大庆石油学院年生入学考试传热学试题及答案三

大庆石油学院2006年研究生入学考试传热学一、名词解释（每题2分，共20分）1、导温系数2、对流换热3、有效辐射4、肋效率5、发射率6、角系数7、灰体8、传热过程9、集总参数法10、大容器饱和沸腾一、简答题（每题4分，共40分）1、热量传递的三种基本方式及含义。2、两同类现象相似的条件。3、用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。4、保温材料越厚，散热损失越小吗？为什么？。5、试分别用数学语言及传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。6、简述强化膜状凝结换热的影响因素及强化方法。7、两滴完全相同的水珠分别落在室内120℃和240℃的铁板上，哪一滴先汽化掉，说明原因。8、遮热板的作用是什么，并举两个实例。9、气体辐射的特点。10、试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）。三、计算题（每题10分，共50分）翁1氏、某锅炉狡的炉墙厌由锅460m浸m锈厚的硅砖熟、题230m般m君厚的轻质息粘土砖群和哲5m信m城厚的钢板寄组成，炉惜墙内表面影温度测为堪160芹0伸℃讨，外表面掘为峰8集0秋℃腹。三层材抬料的导热羡系数分别扯为伞1.85刮W/(劝m·K炒)遥、某0.45悠W/(雁m·K愿)谱及确40W扇/(m·灿K舍)许。已知轻展质粘土砖盐的最高使愈用温度衫为远130历0虹℃史，求炉墙勒的散热热茧流密度，郑并确定轻获质粘土砖送是否在安指全使用温脱度范围内缝。绘2法、一正方齐体房间，菊如右图。核由上底搏，下底业和侧面籍组成的封付闭空腔如彼图所示，答已知角系劲数梨，求口3切、将初始晓温度菊为伤40扬0箱℃迅，重量桐为达40硬g菜的铝球突狐然抛右入移1色5源℃绩的空气中吹。已知对贞流换热表同面传热系双数帮h=40慌W/m禽2·详K裂，铝的物饲性参数投为刑ρ疑=270押0kg/偏m刷3挡，案c=0.秆9kJ至/kg·却K乌，晒λ抚=240较W/m·架K践。试用集价总参数法培确定该铝舞球侧由红40暮0误℃砌降骨至滚10甚0检℃额所需的时渣间。（忽胀略辐射换冲热）。货4调、用一个订壳侧为一炕程的壳管辰式换热器再冷但凝诸1.01细3*10艺5P济a晴的饱和水洒蒸汽，要友求每小时切内凝秆结增18k访g旱蒸汽，进耍入换热器蜓的冷却水查温度示为洞2扛5稻℃杰，离开时彻为夸6糕0缴℃晶，设传热笋系当数款K=18虹00削W退/墨（作m2·番K租），问所鹿需的传热垫面积是多座少？此时只汽化潜热泄为草2257检.1kJ抱/k待g协。匀(1.卫013*就105P贤a扬压力下水熔蒸气温度痒为许10汁0早℃写)盗5捐、空气横尾掠过一水宁平圆管，虫流速刑为残10m/米s村，空气温裤度拆为科2离0志℃视，圆管壁押面温度道为理4统0或℃僚,痰管外径炭为惹500m晨m难，求对流嫌换热表面驶传热系数走、辐射换工热表面传死热系数及拍每米管道械的散热量叮。已知管店外横掠的贵对流换热笛实验关联衔式形:小。炎四、计算奉题（本题凭2胳0居分）饺有一水平誉管道直径批为借200m预m枝，分别包绞有全=0.0扒4W状/校（获m·掏K扯），和带=0.0妹5W图/宇（患m·很K休）的保温嘉材料，厚胃度分别晒为洁20m硬m熟和车30m揭m启，管内流蠢有妇5挠0朵℃巴的空气，府流速腾为总10m/挡s协，管外大倦气温度击为欺1介0缝℃队。（管道恒厚度很薄级，可以忽零略不计）悼求：否1愉.桨管内的对叉流换热系货数。艰（燃5耗分）针2建.矛管外的对嫌流换热系概数。匪（纳5炼分）芹3偏.称每米管道蓄总的热阻骨及传热系属数。撒（砍5仰分）冷4阁.殊每小府时捉5肺m摔长管段的出散热量。脑（轻5哨分）唱备注：言1勾.端管内流动赠的对流换秤热实验关辉联妻式筐:蝴2惜.胡管外横掠居的对流换摔热实验关挤联作式观:互3悲.浮管外自然筝对流换热扣实验关联业式谈:瓣（注：此蜘关联式中透定性温度疾取管外流钳体温度，侍中的雹Δ茎t=剧5傲℃挠，其体积此膨胀系数烈可按管外纽为理想气背体计算）丸4构.锋空气的热眉物性：叮t撇℃获ρ总kg/m等3诱Cp冶kJ/k册g.K品λ印*律W/m.遍K盲υ扣*浇Pr摩1机0军℃从1.25胞1.0勇2.5单14.0弹0.7夏2六0紫℃挑1.20毯1.0亏2.6洋15.0小0.7享2催5寸℃底1.18晋1.0眼2.6纳15.5潮0.7气4羊0没℃怎1.10寄1.0楚2.8董17.0猎0.7吧5怒0夫℃增1.10丢1.0陡2.8武18.0基0.7基五、计算敏题（本题王2枣0扎分）疾1燃、用裸露裁热电偶测填得炉膛烟撑气温度廊℃梨。已知水肾冷壁壁面玻温度识℃牧，烟气对步热电偶表颈面的对流姻换热表面休传热系数砍W/(m单2·K哀)领，热电偶称的表面发座射率柱。部（界1纽）试求炉叛膛烟气的蛛真实温度舰和测量误占差。妻（虾2遥）如果用节单层遮热厨罩抽气式饼热电偶测瞧炉膛烟气付温度，如翼图所示。算已知已知糟水冷壁壁结面温度惩℃啄，热电偶慧和遮热罩杀的表面发店射率都是快0.词3鞠。由于抽佳气的原因乱，烟气对泉热电偶和瓜遮热摧罩的对流伶换热表面间传热系数预增加到军W/(m喇2·K剪)舍。当烟气汽的真实温伟度蕉℃愈时，热电叔偶的指示黄温度为多趁少？宾200岁6蹦年研究生直入学考试巧传热学答序案奋一、名词适解释（每谱题肝2灵分，洪共似2迫0副分印）超1黄、导温系立数链：筝a=忽，表示物脖体内部温柜度的扯平时能力（或慧材料中温闭度变化传评播的迅速胃）。酸2仙、对流换缠热：流体无与壁面之欢间的换热窗。显京3挡、有效辐个射：单位缎时间离开剑物体单位园表面积上译的辐射能艘。吊4停、肋效率爹：柏=慧5头、发射率测：实际物距体的辐射斯力与同温纵度下黑体众的辐射力科的比值。呢6饮、角系数拨：从表势面誉1膊发出的辐法射能落到绕表奇面冲2蜜上的白分述数。能7欠、灰体：齐单色吸收所比不随波捆长变化的魂物体。紧8导、传热过瞒程：热量央由壁面一兴侧的流体遮通过避免直传到另一酱侧流体中杏去的过程印。元9荷、集总参虫数法：忽黑略物体内拜部导热热竿阻的瞬态正导热分析仿方法。屯1悉0西、大容器殖饱和沸腾裳：加热壁初面沉浸在忠具有自由些表面的液过体中，液本体主体温恰度达到饱目和温度，括壁温高于趣饱和温度滥时所发生考的沸腾。运二、简答圆题（每题伯4穗分，乞共上4凤0鉴分型）惠1湖、答：导每热、对流粗和热辐射苹。悄（鸽1溉）导热：帽物体各部你分之间不旺发生相对朱位移时，涉依靠分子猎、原子及帆自由电子尺等微观粒明子的热运蹦动而产生野的热量传盈递。跌（情2极）对流：画对流是指疲由于流体百的宏观运尸动，从而哲流体各部乎分之间发遮生相对位凤移、冷热砌流体相互事掺混所引屯起的热量智传递过程岛。捡（龙3驶）热辐射貌：因热的翅原因而发幅出辐射能班的现象称诊为热辐射等。约2淋、答：同救名已定准袋则相等，棚单值性条局件相似。余3华、答款：踪(1的)欧选用导热甘系数更小嗽的材料作龟套管剑；革(2怒)沫尽量增加视套管高度昏，狭6蜘、并减小雨壁衬；秤(3徒)痕强化套管刮与流体间榴的换热蛇；帝(4端)撑在储气筒济外包以保刚温材料。秩4罪、答：对爽于平板，证保温材料师越厚，散纽热损失越制小。而对摧于圆筒壁击，存在一回个临界绝仗缘直径，独当管道直邀径小于临刘界绝缘直曾径时，保魄温材料越数厚，散热仗损失越大芽，只有当君管道直径饱大于临界汇绝缘直径激时，保温毯材料越厚道，散热损府失才越小抄。贡5泡、答鸦（寿1岂）第一类惨边界条件吐：规定了配边界上的蛾温度值。司（浑2钉）第二类滚边界条件滤：规定了吹边界上的盛热流密度锄值。泛（湾3仪）第三类淋边界条件项：规定了壶边界上物院体与周围牵流体间的亦表面传热寺系数以及耀周围流体河的温导热察问题三种洞类型的边根界条件。带6缩、答蒜：谋(1)逼输强化膜状城凝结换热扣基本原则粒：尽量减能薄粘滞在匠换热表面吨上的液膜慕厚度悄；远(盈2)赚实现方法骑：用各种揭带尖峰的岭表面使在偏其上冷凝渔的液膜减杰薄，以及叮使已凝结蛇的液体尽饼快从换热拜表面上排闪泄掉。块7题、答：落脱在倡12宾0辫℃晶铁板上的挨水珠先汽越化。因海为柜12化0虑℃猫铁板上的撇水珠处于取核态沸腾醒区，换热轧强；搞而锋40芝0句℃波铁板上的哗水珠位于榴稳定膜态愉沸腾区，隶热量要经欠过热阻较稼大的气膜食，换热系盏数非常小影。驻8剪、答：遮季热板的作页用是削弱盟辐射换热蛛。如夏天位光强的时喇候在室外堪打伞、真评空隔热油饲管。亚9裙、答：气相体辐射对煎波长有选贩择性；气近体辐射和遮吸收是在诵整个容积毛中进行的湾。匹1够0傍、答：是滨传热过程层。芹（毙1水）热水到炮暖气片管唯道内壁的库强制对流仙换热；怨（廊2睬）内壁到柄外壁之间密的导热；诉（冰3驻）外壁与财室内空气受的对流换粘热及外壁聚与室内壁候面之间的泡辐射换热轰。签三、计算今题（每题匆1出0肚分，盘共诉7斜0槐分）1、解：解：3、解阀可以用集锦总参数法吓来求解：４、解：指无遮热板设时，单位辅面积的辐倍射换热量宜：询有遮热板策时，单位似面积的辐征射换热量理：污辐射热减另少的百分名数将为：５、解：℃动％洪=7.锄4鼻％做６、解：讯℃尚质量流量及M印：℃７、解：唱若用石棉昏保温：损若用岩棉罩保温：狱由此可见逼：若用石姑棉保温，散临界绝缘箩直径大于珠管道直径阻，加保温卖后散热损浑失减少。坛若用岩棉退保温，其括临界绝缘贡直径小于绞管道直径垮，加５壳m摆m日保温层，新保温管道宝外经仍小奴于临界绝汤缘直径，底保温后散慧热损失反爹而增加。掘由此可见欺，应该用奋岩棉保温咬。鉴四、计算纽题（鞭2杆0玉分）解：辉1场.周管内流动止的准则关孙联式趟2死．管外自挥然对流准润则关联复式告叼，定性温座度为管外忽流体温度筋1魔0著℃芦。3．缘以单位管骑长为基准抚的传热系什数为：至Ｗ／（见m冤·件Ｋ）厅以管外表避面为基准偏的传热系粱数为：关Ｗ／（欠m通２氧·亮Ｋ）4.押五、计算涛题（仙2旨0河分）迎解（员1背）由于热龟电偶工作岭端为凸表痕面，它的弄表面积相款对于水冷拥壁的面积旦来说很小圈，即蜜。因此，凯它们之间齐的辐射换镰热可按订(渴8旅－道13灶)舞计算。热刊电偶的辐协射散热和膏对流换热施的能量平窝衡式貌为摘首（恒a帝）吊于是窜（初b乏）秧相对误差保：滤（扫2秤）烟气以蚁对流方式桃传给遮热择罩内外两愿个表面的冶热流密度亚为（