传热学复习题
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传热学试题(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、在选择离心通风机时根据( )A、实际风量、实际风压B、实际风量、标准风压C、标准风量、实际风压D、标准风量、标准风压正确答案:B2、与平推流反应器比较,进行同样的反应过程,全混流反应器所需要的有效体积要( )A、大B、无法确定C、相同D、小正确答案:A3、某单程列管式换热器,水走管程呈湍流流动,为满足扩大生产需要,保持水的进口温度不变的条件下,将用水量增大一倍,则水的对流传热膜系数为改变前的( )A、1.149倍B、2倍C、不变D、1.74倍正确答案:D4、氯乙烯聚合只能通过( )A、阳离子聚合B、配位聚合C、自由基聚合D、阴离子聚合正确答案:C5、用离心泵向高压容器输送液体,现将高压容器改为常压容器,其它条件不变,则该泵输送液体流量( ),轴功率()。
A、不确定、不变B、增加、增加C、减小D、增加正确答案:B6、列管换热器中下列流体宜走壳程的是( )A、腐蚀性的流体B、压力高的流体C、被冷却的流体D、不洁净或易结垢的流体正确答案:C7、某并流操作的间壁式换热气中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△tm=( )。
A、40℃B、30.8℃C、39.2℃正确答案:B8、工业上甲醇氧化生产甲醛所用的反应器为( )A、釜式反应器B、具换热式固定床反应器C、流化床反应器D、绝热式固定床反应器正确答案:D9、离心泵最常用的调节方法是 ( )A、安装回流支路,改变循环量的大小B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、车削离心泵的叶轮正确答案:B10、当壳体和管速之间温度大于50℃时,考虑热补偿,列管换热器应选用( )A、固定管板式B、套管式C、浮头式正确答案:C11、下面关于裂解气分离流程说法正确的是( )A、一套乙烯装置分离收率和分离流程顺序关系很大,顺序分离流程和前脱乙烷流程、前脱丙烷流程相比乙烯收率最高。
传热学复习题及参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、( )用于表示油品的物理性质和热力学性质。
A、粘度B、密度C、特性因数正确答案:C2、化工生产中在一定温度下的有腐蚀性液体的输送中,主要用不锈钢管、( )管等。
A、石墨B、玻璃C、塑料D、碳钢正确答案:C3、蛇管式换热器的优点是( )。
A、传热膜系数大B、平均传热温度差大C、传热速率大D、传热速率变化不大正确答案:A4、离心清水泵的叶轮型式应该为( )。
A、开式B、闭式C、半开式正确答案:B5、为防止反应釜中的物料被氧化,可采用以下措施( )A、将反应釜的物料装满B、向反应釜通空气C、向反应釜通N2气或水蒸汽D、对反应釜抽真空正确答案:C6、利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。
要求热流体的温度Tl、T2及流量W1不变。
今因冷却水进口温度tl增高,为保证完成生产任务,提高冷却水的流量W2,其结果( )A、Q增大,△tm下降B、Q不变,△tm下降,K增大C、Q不变,K增大,△tm不确定D、K增大,△tm不变正确答案:B7、下列不属于乙烯装置生产特点的是( )A、高温高压、低温低压B、连续性不强C、易燃、易爆、有毒、有害D、生产过程复杂,工艺条件多变正确答案:B8、被称为“塑料王”的材料名称是( )。
A、聚乙烯B、聚丙烯C、聚四氟乙烯D、聚酰胺-6正确答案:C9、当化学反应的热效应较小,反应过程对温度要求较宽,反应过程要求单程转化率较低时,可采用( )反应器A、自热式固定床反应器B、换热式固定床反应器C、单段绝热式固定床反应器D、多段绝热式固定床反应器正确答案:C10、列管式换热器一般不采用多壳程结构,而采用( )以强化传热效果A、波纹板B、折流挡板C、隔板D、翅片板正确答案:B11、多级离心泵比单级离心泵( )A、扬程低B、扬程高C、流量小D、流量大正确答案:B12、阻聚剂的作用过程是( )A、分散B、吸附C、吸收D、分离正确答案:A13、两种流体的对流传热膜系数分别为αl和α2,当α1《α2时,欲提高传热系数,关键在于提高( )的值才有明显的效果A、α2B、αlC、αl和α2D、与两者无关正确答案:B14、离心泵轴封的作用是: ( )A、减少高压液体漏入排出管B、减少高压液体漏回泵的吸入口C、减少高压液体漏出泵外D、减少高压液体漏回吸入管正确答案:C15、某化学反应温度每升高10℃反应速度增加3倍,当温度升高40℃时,反应速度共增( )A、27B、12C、81正确答案:C16、安装在管路中的阀门( )A、不必考虑流体方向B、不必考虑维修时的方便C、需考虑流体方向D、不必考虑操作时的方便正确答案:C17、化工生产操作不包括( )。
传热学复习题及其答案(Ⅰ部分)一、 概念题1、试分析室内暖气片的散热过程,各个环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。
答:有以下换热环节及传热方式:(1) 由热水到暖气片管道内壁,热传递方式为强制对流换热; (2) 由暖气片管道内壁到外壁,热传递方式为固体导热;(3) 由暖气片管道外壁到室内空气,热传递方式有自然对流换热和辐射换热。
2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程,各个环节有哪些热量传递方式?答:有以下换热环节及传热方式:(1) 室内空气到墙体内壁,热传递方式为自然对流换热和辐射换热; (2) 墙的内壁到外壁,热传递方式为固体导热;(3) 墙的外壁到室外空气,热传递方式有对流换热和辐射换热。
3、何谓非稳态导热的正规阶段?写出其主要特点。
答:物体在加热或冷却过程中,物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律,物体初始温度分布的影响逐渐消失,这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。
4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式,并说明其物理意义。
答:(1)努塞尔(Nusselt)数,λlh Nu =,它表示表面上无量纲温度梯度的大小。
(2)雷诺(Reynolds)数,νlu ∞=Re ,它表示惯性力和粘性力的相对大小。
(3)普朗特数,aν=Pr ,它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。
(4)毕渥数,λlh B i =,它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。
5、竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加还是减小?为什么?。
答:竖壁倾斜后,使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一部分,液膜流 动变慢,从而热阻增加,表面传热系数减小。
另外,从表面传热系数公式知,公式中的g 亦要换成θsin g ,从而h 减小。
6、按照导热机理,水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大? 答:根据导热机理可知,固体导热系数大于液体导热系数;液体导热系数大于气体导热系数。
一、选择题1、下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动〔A〕A导热2、在稳态传热过程中,传热温差一定,如果希望系统传热量增大,则不能采用下列哪种手段〔A〕A增大系统热阻B 增大传热面积C增大传热系数D增大对流传热系数3、温度梯度表示温度场内的某一点等温圈上什么方向的温度变化率〔B〕法线方向4、下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的。
(D) A 防止热量或冷量的消失B提高热负荷C防止烫伤D保持流体温度5、流体纯自然对流传热的准则方程可写为〔B〕B Nu=f(Gr,Pr)6、流体掠过平板对流传热时,在下列边界层各区中,温度降主要发生在哪个区〔C〕C 层流底层7、由炉膛火焰向木冷壁传热的主要方式〔A〕A 热辐射8、将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空,其目的是〔D〕D减少导热与对流传热9、下述几种方法中,强化传热的方法是哪一种〔C〕C加肋片10、若冷热流体的温度给定,传热器热流体侧结垢后传热壁面的温度将如何改变〔B〕B减少11、热量传递的三种基本方式〔A〕A导热、热对流、辐射12、无量纲组合用于对于换热时称为〔C〕准则 C Nu13、对流换热与以〔B〕作为基本计算式 B 牛顿冷却公式14、下述几种方法中,强化传热的方法是〔C〕C增大流速15、当采用加肋片的方法增强传热时,将肋片加在〔B〕时最有效B换热系数较小一侧16、下列各参数中,属于物性参数的是〔D〕导温系数17、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〔B〕材料放在内层B导热系数较小的18、物体能够发射热辐射的基本条件是〔A〕A温度大于0K19、下述哪种气体可以看作热辐射透明体〔B〕反射比=1 B 空气20、灰体的吸收比与投射辐射的波长分布〔A〕A无关21、在稳态导热中,决定物体内温度分布的是〔B〕B导热系数22、下列哪个准则数反应了流体物性对对流换热的影响〔C〕C普朗特数23、在稳态导热中,决定物体内温度分布的是〔B〕B导热系数24、单位面积的导热热阻单位为(B) B K/W25、绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数〔C〕自然对流 C 大于26、对流换热系数为100W/(㎡·K),温度为20℃的空气流经50℃的壁面,其对流换热的热流密度为〔D〕D 3000W/㎡q=h(t2-t1)27、流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热。
《传热学》复习题一、判断题1.稳态导热没有初始条件。
()2.面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。
()3.复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理()4.肋片应该加在换热系数较小的那一端。
()5.当管道外径大于临界绝缘直径时,覆盖保温层才起到减少热损失的作用。
()6.所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。
()7.影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数,波动周期和深度。
()8.普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。
()9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程,也适用于非稳态导热过程。
()10.相同的流动和换热壁面条件下,导热系数较大的流体,对流换热系数就较小。
()11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写,它对任意形状物体内部和边界都适用。
( )12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。
( )13、温度不高于350℃,导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。
( )14、在相同的进出口温度下,逆流比顺流的传热平均温差大。
( )15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。
( )16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式,是无条件稳定的。
( )17、边界层理论中,主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。
( )18、无限大平壁冷却时,若Bi→∞,则可以采用集总参数法。
( )19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。
( )20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。
( )二、填空题1.流体横向冲刷n排外径为d的管束时,定性尺寸是。
2.热扩散率(导温系数)是材料指标,大小等于。
3.一个半径为R的半球形空腔,空腔表面对外界的辐射角系数为。
4.某表面的辐射特性,除了与方向无关外,还与波长无关,表面叫做表面。
5.物体表面的发射率是ε,面积是A,则表面的辐射表面热阻是。
6.影响膜状冷凝换热的热阻主要是。
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。
《传热学》复习一、思考题1、 试述导热系数、对流换热系数、传热系数的物理意义。
2、 试说明物体内的等温线为何不能相交?热流线能否相交?3、 有一正圆台的四周绝热,顶面温度高于底面,试作出定性等温面与热流线。
4、 一条暴露在大气中的热管道与外界通过哪些方式进行传热?5、 内径相同时,同种材料的厚壁管是否一定比薄壁管的热损失小?试举例说明。
6、 设冬天室内温度为1f T ,室外温度为2f T ,试针对下列情况画出从室内经砖墙到室外的温度分布示意曲线:(1) 室外平静无风;(2) 室外挂大风,冷空气以较大流速吹过砖墙表面;(3) 如果再考虑砖墙与周围环境之间的辐射换热,则温度分布将如何变动?为什么?7、 在夏天,室内保持20℃的室温,穿短裤、凉鞋和衬衫也感到舒服,而到冬天,室内保持同样温度,这时人们穿厚的运动衫才能感到舒服。
试说明原因。
8、 说明下列各式所描述的物理现象:(1)02=∇T ; (2)022=Φ+ dxT d k ; (3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=∂∂2222y T x T a t T 9、 试说明固体导热第三类边界条件式()wf w n T k T T h ∂∂-=-中各项的含义,并说明在什么情况下,第三类边界条件可变为第一类边界条件。
10、 试述非稳态导热差分方程式的稳定性判据。
11、 试比较一维稳态导热和一维非稳态导热的差分方程式。
非稳态导热和稳态导热的差分方程式的求解有何区别?12、 平板、圆管、圆球及翅片各在什么情况下可以按一维稳态导热计算?13、 在推导圆筒壁稳定导热的计算式时作了哪些假设?为什么在运用傅里叶定律中不用热流密度来表示?14、 某热力管道采用两种不同材料的组合保温层,两层厚度相等,第二层的算术平均直径两倍与第一层的算术平均直径,而第二层材料的导热系数仅为第一层材料的一半。
如果把两层材料相互调换,其他情况不变,问每米长管道热损失将如何变化?15、 一厚度为δ的无限大平板,其导热系数k 不变,平板内具有均匀内热源Φ,平板一侧绝热,另一侧与温度为T f 的流体对流换热,换热系数为h ,试写出这一稳定导热过程的完整数学描述。
传热学试题含答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、列管换热器停车时()A、先停热流体,再停冷流体B、无所谓C、两种流体同时停止D、先停冷流体,再停热流体正确答案:A2、夹套式换热器的优点是()。
A、传热量小B、传热面积大C、传热系数大D、构造筒单,价格低廉,不占器内有效容积正确答案:D3、稳定的多层平壁的导热中,某层的热阻愈大,则该层的温度差()A、愈大B、愈小C、不变D、无法确定正确答案:A4、关于乙烯装置设置火炬系统的目的,下列说法不正确的是()A、乙烯装置在非正常状态下,将系统内排放的大量气相燃类通过火炬系统烧掉B、防止环境污染C、乙烯装置在正常状态下,将系统内排放的液相燃类通过火炬系统烧掉D、保护装置的安全正确答案:C5、对于工业生产来说,提高传热膜系数最容易的方法是()A、改变传热面积B、改变流体的流动状态C、改变工艺条件D、改变流体性质正确答案:B6、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的,是为了加大壳程流体的(), 使湍动程度加剧,以提高壳程对流传热系数A、黏度B、密度C、[Wj度D、速度正确答案:D7、分子筛吸附水的过程为()A、吸热过程B、放热过程C、吸附刚开始吸热平衡后放热D、吸附刚开始放热平衡后吸热正确答案:B8、以下种类的泵具有自吸能力的是()。
A、往复泵B、齿轮泵和漩涡泵C、漩涡泵D、昌心泵正确答案:A9、水在无相变时在圆形管内强制湍流,对流传热系数OLi为1000W/ (m2 • ℃)若将水的流量增加1倍,而其他条件不变,则Qi为()A、不变B、1741C、2000D、500正确答案:B10、辐射和热传导、对流方式传递热量的根本区别是()A、有无传递介质B、物体是否运动C、物体内分子是否运动D、全部正确正确答案:AIK真空泵发热或真空低的原因有可能是()A、过滤尾气带水多B、注入软水量不足C、进气管道堵塞正确答案:B12、下列哪种单体适合进行阳离子型聚合反应()A、聚氯乙烯B、聚丙烯C、聚丙烯月青D、聚乙烯正确答案:B13、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是()冷流体热流体①水、气体②水、沸腾水蒸气冷凝③水、水④水、轻油A、②〉③〉④〉①B、③〉②〉①〉④C、③〉④〉②〉①D、②〉④〉③〉①正确答案:A14、用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液,水蒸气走壳程。
传热学复习题及其答案1. 什么是傅里叶定律?傅里叶定律描述了什么物理现象?傅里叶定律是描述热传导过程中热量传递速率与温度梯度和垂直于热流方向的面积之间的关系。
该定律表明,单位时间内通过单位面积的热量与垂直于热流方向的温度梯度成正比。
数学表达式为:\[ q = -k \frac{dT}{dx} \],其中 \( q \) 是热流密度,\( k \) 是材料的热导率,\( \frac{dT}{dx} \) 是温度梯度。
2. 热对流与热辐射有何区别?热对流是指流体中热量的传递,依赖于流体的流动,热量通过流体的宏观运动从一个位置传递到另一个位置。
而热辐射是指物体通过电磁波辐射能量的过程,它不需要介质,可以在真空中进行。
热对流的传递速率通常与流体的流速和温度差有关,而热辐射的传递速率则与物体的表面温度和辐射特性有关。
3. 描述牛顿冷却定律及其适用条件。
牛顿冷却定律指出,物体表面与周围流体之间的对流换热速率与物体表面温度与流体温度之差成正比。
其数学表达式为:\[ q = hA(T_s - T_\infty) \],其中 \( q \) 是换热速率,\( h \) 是对流换热系数,\( A \) 是换热面积,\( T_s \) 是物体表面温度,\( T_\infty \)是流体的主流温度。
牛顿冷却定律适用于流体流动状态为层流且温度梯度不大的情况。
4. 什么是临界瑞利数?它在自然对流中有何意义?临界瑞利数是一个表征自然对流由层流过渡到湍流的临界值。
当瑞利数达到临界瑞利数时,流体中的自然对流将从层流状态转变为湍流状态,此时换热效率会显著提高。
瑞利数的定义为:\[ Ra =\frac{g\beta(T_s - T_\infty)L^3}{\nu\alpha} \],其中 \( g \)是重力加速度,\( \beta \) 是流体的体积膨胀系数,\( T_s \) 和\( T_\infty \) 分别是物体表面温度和流体温度,\( L \) 是特征长度,\( \nu \) 是流体的运动粘度,\( \alpha \) 是流体的热扩散率。
传热学习题(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)l、某厂巳用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。
为强化传热过程,可采取的措施中()是最有效,最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案:D2、分子筛对不同分子的吸附能力,下列说法正确的是()A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案:D3、生物化工的优点有()。
A、选择性强,三废少B、前三项都是C、能耗低,效率高D、反应条件温和正确答案:B4、有一种30°c流体需加热到80°C'下列三种热流体的热量都能满足要求,应选()有利于节能A、150°C的热流体B、200°c的蒸汽C、300°C的蒸汽D、400°C的蒸汽正确答案:A5、下列物质不是三大合成材料的是()。
A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案:B6、若固体壁为金属材料,当壁厚很薄时,器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊,则要求提高传热系数以加快传热速率时,必须设法提高()的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案:D7、下列阀门中,()不是自动作用阀。
A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案:A8、对于反应级数n大于零的反应,为了降低反应器体积,选用()A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案:D9、当提高反应温度时,聚合备压力会()。
A、不变B、增加至10k g/cm2C、降低D、提高正确答案:D10、安全阀应铅直地安装在()A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案:B11、环氧乙烧水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器()A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案:A12、为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是()A、表面光滑,颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙,颜色较浅D、表面粗糙,颜色较深正确答案:A13、离心泵设置的进水阀应该是()。
传热学复习题一、判断1、热量传递三种基本形式是导热、对流换热、辐射换热(X)2.温度梯度是个向量,温度梯度正方向在温度降低的方向(X)3.博里叶定律适用于稳态导热和非稳态导热(√)4.同一时刻不同温度等温面可以相交(X)5.应用肋片加大散热量时,应将肋片加装在表面系数较小的一侧(√)6.沿着单层平壁一维稳态导热,其温度分布一定为直线(X)???、、、、、、、7.单位面积热阻总可以写作 q/△t(X)8.在稳态温度场中温度处处均匀(X)9.导热只能发生在密实的固体中(X)l10.流动边界层和热边界层状况决定热量等稳流换热热阻主要取决于层流换热的底层导热热阻(√)11.流体光滑管中,第一排管表面传热系数很小(√)12.沿垂直壁大空间自由流动换热到旺盛稳流,局部表面传热系数与高度无关(√)13.由于浮升力的作用,液体沸腾时气泡内压力大于气泡外液体压力(X)14.灰体表面辐射率E=qCb(t/100)4(X)15.为了减少保温瓶辐射热将瓶壁抽真空(X)16.有效辐射J是本身发射辐射与吸收辐射之差(X)17.逆流换热器中冷流体的出口温度高于热流体出口温度(X)二、问答题1、为什么隔热保温材料的表观导热系数小?答:因为隔热保温材料多为多孔的、纤维性材料,孔径之间充满空气,所以表现导热系数小2、为什么潮湿的材料表观系数比干的和纯水的大?l答:水比空气导热大,更主要的是潮湿材料有温差水份顺热流方向迁移,带走大量的热出现热湿传导现象引起表观系数大。
3、描述导热现象有傅立叶定律,为什么还要导热微分方程式?答:通过导热微分方程式计算可以辅定温度场。
4、Re、Gr、Pr三个准则在准则方程式中各起什么作用?答:Re准则代表受迫流动的流动状态对换热的作用。
Gr准则代表了自由流动的流动状态对换热的作用。
Pr准则代表了流体物性参数对换热的作用。
5、流体在管内受迫流动条件相同,相比之下是直管换热强还是弯管换热强,为什么?答:弯管强换热强。
因为弯管受离心力作用能够产生二次环流,因此能够增强换热。
6、分析说明导热系数、密度、比热、粘度系数对换热的影响?答:导热系数增大,对流换热随之增大。
密度比热大,对流换热也大。
粘度系数加大,热阻增大,对流换热相应减小。
7、什么是温室效应?答:短波透时认波阻隔的现象为温室效应。
8、何类物体遵循维恩位移定律?答:适合于黑体辐射的物体遵循该定律。
9、为什么太阳灶的受热面要做成黑色粗糙的,而辐射采暖板不涂成黑色?答:黑色可以增加吸收太阳可见光的吸收率粗糙表面也可以加大吸收率。
辐射采暖与吸收可见光无关,所以没有必要涂成黑色。
10、为什么表面增加肋片能够增加传热?答:因为表面增加肋片后,总体面积加大,致使传热热阻下降,从而增加了传热。
11、为什么说对数平均温差近似?答:因为在推导过程中做了两项假定近似,忽略了热损失,C、K又为常数,因此平均温差近似。
12、按传热学理论制造出来的锅炉投入运行一段时间后为什么热效率下降?应采取什么措施?答;由于长期使用造成结垢和烟渣等影响了锅炉的出力。
措施:设计时应考虑污垢热阻,运行中要定期除垢,设计时确定面积后要相应的增加安全系数。
三、名词解释1. 导热基本定律 :当导热体中进行纯导热时 , 通过导热面的热流密度 , 其值与该处温度梯度的绝对值成正比 , 而方向与温度梯度相反。
2. 非稳态导热:发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。
或:物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。
3. 凝结换热 : 蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时 , 蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。
4. 黑度 : 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。
5. 有效辐射: 单位时间内离开单位表面积的总辐射能。
6 .稳态导热 : 发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。
7.稳态温度场 : 温度场内各点的温度不随时间变化。
(或温度场不随时间变化。
)8 .热对流:依靠流体各部分之间的宏观运行,把热量由一处带到另一处的热传递现象。
对流换热:流体与固体壁直接接触时所发生的热传递过程.对流换热与热对流不同,既有热对流,也有导热;不是基本传热方式9 .传热过程 : 热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程。
10.肋壁总效率 : 肋侧表面总的实际散热量与肋壁测温度均为肋基温度的理想散热量之比。
11. 换热器的效能(有效度) : 换热器的实际传热量与最大可能传热量之比。
或12. 大容器沸腾 : 高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。
13. 准稳态导热 :物体内各点温升速度不变的导热过程。
14. 黑体 : 吸收率等于 1 的物体。
15. 复合换热: 对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程。
16. 温度场 :温度场是指某一瞬间物体中各点温度分布的总称。
17. 吸收率: 外界投射到某物体表面上的辐射能,被该物体吸收的百分数。
18.温度边界层:对流换热时,在传热壁面附近形成的一层温度有很大变化(或温度变化率很大)的薄层。
19.灰体:吸收率与波长无关的物体称为灰体。
20.间壁式换热器:冷、热两种流体被固体壁面隔开,各自在一侧流动,热量通过固体壁面由热流体传给冷流体的换热设备称为间壁式换热器。
四、简答题1. 简述非稳态导热的基本特点。
( 1 )随着导热过程的进行 , 导热体内温度不断变化 , 好象温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样 , 习惯上称为导温现象。
这在稳态导热中是不存在的。
( 2 )非稳态导热过程中导热体自身参与吸热(或放热),即导热体有储热现象,所以即使对通过平壁的非稳态导热来说,在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的,而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。
( 3 )非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态导热。
2. 什么是临界热绝缘直径?平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用,为什么?( 1 )对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。
( 2 )平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用,因为增加了一项导热热阻,从而增大了总热阻,达到削弱传热的目的。
( 3 )圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用,虽然增加了一项热阻,但外壁的换热热阻随之减小,所以总热阻有可能减小,也有可能增大。
3.不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值?其影响程度如何?凝汽器如何解决这个问题?( 1 )因在工业凝汽器设备的凝结温度下,蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的,故称这些气体成分为不凝结气体。
当蒸汽凝结时,不凝结气体聚积在液膜附近,形成不凝结气体层,远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前,必须以扩散方式穿过这个气体层,这就使凝结换热过程增加了一个热阻,即气相热阻,所以α c 降低。
( 3 分)( 2 )在一般冷凝温差下,当不凝结气体含量为 1% 时,换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右,后果是很严重的。
( 3 分,答 50% 左右也可)( 3 )这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。
4.写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式,它是根据什么原理建立起来的?它在导热问题的分析计算中有何作用?( 1 )直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为:( 2 )它是根据导热基本定律(或傅里叶定律)和能量守恒定律建立起来的。
( 3 )作用:确定导热体内的温度分布(或温度场)。
5. 气体辐射有哪些特点?( 1 )气体的辐射(和吸收)对波长有强烈的选择性,即它只能辐射和吸收某些波长范围内的能量。
( 2 )气体的辐射(和吸收)是在整个容积中进行的。
固体和液体不能穿透热射线,所以它们的辐射(和吸收)只在表面进行。
6. 为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式?( 1 )因为在一定的进出口温度条件下,逆流的平均温差最大,顺流的平均温差最小,即采用逆流方式有利于设备的经济运行。
( 2 )但逆流式换热器也有缺点,其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端,使得该处的壁温较高,即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器,不利于设备的安全运行。
( 3 )所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式,即在烟温较高区域采用顺流布置,在烟温较低区域采用逆流布置。
7 . 简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。
( 1 )导热系数大,则流体内部、流体与壁面间的导热热阻小,表面传热系数就大。
( 2 )粘度大,流速就低,表面传热系数就小。
8. 蒸汽凝结换热中有不凝结气体存在时,对凝结换热有什么影响?形成气体热阻,使表面传热系数大大减少。
9. 角系数有哪些特性?( 1 )角系数的相对性( 2 )角系数的完整性( 3 )角系数的可加性10.应用准则关联式求管内对流换热系数时,定性温度如何确定?确定性温度有何用处?(6分)答:定性温度是指计算流体物性时所采用的温度。
应用准则关联式求管内对流换热系数时,定性温度原则上取进出口截面流体温度的平均值。
定性温度用以计算流体的物性。
在整理实验数据时按定性温度计算物性,则整个流场中的物性就可认为是相应与定性温度下的值,即相当于把物性视为常数,于是物性场相似的条件即自动满足。
对同一批实验数据,定性温度不同使所得的准则方程也可能不同。
11.用热电偶测量炉膛出口的烟气温度,有哪些因素会引起误差?对此可采取哪些措施?答:热电偶测温产生误差的原因主要有两个:(1)由于热电偶本身向根部导热引起的;(2)由于热电偶与周围冷表面辐射传热造成的。
针对上述两个原因,有效措施为:(1)热电偶的插入深度足够长,第一种测温误差即可避免;(2)采用抽气遮热罩式热电偶,减少热电偶的辐射散热量。
12.有一钢管换热器,热水在管内流动,空气在管间作多次折流,横向冲刷管束以冷却管内热水。
拟改造采用管外加肋片并换钢管为铜管来增加冷却效果,试从传热角度来评价这个方案。
答:传热效果增强,分析如下:(1)强化传热时,对热阻比较大的一侧流体换热下功夫,往往能收到显著的效果。
即在传热温差不变时,改变传热过程中热阻大的那一环节的热阻,可以大大增加传热过程的传热量。
(2)一般来说,如果要采取加肋片的方式强化传热过程的话,在h较小的一侧加肋片才能收到显著的强化效果。
(3)铜的导热系数(纯铜为399W/mK)比钢的导热系数(碳钢约为36.7 W/Mk)大13.其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比,哪个的表面传热系数大,为什麽?答:(1)因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚。
(2)横向冲刷时表面传热系数大。
横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层分离而产生的漩涡,增加了流体的扰动,因而换热强。
14.请分析遮热板的原理及其在削弱辐射换热中的作用。
(1)在辐射换热表面之间插入金属(或固体)薄板,称为遮热板。