传热学试题
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一、判断题（每个判断式1分，共10分）
1、 湿材料的导热系数可以比水的导热系数还大。
2、任何材料制作的肋（包括保温材料），由于增大了散热面积，因此都能使传热增强。
3、在瞬态非稳态导热计算中，有限厚度平壁在一定条件下可视作半无限大物体处理。
4、凝结换热时，
（1）珠状凝结比膜状凝结的换热性能好；
（2）蒸汽在管内凝结时，使蒸汽上进下出比下进上出好；
（3）竖壁层流膜状凝结时，壁越高，表面传热系数越大；
（4）蒸汽中的不凝性气体将使换热大大增强。
5、由于漫射体向半球空间各个方向的辐射强度相等，所以在半球面上任何位置接收到的辐射能都相等。
6、导热、对流换热及热辐射是传热的三种基本方式。
7、自然流动紊流换热时，Nu准则与定型尺寸无关。
二、问答题（共5题，第一小题10分，其余每题6分，共34分）
1、直径为d、长为l的细长圆杆，两端分别与温度为1t及2t的表面接触，杆的导热系数为常数。试对下列两种稳态情形列出圆杆中温度的微分方程式及边界条件：
(1) 杆的侧面是绝热的；
(2) 杆的侧面与四周流体间有稳定的对流换热，平均表面传热系数为h，流体温度ft
2、以热流密度表示的傅里叶定律、牛顿冷却公式及斯蒂芬-玻尔兹曼定律是应当熟记的传热学基本公式。试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。
3、为什么在管内受迫对流换热计算中必须区分长管和短管？流态不同时(层流和紊流)，长管、短管对全管长平均表面传热系数的影响有什么不同？
4、在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，到太空中是否仍然有效，为什么？
5、在电厂动力冷凝器中，主要冷凝介质是水蒸气，而在制冷剂(氟里昂)的冷凝器中，冷凝介质是氟里昂蒸气。在工程实际中，常常要强化制冷设备中的凝结换热，而对电厂动力设备一般无需强化。试从传热角度加以解释。
三、计算题（共3题，共56分）
1. （24分）空调房间室内气温为20℃，室外气温为-16℃，墙壁面积较围护总面积小得多。己知：墙壁外表面复合换热系数为152W/(mK)。现要求墙壁结构设计能保证墙壁内表面不结露（空气露点温度为13℃）。若墙壁内表面温度按露点温度13℃考虑，试求：
⑴ 墙壁内表面与空气自然对流换热系数（已知壁面高度为3m）；
⑵ 墙壁内表面与室内环境的辐射换热系数（ 己知内表面发射率=0.9）；
⑶ 通过墙壁的热流通量q；
⑷ 通过墙壁的传热系数k；
⑸ 如墙壁由240mm砖墙（0.81W/(mK)和石棉板（0.14W/(mK)）构成，求石棉板的厚度。
附表一 ：竖壁外自然对流换热准则关联式
附表二 ：空气物性:
2．（18分）有一台套管式换热器，在下列条件下运行，传热系数保持不变：冷流体质流量0.125kg/s，定压4200J/(kgK)。进出口温度为40℃和95℃。热流体质流量0.125kg/s，定压2100J/(kgK)，进口温度为210℃。试求：(1)最大可能传热量? (2) 效能? (3)为减少面积，换热器应按顺流还是逆流方式运行?这两种方式下传热面积之比为多少？
3. （14分）一管壳式蒸汽-空气加热器，蒸汽饱和温度为120℃，汽化潜热r = 2202kJ/kg，蒸汽在管间流动，凝结为饱和水。空气在管内流动，流量为6.46 kg/s，比热p1005J/(kgK)c，进出口温度分别为15℃和50℃。已知换热器传热系数为2W/(mK)。求：（1）传热面积；（2）蒸汽消耗量。
