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传热学试题及答案第一章概论名词解释1.热流量:单位时间内所传播热量2.热流密度:单位传热面上热流量3.导热:当物体内有温度差或两个不同样温度物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移状况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)热运动传播了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。4.对流传热:流体流过固体壁时热传播过程,就是热对流和导热联合用热量传播过程,称为表面对流传热,简称对流传热。5.辐射传热:物体不断向周边空间发出热辐射能,并被周边物体吸取。同步,物体也不断接受周边物体辐射给它热能。这样,物体发出和接受过程综合成果产生了物体间通过热辐射而进行热量传播,称为表面辐射传热,简称辐射传热。6.总传热过程:热量从温度较高流体通过固体壁传播给另一侧温度较低流体过程,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和壁面温度差为1K是对流传热量,单位为W/(m2·K)。对流传热系数表达对流传热能力大小。8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度和壁面温度差为1K是辐射传热量,单位为W/(m2·K)。辐射传热系数表达辐射传热能力大小。9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度和壁面温度差为1K是复合传热量,单位为W/(m2·K)。复合传热系数表达复合传热能力大小。10.总传热系数:总传热过程中热量传播能力大小。数值上表达传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内传热量。填空题热量传播三种基本措施为、、。(热传导、热对流、热辐射)热流量是指,单位是。热流密度是指,单位是。(单位时间内所传播热量,W,单位传热面上热流量,W/m2)总传热过程是指,它强烈限度用来衡量。(热量从温度较高流体通过固体壁传播给另一侧温度较低流体过程,总传热系数)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传热量,W/(m2·K))导热系数单位是;对流传热系数单位是;传热系数单位是。(W/(m·K),W/(m2·K),W/(m2·K))复合传热是指,复合传热系数等于之和,单位是。(对流传热和辐射传热之和,对流传热系数和辐射传热系数之和,W/(m2·K))单位面积热阻rt单位是;总面积热阻Rt单位是。(m2·K/W,K/W)单位面积导热热阻表达式为。(δ/λ)单位面积对流传热热阻表达式为。(1/h)总传热系数K和单位面积传热热阻rt关系为。(rt=1/K)总传热系数K和总面积A传热热阻Rt关系为。(Rt=1/KA)稳态传热过程是指。(物体中各点温度不随时间而变化热量传播过程。)非稳态传热过程是指。(物体中各点温度随时间而变化热量传播过程。)某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热辐射传热系数为30W/(m2.K),对流传热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数为。(100W/(m2.K))15.由炉膛火焰向水冷壁传热核心措施是。(热辐射)16.由烟气向空气预热器传热核心措施是。(热对流)17.已知一传热过程热阻为0.035K/W,温压为70℃,则其热流量为。(2kW)18.一大平壁传热过程传热系数为100W/(m2.K),热流体侧传热系数为200W/(m2.K),冷流体侧传热系数为250W/(m2.K),平壁厚度为5mm,则该平壁导热系数为,导热热阻为。(5W/(m.K),0.001(m2.K)/W)19.总传热方程式可表达为φ=或q=。(KAΔt,KΔt)20.已知平壁厚0.02m,热阻为0.02m2.K/W,其导热系数为。(1W/(m·K))三、选择题1.下列哪多种传热过程不需要有物体宏观运动?(1)导热(2)对流(3)辐射(4)复合传热2.热流密度q和热流量关系为(如下式子A为传热面积,λ为导热系数,h为对流传热系数):(1)q=φA(2)q=φ/A(3)q=λφ(4)q=hφ3.如果在水冷壁管子里结了一层水垢,其他条件不变,管壁温度和无水垢时相比将:(1)不变(2)提高(3)减少(4)随机变化4.下列哪一种表达式是错误?()(1)q=λΔt/δ(2)q=hΔt(3)q=kΔt(4)q=rtΔt5.导热系数单位是:()(1)W/(m2.K)(2)W/m2(3)W/(m·K)(4)m2.K/W6.在传热过程中,系统传热量和下列哪一种参数成反比?()(1)传热面积(2)流体温差(3)传热系数(4)传热热阻7.在稳态传热过程中,传热温差一定,如果盼望系统传热量增大,则不能采用下述哪种手段?()(1)增大系统热阻(2)增大传热面积(3)增大传热系数(4)增大对流传热系数8.试鉴定下述多种传热过程中哪一种传热系数最小?(1)从气体到气体传热(2)从气体到水传热(3)从油到水传热(4)从凝结水蒸气到水传热9.若已知对流传热系数为78W/(m2.K),则其单位面积对流传热热阻为多少?(1)78W/(m·K)(2)1/78m·K/W(3)1/78m2·K/W(4)78W/(m2·K)10.单位时间通过单位面积热量称为什么?一般见什么符号表达?(1)热流密度,q(2)热流密度,φ(3)热流量,q(4)热流量,φ11.太阳和地球间热量传播属于下述哪种传热措施?(1)导热(2)热对流(3)热辐射(4)以上多种所有不是12.热流量和温差成正比,和热阻成反比,此规律称为什么?(1)导热基本定律(2)热路欧姆定律(3)牛顿冷却公式(4)传热方程式13.传热过程热路图原理是什么?(1)傅里叶定律(2)牛顿冷却公式(3)斯蒂芬-波尔兹曼定律(4)热路欧姆定律14.某一传热过程热流密度q=500W/m2,冷、热流体间温差为10℃,其传热系数和单位面积总传热热阻各为多少?()(1)K=50W/(m2.K),rt=0.05m2.K/W(2)K=0.02W/(m2.K),rt=50m2.K/W(3)K=50W/(m2.K),rt=0.02m2.K/W(4)K=50W/(m2.K),rt=0.05K/W15.平板单位面积导热热阻计算式应为哪一种?(1)δ/λ(2)δ/(KA)(3)1/h(4)1/(KA)四、简答题1.试述三种热量传播基本措施差别,并各举1~2个实际例子阐明。(提示:从三种热量传播基本措施定义及特点来辨别这三种热传播措施)2.请阐明在传热设备中,水垢、灰垢存在对传热过程会产生什么影响?如何避免?(提示:从传热过程各个环节热阻角度,分析水垢、灰垢对换热设备传热能力和壁面影响状况)3.试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数差别,它们各自单位是什么?(提示:写出三个系数定义并比较,单位分别为W/(m·K),W/(m2·K),W/(m2·K))4.在分析传热过程时引入热阻概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义?(提示:分析热阻和温压关系,热路图在传热过程分析中作用。)5.结合你工作实践,举一种传热过程实例,分析它是由哪些基本热量传播措施构成。(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,夏季和冬季室内温度所有保持在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:从分析不同样季节时墙体传热过程和壁温,和人体和墙表面热互换过程来解释这一现象(核心是人体和墙面辐射传热不同样))第二章热传导一、名词解释1.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布总称。一般来说,它是空间坐标和时间坐标函数。2.等温面(线):由物体内温度相似点所连成面(或线)。3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。4.热导率:物性参数,热流密度矢量和温度降度比值,数值上等于1K/m温度梯度作用下产生热流密度。热导率是材料固有热物理性质,表达物质导热能力大小。5.导温系数:材料传播温度变化能力大小指标。6.稳态导热:物体中各点温度不随时间而变化导热过程。7.非稳态导热:物体中各点温度随时间而变化导热过程。8.傅里叶定律:在各向同性均质导热物体中,通过某导热面积热流密度正比于该导热面法向温度变化率。9.保温(隔热)材料:λ≤0.12W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)材料。10.肋效率:肋片实际散热量和肋片最大也许散热量之比。11.接触热阻:材料表面由于存在一定粗糙度使相接触表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。12.定解条件(单值性条件):使微分方程获得适合某一特定问题解附加条件,涉及初始条件和边界条件。二、填空题导热基本定律是_____定律,可表述为。(傅立叶,)非稳态导热时,物体内_____场和热流量随_____而变化。(温度,时间)导温系数表达式为_____,单位是_____,其物理意义为_____。(a=λ/cρ,m2/s,材料传播温度变化能力指标)肋效率定义为_______。(肋片实际散热量和肋片最大也许散热量之比。)根据导热机理,水气、液、固三种状态中_______态下导热系数最小。(气)一般,材料导热系数和_____和_____有关。(种类,温度)保温材料是指_____材料.(λ≤0.12W/(m·K)(平均温度不高于350℃时))已知材料导热系数和温度关系为λ=λ0(1+bt),当材料两侧壁温分别为t1、t2时,其平均导热系数可取下导热系数。((t1+t2)/2)发电机水冷、氢冷、空冷三种措施中,以措施效果最佳,措施效果最差。(水冷、空冷)第三类边界条件是指已知。(物体边界和周边流体间表面传热系数h及周边流体温度tf)及其单值性条件可以完整地描述一种具体导热问题。(导热微分方程)第一类边界条件是。(给定物体边界上任何时刻温度分布)初始条件是指。(如以某时刻作为时间起算点,在该时刻导热物体内温度分布)通过长圆筒壁导热时,圆筒壁内温度呈分布规律.(对数曲线)温度梯度表达温度场内某一地点等温面法线方向。(温度变化率)第二类边界条件是指。(给定物体边界上任何时刻热流密度qw分布)三、选择题当采用加肋片措施增强传热时,最有效措施是将肋片加在哪一侧?()(1)传热系数较大一侧(2)传热系数较小一侧(3)流体温度较高一侧(4)流体温度较低一侧下列各参数中,属于物性参数是:(1)肋化系数(2)导热系数(3)导温系数(4)传热系数导温系数物理意义是什么?表白材料导热能力强弱反映了材料储热能力反映材料传播温度变化能力表白导热系数大材料一定是导温系数大材料常温下,下列物质中哪一种材料导热系数较大?(1)纯铜(2)碳钢(3)不锈钢(4)黄铜温度梯度表达温度场内某一点等温面上什么方向温度变化率?(1)切线方向(2)法线方向(3)任意方向(4)温度减少方向接触热阻存在使相接触两个导热壁面之间产生什么影响?(1)浮现温差(2)浮现临界热流(3)增进传热(4)没有影响下述哪一点不是热力设备和冷冻设备加保温材料目旳?(1)避免热量(或冷量)损失(2)提高热负荷(3)避免烫伤(或冻伤)(4)保持流体温度某热力管道采用两种导热系数不同样保温材料进行保温,为了达到较好保温效果,应将哪种材料放在内层?(1)导热系数较大材料(2)导热系数较小材料(3)任选一种均可(4)无法拟定金属具有较多杂质,则其导热系数将如何变化?(1)变大(2)变小(3)不变(4)也许变大,也也许变小下列材料中,导热材料较差材料是什么?(1)铝合金(2)铸铁(3)不锈钢(4)一般玻璃物体之间发生热传导动力是什么?(1)温度场(2)温差(3)等温面(4)微观粒子运动下面哪种物质材料具有较大导热系数?(1)水(2)空气(3)水蒸气(4)冰块通过大平壁导热时,大平壁内温度分布规律是下述哪一种?(1)直线(2)双曲线(3)抛物线(4)对数曲线若已知某种气体密度为0.617kg/m3,比热为1.122kJ/(kg·K),导热系数为0.0484W/(m.K),则其导温系数是多少?()(1)14.3m2/s(2)69.9×10-6m2/s(3)0.0699m2/s(4)1.43×104m2/s已知某一导热平壁两侧壁面温差是30℃,材料导热系数是22W/(m.K),通过热流密度是300W/m2,则该平壁壁厚是多少?()(1)220m(2)22m(3)2.2m(4)0.22m第二类边界条件是什么?已知物体边界上温度分布。已知物体表面和周边介质之间传热状况。已知物体边界上热流密度。已知物体边界上流体温度和流速。冬天用手分别触摸置于同一环境中木块和铁块,感到铁块很凉,这是什么因素?(1)由于铁块温度比木块低(2)由于铁块摸上去比木块硬(3)由于铁块导热系数比木块大(4)由于铁块导温系数比木块大什么状况下圆筒壁导热可以按平壁解决?(1)当其长度不小于其外半径10倍时(2)当其长度是其壁厚10倍时(3)当其外径不小于2倍内径时(4)当其外径不小于其壁厚4倍时温度升高时,气体导热系数一般随温度会发生如何变化?()(1)增大(2)减小(3)不变(4)也许增大也也许减小一般状况下,对于材料导热系数,下述哪种说法是错误?(1)合金不不小于纯金属(2)气体不不小于固体(3)液体不不小于固体(4)导电体不不小于非导电体21.下列那种状况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化?(1)内燃机启动过程(2)内燃机停机(3)内燃机变工况运营(4)内燃机定速运营22.在稳态导热中,已知三层平壁内外表面温度差为120℃,三层热阻之比Rλ1、Rλ2、Rλ3=1:2:3,则各层温度降为。(1)60℃、40℃、20℃(2)70℃、40℃、10℃(3)20℃、40℃、60℃(4)10℃、40℃、70℃23.材料导热能力和吸热能力之比称为。(1)放热系数(2)传热系数(3)导热系数(4)导温系数24.蒸汽管道内外直径分别为68mm和100mm,导热系数λ1=63W/(m.℃),内表面温度为140℃。今采用玻璃棉垫料保温,λ2=0.053W/(m.℃)。若规定保温层外表面温度不超过50℃,且蒸汽管道许可热损失ql=50W/m,则玻璃棉垫料保温层厚度至少为。(1)41mm(2)54mm(3)91mm(4)104mm导热体中不同样温度等温面将。(1)互相相交(2)互不相交(3)互相相切(4)不定材料导温系数是材料和比值。(1)吸热能力/导热能力(2)导热能力/吸热能力(3)比热容/导热系数(4)导热系数/比热容固体壁面上敷设肋片后,其实际散热量和假设整个肋表面处在肋基温度下散热量比值为。(1)肋壁效率(2)肋化系数(3)肋片效率(4)无明确专用名称忽视物体内部导热热阻分析措施称为。(1)正规状况法(2)数学分析法(3)数值解法(4)集总参数法下列哪个是非稳态导热表达式?(1)t=f(x,y,z)(2)t=f(y,τ)(3)t=f(x,y)(4)t=f(z,x)下列那个表达非稳态导热过程无因次时间?(1)Bi(2)Fo(3)Re(4)Pr四、简答题试解释材料导热系数和导温系数之间有什么辨别和联系。(提示:从两者概念、物理意义、表达式方面加以论述,如从表达式看,导温系数和导热系数成正比关系(a=λ/cρ),但导温系数不仅和材料导热系数有关,还和材料热容量(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强弱,导温系数表征材料传播温度变化能力大小,两者所有是物性参数。)试用所学传热学知识阐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管状肋(等截面直肋),运用等截面直肋计算肋端温度th成果,可得采用温度计套管后导致测量误差Δt为Δt=tf-th=,其中,欲使测量误差Δt下降,可以采用如下多种措施:(1)减少壁面和流体温差(tf-t0),也就是想措施使肋基温度t0接近tf,可以通过对流体通道外表面采用保温措施来实现。(2)增大(mH)值,使分母ch(mH)增大。具体可以用如下手段实现:①增长H,延长温度计套管长度;②减小λ,采用导热系数小材料做温度计套管,如采用不锈钢管,不要用铜管。由于不锈钢导热系数比铜和碳钢小。②减少δ,减小温度计套管壁厚,采用薄壁管。④提高h增强温度计套管和流体之间热互换。)试写出直角坐标系中,一维非稳态无内热源常导热系数导热问题导热微分方程表达式;并请阐明导热问题常用三类边界条件。(提示:直角坐标系下一维非稳态无内热源导热问题导热微分方程式第一类边界条件:τ>0,tw=fw(x,τ)第二类边界条件:τ>0,第三类边界条件:τ>0,在一根蒸汽管道上需要加装一根测温套管,有三种材料可选:铜、铝、不锈钢。问选择哪种材料所引起测温误差最小,为什么?为减小测量误差,在套管尺寸选择上还应注意哪些问题?(提示:和简答题2第(2)点类似,套管材料应选择不锈钢,因给出三种材料中,不锈钢导热系数最小)什么是接触热阻?减少固体壁面之间接触热阻有哪些措施?(提示:材料表面由于存在一定粗糙度使相接触表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻称为接触热阻,接触热阻存在使相邻两个表面产生温降(温度不持续)。接触热阻核心和表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周边介质物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻措施,此外,也可在固体接触面之间衬以导热系数大铜箔或铝箔等以减少接触热阻。)对流传热一、名词解释速度边界层:在流场中壁面周边流速发生急剧变化薄层。温度边界层:在流体温度场中壁面周边温度发生急剧变化薄层。定性温度:拟定换热过程中流体物性温度。特性尺度:对于对流传热起决定作用几何尺寸。相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra):由多种变量构成无量纲组合量。逼迫对流传热:由于机械(泵或风机等)作用或其他压差而引起相对运动。自然对流传热:流体各部分之间由于密度差而引起相对运动。大空间自然对流传热:传热面上边界层形成和发展不受周边物体干扰时自然对流传热。珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(θ>90˚)时,凝结液在壁面上形成诸多液滴,而不形成持续液膜。膜状凝结:当液体能润湿壁面时,凝结液和壁面润湿角(液体和壁面交界处切面经液体到壁面交角)θ<90˚,凝结液在壁面上形成一层完整液膜。核态沸腾:在加热面上产生汽泡,换热温差小,且产生汽泡速度不不小于汽泡脱离加热表面速度,汽泡剧烈扰动使表面传热系数和热流密度所有急剧增长。膜态沸腾:在加热表面上形成稳定汽膜层,相变过程不是发生在壁面上,而是汽液界面上,但由于蒸汽导热系数远不不小于液体导热系数,因此表面传热系数大大下降。二、填空题影响自然对流传热系数核心因素有:、、、、、。(流动起因,流动速度,流体有无相变,壁面几何形状、大小和位置,流体热物理性质)速度边界层是指。(在流场中壁面周边流速发生急剧变化薄层。)温度边界层是指。(在流体温度场中壁面周边温度发生急剧变化薄层。)流体刚刚流入恒壁温管道作层流传热时,其局部对流传热系数沿管长逐渐,这是由于。(减小,边界层厚度沿管长逐渐增厚)温度边界层越对流传热系数越小,强化传热应使温度边界层越。(厚,簿)流体流过弯曲管道或螺旋管时,对流传热系数会,这是由于。(增大,离心力作用产生了二次环流增强了扰动)流体横掠管束时,一般状况下,部署平均对流传热系数要比部署时高。(叉排,顺排)管外流动传热,有纵向冲刷和横向冲刷之分,在其他条件相似时,以向冲刷方向传热更为强烈。(横向)对流传热微分方程式表达式为。其中,αx是,λ是,Δt是,是。(,局部换热系数,流体导热系数,主流流体温度和壁温之差,贴壁处流体法向温度变化率)纯净饱和蒸气膜状凝结核心热阻是。(液膜导热热阻)大容器饱和沸腾曲线可分为、、、四个区域,其中具有温差小、热流大传热特点。(自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾,核态沸腾)雷诺比拟采用模型,其成果在Pr=条件下和实验解相吻合.(单层,1)沸腾临界热通量是指。(当壁面过热度大到某一限度时,汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定汽膜,即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡,浮现临界点热流密度)格拉晓夫准则物理意义;表达式Gr=。(流体流动时浮升力和粘滞力之比无量纲量,)减小管内湍流对流传热热阻措施有、、、。(增长流速,采用短管。变化流体物性,增长换热面积,扰流,采用导热系数大流体用小管径等)反映对流传热强度准则称为准则。(努塞尔)普朗特准则Pr数学表达式为,它表征了相对大小。(ν/a,动量传播和热量传播)管内充足发展湍流传热系数和平均流速U次方成比.,和内径D次方成比。(0.8,正,0.2,反)大空间自然对流处在湍流状态时有自模化特性,此时传热系数和无关。(尺寸)自然对流传热在条件下发生有关特性尺度L自模化现象.。(湍流)在蒸汽凝结过程中,凝结传热系数不小于凝结。(珠状,膜状)自然对流传热是指。(流体在浮升力作用下对流传热)管槽内对流传热入口效应是指。(流体入口段由于热边界层较薄而具有较高对流传热系数)流体在大空间沿竖壁作自然对流传热时,对于湍流工况,其对流传热系数正比于竖壁高度次方。(0)大容器沸腾曲线分为、、、四个区段。(自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾)三、选择题下列各参数中,属于物性参数是:传热系数K吸取率α普朗特数Pr传热系数hc流体纯自然对流传热准则方程可写成(1)Nu=f(Re,Pr)(2)Nu=f(Gr,Pr)(3)Nu=f(Re,Gr,Pr)(4)Nu=f(Bi,Fo)流体掠过平板对流传热时,在下列边界层各区中,温度降核心发生在:(1)主流区(2)湍流边界层(3)层流底层(4)缓冲区(5)湍流核心区空气自然对流传热系数和逼迫对流时对流传热系数相比:(1)要小多(2)要大得多(3)十分接近(4)不可比较沸腾临界热流量qc是:从过冷沸腾过渡到饱和沸腾转折点从自由流动过渡到核态沸腾转折点从核态沸腾过渡到膜态沸腾转折点从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾转折点流体在大空间沿竖壁自然对流传热时,在湍流状态下;对流传热系数正比于竖壁高度()(1)0次方(2)0.8次方(3)l/4次方(4)l/3次方液体沸腾时,汽泡内压力不小于汽泡外液体压力,核心由于下列哪个因素导致?(1)传热温差(2)表面张力(3)浮升力(4)重力定型准则是指:(1)涉及定型尺寸准则(2)所有由已知量构成准则(3)具有待求量准则(4)待定准则工程中,较为常用沸腾工况是指:(1)膜态沸腾(2)核态沸腾(3)自然对流沸腾(4)以上所有不是下述哪种手段对提高对流传热系数无效?(1)提高流速(2)增大管径(3)采用入口效应(4)采用导热系数大流体已知某气体密度为1.26kg/m3,比热为1.02kJ/(kg·K),导热系数为0.025W/(m·K),粘度为15.1×10-6m2/s,其Pr(普朗特)准则数为多少?()(1)0.78(2)0.02(3)0.7(4)0.62Nu(努谢尔特)准则反映:()(1)惯性力和粘滞力相对大小(2)对流传热强度(3)浮升力和粘滞力相对大小(4)导热能力大小描述浮升力和黏滞力相对大小准则数称为:(1)Re(2)Gr(3)Pr(4)Ra当管长远不小于管径时,圆管横向部署时管外膜状凝结传热系数和竖放时相比如何?横放时大两者差不多竖放时大无法比较无量纲组合称为什么准则?(1)雷诺Re(2)普朗特Pr(3)努谢尔特Nu(4)格拉晓夫Gr鉴定管内湍流强制对流与否需要进行人口效应修正根据是什么?(1)l/d≥70(2)Re≥104(3)l/d<50(4)l/d<104对流传热以作为基本计算式。(1)傅里叶定律(2)牛顿冷却公式(3)普朗克定律(4)欧姆定律从传热角度看,下面多种冷却措施中,哪种措施冷却效果会最佳?(1)水冷(2)氢冷(3)气冷(4)水沸腾冷却相变传热特性为。(1)工质比体积变化较大(2)汽化潜热(3)(1)+(2)(4)工质比体积较大冷却液润湿壁面能力取决于。(1)液体表面张力(2)液体和壁面间附着力(3)(1)+(2)(4)(1)或(2)在饱和沸腾时,随着增高,将会浮现个换热规律全然不同样区域。(1)壁面过热度,4(2)壁面过热度,6(3)热流密度,4(4)热流密度,622.对流传热微分方程组共有几类方程?(1)2(2)3(3)4(4)5凝结液能较好润湿壁面,形成完整膜向下流动,称为。(1)凝结(2)膜状凝结(3)珠状凝结(4)稳态凝结24.下列哪个不是影响对流传热核心因素?(1)流动起因;(2)tw;(3)ε;(4)换热面几何形状。25.对于Pr数,下列说法哪个是错误?(1)它是动力粘度和热扩散率比值;(2)它是研究对流传热最常用核心准则;(3)对于层流流动,当Pr=1时,δ=δt;(4)它反映了流体中热量扩散和动量扩散相对限度。26.自由对流传热流态核心取决于数值。(1)Pr(2)Fo(3)Re(4)Gr27.如果流体流动是由流体内部温差产生密度差引起,称为。(1)逼迫对流(2)自由运动(3)湍流对流(4)层流对流28.对流传热微分方程组涉及。Ⅰ、付立叶定律Ⅱ、对流传热微分方程Ⅲ、基尔霍夫定律Ⅳ、持续性方程Ⅴ、动量微分方程Ⅵ、能量微分方程(1)ⅡⅢⅣⅤ(2)ⅠⅡⅢⅣ(3)ⅡⅣⅤⅥ(4)ⅢⅣⅤⅥ29.Num其特性温度为。(1)流体温度(2)平均温度(3)壁面温度(4)不定30.当流体外掠圆管时,10<Re<其边界层为,脱体发生在处。其局部换热系数达到最值。(1)湍流,140,低(2)层流,140,高(3)湍流,82,低(4)层流,82,低31.自然对流传热准则方程为。(1)(2).(3)(4).32.影响膜状换热系数核心因素是。(1)蒸汽流速(2)不凝结气体(3)表面粗糙度(4)(1)+(2)四、简答题影响逼迫对流传热流体物性有哪些?它们分别对对流传热系数有什么影响?(提示:影响逼迫对流换热系数因素及其影响状况可以通过度析逼迫对流传热实验关联式,将各无量纲量展开整顿后加以表述。)试举多种强化管内逼迫对流传热措施(至少五个)。(提示:通过度析逼迫对流换热系数影响因素及增强扰动、采用人口效应和弯管效应等措施来提出部分强化手段,如增大流速、采用机械搅拌等。)试比较逼迫对流横掠管束传热中管束叉排和顺排优缺陷。(提示:逼迫对流横掠管束换热中,管束叉排和顺排优缺陷核心可以从换热强度和流动阻力两方面加以论述:(1)管束叉排使流体在弯曲通道中流动,流体扰动剧烈,对流换热系数较大,同步流动阻力也较大;(2)顺排管束中流体在较为平直通道中流动,扰动较弱,对流换热系数不不小于叉排管束,其流阻也较小;(3)顺排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。)为什么横向冲刷管束和流体在管外纵向冲刷相比,横向冲刷传热系数大?(提示:从边界层理论角度加以论述:纵向冲刷容易形成较厚边界层,其层流层较厚且不易破坏。有三个因素导致横向冲刷比纵向冲刷换热系数大:①弯曲表面引起复杂流动,边界层较薄且不易稳定;②管径小,流体到第二个管子时易导致强烈扰动;②流体直接冲击换热表面。)为什么电厂凝汽器中,水蒸气和管壁之间传热可以不考虑辐射传热?(提示:可以从如下3个方面加以论述:(1)在电厂凝汽器中,水蒸气在管壁上凝结,凝结换热系数约为4500—18000W/(m2.K),对流换热量很大;(2)水蒸气和壁面之间温差较小,因此辐射换热量较小;(3)和对流换热相比,辐射换热所占份额可以忽视不计。)用准则方程式计算管内湍流对流传热系数时,对短管为什么要进行修正?(提示:从热边界层厚度方面加以论述:(1)在入口段,边界层形成过程一般由薄变厚;(2)边界层变化引起换热系数由大到小变化,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(管长修正系数不小于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,则必需考虑入口段影响。层流时对流传热系数与否总是不不小于湍流时对流传热系数?为什么?(提示:该问题同样可以从入口效应角度加以论述。在入口段边界层厚度从零开始增厚,若采用短管,尽管处在层流工况,由于边界层较薄,对流换热系数可以不小于紊流状况。)什么叫临界热流密度?为什么当加热热流不小于临界热流密度时会浮现沸腾危机?(提示:用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例,(1)沸腾过程中,随着壁面过热度Δt增大,存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段,临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所相应最大热流密度;(2)当加热热流不小于临界热流密度时,沸腾工况向膜态沸腾过渡,加热面上有汽泡汇集形成汽膜,将壁面和液体隔开,由于汽膜热阻比液体大得多,使换热系数迅速下降,传热恶化;(3)汽膜存在使壁温急剧升高,若为控制热流加热设备,如电加热设备,则一旦加热热量不小于临界热流密度,沸腾工况从核态沸腾奔腾到稳定膜态沸腾,壁温飞升到1000℃以上(水),使设备烧毁。)试述不凝性气体影响膜状凝结传热因素。(提示:少量不凝性气体存在就将使凝结换热系数减小,这可以从换热热阻增长和蒸汽饱和温度下降两方面加以论述。(1)具有不凝性气体蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层,将蒸汽隔开,蒸汽凝结必需穿过气层,使换热热阻大大增长;(2)随着蒸汽凝结,液膜表面气体分压力增大,使凝结蒸汽分压力减少,液膜表面蒸汽饱和温度减少,减少了有效冷凝温差,削弱了凝结换热。)辐射传热一、名词解释1.热辐射:由于物体内部微观粒子热运动状态变化,而将部分内能转换成电磁波能量发射出去过程。2.吸取比:投射到物体表面热辐射中被物体所吸取比例。3.反射比:投射到物体表面热辐射中被物体表面所反射比例。4.穿透比:投射到物体表面热辐射中穿透物体比例。5.黑体:吸取比α=1物体。6.白体:反射比ρ=l物体(漫射表面)7.透明体:透射比τ=1物体8.灰体:光谱吸取比和波长无关抱负物体。9.黑度:实际物体辐射力和同温度下黑体辐射力比值,即物体发射能力接近黑体限度。10.辐射力:单位时间内物体单位辐射面积向外界(半球空间)发射所有波长辐射能。11.漫反射表面:如果不管外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投入,物体表面在半球空间范畴内各方向上所有有均匀反射辐射度Lr,则该表面称为漫反射表面。12.角系数:从表面1发出辐射能直接落到表面2上百分数。13.有效辐射:单位时间内从单位面积离开总辐射能,即发射辐射和反射辐射之和。14.投入辐射:单位时间内投射到单位面积上总辐射能。15.定向辐射度:单位时间内,单位可见辐射面积在某一方向p单位立体角内所发出总辐射能(发射辐射和反射辐射),称为在该方向定向辐射度。16.漫射表面:如该表面既是漫发射表面,又是漫反射表面,则该表面称为漫射表面。17.定向辐射力:单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射辐射能。18.表面辐射热阻:由表面辐射特性所引起烧阻。19.遮热板:在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以削弱辐射传热。20.重辐射面:辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零表面。二、填空题热辐射是由于产生电磁波辐射。热辐射波长单位是,在工业范畴内,热辐射波段核心集中于区段。(热因素,μm,红外)太阳和地球间热量传播属于传热措施。(辐射)黑体是指物体,白体是指物体,透明体是指物体。灰体是物体。(吸取比为0,反射比为0,投射比为0,光谱吸取比和波长无关)基尔霍夫定律表白,善于辐射物体也善于,在同温度下,黑体具有辐射力,实际物体吸取率永远1。(吸取,最大,不不小于)有效辐射是之和。(发射辐射和反射辐射)一种由两个表面所构成封闭系统中,若已知A1=0.5A2,X1,2=0.6,则X2,1=。(0.3)将任意形状气体辐射折合成一种假想当量半球,半球内气体和所研究气体具有,球内气体对球心辐射效果等于,该当量半球半径称为。(相似温度、压力和成分,所研究气体对指定地点辐射,平均射线行程)物体光谱辐射力和同温度下之比,称为物体光谱发射率。(黑体光谱辐射力)角系数具有、、特性。(相对性、完整性、分解性)表面辐射热阻应用于辐射传热计算,其值可用数学式表达为。(灰漫表面(或灰表面即可),)气体辐射具有2个特点:①;②。(气体辐射和吸取对波长具有明显选择性,气体辐射和吸取在整个容积中进行)基尔霍夫定律指出了物体和之间关系。(辐射力,吸取碧)辐射传热空间热阻核心和有关。(两个表面之间角系数及辐射换热面积)辐射削弱系数是指射线通过单位长度时能量和能量之比。(被气体所吸取,投射)辐射传热表面热阻核心和有关。(表面黑度和辐射换热面积)普朗克定律揭示了黑体光谱辐射力按变化分布规律。(波长和热力学温度)热辐射能量投射到物体表面上时,占投入辐射比例称为投射比。(穿透物体辐射能)在热平衡条件下,任何物体对黑体辐射吸取比恒等于。(同温度下该物体黑度)角系数相对性用公式可写成。(A1X1,2=A2X2,1)增强或削弱辐射传热原则是变化和。(系统黑度,温度条件)三、选择题有一种由六个平面构成六边形长通道,其内表面分别以l、2、3、4、5、6表达,已知角系数X12=0.1、X14=0.25,X15=0.25,X16=0.12,则X13为:()(1)0.35(2)0.72(3)0.37(4)0.28一金属块表面发射率为0.4,温度为227℃,它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变化?(1)1417.5W/m2,将增大(2)1417.5W/m2,将减小(3)60.22W/m2,将增大(4)60.22W/m2,将减小影响物体表面黑度核心因素是:(1)物质种类、表面温度、表面状况(2)表面温度、表面状况、辐射强度(3)物质种类、表面温度、表面颜色(4)表面颜色、表面温度、表面光洁度在两块平行黑度相似大平板之间插入一块同样黑度遮热板后,两平板之间辐射传热量和未加遮热板时相比减少了:()(1)0.2倍(2)0.5倍(3)2倍(4)3倍对于边长为15m立方体内气体辐射,气体对整个包壁辐射平均射线行程等于:(1)15m(2)7.5m(3)9m(4)4.5m在同温度条件下全波谱辐射和吸取,下列哪种说法是对旳物体辐射能力越强其吸取比越大物体吸取比越大其反射比越大物体吸取比越大其黑度越小物体吸取比越大其辐射透射比越大下列哪个定律可用来计算黑体光谱辐射力?(1)斯蒂芬—波尔兹曼定律(2)基尔霍夫定律(3)斯蒂芬公式(4)普朗克定律单位时间内离开单位表面积总辐射能称为什么?(1)有效辐射(2)辐射力(3)辐射强度(4)反射辐射由炉膛火焰向水冷壁传热核心措施是:(1)热辐射(2)热对流(3)导热(4)所有不是将保温瓶双层玻璃中间抽成真空,其目旳是什么?(1)减少导热(2)减少对流传热(3)减少对流和辐射传热(4)减少导热和对流传热在保温瓶内胆上镀银目旳是什么?()(1)削弱导热传热(2)削弱辐射传热(3)削弱对流传热(4)同步削弱导热、对流和辐射传热有一种由两个圆筒表面构成环形长通道,其外筒内径是d1,内筒外径是d2,且d1/d2=2,问角系数X1,2和X2,1,分别为多少?()(1)X1,2=0.5,X2,1=l(2)X1,2=0.25,X2,1=0.5(3)X1,2=1,X2,1=0.25(4)X1,2=0.5,X2,1=0.2513.物体可以发射热辐射最基本条件是下述哪一种?(1)温度不小于0K(2)具有传播介质(3)真空状态(4)表面较黑14.下述哪种气体可以看作热辐射透明体(τ=l气体)?()(1)二氧化碳(2)空气(3)水蒸气(4)二氧化硫气体15.下列多种辐射中哪种辐射光谱不能看作是持续?()(1)灰体辐射(2)黑体辐射(3)发光火焰辐射(4)气体辐射16.烟道中有一支热电偶,热电偶(黑度ε1)和烟道内壁面(黑度ε2)辐射传热系统黑度εs表达式应为下述哪一种?()(1)1(2)ε1(3)(4)0某一封闭系统只有l、2两个表面,A1=2A2,Xl,2=0.25,则X2,1及X2,2各为多少?(1)X2,1=0.5,X2,2=0.25(2)X2,1=0.25,X2,2=0.5(3)X2,l=0.5,X2,2=0.5(4)X2,1=0.25,X2,2=0.75下述有关辐射传热表面热阻表达措施中对旳是哪一种?(1)(2)(3)(4)公式(其中C0=5.67W/(m2K4))是什么定律表达式?其中Eb指是什么?()基尔霍夫定律,黑体辐射力斯蒂芬—波尔兹曼定律,黑体辐射力普朗克定律,光谱辐射力四次方定律,背景辐射力一般不能将气体当作灰体解决因素是什么?由于气体含灰由于气体辐射在整个容积中进行由于气体辐射对波长有选择性由于气体辐射能力很弱,可以看作热辐射透明体可以所有吸取多种波长辐射能抱负物体称为。(1)黑体(2)白体(3)灰体(4)透明体单位时间内离开表面单位面积总辐射能被定义为。(1)投入辐射(2)吸取辐射(3)有效辐射(4)反射辐射对于气体来说,吸取能力差物体能力。反射,差(2)反射,好(3)穿透,差(4)穿透,好黑体绝对温度之比为3,则其辐射力之比为(1)1(2)3(3)9(4)81黑度分别为0.3和0.8相距甚近两块大平行平板之间进行辐射传热,试问当其间设立黑度为0.04磨光铝制遮热板后,传热量减小为本来传热量比例最接近于下列那数?(1)5%(2)10%(3)15%(4)20%对于固体和液体来说,吸取能力大物体能力。(1)反射,差(2)反射,好(3)穿透,差(4)穿透,好28.描述黑体表面辐射能量按空间方向分布规律称为(1)普朗克定律(2)兰贝特定律(3)斯帝芬-玻尔兹曼定律(4)基尔霍夫定律29.描述黑体光谱辐射力和波长和绝对温度之间函数关系称为。(1)普朗克定律(2)维恩定律(3)斯帝芬-玻尔兹曼定律(4)基尔霍夫定律30.下列哪个属于表面辐射热阻?(1)1/(AX)(2)(1-ε)/(εA)(3)δ/(λA)(4)1/(αA)31.一般工程上所用管道,当L/d>时,可以不考虑入口效应影响。(1)20(2)30(3)40(4)50四、简答题试用所学传热学知识阐明用热电偶测量高温气体温度时,产生测量误差因素有哪些?可以采用什么措施来减小测量误差?(提示:用热电偶测温时同步存在气流对热电偶换热和热电偶向四壁散热两种状况,热电偶读数不不小于气流实际温度产生误差。因此,引起误差因素:①烟气和热电偶间复合换热小;②热电偶和炉膛内壁问辐射换热大。减小误差措施:①减小烟气和热电偶间换热热阻,如抽气等;②增长热电偶和炉膛间辐射热阻,如加遮热板;②设计出计算误差程序或装置,进行误差补偿。)试用传热原理阐明冬天可以用玻璃温室种植热带植物原理。(提示:可以从可见光、红外线特性和玻璃透射比来加以论述。玻璃在日光(短波辐射)下是一种透明体,透过率在90%以上,使绝大部分阳光可以透过玻璃将温室内物体和空气升温。室内物体所发出辐射是一种长波辐射——红外线,对于长波辐射玻璃透过串接近于零,几乎是不透明(透热),因此,室内物体升温后所发出热辐射被玻璃挡在室内不能穿过。玻璃这种辐射特性,使室内温度不断升高。)试分析遮热板原理及其在削弱辐射传热中作用。(提示:可从遮热板能增长系统热阻角度加以阐明。(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有明显作用,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。)什么叫黑体、灰体和白体?它们分别和黑色物体、灰色物体、白色物体有什么辨别?在辐射传热中,引入黑体和灰体有什么意义?(提示:可以从黑体、白体、灰体定义和有关辐射定律来论述。根据黑体、白体、灰体定义可以看出,这些概念所有是以热辐射为前提。灰色、黑色、白色是针对可见光而言。所谓黑体、白体、灰体并不是指可见光下物体颜色,灰体概念提出使基尔霍夫定律无条件成立,和波长、温度无关,使吸取率旳拟定及辐射换热计算大为简化,因此具有核心作用;黑体概念提出使热辐射吸取和发射具有了抱负参照物。)玻璃可以透过可见光,为什么在工业热辐射范畴内可以作为灰体解决?(提示:可以从灰体特性和工业热辐射特点来论述。所谓灰体是针对热辐射而言,灰体是指吸取率和波长无关物体。在红外区段,将大多数实际物体作为灰体解决所引起误差并不大,一般工业热辐射温度范畴大多处在K如下,因此其核心热辐射波长在红外区域。诸多材料单色吸取率在可见光范畴内和红外范畴内有较大差别,如玻璃在可见光范畴内几乎是透明,但在工业热辐射范畴内则几乎是不透明,并且其光谱吸取比和波长关系不大,可以作为灰体解决。)什么是“温室效应”?为什么说大气中C02含量增长会导致温室效应?(提示:可以从气体辐射特点和能量平衡来加以阐明。CO2气体具有相称强辐射和吸取能力,属于温室气体。根据气体辐射具有选择性特点,CO2气体吸取光带有三段:2.65—2.8、4.15—4.45、13.0—17.0μm,核心分布于红外区域。太阳辐射是短波辐射,波长范畴在0.38一0.76μm,因此,对于太阳辐射C02气体是透明,能量可以射入大气层。地面向空间辐射是长波辐射,核心分布于红外区域,这部分辐射在CO2气体吸取光带区段C02气体会吸取能量,是不透明。在正常状况下,地球表面对能量吸取和释放处在平衡状态,但如果大气中CO2含量增长会使大气对地面辐射吸取能力增强,导致大气温度上升,导致了所谓温室效应。)第五章传热过程和传热器一、名词解释传热过程:热量从高温流体通过壁面传向低温流体总过程.复合传热:对流传热和辐射传热同步存在传热过程.污垢系数:单位面积污垢热阻.肋化系数:肋侧表面面积和光壁侧表面积之比.顺流:两种流体平行流动且方向相似逆流:两种流体平行流动且方向相反7.效能:换热器实际传热热流量和最大也许传热热流量之比.8.传热单元数:传热温差为1K时热流量和热容量小流体温度变化1K所吸取或放出热流量之比.它反映了换热器初投资和运营费用,是一种换热器综合经济技术指标.9.临界热绝缘直径:相应于最小总热阻(或最大传热量)保温层外径.二、填空题和综合过程称为复合传热。(对流传热,辐射传热)某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热辐射传热系数为20W/(m2.K),对流传热系数为40W/(m2.K),其复合传热系数为。(60W/(m2.K))肋化系数是指和之比。(加肋后总换热面积,未加肋时换热面积)一传热过程热流密度q=1.8kW/m2,冷、热流体间温差为30℃,则传热系数为,单位面积总传热热阻为。(60W/(m2.K),0.017(m2.K)/W)一传热过程温压为20℃,热流量为lkW,则其热阻为。(0.02K/W)已知一厚为30mm平壁,热流体侧传热系数为100W/(m2.K),冷流体侧传热系数为250W/(m2.K),平壁材料导热系数为0.2W/(m·K),则该平壁传热过程传热系数为。(6.1W/(m2.K))在一维稳态传热过程中,每个传热环节热阻分别是0.01K/W、0.35K/W和0.009lK/W,在热阻为传热环节上采用强化传热措施效果最佳。(0.35K/W)某一厚20mm平壁传热过程传热系数为45W/(m2.K),热流体侧传热系数为70W/(m2K),冷流体侧传热系数为200W/(m2.K),则该平壁导热系数为。(6.81W/(m·K))圆管临界热绝缘直径dc计算式为,它表达当保温材料外径为dc时,该保温材料散热量达到。(dc=2λ/h,最大值)传热系数是指,单位是。(冷热流体温度差为1℃时传热热流密度(或表达传热过程强烈限度物理量),W/(m2.K))污垢热阻是指,单位是。(污垢换热面传热热阻和干净换热面传热热阻之差,m2.K/W)传热器是。(冷、热流体进行热量互换以满足工艺规定设备(装置))肋壁总效率是指,其数学表达式。(肋侧表面总实际换热量和肋侧壁温均为肋基温度抱负散热量之比)传热器热计算措施有和。(平均温压法,传热单元数法)不管是顺流还是逆流型传热器,对数平均温差计算式所有可以统一表达到。()复杂流型传热器平均温差Δtm可以通过逆流部署时平均温差Δtm逆来计算,表达式是,其中Φ为。(,温差修正系数)传热过程是指。(热量从高温流体通过壁面传向低温流体总过程)传热器效能是指。(换热器实际传热热流量和最大也许传热热流量之比)19.间壁式传热器是指。(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)20.在冷、热流体进出口温度一定状况下,为了传播相似热量,比较多种流动型式,采用部署对数平均温差最大,所需传热面积。(逆流,最小)三、选择题加热炉外壁面和环境间传热属于下述哪种传热措施?()(1)辐射传热(2)导热(3)对流传热(4)复合传热热量传播三种基本措施是什么?()(1)热对流、导热、辐射(2)复合传热、热辐射、导热(3)对流传热、导热、传热过程(4)复合传热、热辐射、传热过程下述多种措施中,强化传热措施是哪一种?()(1)夹层抽真空(2)增大当量直径(3)加肋片(4)加遮热板当采用加肋措施强化传热时,肋片应加在会最有效。()(1)传热系数较大一侧(2)传热系数较小一侧(3)随便哪一侧(4)两例同样所有加公式Φ=hAΔt名称是什么?()(1)傅里叶定律(2)牛顿冷却公式(3)传热方程式(4)热路欧姆定律在某一传热过程中,热流给定,若传热系数增长1倍,冷热流体间温差将是本来多少倍?()(1)1倍(2)2倍(3)3倍(4)0.5倍强化传热时,增强传热过程中哪一侧传热系数最有效?()(1)热流体侧(2)冷流体侧(3)传热热阻大一侧(4)传热热阻小一侧若冷、热流体温度给定,传热器热流体侧结垢后传热壁面温度将如何变化?()(1)增长(2)减小(3)不变(4)有时增长,有时减小有一板式传热器,热流体进口温度80℃、出口温度50℃,冷流体进口温度10℃、出口温度30℃,则顺流部署时和逆流部署时对数平均温差分别为多少?()(1)45.0℃,45.0℃(2)42.5℃,40.0℃(3)44.8℃,39.9℃(4)39.9℃,44.8℃用ε—NTU法进行换热器校核计算比较以便是由于下述哪个理由?()(1)流体出口温度可通过查图得到(2)不需要计算传热系数(3)不需要计算对数平均温差(4)不需要进行试算在相似进出口温度下,换热器采用哪种流动型式有也许获得最大平均温差?()(1)顺流(2)交叉流(3)逆流(4)混合流对于换热器顺流和逆流部署,下列哪种说是错误?()(1)逆流平均温差不小于等于顺流(2)逆流流动阻力不小于等于顺流(3)冷流体出口温度逆流可不小于顺流(4)换热器最高壁温逆流不小于等于顺流临界热绝缘直径是指:()管道热损失最大时热绝缘直径管道热损失最小时热绝缘直径管道完全没有热损失时热绝缘直径管道热阻最大时热绝缘直径增厚圆管外保温层,管道热损失将如何变化?()(1)变大(2)变小(3)不变(4)也许变大,也也许变小试鉴定下述多种传热过程中哪一种传热系数最大?()(1)从气体到气体传热(2)从气体到水传热(3)从油到水传热(4)从凝结水蒸气到水下列哪种传热器不是间壁式换热器?()(1)板翅式换热器(2)套管式换热器(3)回转式换热器(4)螺族板式换热器高温换热器为了避免浮现较高壁温,常优先考虑采用哪种流动型式?()(1)逆流(2)顺流(3)叉排(4)顺排换热器管内为被加热水;管外为烟气,水侧结垢后管壁温度将会如何变化?或烟侧积灰后,管壁温度又将如何变化?()(1)增大,增大(2)减小,减小(3)增大,减小(4)减小,增大已知敷设在圆管外保温材料导热系数为0.08W/(m.K),管外环境介质传热系数为8W/(m2.K),其临界热绝缘直径为:(1)0.02m(2)200m(3)0.005m(4)50m已知一传热设备,新投入时传热系数为78W/(m2.K),使用一年后其传热系数为55W/(m2.K),则其污垢热阻:(1)0.018(m2.K)/W(2)0.005(m2.K)/W(3)0.0128(m2.K)/W(4)0.003(m2.K)/W下列哪个是传热单元数?(1)ε(2)Cmin/Cmax(3)KA/Cmin(4)下列哪个不是增强传热有效措施?(1)波纹管(2)逆流(3)板翅式换热器(4)在对流传热系数较大侧安装肋片试计算逆流时对数平均温差,已知热流体由300℃冷却到150℃,而冷流体由50℃加热到100℃。(1)124℃(2)134℃(3)144℃(4)154℃19.热流体和冷流体交替地流过同一流道换热器称为。(1)热管换热器(2)间壁式换热器(3)回热式换热器(4)混合式换热器四、简答题试举出3个隔热保温措施,并用传热学理论阐明其原理?(提示:可以从导热、对流、辐射等角度举出诸多隔热保温例子.例如采用遮热板,可以明显削弱表面之间辐射换热,从传热学原理上看,遮热板使用成倍地增长了系统中辐射表面热阻和空间热阻,使系统黑度减小,辐射换热量大大减少;又如采用夹层构造并抽真空,可以削弱对流换热和导热,从传热角度看,夹层构造可以使逼迫对流或大空间自然对流成为有限空间自然对流,使对流换热系数大大减小,抽真空,则杜绝了空气自然对流,同步也避免了通过空气导热;再如表面包上高反射率材料或表面镀银,则可以减小辐射表面吸取比和发射率(黑度),增大辐射换热表面热阻,使辐射换热削弱,等等。)解释为什么诸多高效隔热材料所有采用蜂窝状多孔性构造和多层隔热屏构造。(提示:从削弱导热、对流、辐射换热途径方面来论述。高效隔热材料所有采用蜂窝状多孔性构造和多层隔热屏构造,从导热角度看,空气导热系数远远不不小于固体材料,因此采用多孔构造可以明显减小保温材料表观导热系数,阻碍了导热进行;从对流换热角度看,多孔性材料和多层隔热屏阻隔了空气大空间流动,使之成为尺度十分有限微小空间。使空气自然对流换热难以开展,有效地阻碍了对流换热进行;从辐射换热角度分析,蜂窝状多孔材料或多层隔热屏相称于使用了多层遮热板,可以成倍地阻碍辐射换热进行,若再在隔热屏表面镀上高反射率材料,则效果更为明显。)什么叫换热器顺流部署和逆流部署?这两种部署措施有何特点?设计时如何选择?(提示:从顺、逆流部署特点上加以论述。冷、热流体平行流动且方向相似称为顺流,换热器顺流部署具有平均温差较小、所需换热面积大、具有较低壁温、冷流体出口温度低于热流体出口温度特点。冷、热流体平行流动但方向相反称为逆流,换热器逆流部署具有平均温差大、所需换热面积小、具有较高壁温、冷流体出口温度可以高于热流体出口温度特点。设计中,一般较多选择逆流部署,使换热器更为经济、有效,但同步也要考虑冷、热流体流道部署上可行性,如果盼望得到较高壁面温度,则可选择逆流部署,反之,如果不盼望换热器壁面温度太高,则可以选择顺流部署,或顺、逆流混合部署措施。)试解释并比较换热器计算平均温差法和ε—NTU法?(提示:从平均温压法和ε—NTU法原理、特点上加以论述。两种措施所有可以用于换热器设计计算和校核计算,平均温差法是运用平均温差来进行换热器计算,而ε—NTU法是运用换热器效能ε和传热单元数NTU来进行换热器计算。平均温压法要计算对数平均温压,而ε—NTU法则要计算热容量比、传热单元数或换热器效能。设计计算时,用平均温差法比用ε—NTU法以便,而在校核计算时,用ε—NTU法比用平均温差以便。)请阐明在换热设备中,水垢、灰垢存在对传热过程会产生什么影响,如何避免。(提示:从传热系数或传热热阻角度分析。在换热设备中,水垢、灰垢存在将使系统中导热热阻大大增长,减小了传热系数,使换热性能恶化,同步还使换热面易于发生腐蚀,并减小了流体流通截面,较厚污垢将使流动阻力也增大。此外,热流体侧壁面结垢,会使壁面温度减少,使换热效率下降·,而冷流体侧壁面结垢,会导致壁温升高,对于换热管道,甚至导致爆管事故。避免结垢手段有定期排污、清洗、清灰,加强水解决,保证水质,采用除尘、吹灰设备等。)传热过程及换热器部分一、基本概念核心涉及传热方程式及换热器设计、对数平均温差、换热器中两流体沿程温度变化曲线、强化传热及热阻分析、传热系数实验测定措施等等。1、对壳管式换热器来说,两种流体在下列状况下,何种走管内,何种走管外?(1)清洁和不清洁;(2)腐蚀性大和小;(3)温度高和低;(4)压力大和小;(5)流量大和小;(6)粘度大和小。答:(1)不清洁流体应在管内,由于壳侧清洗比较困难,而管内可定期折开端盖清洗;(2)腐蚀性大流体走管内,由于更换管束代价比更换壳体要低,且如将腐蚀性强流体置于壳侧,被腐蚀不仅是壳体,尚有管子;(3)温度低流体置于壳侧,这样可以减小换热器散热损失;(4)压力大流体置于管内,由于管侧耐压高,且低压流体置于壳侧时有助于减小阻力损;(5)流量大流体放在管外,横向冲刷管束可使表面传热系数增长;(6)粘度大流体放在管外,可使管外侧表面传热系数增长。2、为强化一台冷油器传热,有人用提高冷却水流速措施,但发现效果并不明显c试分析因素。答:冷油器中由于油粘度较大,对流换热表面传热系数较小,占整个传热过程中热阻核心部分,而冷却水对流换热热阻较小,不占主导地位,因此用提高水速措施,只能减小不占主导地位水侧热阻,故效果不明显。3、有一台钢管换热器,热水在管内流动,空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。有人提出,为提高冷却效果,采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。请你评价这一方案合理性。答:该换热器管内为水对流换热,管外为空气对流换热,核心热阻在管外空气侧,因此在管外加装肋片可强化传热。注意到钢导热系数虽然不不小于铜,但该换热器中管壁导热热阻不是传热过程核心热阻,因此无需将钢管换成铜管。4、为了简化工程计算,将实际复合换热突出一种核心矛盾来反映,将另一方面要因素加以合适考虑或忽视掉,试简述多孔建筑材料导热、房屋外墙内表面总换热系数、锅炉炉膛高温烟气和水冷壁之间换热等三种具体状况主次矛盾。答:⑴通过多孔建筑物材料导热,孔隙内虽有对流和辐射,但导热是核心,因此热量传播按导热过程进行计算,孔隙中对流和辐射因素在导热系数中加以考虑。⑵房屋外墙内表面总换热系数是考虑了对流和辐射两因素复合,两者所起作用相称,因对流换热计算简便,将辐射因素折算在对流换热系数中较以便些。⑶锅炉炉膛高温烟气和水冷壁之间换热,由于火焰温度高达1000℃以上,辐射换热量很大,而炉膛烟气流速很小,对流换热相对较小,因此一般忽视对流换热部分,而把火焰和水冷壁之间换热按辐射换热计算。5、肋片间距大小对肋壁换热有何影响?答:当肋片间距减小时,

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