传热学试题_传热学考试试题

2020-02-26 其他范文下载本文

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．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（a）A ．复合换热、导热、对流换热 B ．导热、对流换热、复合换热 C ．对流换热、复合换热、导热 D ．复合换热、对流换热、导热 2 ．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。（b）

A ．等于

B ．大于

C ．小于

D ．可能大于、小于．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K)、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（d）

A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（c）A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（d）

A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（a）A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（b）A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ c A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。（c）A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（a）A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定

第二部分非选择题

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）．已知某大平壁的厚度为 10mm，材料导热系数为 45W/(m · K)，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003（m 2 · K），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为 340W（m 2 · K），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。13 ．采用小管径的管子是对流换热的一种措施。14 ．壁温接近换热系数一侧流体的温度。．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。16 ．热对流时，能量与同时转移。．导热系数的大小表征物质能力的强弱。．一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。20 ．是在相同温度下辐射能力最强的物体。

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率

四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）．不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？．写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？它在导热问题的分析计算中有何作用？

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）．两块平行放置的平板 1 和 2，相关尺寸如图示。已知： t 1 =177 ℃、t 2 =27 ℃、ε 1 =0.8、ε 2 =0.4、X 1，2 ＝ 0.2。试用网络法求：

• 两平板之间的辐射换热量；

• 若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？．一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为 2.5kg /s 的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为 15 ℃ 和 60 ℃，比热为 4174J/(kg · k)；热油进出口温度分别为 110 和 70，比热为 2190 J/(kg · k)。传热系数为 400W（m 2 · k）。试计算所需的传热面积。

传热学

（二）参考答案

一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1• A 2 ． B 3 ． D 4 ． C 5 ． D 6 ． A 7 ． B 8 ． C 9 ． C 10 ． A

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）． 2.22 × 10 － 4（m 2 · k）/W（若没写单位，扣 0.5 分。）． 308.5W/（m 2 · k）[ 或 309W/（m 2 · k）或 308W/（m 2 · k）]（若不写单位，扣 0.5 分）13 ．强化 14 ．较大．对流换热系数（或α c 均可）16 ．质量（或物质）17 ．导热 18 ．小于 19 ．逆流 20 ．黑体

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ．【参考答案】

发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。

（或：物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热。）22 ．【参考答案】

温度场内各点的温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。）23 ．【参考答案】

依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象。24 ．【参考答案】

热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程。25 ．【参考答案】

肋侧表面总的实际散热量与肋壁测温度均为肋基温度的理想散热量之比。

四、简答题）本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）26 ．【参考答案及评分标准】

（1）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以 α c 降低。（3 分）

（2）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1% 时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右，后果是很严重的。（3 分，答 50% 左右也可）

（3）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。（2 分）27 ．【参考答案及评分标准】

（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：（3 分）

（2）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。（2 分）

（3）作用：确定导热体内的温度分布（或温度场）。（3 分）

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12，共 24 分）28 ．【参考答案及评分标准】

（1）(3 分)4

=1105.65W（1 分）

• 若两表面为黑体表面，则

(2 分)（3 分）

=1492.63W（1 分）

（2 分）

若不写单位，扣 0.5 分若直接把值代入而没写出公式，也可给分。29 ．【参考答案及评分标准】

已知： q m2 =2.5kg/s

• 计算平均温差

（2）计算水所吸收的热量

（3 分）

（3）计算传热面积

由得

(4 分)

（5 分）

若不写单位，扣 0.5 分若没写公式，直接把值代入，也可给分。

传热学

（三）本试题分两部分，第一部分为选择题，1 页至 2 页，第二部分为非选择题，3 页至 7 页。本试题共 7 页；选择题 20 分，非选择题 80 分，满分 100 分。考试时间 150 分钟。

第一部分选择题

一、单项选择题（本大题 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，请将正确项前的字母填在题后的括号内。1.在锅炉的炉墙中：烟气内壁外壁大气的热过和序为 : 【】 A.辐射换热 , 导热 , 复合换热 B.导热，对流换热，辐射换热 C.对流换热泪盈眶，复合换热，导热 D.复合换热，对流换热，导热

2.由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中： X 1,2 _____ X 2,1。A.等于 B.小于 C.可能大于，等于，小于 D.大于 3.流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数【】 A.=1 B.>1 C.

8.气体的导热系数随温度的升高而【】 A.减小 B.不变

C.套管式换热器 D.无法确定

9.下列哪种设备不属于间壁式换热器 ? 【】 A.1-2 型管壳式换热器 ? B.2-4 型管壳式换热器 C.套管式换热器 D.回转式空气预热器 10.热传递的三种基本方式为【】 A.导热、热对流和传热过热 B.导热、热对流和辐射换热 C.导热、热对流和热辐射 D.导热、辐射换热和对流换热

第二部分非选择题

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

11.在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为 180 和 100，冷流体的进出口温度分别为 40 和 80，则对数平均温差为 ___________。

12.已知一灰体表面的温度为 127，黑度为 0.5，则其车辆射力为 ____________。13.为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 ________ 一侧。14.灰体就是吸收率与 ________ 无关的物体。

15.冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于 ________ 换热。16.传热系数的物理意义是指 _________ 间温度差为１时的传热热流密度。17.黑度是表明物体 ________ 能力强弱的一个物理量。

18.肋壁总效率为 _______ 与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。

19.在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻 _______ 一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。

20.１－２型管壳式换热器型号中的“２”表示 _________。

三、名词解释（本大题５小题，每小题４分，共２０分）21.换热器的效能（有效度）22.大容器沸腾 23.准稳态导热

24.黑体 25.复合换热

四、简答题（本大题共２小题，每小题８分，共１６分）26.气体辐射有哪些特点？

27.为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？

五、计算题（本大题２小题，每小题１２分，共２４分）

28.某炉墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为 200mm 和 80mm，导热系数分别为 0.8W/(m.K)和 0.11W/(m.K)，炉墙内外侧壁温分别为 600。C 和 70。C。求炉墙单位面积的热损失和两层材料间的温度。

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

（三）参考答案

一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1 ． A 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.D 8.C 9.D 10.C

二、填空题（本大题共 10 小题，每小 2 分，共 20 分）． 61.7 ° C 或 61.7 ° C(若不写单位 , 扣 0.5 分)12 ． 725.76W/m 2 或 726W/m 2(若不写单位 , 扣 0.5 分)13 ．冷流体．波长或 “ λ ” 复合 15.复合．热冷流体(或＂冷热流体＂也可，＂热流体和冷流体)也可)17.辐射 18.肋壁实际散热量

19.较大或 “ 大＂、“较高” 20.管程数

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ．【参考答案及评分标准】

换热器的实际传热量与最大可能传热量之比。或 22 ．【参考答案及评分标准】

高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。

• 【参考答案及评分标准】

物体内各点温升速度不变的导热过程。

• 【参考答案及评分标准】

吸收率等于 1 的物体。

• 【参考答案及评分标准】

对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程。

四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）26 ．【参考答案及评分标准】

（1）气体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸收某些波长范围内的能量。