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传热学试卷.填空题：（共20分）［评分标准：每小题2分］.导温系数是材料物体内部温度扯平能力的指标,大小等于人/pC。.影响强制对流换热的主要因素有流体的物性，状态，壁面结构。.动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为Nux=0.0296Re：/5,适用条件是Pr=1<.影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。.自，化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关，具发生的条件是流体处于湍流自然对.同一壳管式换热器，逆流布置时对数平均温压最大,顺流布置时对数平均温压最小。.在热辐射分析中，把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。.通常，把九W0.12w/m.k的材料称为保温材料。.有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能，它包括本身辐射和反射辐射两部分。.傅立叶定律的数学表达式是Q=。:x.问答及推导题：（共50分）.名词解释：（10分）［评分标准：每小题2分］①辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量.②热边界层：在壁面附近温度剧烈变化的薄层③导温系数：a=上表示物体内部温度扯平的能力④膜状凝结：凝结液能很好的润湿壁面，在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻⑤太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m.试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原理。（10分）答：三种方法（1）流速u提高，（2）直径d减小，（3）采用强化的换热面。（6分）原理Nuf=0.023Ref.8Pr；0.8或hs%（4分）d.根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中哪个区段具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热时必须严格监视并控制热通量在临界热通量以内？（10分）答：四个区段，核态沸腾。（4分）用DNBS视的原因（1）DN眨上q随At变化亦小（2）超过qmax时At猛增，可达到1000—,易烧毁设备。——（6分）TOC\o"1-5"\h\z.辐射换热与导热.对流相比，有哪些特点？（10分）答（1）电磁波，能量形式转换.（2分）（2）不依靠中间介质，在真空中亦可以进行.（2分）（3）在高温时，辐射特别重要，与温度的四次方成正比.（2分）（4）热辐射为物体的固有特性.（2分）（5）吸收与辐射的总效果为辐射换热.（2分）.平壁的厚度为6,两表面的温度分别为twi和tw2,且tw1>tw2,平壁材料的导热系数是随温度而变化的，关系式为入=入0（1+讥）。试求热流密度和平壁内的温度分布的表达式。（10分）解：一求热流密度TOC\o"1-5"\h\z由傅立叶定律q=-九匹=-%(1+bt)5(1)(1分)dxdxqx=—%(1+bt2)+c(2)(1分)2由边界条件x=0,t=tw10=—%(tw1+bt：1)+c(3)(1分)2b9x=B,t—tw2q8=—入0(tw2—*2)+C(4)(1刀)2一b22q、=0[(tw1-tw2)-(tw1-tw2)](4)-(3)+2(5)(1分)‘0tw1tw2\q=—[1b(-2)](tw1-tw2)q=—(tw1-tw2)w/m2TOC\o"1-5"\h\z或写成6(6)(1分)-t,c1w1w2、=0[1b(-)]二二(’112)22二求t的分布q---0(1bt)dtdxqdx--■0q---0(1bt)dtdxqdx--■0(1bt)dtdxx=(tw1tt(1bt)dttw1b2、zb2、2tw1)-(t2t)22qxb>0时7)=0时b<0时（4分）:计算题：（共80分）温度计读.参阅下图，一支水银温度计被用来测定压缩空气储罐里的空气温度。如果数为tH=100C,套管基部温度为t0=50C,套管长度为H=140mm套管壁厚6=1mm壁的温度计读导热系数为入=50W/（m.C）,套管外侧压缩空气的对流换热系数为h=30W/（m.C）,试锈钢制成的套管，不锈钢的确定测温误差有多大？如果改成不锈钢制成的套管，不锈钢的导热系数为入=15W/（m.C）,测量误差又有多大?(20分)〔提示0h=90/(chmH)〕解：（1）m=huu=ddA=兀(20分)〔提示0h=90/(chmH)〕解：（1）m=huu=ddA=兀d6mH=3.43tH一tft。Tfch(mH)tHch(mH)-t0

ch(mH)-115.5tH-t015.5-115.5100-5015.5-1=103.4C(12分)t=tH-tf=100-103.4--3.4(12分)（2）改用不锈钢，实际气温仍为tf=103.4C

mH=hH=300.14=6.26(8分)\■、.(8分)ch(mH)=262tH-tf一ch(mH)=103.4-ltH-tf一ch(mH)262即测量温度误差为△t=-0.2C.有一外直径a=0.3m,黑度£1=0.9的热管道。其外表面温度t后450C,周围介质的温度tf=50C。试求每米管长上的辐射热损失。如果在热管道周围加一直径dz=0.4m,黑度£z=0.82的遮热板，此时辐射热损失又是多少？(20分)解：(一)无遮热板时ql=ql=皿；©[(马4_(T1)4100100450273、450273、4,50273、4r="0.30.95.67[()-()]1001002=12618w/m2(二)有遮热板时(1)先求出遮热板的温度(6分)"二*"二*I.]=a；zC0[(Z)4-(U)4]100100；1z11二；1z11二di1--1(--1)；1&；Z10.3二10.90.4二(0.82——=0.784-1)(8分)4502734Tz(8分)二0.30.7845.67[()4-(-)4]100100Tz\4,50273\41=-0.40.825.67[([。。)~■(—[—)]Tz4(2分)(―)4=(2分)100Tz=589.06k50273o…ql=元父0.4M0.82父5.67父[1204.5-(^50——73)4]=6401.5w/m2(4分)100.一蒸汽管道内径为200mm管壁厚为8mm管外包有120mms的热绝缘层，其导热系数入2=0.12W/(m.C),管壁导热系数入1=46.5W/(m.C),蒸汽温度为tf1=300C,周围空气温度为匕=25℃,管内外两侧流体与壁面间的对流换热系数分别为a1=116W/(m.C),a2=10W/(m.C),求单位管长的传热系数、传热量ql及绝缘层外表面温度。(20分)解：d1=0.2m,d2=0.216m,d3=0.216+2父0.12=0.456m(1分)

kl，，1性，ln%klJI0.2116246.50.2+1n0.45610.2160.45610(10分)an2二1di2二2d2JI0.2116246.50.2+1n0.45610.2160.45610(10分)：=0.931w/(m.k)0.0430.00083.110.219(9分)ql=kl(tf1-tf2(9分)1-…1tw=tf2ql=25256tw二d3h2二0.45610.温度为17C,流量为1.14kg/s的水通过换热器对油进行冷却。油的比热为C1=1.88kJ/(kg.C),进口温度为117C,出口温度为27C,最后出口水温达到60C,已知总的传热系数为285W/(n2.C),试分别用e-NTU法和对数平均温压法求单流程逆流换热器所需的面积。(20分)_1-exp〔-NTU1-C11-CexpI-NTU1-C1〔提示水的比热为4.187kJ/(kg.C),C=(Gc)mm/(Gc)maj解：(一)用e-NTU计算：进出口油温t1=117C,11=117C进出口水温t2=17C,12=60CQ=m2c2(t2—t2)=1.14M4.187父(60—17)=205kw(4分)m2c2=1.144.187=4.77kw/Cm1c1=-—=2.28kw/C(4分)t1-t1(4分)m2c2叫6皿6=(mc)minNTUKA(mc)min0.285A2.28=0.215ANTUKA(mc)min0.285A2.28=0.215At1-t1t1-t2117-2790117-17100=0.91-exp[-NTU1-C11-CexpI-NTU1-C1

0.9=…2.2870.215A1-|I4.77力2.281-4.7722.28expI-0.215A1-——i10.9=…2.2870.215A1-|I4.77力2.281-4.7722.28expI-0.215A1-——i1<477人（4分）_1-expl-0.215A0.5221-1-0.478expl-0.06525Al解出A=26.27n2（二）用平均温压法（1分）tmax-tmin=t1-t2"'=ti-t2；：tmmax-「tmin-tmax」tmin（117-60）-（27-17）=27cln以史27-17（7分）A=^_:205K.：tm0.28527”-2=26.6m传热学（一）第一部分选择题?单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。.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.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.单位面积的导热热阻单位为（）A.「一B.i「.口门C.''D..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TOC\o"1-5"\h\z.对流换热系数为100K）、温度为20C的空气流经50C的壁面，其对流换热的热流密度为（）A.「甘—JB.二「C.、I"W，I''D.八.,■.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.粗管内的必大C.细管内的“大D.无法比较.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.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.（）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.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）.如果温度场随时间变化，则为.一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时TOC\o"1-5"\h\z.导热微分方程式的主要作用是确定。.当3d50时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。.一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。.膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。.普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。.角系数仅与因素有关。.已知某大平壁的厚度为15mm，材料导热系数为0.15W/（m-K）,壁面两侧的温度差为150C,则通过该平壁导热的热流密度为。.已知某流体流过固体壁面时被加热，并且j=500W/（rna-K）,q=20kW/m2流体平均温度为40C,则壁面温度为。?名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）.导热基本定律.非稳态导热.凝结换热.黑度.有效辐射?简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）.简述非稳态导热的基本特点。.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？?计算题（本大题共2小题，每小题12分，共24分）.一内径为300mm、厚为10mm的钢管表面包上一层厚为20mm的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为48和0.1,钢管内壁及保温层外壁温度分别为220C及40C，管长为10mc试求该管壁的散热量。.一内径为75mm、壁厚2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为60期/（m-K）,管内热水温度为90C,管外空气温度为20C。管内外的换热系数分别为500WMu?.K）和35W/（ffiaK）。试求该热水管单位长度的散热量。传热学（一）参考答案1.B2,C3.B4.C5.D6.C7.A8.A9.D10.B?填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)11.非稳态温度场12.强.导热体内的温度分布(仅答“温度分布”或“温度场”、“导热体内的温度场”也可).小于或―15小或“低”.小于17.黑体单色辐射力或“九”.几何19.1500W/m2.80℃?名词解释(本大题共5小题，每小题4分，共20分).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。.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。.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。.物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。.单位时间内离开单位表面积的总辐射能。?简答题(本大题共2小题，每小题8分，共16分).(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