传热学试题(3)

29. 以 0.8m/s 的流速在内径为 2.5cm 的直管内流动，管子内表面温度为 60 。 C ，水的平均温度为 30 。管长２ m 。试求水所吸收的热量。（已知 30 。 C 时 , 水的物性参数为： C p =4.17KJ/(kg.K), λ =61.8 × 10 -2 W/(m.K), ρ =995.7kg/m 3 , μ =0.805 × 10 -6 m 2 /s, ） Pr=5.42, 水 60 。 C 时的 υ =469.9 × 10 -6 kg/(m.s)) 。已知水在管内流动时的准则方程式为 （１） Nu f =0.027Re f 0.8 Pr f 0.4 ε 1 ε R

适用条件： Re f =10 4 — 1.2 × 10 5 , Rr f =0.6-120, 水与壁面间的换热温差 t ≤ 30C ° （２） Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3 ( μ f / μ w ) 0.11 ε 1 ε R

适用条件： Re f =10 4 ~ 1.75 × 10 6 , Pr f = 0.6 ~ 700, 水与壁面间的换热温差 t > ３０

以上两个准则方程式的定性温度均为流体的平均温度（μ w 的定性温度为管内壁温度） , 特性尺度为管内径。

传热学 ( 四 )

一、填空题（每小题 1 分，共 15 分）

1. 复合表面传热学系数，单位是 。 W/ （ m 2 · k ） 2. 二维稳态温度场，在直角坐示系中，可表示为 。 t=f(x,y)

3. 对于一个传热过程，如果固体壁面两侧与流体之间的表面传热数相差比较悬殊，为增强传热效果，采用助壁的形式，常常装在表面传热系数 较小 的一侧。 4. 非稳态导热过程中，称 F 0 为 。付立叶准则 5. 采用集总参数法的物体，其内部温差趋近于 。 0 6 . 建立有限差分离散议程的常用方法之一是用 代替微商。 7. 在流场中的 边界层 内存在较大的速度梯度。

8. 若两现角的流态及换热均 相似 ，则它们的 Nu 必定相等。 9. 管的弯曲半径越小，二次不流的影响就 。 10. 一般工业设备中的凝结换热形式均为 。膜状凝结

11. 高于饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所进行的沸腾，称为 。 12. 凡波长 λ =0.38~0.76 μ m 的电磁波，属于 。可见光

13. 实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比，称为物体的 。 黑度

14. 在辐射换热系统中称 为 。 表面热阻

15. 由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为 。

二、单项选择题（每小题 1 分，共 25 分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题后面的括号中。）

16. 对流换热牛顿冷却定律式为 Φ =aA △ t （ W ）指出其中的热阻表达式是 （B ）

① Aa ② ③ ④ a

17. 一般而言，金属比非金属（介电体）的导热系数值是 （ ） ①较高的 ②较低的 ③相等的 ④接近的

18. 当物性参数为常数且无内热源时的导热微分方程式可写为 （ 2）

19 ② ③ ④

19. 如果温度场不随时间而变化，即（ 4）

20 ② ③ ④

20. 在非稳态导热时，物体的温度随着（3 ） ①形状变化 ②重量变化 ③时间变化 ④颜色变化

21. 写出 的名称 （3 ）

22 谢尔特准则 ②付立叶准则 ③毕奥准则 ④普兰特准则

22. 结束导热问题数值计算迭代过程的判据之一是 （3 ）

① ②

③ ④ ①或③

23. 流体在泵、风机或水压头等作用下产生的流动称为（ 3） ①自然对流 ②层流 ③强制对流 ④湍流 24. 普朗特准则 Pr 〉 1 时，则（1 ）

①δ > δ 1 ②δ < δ 1 ③δ≈δ 1 ④δ / δ 1 0

25. 格拉晓夫准则 Gr 越大，则表征（1 ）

①浮升力越大 ②粘性力越大 ③惯性力越大 ④动量越大

26. 当量直径 中 U 表示（ 4）

①长度 ②宽度 ③周长 ④润湿周长

27. 横掠单管时的对流换热中，特性尺度取（ 3） ①管长 L ②管内径 d i ③管外径 d i ④ d 0 -d i 28. 水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取（ 3） ①圆筒的长度 ②圆筒外径 ③圆筒内径 ④圆筒壁厚度 29. 膜状凝结换热中的定性温度取（ 3）

①蒸汽温度 ②凝结液温度 ③凝结液膜层平均温度 ④饱和温度 30. 饱和沸腾时，壁温与饱和温度之差称为（4 ） ①平均温度 ②绝对温差 ③相对温差 ④沸腾温差 31. 定向辐射强度与方向无关的规律称为（ 4）

①普朗克定律 ②四次方定律 ③维恩定律 ④兰贝特定律 32. 灰体的吸收率是（ 3） ① 1 ②大于 1 ③定值 ④变量

33. 对于灰体，吸收率愈大，其反射率（ 1） ①愈小 ②愈大 ③适中 ④不变

34. 角系数是纯几何因素，与物体的黑度（ 1） ①无关 ②有关 ③有较大关系 ④关系很大 35. 由辐射物体表面因素产生的热阻称为（3 ） ①导热热阻 ②对流热阻 ③表面热阻 ④空间热阻 36. 二氧化碳和水蒸汽在光带内都能够（ 1） ①吸收辐射 ②反射辐射 ③重辐射 ④不能辐射 37. 按传热系数的符号单位，从以下列举中选择（ 3） ①

②

③

④

38. 管壳式换热器归类于（ 1）

①间壁式 ②回热式 ③混合式 ④再生式

39. 在一般换热器设计中，考虑表面污染情况用（2 ） ①利用系数 ②污垢系数 ③传热系数 ④表面传热系数 40. 表示 A 组分质量浓度的符号是（ 2） ① C A ② A ③ C B ④ B 三、名词解释（每小题 2 分，共 4 分）

41. 温度场 温度场是指某一瞬间物体中各点温度分布的总称

42. 吸收率 外界投射到某物体表面上的辐射能，被该物体吸收的百分数。 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的影响。

1 ）导热系数大，则流体内部、流体与壁面间的导热热阻小，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. 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？

形成气体热阻，使表面传热系数大大减少 45. 角系数有哪些特性？ 相对性，完整性，可加性

五、计算题（每小题 5 分，共 15 分） 46.

六、综合计算（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 低温面为 50 ℃ 。试求：

（ 1 ）通过平壁的热流密度；

（ 2 ）维持热流密度不变时，计算在墙壁内温度为 70 ℃ 处，距离温墙面的厚度为多少？

50.30 ℃ 的大铜板，被置于 400 ℃ 的炉中加热 10 分钟后，测得铜板温度上升到 150 ℃ 。已知铜板两侧与周围环境间的表面传热系数为 125W/ （ m 2 · k ），铜板的 = 8440kg /m 3 ， C P =377J/ （ kg · k ） ,

。试估算铜板的厚度是多少？ 51. 水以 1.5m /s 的速度流过内径为 25mm 的加热管。管的内壁温度保持 100 ℃ ，水的进口温度为 15 ℃ 。若要使水的出口温度达到 85 ℃ ，求单位管长换热量。（不考虑修正）

，高温面维持 200 ℃ 、

[ 提示： 已知： 50 ℃ 的水

52.

传热学（四）答案及评分标准

六、综合计算（每小巧玲珑题 8 分，共 32 分）

49. （ 2 分）

（ 2 分）

由 （ 1 分）

有

50. ①设

，采用集总数法

（ 2 分）

②校核假设 假设正确（ 2 分）

51. 定性温度 ℃

流动为紊流

（ 2 分）

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