冶金热工基础复习题.doc

首钢工学院成教学院2013年度第一学期 《冶金热工基础》期末考试试卷（闭卷A）

题号 —- 二 三 总分 得分

注：1、本试卷要求在90分钟内完成; 2、 本试卷共3页。 3、 本试卷满分100分

一、填空题：（每空0. 5分，共30分） 1、 燃料根据其形态，可以分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。 2、 气体燃料的燃烧方法可分为有焰燃烧、无焰燃烧。 3、 气体燃料的燃烧过程可分为煤气与空气的混合、煤气与空气混合物的着火、完成燃 烧反应，在整个燃烧过程中起最直接影响的是煤气与空气的混合过程。 4、 传热过程的基本方式为传导导热、对流换热、辐射传热；太阳照到万物是辐射传 热方式；加热炉主要能量传播方式为热辐射。 5、 根据流动原因的不同，把对流给热分为自然对留给热和 强制对留给热。 6、 雷诺准数的物理意义是流体的惯性力与粘性力之比。 7、 在冶金炉（尤其是高温炉）内，辐射是主要的传热方式。 8、 普朗克定律说明绝对黑体的辐射强度与波长和温度的关系。 9、 若在两平行表面间平行放置n块黑度、面积均相同的隔热板，则辐射传热量将减少 为原来的1/n+E

10、 当辐射能投射到某物体上时，该物体对辐射能可能会产牛反射、吸收和透过三种 作用。 11、 平壁厚度越薄，平壁材料的导热系数越大，则通过平壁的导热量越大。 12、 物体各处温度不随时间变化的传热状态称为稳定态导热。 13、 物体内温度相同的所有点连成的面称为等温面。14、 两种或两种以上传热方式同时存在的传热过程，称为综合传热。 15、 对流现象只能在气体或液体屮出现，它是借温度不同的各部分流体发生扰动和混 合而引起的热量转移。 16、 物体的黑度或称辐射率表示该物体辐射能力接近绝对黑体辐射能力的程度。 17、 单位时间的传热量可称为热流，温度差可称为热压。 18、 重油雾化的主要作用是将重油雾化成很细的油雾，增加与氧气的接触面积。 19、 对气体血言，分子热运动所引起的分子掺混作用是气体粘性产生的主要依据。 20、 层流时，边界层内的气体不流动，它对管内的气体产牛阻碍作用；紊流时，边界层 内的气体是层流状态。 21、 固体和液体燃料都是由五种元素、灰分、水分组成。 22、 煤气的燃烧可分为扩散式燃烧和预混式燃烧两大类。 23、 气体平衡方程式是研究静止气体的压力变化规律的方程式。包括气体绝对压力变化 和气体表压力变化两个平衡方程式。 24、 粉煤的燃烧过程可分为混合、预热和燃烧三个阶段。 25、 以真空为起点所计算的气体压力是气体的绝对压力，设备内气体的绝对压力与设备 外相同高度的实际大气压的差是气体的表压力。 26、 常用燃料的特性主要包括化学组成和燃料的发热量两个方面。 27、 按照物理本质的不同，传热过程可分为传导传热、对流传热 和辐射传热三 种基本的形式。 28、 平壁导热的特点是导热面积不变，圆筒壁向外导热时导热面不断变化。 29、 绝对黑体的辐射能力与其绝对温度的四次方成正比。 30、 当物体接受到热射线时，有三种可能的情况，一部分被反射，一部分被吸收，另一 部分透过。 二、选择题：（每题2分，共计40分） 1、压缩比较高时，采用多级压缩级间冷却的好处是C。 A、 减少耗功量，降低出口温度，降低容积效率； B、 增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率；C、 减少耗功量，降低出口温度，增大容积效率； D、 增加耗功量，提高出口温度，增人容积效率。 2、 导热系数是衡最物质导热能力的重要指标，其大小除与材料的成分、分子结构、密度有 关外，还与E。 A、物体的几何形状有关B、物休的温度和含水率有关 C、物体的温度有关，但与含水率无关D、物体的含水率有关，但与温度无关 3、 非稳态导热的D。 A、温度场和热流密度都不随吋间变化B、温度场不变，热流密度随吋间变化 C、热流密度不变，温度场随时间变化D、温度场和热流密度都随时间变化 4、 关于对流换热系数，以下说法错误的是D。 A、 液体的对流换热系数人于气体的对流换热系数 B、 有相变的对流换热系数大于无相变的对流换热系数 C、 紊流的对流换热系数大于层流的对流换热系数 D、 光滑表面的对流换热系数大于粗糙表面的对流换热系数

5、 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，遮热板的表面发射率（黑度）越人，削弱辐射换 热的效果B。 A、越好B、越差C、没冇影响D、视遮热板的表面温度而定 6、 将热电偶置于烟道中测烟气温度（烟气温度高于环境温度），在有、无遮热套筒条件下 测得的温度分别为门和判断下列四种情况中正确的是IX

A、T\=Ti＜烟气真实温度B、T\=Ti＞烟气真实温度 C、T\＞Ti＞烟气真实温度D、Ti＜T\＜烟气真实温度

7、 为强化传热采用的错误措施是D。 A、提高流体的流速B、在对流换热系数较小的一侧壁面加肋 C、改良流体的物性D、在对流换热系数较人的-侧壁面加肋 三、名词解释：（共30分）1、 气体的粘性力：在气体流动时使两相邻气层的流速趋向一致，且大小相等方向相反的 力，称为内摩擦力或粘性力。 2、 气体的层流：当气体流速较小时，各气体质点平行流动，此种流动称为层流。 3、 导热系数：当温度沿x轴向的变化率为1单位时，通过单位面积的热流，称为导热系数， 用九表示。 4、 黑 体：若A=l, R+D=O的物体或对外来的热辐射全部吸收，没冇反射和透过的物 体。 5、 燃料的发热量：单位质最或单位体积的燃料在完全燃烧情况下所能放出热量的千焦数叫 做燃料的发热量。 四、判断题：(共30分) 1、 不同温度的等温线绝不会相交。()

2、 热流线不一定总与等温线垂宜相交。() 3、 热流密度的方向始终与温度梯度的方向相反。() 4、 热对流和对流换热描述的是相同的概念。() 5、 雷诺数表示流休的惯性力和粘性力的比值。() 6、 同样的对流换热现象，也可能有不完全相同的准则式。() 7、 任何物休，只要其温度高于0K,该物休就具有热辐射的能力。() 8、 在真空中不能进行辐射换热。() 9、 辐射换热时，能量的形式会发牛变化。() 10、 黑体的吸收比(率)和反射比(率)都是最人的。() 11、 一定温度下，黑体的辐射力最大。() 12、 辐射表面的温度越高，辐射能量中可见光的份额越大。() 13、角系数是一个纯儿何参数。()14、 黑体和灰体的表面热阻均为零。() 15、 角系数越人，辐射换热的空间热阻越小。() 16、 在两个辐射换热表面间插入遮热板，原來两表面间的辐射换热量减少。() 17、 对流换热系数力较小的情况下，可采用表面加肋的方式强化换热。() 18、 在管道外表面包裹保温层总能起到削弱传热的作用。() 19、 在管径较小的情况下，需要考虑临界热绝缘直径的问题。() 20、 在冷、热流体进出口温度相同、传热系数£、及换热面积都相同的条件下，换热器顺 流布置和逆流布置的传热效果相同。()

五、简答题 1、 与传导传热和对流传热相比，辐射传热具有哪几个特点？

答：(1)任何物体只要温度高于绝对零度，便可以进行辐射传热； (2)辐射传热不需要任何介质，在真空中同样可以传播，而且热量的传递过程伴随有能量 形式的转变(即热能T辐射能I热能)。

2、 气体的辐射与吸收和固体比较起來主要冇哪些特点？ 答：1)不同的气体，其辐射和吸收辐射能的能力不同。 2) 气体的辐射和吸收，对波长具有选择性。 3) 在气体中，能量的吸收和辐射是在整个体积内进行。 3、 什么叫有效辐射？ 答：自身辐射、对另一表面辐射的反射和对自身辐射的反射，这三种射线的总和，称为该 表面的“有效辐射二

4、简述Re、Gr、Pr、Nu相似准数的物理意义?答：Nu数代表着对流现象的本质； Gr数表征流体自然对流发展的程度； Re代表流休流动的类型及扰动程度； Pr数是反映流体本身物理特性的谁数。 5、 简述何谓负位压头损失？在实际生产中计算是应注意什么问题？ 答：当管道中的气体由上向下流动时，位压头就成了气体流动的一种阻力，这时的位压头 称负位压头，用符号h位负表示。

在实际生产中，气流经过由下向上和由上向下的管道长度相等，温度相差不多吋，正负位 压头的数值可以相互抵消，不必计算位压头。如果不同则应分别计算，分别纳入动力和阻 力项目内。

6、 如何用雷诺数判别气体在光滑管道中流动时的类型。 答：当气体在光滑管道中流动时，Re<2300时为层流；Re>10000时为紊流；2300为过渡区。

7、 简述动力边界层的概念。 答：流体在流动时，与固体接触的表面出形成一个流速近似等丁•零的薄膜层，从这个薄膜 层到流速恢复远方来流速的区域就是动力边界层。

六、计算题 1、拉萨气压为65. lkPa,气温为2QC,重庆气压为99. 2kPa,温度为37C ,求两地空 气的密度。 解：因为 P疲T所以p = -^~ RT

拉萨： 65.1X103 A , 3 p - -------------------------- = 0.774]焙 / 府 287.03x(273 + 20)

重庆： p= 99.2X10， =]llw/m 287.03x(273 + 37)