2000年上海交通大学传热学试题(63学时)

《传热学》试题库四、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? （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））四、简答题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（一）第一部分选择题1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( )A. 雷诺数B. 雷利数C. 普朗特数D. 努谢尔特数3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )A. B. C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。

A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A. B. C. D.6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）A. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

A. 灰体B. 磨光玻璃C. 涂料D. 黑体10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11. 如果温度场随时间变化，则为。

12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。

13. 导热微分方程式的主要作用是确定。

14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。

15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。

16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。

17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。

18. 角系数仅与因素有关。

19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。

传热学_上海交通大学2中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.与稳态问题相比，非稳态导热数值求解过程中，关键是：答案:非稳态项的离散2.显示格式的特点是：答案:与向前差分对应的3.在由表面1和表面2组成的封闭系统中，X1,2与X2,1有什么关系？答案:不确定4.第二类边界条件是什么?答案:已知物体边界上的热流密度5.一金属块的表面发射率为0．4，温度为227℃，它的表面热辐射力是多少?若表面氧化后发射率变成0.9，其表面热辐射力将如何改变?答案:1417.5W／m2，将增大6.有一个由六个平面组成的六边形长通道，其内表面分别以l、2、3、4、5、6表示，已知角系数X12＝0.1、X14＝0.25，X15＝0.25，X16＝0.12，则X13为？答案:0.287.在扩展表面中的导热问题中，只要扩展表面细长，就可按照一维问题处理.答案:错误8.普朗特数Pr不属于物性参数。

答案:错误9.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是减小辐射传热。

答案:错误10.增厚圆管外的保温层，管道热损失将减小。

答案:错误11.浓度梯度是传质的一种推动力。

答案:正确12.对管槽内强制对流传热问题，在考虑入口段影响而进行修正时，应该对努赛尔数乘以一个大于1的修正系数，是否正确答案:正确13.集中参数法的概念是：当内外热阻之比趋于0时，影响换热的主要环节是在____的换热能力。

内部热阻很小而温度趋于均匀，不需要关心温度在____的分布，只是____的函数。

（答案格式：xxx；xxx；xxx）答案:边界；空间；时间14.回热器中由烟气向空气预热器传热的主要方式是。

（热对流，热传导，热辐射）答案:热对流15.普朗特数表征的物理意义为答案:流动边界层与热边界层的相对大小。

《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。

二、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。

（热传导、热对流、热辐射）2．热流量是指，单位是。

热流密度是指，单位是。

（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。

(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，总传热系数)4．总传热系数是指，单位是。

（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)）5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。

一、单项选择题1. 在引力场的作用下单存导热只发生在A.密实的固体中 B . 液体中 C. 气体中 D. 流体中2.大平板采用集总参数法的判别条件是p121A.Bi>0.1B. B=1C. Bi<0.1D. B=0.13.无相变对流换热分为A.强迫对流和自然对流B.沸腾换热和凝结换热4. 实际物体的辐射力比同温度下黑体的辐射力(黑度<1)A.大 B .小 C.一样 D.差不多5. 管内对流换热的流态判别是用A.GrB. ReC.PeD.Gr ·Pr6. 导热系数λ是物性参数下面说法正确的是p6A.与材料种类有关B.与材料温度有关C.与材料种类、温度都有关7. 灰体的吸收比与投射辐射的波长分布p374A.无关B.有关C.具有选择性D.具有一定函数关系8. 格拉晓夫准则数越大，则表征A.温差越大B.粘性力越大C..浮升力越大D惯性力越大9.在稳态导热中，决定物体内温度分布的是A. 导温系数B.导热系数C.传热系数D.密度10.对流换热系数为100W/(m².K)、温度为10℃的空气流经40℃的壁面，其对流换热的热流密度为A. 1×10'W/m²B.2×10'W/m²C.2×10³w/m²D.3×10W/m二、判断题1. 温度不同的等温面或等温线彼此能相交。

2. 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。

3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处相等的。

4. 导温系数在某种意义上等同于导热系数，其物理意义也相同。

5. 热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式。

6. 雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。

7. 沸腾换热和凝结换热属于无相变对流换热。

8. 正常情况下，对流换热中流体的速度边界层和温度边界层可以等效。

9. 通常情况下固体的导热系数比液体和气体的导热系数大。

d21m 第 3 题 附 图N χ χ =0 χ =N上海交通大学1997年硕士研究生入学考试试题 试题名称 传热学（含流体力学）答案必须写在答题纸上 传热学（含流体力学）1、输气管道内的空气温度t f =100℃，流速u=1/s, 用一支插入套管中的水银温度计测量空气温度 （见附图），温度计的读数是铁管底部的温度t h , 已知铁套管与输气管道连接处的温度t 0=50℃, 套管长度h=140mm,外径d=12mm ，材料的导热 系数λ=58.2w/(m 2·℃)，试问测温误差为多少度？ 已知温度计套管的过余温度分布式为)()]([0mh ch h x m ch -=θθ式中，综合参数 第1f u m λα/=，铁管与空气间的对流换热的准则式为参数为λ=3.21×10-2w/(m ·℃)，ν=23.13×10-6m 2/s. 2、 如附图所示，厚δ初始温度为t o 的大平板 一侧被突然置于∞t的流体中冷却，另一侧保持绝热，已知大平板材料的导热系数，密度和比热 分别为 λρ、c ，试导出大平板内节点 n=1,2,…N-1及边界节点n=0,N 的显式差分方程。

这里，N 表示平板的等分刻度数。

3、一辐射换热系统的加热面布置于顶部，底部为受热表面，顶部表面1和底部表面2间隔为1m ，面积均为1×1 m 2。

已知顶面的黑度ε1=0.2，t 1=727℃底面ε2=0.2，t 2=227℃。

其余四侧表面的温度及黑度均相同，为简化计算， 可将它看成整体看待，统称F3，F3是地面绝热表面，试计算1，2面之间的辐射换热量及表面 3的温度t 3,已知1，2面之间的角系数X 1，2=0.24、凝结液膜的流动和换热符合边界层的薄层性质，若把坐标X 取为重力方向（见附图），则竖壁膜状凝结换热时的边界层微分方程组可表示为：22)(yu g d dp y u u u lll∂∂++-=∂∂+∂∂μρχνχρ第 4 题 附 图y χu ∞第 6 题 附 图（1）22yt a y t t u ∂∂=∂∂+∂∂νχ式中，下角标l 表示液相，努谢尔特在作了若干简化假定后，将将上述方程组简化为：022=+g dyu d llρμ （2）022=dytd相应的边界条件为：y=0, u=0, t=t w (3)y=δ，0=dydut=t s(1) 试扼要说明，努谢尔特提出的简化假定有哪些？(2) 从（1）方程组简化成（2）方程组时，略去各项的依据（简化假定）以及边界条件（3）的依据（简化假定）分别是什么？（12分）5．一台逆流式换热器刚投入工作时的参数为t 1＇=360℃，t 1〃=300℃，t 2＇=30℃，t 2〃=200℃，G 1C 1=2500w/℃,k=800w/( m 2·℃),运行一年后发现，在G 1C 1，G 2C 2及t 1＇，t 2＇保持不便时，冷流体只能被加热到162℃。

上 海 交 通 大 学 试 卷（ A 卷）（ 2007 至 2008 学年 第__1__学期 ）班级号_______________________ 学号______________ 姓名 课程名称 传热传质学 成绩一、 概念题（35分，每题5分）1、 写出Nu 、Bi 的准则数表达式，并解释Nu 、Bi 数的物理意义及其不同之处。

2、 强制对流和自然对流分别存在哪两种流动形态？判断强制对流和自然对流流动形态的准则数分别是什么？ 3、 试说明在相变对流换热中，产生凝结换热和沸腾换热的必要条件。

4、 简述维恩位移定律，并由此分析为何炼钢时随着温度的升高，钢锭表面颜色由暗红逐渐变白？5、 试分别指出下列基尔霍夫定律表达式的应用层次及其成立的条件。

)()(),,(),(T T T T αελαλε==6、 漫灰表面间的辐射换热计算中采用有效辐射J 。

试结合投入辐射G 写出有效辐射J 的表达式，并说明有效辐射包含哪几部分辐射？ 7、 一管束式换热器，管内侧介质为水，管外侧介质为空气。

为强化传热，可采用提高管内水流速、将钢管改为铜管，以及管外加肋片等措施。

试从传热过程的观点出发，说明哪种措施最为有效，并加以解释。

二、 分析计算题（65分）1、 （6分）试画出饱和水在水平加热面上沸腾的典型曲线示意图，并结合曲线标注大容器饱和沸腾的四个区域及临界热流密度点。

2、 （6分）试从管内强制对流换热的实验关联式 出发，分析强化对流换热的有效措施。

0.80.40.023Re Pr Nu =3、 （6分）在一台缩小成实物1/3的模型中，用20℃的空气来模拟实物中平均温度为200℃的空气的加热过程。

(1) 若实物中空气的平均流速为6.03 m/s ，则模型实验中流速应为多大？(2) 若模型试验测量得到的平均表面传热系数为195 W/(m 2 K)，则实物的平均表面传热系数为多大？ (20℃，标准大气压下空气的导热系数为2.59 W/(m K)，运动粘性系数为15.06×10-6 m 2/s 200℃，标准大气压下空气的导热系数为3.93 W/(m K)，运动粘性系数为34.85×10-6 m 2/s ）题号 得分 批阅人(流水阅 卷教师签名处)我承诺，我将严格遵守考试纪律。

传热学试卷1一、填空题（每小题2分，共16分）1、导温系数a 表征了物体 的能力；流体粘度ν和a的比值组成的无量纲数是 。

2、强化遮热板作用的方法是和 。

3、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究______传递和_____传递之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。

4、第一类边界条件是 。

5、若炉膛内的火焰温度在1400℃，则炉膛火焰中最大光谱辐射能量所对应的波长约为 。

6、一台换热器，冷流体的入口温度为20℃, 出口温度为50℃，热流体入口温度为100℃, 出口温度为60℃，则该换热器的效能为 。

7、当1Pr >时，热边界层的厚度 流动边界层的厚度。

8、一个含有内热源的大平板，其导热系数为()K m W ⋅/50，测得在稳定情况下，其内部温度分布为：2250050x t -=，则平板内的内热源生成率为________3/m W 。

二、单项选择题（每小题2分，共16分） 1、下列表述正确的是 。

A 、对漫射表面，光谱吸收比等于光谱发射率B 、吸收比等于发射率C 、定向辐射强度与空气方向无关 2、绝大多数情况下强制对流时的表面传热系数 自然对流的表面传热系数。

A 、小于B 、等于C 、大于D 、无法比较3、下列 材料表面的法向黑度为最小。

A 、水B 、镀锌的铁皮C 、各种颜色油漆D 、磨光的铬4、在其他条件相同的情况下，下列 物质的导热能力最差。

A 、合金钢 B 、空气 C 、水 D 、油5、格拉晓夫准则Gr 越大，则表征 。

A 、浮升力越大B 、粘性力越大C 、惯性力越大D 、动量越大6、当量直径P Ad e 4中P 表示 。

A 、长度B 、宽度C 、润湿周长D 、周长7、表面辐射热阻与 无关。

A 、表面粗糙度B 、表面温度C 、表面积D 、角系数8、水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取 。

A 、圆筒的长度B 、圆筒外径C 、圆筒内径D 、圆筒壁厚度三、简答与分析题（每小题5分，共20分）1、当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？2、当大气中三原子气体比例增加时，会出现所谓大气温室效应，试说明其原 因？3、什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作？4、图1示出了常物性、有均匀内热源•Φ、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（不需要整理）。

“传热学”考试试卷（卷）1999 -------- 2000 学年第1学期学号：姓名：班级：成绩：一、简答题（每题6分）1、画出定壁温加热时的池内饱和沸腾曲线。

说明名区域名称，解释烧毁点的物理意义。

2、写出大空间自然对流换热实验准则关系式的一般函数形式及式中准则数的定义式。

3、简述气体辐射的特性。

4、一圆管表面敷设绝热层，如果绝热层外径小于临界绝热直径，则与敷设绝热层的圆管相比，散热损失是否减小？并说明原因。

5、一厚度为2δ的无限大平板，初期温度t0为常数。

现忽然放入一温度为t f的流体中（t0>t f）。

针对下列两种情况画出板内外温度分布图。

（1）Bi=0，（2）Bi=∞。

二、（15分）水以2m/s的速度在内直径为0.012m、壁温恒定为80℃的管内流动，水的进出口温度分别为40℃和60℃。

为满足这一加热过程，试确定该管所必需的长度。

水的热物性如下表所示：二、二维无内热源稳态导热问题，ABCD为其边界，网格划分如图所示，试导出图中节点1,3的节点方程。

已知AB边界为绝热的，BC边界为第三类边界条件，边界处流体温度为t f，对流换热系数为h，材料的导热系数λ为常数。

（15分）四、（20分）一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行：。

运行一年后发现，在保持不变的情况下，冷流体只能被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃。

试确定此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。

五、（20分）如图所示的二垂直平板，尺寸如图。

平板2对平板1和4（平板4实际不存在）的总角系数为0.2。

平板1的温度为427℃，发射率0.5，平板2的温度为227℃，发射率0.8。

平板放在温度为27℃的大房间3内，不计平板背面的辐射，试求：（1）画出平板1,2和大房间3的三个表面间的辐射换热网络图，求出其中各个表面的表面辐射热阻和空间辐射热阻；（2）列出求解有效辐射J1和J2的方程式（不要求解出J1和J2）；（3）列出求解平板1,2间辐射换热量Q的方程式（不要求解出Q）。

传热学练习题与参考答案一、单选题（共56题，每题1分，共56分）1.水在无相变时在圆形管内强制湍流，对流传热系数αi为1000W ／（m2·℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则αi为( )A、1741B、500C、2000D、不变正确答案：A2.在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该( )A、不确定B、增大C、不变D、变小正确答案：B3.对自催化反应A+P→P+S而言，必然存在最优反应时间，使反应的( )最大。

A、转化率B、反应速率C、收率D、选择性正确答案：B4.工业生产中，沸腾传热应设法保持在( )A、过渡区B、自然对流区C、膜状沸腾区D、核状沸腾区正确答案：D5.当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说( )A、当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍B、在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍C、串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍D、串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍正确答案：A6.泵若需自配电机，为防止电机超负荷，常按实际工作的( )计算轴功率N，取（1.1-1.2）N作为选电机的依据。

A、最大流量B、最大扬程C、最小扬程D、最小流量正确答案：A7.若被输送的流体黏度增高，则离心泵的压头( )A、提高B、不变C、降低正确答案：C8.对管束和壳体温差不大，壳程物料较干净的场合可选( )换热器。

A、U型管式B、套管式C、固定管板式D、浮头式正确答案：C9.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、相同B、无法确定C、小D、大正确答案：D10.有机化合物及其水溶液作为载冷剂使用时的主要缺点是( )A、凝固温度较高B、价格较高C、腐蚀性强D、载热能力小正确答案：B11.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为( )A、T升高，λ增大B、T升高，λ减小C、T升高，λ可能增大或减小D、T变化，λ不变正确答案：A12.为防止反应釜中的物料被氧化，可采用以下措施( )A、向反应釜通空气B、将反应釜的物料装满C、向反应釜通N2气或水蒸汽D、对反应釜抽真空正确答案：C13.化工厂常见的间壁式换热器是( )。