2021年同济大学传热学题库含答案

　传热学（一） • 名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）  21.导热基本定律  22.非稳态导热  23.凝结换热  24.黑度  25.有效辐射 • 简答题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)  26.简述非稳态导热基本特点。  27.什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料与否一定能起到保温作用，为什么？ • 计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）  28.一内径为300mm、厚为10mm钢管表面包上一层厚为20mm保温材料，钢材料及保温材料导热系数分别为48和0.1，钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。试求该管壁散热量。  29.一内径为75mm、壁厚2.5mm热水管，管壁材料导热系数为60，管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。管内外换热系数分别为和。试求该热水管单位长度散热量。 • 名词解释(本大题共5小题，每小题4分，共20分)  21.导热基本定律：当导热体中进行纯导热时，通过导热面热流密度，其值与该处温度梯度绝对值成正比，而方向与温度梯度相反。  22.发生在非稳态温度场内导热过程称为非稳态导热。    或：物体中温度分布随时间而变化导热称为非稳态导热。  23.蒸汽同低于其饱和温度冷壁面接触时，蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。  24.物体辐射力与同温度下黑体辐射力之比。  25.单位时间内离开单位表面积总辐射能。 • 简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）  26.（1）随着导热过程进行，导热体内温度不断变化，好象温度会从物体一某些逐渐向另一某些转播同样，习惯上称为导温现象。这在稳态导热中是不存在。      （2）非稳态导热过程中导热体自身参加吸热（或放热），即导热体有储热现象，因此虽然对通过平壁非稳态导热来说，在与热流方向相垂直不同截面上热流量也是处处不等，而在一维稳态导热中通过各层热流量是相等。      （3）非稳态导热过程中温度梯度及两侧壁温差远不不大于稳态导热。  27.（1）相应于总热阻为极小值时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作用，由于增长了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热目。      （3）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温作用，虽然增长了一项热阻，但外壁换热热阻随之减小，因此总热阻有也许减小，也有也许增大。 • 计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）  28.解：已知d1=300mmd2=300+2×10=320mmd3=320+2×20=360mmm          tw1=220℃tw2=40℃                              =9591.226W  29.解：已知d1=75mm=0.075md2=75+2×2.5=80mm=0.08mtf1=90℃tf2          =20℃                              =572.2W/m传热学（二）三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）  21．稳态导热  22．稳态温度场  23．热对流  24．传热过程  25．肋壁总效率四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）  26．不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时对流换热系数值？其影响限度如何？凝汽器如何解决这个问题？  27．写出直角坐标系中导热微分方程普通表达式，它是依照什么原理建立起来？它在导热问题分析计算中有何作用？五、计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）  28．两块平行放置平板1和2，有关尺寸如图示。已知：t1=177℃、t2=27℃、ε1=0.8、ε2=0.4、X1，2＝0.2。试用网络法求：  • 两平板之间辐射换热量；  • 若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？  29．一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为2.5kg/s冷却水在管内流动，其进出口温度分别为15℃和60℃，比热为4174J/(kg·k)；热油进出口温度分别为110和70，比热为2190J/(kg·k)。传热系数为400W（m2·k）。试计算所需传热面积。 三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）  21、发生在稳态温度场内导热过程称为稳态导热。      （或：物体中温度分布不随时间而变化导热称为稳态导热。）  22、温度场内各点温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。）  23、依托流体各某些之间宏观运营，把热量由一处带到另一处热传递现象。  24、热量由固体壁面一侧热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体过程。  25、肋侧表面总实际散热量与肋壁两侧温度均为肋基温度抱负散热量之比。四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）  26、（1）因在工业凝汽器设备凝结温度下，蒸汽中所具有空气等气体是不会凝结，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，远处蒸汽在到达液膜表面进行凝结前，必要以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增长了一种热阻，即气相热阻，因此αc减少。（3分）　　（2）在普通冷凝温差下，当不凝结气体含量为1%时，换热系数将只达纯净蒸汽40%左右，后果是很严重。（3分，答50%左右也可）　　（3）这是凝汽器必要装设抽气器重要因素之一。（2分）  27、（1）直角坐标系中导热微分方程普通表达式为：（3分）   （2）它是依照导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来。（2分）   （3）作用：拟定导热体内温度分布（或温度场）。（3分）五、计算题（本大题共2小题，每小题12，共24分）  28、（1）(3分)            (2分)            =1105.65W（1分）  • 若两表面为黑体表面，则            （3分）            　　　　　　　　　　（2分）            =1492.63W（1分）  29、（1）已知：qm2=2.5kg/s            • 计算平均温差      （5分）　　（2）计算水所吸取热量　（3分）　　（3）计算传热面积  由得  (4分)传热学（三）三、名词解释（本大题５小题，每小题４分，共２０分）  21.换热器效能（有效度）  22.大容器沸腾  23.准稳态导热  24.黑体  25.复合换热 四、简答题（本大题共２小题，每小题８分，共１６分）  26.气体辐射有哪些特点？  27.为什么高温过热器普通采用顺流式和逆流式混合布置方式？五、计算题（本大题２小题，每小题１２分，共２４分）  28.某炉墙由耐火砖和保温板构成，厚度分别为200mm和80mm，导热系数分别为0.8W/(m.K)和0.11W/(m.K)，炉墙内外侧壁温分别为600。C和70。C。求炉墙单位面积热损失和两层材料间温度。  29.以0.8m/s流速在内径为2.5cm直管内流动，管子内表面温度为60。C，水平均温度为30。管长２m。试求水所吸取热量。（已知30。C时，水物性参数为：Cp=4.17KJ/(kg.K)，λ=61.8×10-2W/(m.K)，ρ=995.7kg/m3，μ=0.805×10-6m2/s，）Pr=5.42，水60。C时υ=469.9×10-6kg/(m.s))。已知水在管内流动时准则方程式为   （１）Nuf=0.027Ref0.8Prf0.4ε1εR合用条件：Ref=104—1.2×105，Rrf=0.6-120，水与壁面间换热温差t≤30C°   （２）Nuf=0.027Ref0.2Prf1/3(μf/μw)0.11ε1εR合用条件：Ref=104~1.75×106，Prf=0.6~700，水与壁面间换热温差t>３０以上两个准则方程式定性温度均为流体平均温度（μw定性温度为管内壁温度），特性尺度为管内径。传热学（三）参照答案三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）      21、换热器实际传热量与最大也许传热量之比。或      22、高于液体饱和温度热壁面沉浸在具备自由表面液体中所发生沸腾。23、 物体内各点温升速度不变导热过程。24、吸取率等于1物体。      25、对流换热与辐射换热同步存在综合热传递过程。四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）      26、（1）气体辐射（和吸取）对波长有强烈选取性，即它只能辐射和吸取某些波长范畴内能量。      （2）气体辐射（和吸取）是在整个容积中进行。固体和液体不能穿透热射线，因此它们辐射（和吸取）只在表面进行。评分原则：（1）答出4分：（2）答出4分。      27、（1）由于在一定进出口温度条件下，逆流平均温差最大，顺流平均温差最小，即采用逆流方式有助于设备经济运营。      （2）但逆流式换热器也有缺陷，其热流体和冷流体最高温度集中在换热器同一端，使得该处壁温较高，即这一端金属材料要承受温度高于顺流型换热器，不利于设备安全运营。      （3）因此高温过热器普通采用顺流式和逆流式混合布置方式，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。评分原则：（1）答出2分；（2）答出2分；      （3）答出3分。传热学(四)三、名词解释（每小题2分，共4分）  41.温度场  42.吸取率四、简答题（每小题3分，共9分）  43.简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数影响。  44.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？  45.角系数有哪些特性？五、计算题（每小题5分，共15分）  46.平壁，厚度=80mm，两表面温度分别维持在20（℃）和0℃，平壁高温面受到流体加热，流体温度tf=100℃，表面传热系数W/（m2·k）。当处在稳态时，试拟定平壁材料导热系数。  47.压缩空气在中间冷却器管外横掠流过，a0=90W/(m2·k)，冷却水在管内流过a1=6000W/(m2·k)。冷却管是外径为16mm，厚1.5mm黄铜管。求：      1）此时传热系数；      2）若管外表面传热系数增长一倍，传热系数有何变化；      3）若管内表面传热系数增长一倍，传热系数又作何变化。  48.一顺流换热器，其冷流体进出口温度分别为10℃和30℃，热流体进出口温度分别为80℃和50℃，试比较对数平均温差和算术平均温差，并阐明能否用算术平均温差代替对数平均温差？六、综共计算（每小题8分，共32分）  49.一平壁水泥泡沫砖构成，厚度为50cm，导热系数，高温面维持200℃、低温面为50℃。试求：      （1）通过平壁热流密度；      （2）维持热流密度不变时，计算在墙壁内温度为70℃处，距离温墙面厚度为多少？  50.30℃大铜板，被置于400℃炉中加热10分钟后，测得铜板温度上升到150℃。已知铜板两侧与周边环境间表面传热系数为125W/（m2·k），铜板=8440kg/m3，CP=377J/（kg·k），。试估算铜板厚度是多少？  51.水以1.5m/s速度流过内径为25mm加热管。管内壁温度保持100℃，水进口温度为15℃。若要使水出口温度达到85℃，求单位管长换热量。（不考虑修正）      [提示：已知：50℃水        52.抽真空保冷瓶胆是双壁镀银夹层构造，外壁内表面温度为30℃，内壁外表面温度为0℃，镀银壁黑度为0.03。计算由于辐射换热单位面积人散热量。 传热学（四）答案及评分原则三、名词解释（每小题2分，共4分）      41.温度场是指某一瞬间物体中各点温度分布总称。      42.外界投射到某物体表面上辐射能，被该物体吸取百分数。四、简答题（每小题3分，共9分）      43.（1）导热系数大，则流体内部、流体与壁面间导热热阻小，表面传热系数就大。          （2）粘度大，流速就低，表面传热系数就小。      44.形成气体热阻，使表面传热系数大大减少。      45.（1）角系数相对性（2分）          （2）角系数完整性（1分）          （3）角系数可加性（1分）五、计算题（每小题5分，共15分）      46.由（3分）          得（2分）      47.（1）对于管外表面积传热系数为          （2分）      （2）略计算壁热阻，传热系数为                    传热系数增长了96%      （3)           传热系数增长还不到1%          抓住分热阻最大那个环节进行强化，才干收到明显效果。      48.对数  ℃          算术℃（1分）          差别（1分）六、综共计算（每小巧玲珑题8分，共32分）      49.（2分）          （2分）           由（1分）           有         （2分）      50.①设，采用集总参数法                                                          ②校核假设假设对的（2分）      51.定性温度℃            流动为紊流                        （2分）       52.            (2分)             传热学（五）三．简答题（共28分）1．试比较准则数Nu和Bi异同。（6分）    2．应用准则关联式求管内对流换热系数时，定性温度如何拟定？拟定定性温度有何用处？（6分）    3．用热电偶测量炉膛出口烟气温度，有哪些因素会引起误差?对此可采用哪些办法?（8分）    4．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长冷却效果，试从传热角度来评价这个 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。（8分）   四．计算题（共32分）1．一温度为20℃园钢，长0.3m，直径为0.06m，热导率为35W/(m·K)，密度为7800kg/m3，比热容为460J/(kg·K)，通过长6m、温度为1250℃加热炉时表面传热系数为100W/(m2·K)。如欲将园钢加热到850℃，试求园钢通过加热炉速度。（共8分）      2．用实验测定一薄壁管流体平均对流换热系数。蒸汽在管外凝结并维持管内壁温度为100℃。水在管内流动，流量为G=0.5kg/s，水温从15℃升到45℃。管内径d=50mm，长L=4.5m。试求管内流体与壁面间平均换热系数。（已知水在30℃时cp=4174J/(kg·K))（6分）     3．如图所示一矩形受热面接受一加热器辐射加热。该矩形表面长3m，宽1m，温度T2=600K，。加热器温度T1=1000K，。两表面互相平行，相距为1m。加热系统置于一大房间之中，房间壁温为300K。试求受热面接受辐射换热量。（假设加热器表面及受热面均是漫射灰体表面，X1,2=X2,1=0.32）（8分）    4．在一逆流式水-水换热器中，管内为热水，进口温度=100℃,出口温度=80℃；管外流过冷水，进口温度=20℃，出口温度=70℃。总换热量Ф=350kW，共有53根内径为16mm、壁厚为1mm管子，管壁导热系数λ=40W/(m·K)，管外流体表面传热系数h0=1500W/(m2·K)，管内流体为一种 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 。假设管子内、外表面都是干净，试拟定所需管子长度。（10分）准则方程：水物性简表：℃204.183998.259.910041.0067.02454.174990.164.15601.40.6083.93704.187977.766.8406.10.4152.55804.195971.867.4355.10.3652.21904.208965.368.0314.90.3261.951004.220958.468.3282.50.2951.75 传热学（五）答案及评分原则三．简答题（共28分）1．答：从形式上看，Nu数()与Bi数()完全相似，但二者物理意义却不同。（1）Nu数中为流体λ导热系数，而普通h未知，因而Nu数普通是待定准则。Nu数物理意义表达壁面附近流体无量纲温度梯度，她表达流体对流换热强弱。（3分）（2）Bi数中λ为导热物体导热系数，且普通状况下h已知，Bi数普通是已定准则。Bi数物理意义是导热物体内部导热热阻()与外部对流热阻()相对大小。（3分）2．答：定性温度是指计算流体物性时所采用温度。（2分）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平均值。（2分）定性温度用以计算流体物性。在整顿实验数据时按定性温度计算物性，则整个流场中物性就可以为是相应与定性温度下值，即相称于把物性视为常数，于是物性场相似条件即自动满足。对同一批实验数据，定性温度不同使所得准则方程也也许不同。（2分）3．答：热电偶测温产生误差因素重要有两个：（1）由于热电偶自身向根部导热引起；（2分）（2）由于热电偶与周边冷表面辐射传热导致。（2分）针对上述两个因素，有效办法为：（1）热电偶插入深度足够长，第一种测温误差即可避免；（2分）（2）采用抽气遮热罩式热电偶，减少热电偶辐射散热量。（2分）4．答：传热效果增强，分析如下：（1）强化传热时，对热阻比较大一侧流体换热下功夫，往往能收到明显效果。即在传热温差不变时，变化传热过程中热阻大那一环节热阻，可以大大增长传热过程传热量。（2分）（2）普通来说，如果要采用加肋片方式强化传热过程话，在h较小一侧加肋片才干收到明显强化效果。（2分）（3）铜导热系数（纯铜为399W/mK）比钢导热系数(碳钢约为36.7W/Mk)大（2分）。（4）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漩涡，增长了流体扰动，因而换热强。）（2分）四．计算题（共32分）1、解：(1)特性尺寸（2分） (2)用毕渥数来判断（2分）=此处近似取，因此本题可用集总参数法分析。 (3) 通过加热炉所需时间              代入已知数据得     求解得                            （2分） (4) 圆钢通过加热炉速度                   （2分）2．解：水定性温度tf=(15+45+/2=30℃水侧吸热量为               （2分）管内换热面积为   A=πdL=π×0.05×4.5=0.707㎡园管内对流换热进出口换热温压：℃℃平均换热温压℃    （2分）因此 /（㎡·℃）（2分）3．解：本题属3表面构成封闭系辐射换热问题，因房间表面积A3很大，其表面热阻可取为零。因而，J3=Eb3是个已知量，其辐射网络图如下：                                                              （2分）  其中；又因   X1,2=X2,1=0.32       X1,3=X2，3=1-0.32=0.68                                                          （共2分）则节点方程组：                               （1分）                  （1分）带入已知值，得：J1=46143.25；J2=11212.5                          （1分）                           （1分）表面辐射净换热量为负值表达该表面获得热量。5．解：(a)计算管内平均换热系数：（共4分）(b)计算传热系数：（2分） (c)计算传热平均温差：（2分）(d)计算传热面积及管子长度：（2分）传热学（七）三．简答题（共16分，每题4分）1．试比较准则数Nu和Bi异同。2．解释热边界层及其厚度定义。  3．其他条件相似时，同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比，哪个表面传热系数大，为什么?  4．强化传热原则是什么？  四．计算题（共54分）1．对于如附图所示几种几何构造，计算角系数。（9分）⑴计算沟槽表面与环境（在垂直与纸面方向无限长）；⑵半球内表面与1/4底面；⑶球与无限大平面；2．一块精炼铁锭在1200℃时锻导致一种0.3m×0.15m×3.0m长方体，将该铁锭置于空气温度T∞=50℃室内冷却，平均对流系数h=55W/(m2·K)，已知精炼铁锭,ρ=7753kg/m3,λ=34.5W/(m·K)。试问：⑴能否采用集总参数法进行计算？⑵试列出物体内部温度随时间变化微分方程式，并且求出铁锭中心（x=0.15m,y=0.075m,z=1.5m）温度降到200℃时所需时间。（共10分）     3．如图所示二维、具有内热源、常物性稳态导热问题，试导出内角顶节点O（m,n）离散方程式。且Δx=Δy时，解出内角顶节点O（m,n）温度分布  （8分）4．始终径为0.8m薄壁球形液氧贮存容器，被另一种直径为1.2m同心薄壁容器所包围。两容器表面为不透明漫灰表面，发射率均为0.05，两容器表面之间是真空，如果外表面温度为300K，内表面温度为95K，试求由于蒸发使液氧损失质量流量。液氧蒸发潜热为2.13×105J/kg。（10分）传热学（七）答案及评分原则三．简答题（共20分，每题4分）2．答：（1）引入热边界层重要因素是由于对流换热热阻大小重要取决于紧靠壁面附近流体流动状况，这一区域中速度和温度变化最激烈，因而，固体壁面附近流体速度急剧变化薄层称为速度边界层，而温度急剧变化薄层则称为温度边界层。（2分） （2）速度边界层厚度普通规定为在壁面法线方向达到主流速度99％处距离。即％，温度边界层厚度则为沿该方向达到主流过余温度99％处距离。即=99％ （2分）3．答：（1）由于纵向冲刷时相称于外掠平板流动，热边界层较厚。（2分）（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漩涡，增长了流体扰动，因而换热强。（2分）4．答：从公式Ф=kAΔtm上看比较有效办法是增长值，而采用增大传热温差办法往往受到设备自身限制。因而：（1）强化传热时，对热阻比较大一测流体换热下功夫，往往能收到明显效果。即在传热温差不变时，变化传热过程中热阻大那一环节热阻，可以大大增长传热过程传热量。（2分）（2）普通来说，如果要采用加肋片方式强化传热过程话，只有在hi，ho相差较大，而Ai，Ao相差不大时，在h较小一侧加肋片才干收到明显强化效果。当Aihi=Aoho但数值都很小时，两侧都要采用强化办法，如双侧强化管。（2分）四．计算题（共54分）1．解：（每一题3分）（1） (2)假设2表面为整个底面，则（3）设想在球顶面有另一块无限大平板存在，则显然，X1,2=0.5,由于X1,2不因另一块平板存在而影响其值，因而X1,2=0.5。2．解：℃（1）（4分）带入数字求解：τ=6678s=1.86h（2分）3．解：4．解：本题属两表面构成封闭系辐射换热问题，其辐射网络图如下：（3分）其中  （3分） （2分）故由于蒸发而导致液氧损失质量流量 kg/s=0.543 kg/h （2分）  传热学 试题 中考模拟试题doc幼小衔接 数学试题 下载云南高中历年会考数学试题下载N4真题下载党史题库下载 A三、名词解释(每小题3分，共18分)1.温度边界层：对流换热时，在传热壁面附近形成一层温度有很大变化(或温度变化率很大)薄层。2.肋壁总效率：肋侧表面总实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度抱负散热量之比。(或答成η=(F′2+ηfF2″)/F2也可，但需对符号加以阐明才干算全对)3.灰体：吸取率与波长无关物体称为灰体。4.换热器效能：换热器实际传热量与最大也许传热量之比，称为换热器效能。5.非稳态导热：发生在非稳态温度场内导热过程称为非稳态导热。或：物体中温度分布随时间而变化导热称为非稳态导热。6.凝结换热：蒸汽同低于其饱和温度冷壁面接触时,蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。 四、简答题(每小题9分，共18分)1.用准则方程式计算管内紊流对流换热系数时，为什么对短管需要进行修正(虽然用管长修正系数进行修正)。  (1)在入口段，边界层有一种形成过程，普通由薄变厚，  (2)边界层变化引起换热系数变化，普通由大变小，考虑到流型变化，局部长度上可有波动，但总体上在入口段换热较强(管长修正系数不不大于1)。  (3)当l/d>50(或60)时，短管上述影响可忽视不计。当l/d<50(或60)时，则必要考虑入口段影响。 2.请分析遮热板原理及其在削弱辐射换热中作用。  2.(1)在辐射换热表面之间插入金属(或固体)薄板，称为遮热板。     (2)其原理是，遮热板存在增大了系统中辐射换热热阻，使辐射过程总热阻增大，系统黑度减少，使辐射换热量减少。     (3)遮热板对于削弱辐射换热具备明显作用，如在两个平行辐射表面之间插入一块同黑度遮热板，可使辐射换热量减少为本来1/2，若采用黑度较小遮热板，则效果更为明显。 3.简述非稳态导热基本特点。.（1）随着导热过程进行,导热体内温度不断变化,好象温度会从物体一某些逐渐向另一某些转播同样,习惯上称为导温现象。这在稳态导热中是不存在。 （2）非稳态导热过程中导热体自身参加吸热（或放热），即导热体有储热现象，因此虽然对通过平壁非稳态导热来说，在与热流方向相垂直不同截面上热流量也是处处不等，而在一维稳态导热中通过各层热流量是相等。 （3）非稳态导热过程中温度梯度及两侧壁温差远不不大于稳态导热。五、计算题(每小题12分，共24分)1.某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖构成，厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/(m·K)和0.5W/(m·K)，炉墙内外侧壁面温度分别为700°C和50°C，试计算：(1)该炉墙单位面积热损失；(2)若以导热系数为0.11W/(m·K)保温板代替红砖，其他条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚保温板。  1.解：(1)单位面积散热损失：         q===1444.4W/m2        (2)以保温板代替红砖，由于炉墙热损失不得高于q0=1kW/m2q0≥ δ2≥λ2()=0.11×()=0.044m=44mm2.试计算一空气横掠管束换热空气预热器对流换热量。已知管束有25排，每排12根光管，管外径25mm，管长1.5m，叉排形式，横向管间距S1=50mm,纵向管间距S2=38mm，管壁温度120°C，空气来流速度uf=4m/s，空气进口温度20°C，出口温度40°C。已知空气物性：λf=0.0267W/(m·K)，vf=16.0×10-6m2/s,Prf=0.701。最大流速umax=ufS1/(S1-d);推荐关联式：Nuf=cRenfPr0.36f(Prf/Prw)m，公式合用条件：N≥20,光管管束，Prf=0.7～500，除Prw定性温度为壁温外，别的定性温度为流体在管束中平均温度。指数m,对气体m=0，对液体，m=0.25,c、n值查下表：排列方式Refcn顺排103～2×1050.270.63叉排(S1/S2<2)103～2×1050.35(S1/S2)0.20.6叉排(S1/S2>2)103～2×1050.400.6  2.解：空气平均温度tf=(t′f+t″f)/2=(20+40)/2=30°C      最大流速umax= =8m/s        ufmax=umax=(Tf/T′f)=8×=8.273m/s     Ref= =12926.6      由于S1/S2=50/38=1.316<2,查表得：c=0.35(S1/S2)0.2=0.35×1.3160.2=0.370     n=0.6,由于是空气，因此m=0。        Nuf=0.37Re0.6fPr0.36f=0.37×(12926.5)0.6×0.7010.36=95.4      α=λfNuf/d=0.0267×95.4/0.025=101.9W/(m2·K)      换热面积F=NnπdL=25×12×π×0.025×1.5=35.34m2        换热量Φ=αF(tw-tf)=101.9×35.34×(120-30)=324103W=324.1kW  3.一内径为300mm、厚为10mm钢管表面包上一层厚为20mm保温材料，钢材料及保温材料导热系数分别为48和0.1，钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。试求该管壁散热量。3.解：已知d1=300mm d2=300+2×10=320mm  d3=320+2×20=360mm m        tw1=220℃   tw2=40℃               =9591.226W4.一内径为75mm、壁厚2.5mm热水管，管壁材料导热系数为60，管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。管内外换热系数分别为和。试求该热水管单位长度散热量。4.解：已知d1=75mm=0.075m d2=75+2×2.5=80mm=0.08m          tf1=90℃   tf2=20℃     =572.2W/m     三、名词解释(每小题3分，共18分)21.传热过程  传热过程是指热量由固体壁面一侧热流体通过壁面传给另一侧冷流体过程。22.温度边界层对流换热时，在传热壁面附近形成一层温度有很大变化(或温度变化率很大薄层。23.肋壁总效率  肋侧表面总实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度抱负散热量之比。 (或答成η=(F′2+ηfF2″)/F2也可，但需对符号加以阐明才干算全对)24.灰体  吸取率与波长无关物体称为灰体。25.换热器效能  换热器实际传热量与最大也许传热量之比，称为换热器效能。26.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换热设备称为间壁式换热器。四、简答题(每小题9分，共18分)27.用准则方程式计算管内紊流对流换热系数时，为什么对短管需要进行修正(虽然用管长修正系数进行修正)。 28.请分析遮热板原理及其在削弱辐射换热中作用。  五、计算题(每小题12分，共24分)29.某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖构成，厚度分别为200mm和100mm，导热系数分别为0.8W/(m·K)和0.5W/(m·K)，炉墙内外侧壁面温度分别为700°C和50°C，试计算：(1)该炉墙单位面积热损失；(2)若以导热系数为0.11W/(m·K)保温板代替红砖，其他条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m2，至少需要用多厚保温板。30.试计算一空气横掠管束换热空气预热器对流换热量。已知管束有25排，每排12根光管，管外径25mm，管长1.5m，叉排形式，横向管间距S1=50mm,纵向管间距S2=38mm，管壁温度120°C，空气来流速度uf=4m/s，空气进口温度20°C，出口温度40°C。已知空气物性：λf=0.0267W/(m·K)，vf=16.0×10-6m2/s,Prf=0.701。最大流速umax=ufS1/(S1-d);推荐关联式：Nuf=cRenfPr0.36f(Prf/Prw)m，公式合用条件：N≥20,光管管束，Prf=0.7～500，除Prw定性温度为壁温外，别的定性温度为流体在管束中平均温度。指数m,对气体m=0，对液体，m=0.25,c、n值查下表：排列方式Refcn顺排103～2×1050.270.63叉排(S1/S2<2)103～2×1050.35(S1/S2)0.20.6叉排(S1/S2>2)103～2×1050.400.6     　四、简答题(每小题9分，共18分)  27.(1)在入口段，边界层有一种形成过程，普通由薄变厚，     (2)边界层变化引起换热系数变化，普通由大变小，考虑到流型变化局部长度上可有波动，但总体上在入口段换热较强(管长修正系数不不大于1)。    (3)当l/d>50(或60)时，短管上述影响可忽视不计。当l/d<50(或60)时，则必要考虑入口段影响。   28.(1)在辐射换热表面之间插入金属(或固体)薄板，称为遮热板。     (2)其原理是，遮热板存在增大了系统中辐射换热热阻，使辐射过程总热阻增大，系统黑度减少，使辐射换热量减少。     (3)遮热板对于削弱辐射换热具备明显作用，如在两个平行辐射表面之间插入一块同黑度遮热板，可使辐射换热量减少为本来1/2，若采用黑度较小遮热板，则效果更为明显。五、计算题(每小题12分，共24分)  29.解：(1)单位面积散热损失：         q===1444.4W/m2        (2)以保温板代替红砖，由于炉墙热损失不得高于q0=1kW/m2q0≥ δ2≥λ2()=0.11×()=0.044m=44mm  30.解：空气平均温度tf=(t′f+t″f)/2=(20+40)/2=30°C      最大流速umax= =8m/s        ufmax=umax=(Tf/T′f)=8×=8.273m/s     Ref= =12926.6      由于S1/S2=50/38=1.316<2,查表得：c=0.35(S1/S2)0.2=0.35×1.3160.2=0.370     n=0.6,由于是空气，因此m=0。        Nuf=0.37Re0.6fPr0.36f=0.37×(12926.5)0.6×0.7010.36=95.4      α=λfNuf/d=0.0267×95.4/0.025=101.9W/(m2·K)      换热面积F=NnπdL=25×12×π×0.025×1.5=35.34m2        换热量Φ=αF(tw-tf)=101.9×35.34×(120-30)=324103W=324.1kW    三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）21.导热基本定律22.非稳态导热23.凝结换热24.黑度25.有效辐射四、简答题(本大题共2小题,每小题8分,共16分)26.简述非稳态导热基本特点。27.什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料与否一定能起到保温作用，为什么？五、计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）28.一内径为300mm、厚为10mm钢管表面包上一层厚为20mm保温材料，钢材料及保温材料导热系数分别为48和0.1，钢管内壁及保温层外壁温度分别为220℃及40℃，管长为10m。试求该管壁散热量。29.一内径为75mm、壁厚2.5mm热水管，管壁材料导热系数为60，管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。管内外换热系数分别为和。试求该热水管单位长度散热量。 全国10月高等教诲自学考试传热学（一）试题参照答案课程代码：02249三、名词解释(本大题共5小题,每小题4分,共20分)21.导热基本定律:当导热体中进行纯导热时,通过导热面热流密度,其值与该处温度梯度绝对值成正比,而方向与温度梯度相反。22.发生在非稳态温度场内导热过程称为非稳态导热。或：物体中温度分布随时间而变化导热称为非稳态导热。23.蒸汽同低于其饱和温度冷壁面接触时,蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。24.物体辐射力与同温度下黑体辐射力之比。25.单位时间内离开单位表面积总辐射能。四、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）26.（1）随着导热过程进行,导热体内温度不断变化,好象温度会从物体一某些逐渐向另一某些转播同样,习惯上称为导温现象。这在稳态导热中是不存在。（2）非稳态导热过程中导热体自身参加吸热（或放热），即导热体有储热现象，因此虽然对通过平壁非稳态导热来说，在与热流方向相垂直不同截面上热流量也是处处不等，而在一维稳态导热中通过各层热流量是相等。（3）非稳态导热过程中温度梯度及两侧壁温差远不不大于稳态导热。27.（1）相应于总热阻为极小值时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作用，由于增长了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热目。（3）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温作用，虽然增长了一项热阻，但外壁换热热阻随之减小，因此总热阻有也许减小，也有也许增大。五、计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）28.解：已知d1=300mm d2=300+2×10=320mm  d3=320+2×20=360mm m        tw1=220℃   tw2=40℃               =9591.226W29.解：已知d1=75mm=0.075m d2=75+2×2.5=80mm=0.08m          tf1=90℃   tf2=20℃     =572.2W/m 四、简答题（本大题共２小题，每小题８分，共１６分）26.气体辐射有哪些特点？27.为什么高温过热器普通采用顺流式和逆流式混合布置方式？五、计算题（本大题２小题，每小题１２分，共２４分）28.某炉墙由耐火砖和保温板构成，厚度分别为200mm和80mm，导热系数分别为0.8W/(m.K)和0.11W/(m.K)，炉墙内外侧壁温分别为600。C和70。C。求炉墙单位面积热损失和两层材料间温度。29.以0.8m/s流速在内径为2.5cm直管内流动，管子内表面温度为60。C，水平均温度为30。管长２m。试求水所吸取热量。（已知30。C时,水物性参数为：Cp=4.17KJ/(kg.K),λ=61.8×10-2W/(m.K),ρ=995.7kg/m3，μ=0.805×10-6m2/s,）Pr=5.42,水60。C时υ=469.9×10-6kg/(m.s))。已知水在管内流动时准则方程式为（１）Nuf=0.027Ref0.8Prf0.4ε1εR合用条件：Ref=104—1.2×105, Rrf=0.6-120,水与壁面间换热温差t≤30C°（２）Nuf=0.027Ref0.2Prf1/3(μf/μw)0.11ε1εR合用条件：Ref=104~1.75×106，Prf=0.6~700，水与壁面间换热温差t>３０以上两个准则方程式定性温度均为流体平均温度（μw定性温度为管内壁温度）,特性尺度为管内径。