1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。

答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。

联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。

导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。

2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。

试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。

答：① 傅立叶定律：dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt －沿x 方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。

② 牛顿冷却公式：)(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。

③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。

3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。

这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。

4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。

试分析引入传热方程式的工程实用意义。

答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。

5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。

传热学考试题和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 热量传递的三种基本方式是（）。

A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、凝结D. 导热、蒸发、辐射答案：A2. 傅里叶定律描述的是（）。

A. 流体流动B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递答案：C3. 在稳态导热中，温度梯度与热流密度的关系是（）。

A. 正比B. 反比C. 无关D. 相等答案：A4. 牛顿冷却定律中，物体表面与周围流体之间的对流换热系数与（）无关。

A. 流体的物性B. 物体表面的温度C. 流体的流速D. 物体的几何形状答案：B5. 黑体辐射定律中，黑体辐射的强度与温度的关系是（）。

A. 线性关系B. 对数关系C. 指数关系D. 幂次关系答案：C6. 对流换热的努塞尔特数（Nu）是（）。

A. 无量纲数B. 温度的单位C. 长度的单位D. 质量的单位答案：A7. 辐射换热中，两表面之间的角系数（）。

A. 总是等于1B. 总是小于1C. 总是大于1D. 可以大于1答案：B8. 在热传导过程中，如果材料的导热系数增大，则（）。

A. 热阻减小，热流密度增大B. 热阻增大，热流密度减小C. 热阻减小，热流密度减小D. 热阻增大，热流密度增大答案：A9. 相变潜热是指（）。

A. 物质在相变过程中吸收或释放的热量B. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的比热容之比C. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的质量之比D. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的体积之比答案：A10. 热管是一种高效的热传递装置，其工作原理是基于（）。

A. 导热B. 对流C. 辐射D. 相变答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律，其数学表达式为：q = -kA(dT/dx)。

答案：傅里叶2. 热对流中的换热系数h与流体的______、流速、物体的几何形状等因素有关。

答案：物性3. 辐射换热中，两表面之间的角系数φ的取值范围是______。

传热学简答题归纳问题1 冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来为什么感到很暖和？并且经过拍打以后，为什么效果更加明显？回答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。

而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小，具有良好的保温性能。

而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。

问题2 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？回答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时）。

而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。

因而在有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。

讨论：读者应注意的是人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低，即当人体散热量低时感到热，散热量高时感到冷，经验告诉我们，当人的皮肤散热热流为58W/㎡时感到热，为232W/㎡时感到舒服，为696W/㎡时感到凉快，而大于为928W/㎡时感到冷。

问题3 夏季在维持20℃室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季保持在22℃的室内工作时，为什么必须穿绒衣才觉得舒服？回答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。

夏季室外温度比室内温度高，因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。

而冬季室外气温比室内气温低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。

因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。

因此，尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。

根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。

问题4 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？回答：当其它条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室（或冷藏室）之间增加了一个附加热阻，因此，要达到相同的制冷室温度，必然要求蒸发器处于更低的温度。

1、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更明显。

解释其原因。

答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。

而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小（20℃，1.01325×10^5Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m.k)),具有良好的保温性能，而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。

2、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣会感到很舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿羽绒衣才觉得舒服。

从传热学分析原因。

答：首先，冬季和夏季最大的区别就是室外温度不同，夏季室外温度高于室内温度，因此通过墙壁的热量的传递方式是由室外传向室内，而冬季则相反，因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。

因此尽管冬季室内温度略高于夏季，但是人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多，由于人体对于冷感的感受主要是散热量，所以在冬季要传一些后的衣服。

3、冬天，在相同的室外条件下，为什么有风比无风时感觉更冷一些？答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属于自然对流换热。

而空气的强制对流换热比自然对流强烈，因而在有风时人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。

4、利用同一台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？答：当其他条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室之间增加了一个附加热阻，因此，要达到相同的制冷温度，必然要求蒸发器处于更低的温度，所以结霜的冰箱耗电量更大。

5、试分析室内暖气片的散热过程，各环节都有哪些热量传递方式？答：有以下换热环节和热传递方式：（1）由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换热（强制对流）；（2）由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；（3）由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。

传热学简答题1.晚上入睡之前，用热水泡脚时对睡眠和健康有益。

人们玩玩感觉到，刚刚把脚浸入热水时觉得水足够热，但如果脚不动、很快就会觉得水不热了。

这时只要用脚把水搅动一下，立即就会感觉水又“变热了”。

解释这种感觉产生原因。

答：（1）脚不动的情况：一个单位的热量，在水和皮肤最靠近的那一层分子之前，发生碰撞，动能从水传到了皮肤。

此时最表层的水温度降低，次表层的水和最表层的水分子发生碰撞，动能从次表层传导最表层，如此类推。

热量通过分子自由碰撞的方式，从远处的水分子一步步传到脚。

传递“速度”很慢，这个温度感受，基本上和用脚去摸一个40摄氏度的水杯一样，感受是“温温的，很舒服，甚至有点凉”。

（2）脚动的情况：经过长时间脚不动的情况，远处水的温度到楼主脚的温度，达到稳态，呈线性变化。

此时最表层的低温水大约36.5摄氏度，和和楼主脚基本同温（假设0.5摄氏度温差），脚，水温度梯度很小，q很小，如果楼主的脚在盆里搅动，最表层的低温水瞬间离开楼主，远处的40摄氏度水分子立刻接触楼主的脚，脚，水温度梯度变大很多，q变大很多，假设大概是8倍，楼主立刻觉得换热量大好多，觉得好烫。

如果楼主脚呈一个规律性的运动，那么流体有可能发生全展，不久之后，热边界层也全展，此时，单位时间远处水碰到楼主脚的质量不变，温度不变，那么q也就不变了。

所以，本质上是因为，楼主脚动了以后，把热传导时形成的温度边界层破坏了，从而温度梯度变大了，从而q大了，而不是什么h大了，q大了。

2.例题6-1 在流体的物性和流道截面的周长相同的条件下 , 圆管和椭圆管内单相流体的受迫紊流换热 , 何者换热系数大 ? 为什么 ?答：椭圆管的换热系数大。

因为h∝d-0.2，椭圆管的d e <圆管的d。

对于周长相同的圆和椭圆，其中椭圆的面积小于圆的面积，而d e= 4A /p ，则d e(椭圆)<="">3.思考题：北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。