传热学问答题

传热学答案 二、选择2-2. 1.C ；4-2 1.D;2.A;3.D;4.A;5.D;6.C;7.C;8.C;9.D;10.A;11.C;12.D;13.D;14.C;5-2 1.D;2.B;6-2 1.D;2.D;3.D;4.B;5.C;6.B;7.D;8.B;9.A;10.A;11.C;12.D;7-2 1.D;2.B;3.D;4.C;5.D;6.A;7.C;8.B;9.C;10.A;11.B;`12.A;三、问答题何谓导热问题的第三类边界条件？其表达式如何？给定物体表面与周围流体之间的热交换状态，其表达式为αλ∂∂()(/)t t t n w f w -=-0000202000000 07 06 78 43在导热的傅里叶定律表达式中，负号代表什么含义？为什么？00002负号代表热流方向与温度梯度方向相反，这是因为热流方向是从高温到低温，而温度梯度的方向是由低温指向高温0000302000000 07 06 78 43若把尺寸相同的铜棒和橡胶棒同时插入沸水中，当拿铜棒的手感到很烫时而拿橡胶棒的手还几乎没有感到温度上升，为什么？00003因为铜棒的热扩散率比橡胶棒的热扩散率大得多0000402000000 07 06 78 43若平壁和圆管壁的材料相同、厚度相同、边界温度也相同，平壁一侧的面积等于圆管的内表面积，试问哪一种情况导热量大？为什么？00004圆管壁的导热量大，因为圆管壁内、外表面积的对数平均值大于平壁一侧的面积0000502000000 07 06 78 43为什么在北方的大部分房间的窗户都选用有空气夹层的双层玻璃？00005单层玻璃时，总热阻=1/α1+δ/λ+1/α2 双层玻璃时，总热阻=1/α1+δ/λ+(δ/λ)空+δ/λ+1/α2，因为空气λ很小，所以(δ/λ)空气使总热阻增加，隔热好0000602000000 07 06 78 43若导热体的导热系数为λ，比热为c ，密度为ρ，内热源强度为q v ，试给出直角坐标系中导热微分方程。

00006见传热学书P150000702000000 07 06 78 43无内热源的导热为λ的平壁，若边界条件为x=0，t=t w1，x=δ，t=t w2， 则稳态导热时的温度分布t=f(x)如何？00007t=(t w2-t 21)x/δ＋t w10000802000000 07 06 78 43在壁面上敷设肋片是否一定会增强传热？试以等截面直肋为例说明之。

00008见传热学P370000902000000 07 06 78 43推导大平壁和长圆管壁稳态导热时各用了什么假设条件？00009无内热源导热系数为定值的一维稳态导热0001003000000 07 06 78 43何谓时间常数？它在测温技术方面有何应用？00010时间常数ηc=ρVc/(Aα)；热电偶的ηc越小，其指示温度将迅速接近所测流体的温度0001103000000 07 06 78 43时间常数的大小代表什么含义？00011时间常数τc=ρVc/(αA)，τc越小，导热体的热容量（ρVc）越小，换热条件越好（即αA大），导热体的温度变化快。

0001203000000 07 06 78 43已知初始温度为t'的物体，被周围温度为t f的流体冷却，对流换热系数为α，物体的表面积为A，体积为V，密度为ρ，比热为c，若物体的温度仅与时间有关，则该物体的热平衡式如何？其温度与时间的关系式怎样？00012t=t f+(t1-t f)e×p(－αA/(ρcv)η)0001303000000 07 06 78 43影响测温元件时间常数的因素有哪些？00013c cv Aτρα=影响ηc的因素有：①形状、尺寸、V、A，②材料种类、ρ、C，③对流换热情况α。

减小ηc措施：1)减小V/A比值，2)选ρ、C小的材料，3)提高α。

0001404000000 07 06 78 43在对流换热中，努谢尔特准则Nu反映什么含义？00014Nu数反映了换热表面上决定换热强度的无量纲温度梯度的大小0001504000000 07 06 78 43根据准则方程式所含的相似准则，强迫对流换热与自然对流换热有何异同？00015比较Nu=f(Re,Pr)与Nu=f(Gr,Pr)中对应的相似准则的物理含义0001604000000 07 06 78 43Nu数和Bi数在定义及物理意义上有何不同？00016Nu数中的λ是流体的导热系数，Bi数中的λ是固体的导热系数；Nu数中的定型尺寸L也不同于Bi数中特征尺度；Nu数代表换热表面上决定换热强度的无量纲温度梯度的大小，Bi数代表导热体内部导热热阻与外部对流热阻的相对大小。

0001704000000 07 06 78 43热对流与对流换热有何区别？00017对流是：流体由于宏观相对运动，从某一区域迁移到温度不同的另一区域时的热传递过程；对流换热是：流动的流体与温度不同的壁面之间的换热。

0001804000000 07 06 78 43试概述可以增大对流换热系数的措施。

00018可根据换热微分方程式来分析对流换热系数的影响因素。

0001904000000 07 06 78 43为什么说对流换热系数α不是物性参数？00019alt t(ty)xw fy0=--=∂∂，α决定于λ，t w－t f 和()∂∂ty y=0，而决定温度场因素众多，α不可能是物性参数。

0002004000000 07 06 78 43从边界层概念出发，分析强迫对流和自然对流的速度边界层的异同。

00020温度边界层类似：由壁面温度逐渐接近主流温度。

速度边界层二者不同：强迫对流由壁面速度为零变化到0.99v1(v1为主流速度)；自然对流时，壁面速度为零，边界层外缘速度接近零，在边界层中间某处速度有极值。

0002104000000 07 06 78 43对管内紊流换热，试分析流速和管径增加，对换热系数分别有何影响？00021对管内紊流换热Nu=αλD，由紊流换热公式知V f提高，α增加，D提高，α减小。

0002204000000 07 06 78 43为什么流体沿平板作层流流动时，其局部对流换热系数越来越小？000221)流体作层流流动时，热边界层厚度随着δ增厚，δt也增厚。

2)层流换热沿垂直方向主要靠导热，随着δt增厚，导热热阻增大，可见随着δt增厚，αx 减小。

0002304000000 07 06 78 43自然对流换热和强迫对流换热有何异同？00023可根据准则方程式中所含相似准则的含义来比较。

0002404000000 07 06 78 43强迫对流换热的一般准则方程式为Nu=f(Re，Pr)，在相似理论指导下的实验中应测量哪些物理量？00024参考教材关于准则数的定义和相似准则。

0002506000000 07 06 78 43锻件放在加热炉内加热时，颜色将逐渐发生变化，能否根据这颜色的变化判断锻件的温度？为什么？00025可以。

因为热射线的波长范围包含了可见光的波长。

0002606000000 07 06 78 43试由基尔霍夫定律说明物体的辐射力与吸收率的关系。

00026由基尔霍夫定律知：物体的吸收率等于其黑度，又由黑度的定义知：物体的辐射力越大，其吸收率也越大。

0002706000000 07 06 78 43用所学传热学知识说明日常用热水瓶的隔热原理。

00027热水瓶胆可看作同心套筒间的真空夹层，该夹层的热阻很大，使热水向外散热极少。

0002806000000 07 06 78 43与导热和对流换热相比，辐射换热有什么特点？00028(1)不需物体接触或有中间媒介物(2)伴有能量转换（辐射热能→另一物体内能)(3)高、低温物体辐射换热时，双方均有能量给予对方，将辐射换热量是二者之差。

0002906000000 07 06 78 43何谓人工黑体？试举一例说明之。

00029窗户相对于房间是一小孔，尤如人工黑体，外界投入阳光，经小孔反射部分趋于零(极小)，故看不见屋内物体。

0003006000000 07 06 78 43为什么在北方的大部分房间的窗户都选用有空气夹层的双层玻璃？00030单层玻璃时，总热阻=1/α1+δ/λ+1/α2双层玻璃时，总热阻=1/α1+δ/λ+(δ/λ)空+δ/λ+1/α2使总热阻增加，隔热好。

因为空气λ很小，所以(δ/λ)空气0003106000000 07 06 78 43当用热电偶测量管道内高温气体温度时，为减少测温误差，常采用在热电偶接点外加遮热罩的办法，为什么？00031令管道壁温T w ，结点温度为T1 ，实际气流温度为T f，有：T f-T1=(ε/α)ζb(T14-T w4) ，加上遮热罩后，以T2(遮热罩温度)代之T w(有T2>T w )所以使(T f-T1)变小，减少了测温误差。

0003206000000 07 06 78 43为什么在两物体之间设置遮热板能减弱辐射换热？00032两物体辐射换热时有三个热阻，加遮热板后，在原三个热阻基础上又增加三个热阻。

所以使换热大大减弱。

0003307000000 07 06 78 43圆管外敷设绝热层总能减弱传热吗？为什么？00033不一定减弱传热。

因为当绝热层外半径小于临界热绝缘半径时，敷设绝热层反而使散热量大。

0003407000000 07 06 78 43为什么取暖用暖气包的肋片要装在空气侧？在蒸汽一侧亦装肋片必要否？为什么？00034空气侧对流换热热阻最大，为强化传热需加肋，蒸气侧由于对流换热系数大，热阻小，加肋无必要。

0003507000000 07 06 78 43牛顿冷却公式与传热方程式有何异同？00035先把牛顿冷却公式和传热方程式写出来，然后比较两者的对应项。

0003607000000 07 06 78 43从传热角度来看，为什么在条件许可的情况下，设计换热器时，布置冷、热流体以逆向流动为好？00036顺流，必定是t h2>t c2(否则违反第二定律)，逆流有可能t c2>t h2，故传热效果好，反映在∆∆∆∆∆tt tInttm=-1212((Δt m)逆>(Δt m)顺)0003707000000 07 06 78 43当在圆管外敷设绝热层时，需满足什么条件才能使传热量随绝缘层厚度的增加而减少？00037r cr=λ/α，当r2>r cr时，散热减小。

0003807000000 07 06 78 43冬天房顶上结霜的房屋的保暖性能好还是不结霜的好？为什么？00038结的保暖性能好，热阻增大。