傳熱學考試真題試卷與解析

1、1東南大學2006—2007學年第二學期期末考試《傳熱學》試題（A卷）答案一、填空題(每空1分，共20分)1、某物體溫度分布的表達式為t=f(xyτ)此溫度場為二維（幾維）、非穩(wěn)態(tài)（穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)）溫度場。2、當?shù)葴鼐€圖上每兩條相鄰等溫線的溫度間隔相同時，等溫線的疏密可以直觀地反映出不同區(qū)域導熱熱流密度的相對大小。3、導熱微分方程式是根據(jù)能量守恒定律和傅里葉定律建立起來的導熱物體中的溫度場應當滿足的數(shù)學表達式。4、工程上常采用肋片來強化傳

2、熱。5、換熱器傳熱計算的兩種方法是平均溫差法和效能傳熱單元數(shù)法。6、由于流動起因的不同，對流換熱可以區(qū)別為強制對流換熱與自然對流換熱。7、固體表面附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的薄層稱為溫度邊界層或熱邊界層，其厚度定義為以過余溫度為來流過余溫度的99%處。8、判斷兩個現(xiàn)象相似的條件是：同名的已定特征數(shù)相等；單值性條件相似。9、凝結有珠狀凝結和膜狀凝結兩種形式，其中珠狀凝結有較大的換熱強度，工程上常用的是膜狀凝結。10、遵循蘭貝特定律的輻射，數(shù)

3、值上其輻射力等于定向輻射強度的π倍。11、單位時間內投射到表面的單位面積上總輻射能為投入輻射，單位時間內離開表面單位面積的總輻射能為該表面的有效輻射，后者包括表面的自身輻射和投入輻射被反射的部分。二、選擇題（每題2分，共16分）1、下列說法不正確的是（D）A、輻射換熱不依賴物體的接觸而進行熱量傳遞；B、輻射換熱過程伴隨著能量形式的兩次轉化；C、一切物體只要其溫度T＞0K，都會不斷地發(fā)射熱射線；D、輻射換熱的大小與物體溫度差的四次方成正比

4、。2、大平板采用集總參數(shù)法的判別條件是（C）ABi0.1BBi=1CBi0.1DBi=0.13已知邊界周圍流體溫度和邊界面與流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的稱為(C)A.第一類邊界條件B.第二類邊界條件C.第三類邊界條件D.初始條件4、在熱輻射分析中，把光譜吸收比與波長無關的物體稱為（c）A、黑體；B、透明體；C、灰體；D、絕對白體。5、換熱器在相同的進出口溫度條件下，（A）平均溫差最大。A、逆流；B、順流；C、交叉流；D、混合流。6.下列各種

5、方法中，屬于削弱傳熱的方法是(D)。A.增加流體流度B.設置肋片C.管內加插入物增加流體擾動D.采用導熱系數(shù)較小的材料使導熱熱阻增加7.已知一順流布置換熱器的熱流體進出口溫度分別為300C和150C，冷流體進出口溫度分別為50C和100C，則其對數(shù)平均溫差約為(B)。A.100CB.124CC.150CD.225C8管內對流換熱的流態(tài)判別是用（B）A.GrB.ReC.PeD.GrPr三、名詞解釋（每題3分，共12分）1、熱擴散率：，物理

6、意義：材料傳播溫度變化能c???＝力大小的指標。2、傳熱過程：熱量由壁面一側的流體通過壁面?zhèn)鞯搅硪粋攘黧w中去的過程。3、努賽爾數(shù)：，反映對流換熱過程的強度。4、角系數(shù)：表面1發(fā)出的輻射能中落到表面2上的百分數(shù)，稱為角系數(shù)。四、簡答題（每題4分，共16分）1、什么是穩(wěn)態(tài)溫度場？其數(shù)學表達式是什么？答：在穩(wěn)態(tài)條件下物體各點的溫度分布不隨時間的改變而變化的溫度場（2分）。其表達式（2分）。)(zyxft?2、室內安裝的暖氣設施，試說明從熱水至

7、室內空氣的傳熱過程中包含那些傳熱環(huán)節(jié)。答：熱水→管子內壁：對流換熱；（1分）管子內壁→管子外壁：導熱；（1分）管子外壁→室內環(huán)境：對流換熱和輻射換熱（2分）3、影響對流換熱的一般因素有哪些？答：影響對流換熱的一般因素有：⑴流動的起因和流動狀態(tài)（1分）；⑵流體的熱物理性質（1分）；⑶流體的相變（1分）；⑷換熱表面幾何因素（1分）。4、如圖所示的真空輻射爐，球心處有一黑體加熱元件，試答：指出①，②，③3處中何處定向輻射強度最大何處輻射熱流最

8、大假設①，②，②處對球心所張立體角相同。答：由黑體輻射的蘭貝特定律知，定向輻射強度與方向無關。故Il＝I2=I3。（2分）而三處對球心立體角相當，但與法線方向夾角不同，θ1＞θ2＞θ3。所以①處輻射熱流最大，③處最小。（2分）五、計算題（共36分）：1、某一爐墻內層由耐火磚、外層由紅磚組成，厚度分別為200mm和100mm，導熱系數(shù)分別為0.8W(mK)和3東南大學2007—2008學年第一學期期末考試《傳熱學》試題（A卷）試題答案一、

9、填空（每空1分，共20分）1、溫度場中同一瞬間同溫度各點連成的面稱為等溫面。2、就引起流動的原因而論，對流換熱可區(qū)分為自然對流與強制對流兩大類。3、輻射測量用探測儀所測到的灰表面的輻射能，實際上是有效輻射，定義為灰體表面的本身輻射和反射輻射之和。4、熱電偶的時間常數(shù)是說明熱電偶對流體溫度變動響應快慢的指標。5、所謂同類物理現(xiàn)象，指那些用相同形式并具有相同內容的微分方程式所描寫的現(xiàn)象。6、強化傳熱的方法之一是提高K值。要提高K值則應改善對

10、流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小的一側的傳熱條件（對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小的還是大的）7、蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時有兩種不同的凝結形式，分別為膜狀凝結和珠狀凝結，工程設計的依據(jù)是膜狀凝結。8、由多層等厚度平壁構成的傳熱壁面若某層所用材料的導熱系數(shù)越大，則該壁面的熱阻就越小其兩側的溫度差越小。9、傅立葉定律中的負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反。10、溫度邊界層越厚，則對流換熱系數(shù)越小，為了強化傳熱，應使溫度邊界層越薄越好。11、內部流動與外部

11、流動的區(qū)別主要在于換熱壁面上的流體邊界層是否可以自由發(fā)展。12、影響核態(tài)沸騰的主要因素是壁面過熱度和汽化核心數(shù)。二、選擇題（每題2分，共10分）1、對流傳熱過程僅發(fā)生在（C）中。A.固體B.靜止的流體C.流動的流體2、有一個由四個平面組成的四邊形長通道，其內表面分別以1、2、3、4表示，已知角系數(shù)X1，2=0.4X1，4=0.25，則X1，3為(D)。A.0.5B.0.65C.0.15D.0.353、溫度對輻射換熱的影響（B）對對流換熱

12、的影響。A.等于；B.大于；C.小于；D.可能大于、小于4、雷諾準則反映了（B）的對比關系。A.重力和慣性力；B.慣性力和粘性力；C.重力和粘性力；D.浮升力和粘性力5、一金屬塊的表面黑度為0.4，溫度為227℃，它的輻射力是(A)；若表面氧化后，黑度變?yōu)?.9，其輻射力將(A)。A.1417.5Wm2，將增大B.1417.5Wm2，將減小C.60.22Wm2，將增大D.60.22Wm2，將減小三、簡答題（每題4分，共20分）1、簡述熱

13、輻射與其它兩種熱量傳遞方式的區(qū)別。⑴導熱、對流這兩種熱量傳遞方式只在有物質存在的條件下才能實現(xiàn)，而熱輻射可以在真空中傳遞，而且實際上在真空中輻射能的傳遞最有效（2分）；⑵輻射換熱區(qū)別于導熱、對流換熱的另一個特點是，它不僅產生能量的轉移，而且還伴隨著能量形式的轉換，即發(fā)射時從熱能轉換為輻射能，而被吸收時又從輻射能轉換為熱能。（2分）2、什么是物體表面的吸收比（率）？它與哪些因素有關？答：物體對投入輻射所吸收的百分數(shù)稱為該物體的吸收比（率）

14、。（2分）物體的吸收比（率）只取決于物體的表面特性（物體的種類、表面狀況和溫度），對于全波長的特性還與投射能量的波長分布有關關。（2分）3、寫出時間常數(shù)的表達式。時間常數(shù)是從什么導熱問題中定義出來的？它與哪些因素有關？答：時間常數(shù)的表達式為（2分），是從非穩(wěn)態(tài)導hAcVc???熱問題中定義出來的（1分），它不僅取決于幾何參數(shù)和物AV性參數(shù)，還取決于換熱條件h（1分）。c?4、分別寫出Nu、Bi數(shù)的表達式，并說明其物理意義。答：努塞爾數(shù)，

15、，它表示表面上無量綱溫度梯度Nuhl??的大小。（2分）畢渥數(shù)，，它表示導熱體內部熱阻與外部熱阻的相Bihl??對大小。（2分）5、為什么珠狀凝結表面換熱系數(shù)比膜狀凝結表面換熱系數(shù)大？答：膜狀凝結換熱時沿整個壁面形成一層液膜，并且在重力的作用下流動，凝結放出的汽化潛熱必須通過液膜，因此，液膜厚度直接影響了熱量傳遞。（2分）珠狀凝結換熱時，凝結液體不能很好的浸潤壁面，僅在壁面上形成許多小液珠，此時壁面的部分表面與蒸汽直接接觸，因此，換熱速