建环期末考试传热学 答案B

传热学期终试题B 卷答案及评分标准一、（10分）如图1所示，一个半径为1=100r mm 的实心长圆柱体，具有均匀的内热源4=10Φ&3W /m ，导热系数=10λW /m K ⋅（）。

圆柱体处于温度为f t =25C 。

的环境中，与周围环境间的表面传热系数h 为802W /m K ⋅（）。

试求圆柱体外壁温度w t 及圆柱体沿半径方向的温度分布；并求圆柱体内最高温度的位置和大小？图1解：单位长度圆柱体外表面的散热量为：2=14ΦΦd π⨯⨯&=4210(20.1)14π⨯⨯⨯⨯=314.16W （1） （2分） 又由=Φ2()4w f h d t t π⨯⨯- （1分）则w t =2(80)4f Φ/d t π⨯+=2314.16/(80(20.1))254π⨯⨯⨯+=150C 。

（1分） 圆柱体内的柱坐标导热微分方程为：1()0d dt Φr r dr dr λ+=&（2） （2分） 边界条件为：0r =，0dtdr=；1r r =，w t t = （1分）对（2）式两边积分得2112dt Φr C dr λ+=&，由边界条件1得1=0C （1分）再积分一次得2214Φt r C λ=-+&， 由边界条件2得22114w ΦC t r λ=+& (1分)。

带入2C 可得圆柱体中的温度场为：2211()4w Φt t r r λ=+-&=422110150(0.1)480r +⨯⨯-=2152.5250r - （1分）当r =0时，温度达到最高，最高温度为152.5C 。

（1分） 二、（10分）一块平板宽为1m ，长为1.5m ，在10℃的空气中保持90℃，如果空气流过平板时，板的一面与空气的对流换热量为3.75kW ，试确定空气的流速。

准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流；（空气热物性参数见表1）。

汽车工程学院本科课程考试试卷考试课程与试卷类型：传热学B —A 姓名： 学年学期： 学号： 考试时间： 班级： 一、简答题（每题4分，共40分）1. 黑体的单色辐射率最大位置随温度升高是向长波方向还是向短波方向移动？这种移动的规律是由哪个定律确定的？2. 对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为什么？3. 绝热边界是第几类边界条件？边界上的温度梯度是多少？4. 半径为R 的长圆柱，水平放置在空气中冷却，已知空气的表面传热系数为h ，导热系数为1λ，圆柱体的导热系数为2λ，请写出此时的毕渥数与努塞尔数。

5. 有一表面为灰体的物体放在一个大房间中，试画出由该物体表面与房间内表面构成的封闭空间的辐射换热网络图。

（房间面积与物体表面积相比可以认为无限大） 6. 暖气片的肋片加在空气侧，请解释原因？7. Bi 数满足什么条件，就可以使非稳态导热问题按第三类边界条件所求解的结果转化为第一类边界条件的解？为什么？8. 已知某黑体向外发出的定向辐射强度为)/(100002sr m W I b ⋅=，求该黑体的温度为多少？（写出计算依据）9. 肋效率是不是越高越好？当肋效率1=f η时，肋高是多少？10. 有两块平行放置的大平壁，其中之一是黑体，另一块是灰体。

若两者温度相等。

试问黑体与灰体中哪个辐射力大？黑体与灰体之中哪个有效辐射大？为什么？ 二、实验题（共10分）写出水自然对流换热实验的数据整理成的公式形式，实验中如何实现自然对流换热？实验装置中的冷却管和辅助加热管有什么作用？三、计算题（每题10分，共50分，计算结果小数点后保留2位）1. 在一台1-2型壳管式冷却器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到45℃。

空气流量为min /6.19kg ，温差修正系数92.0=ψ，换热器的总传热系数为)/(842K m W k ⋅=。

试计算所需的传热面积。

（已知水)/(2.4K kg kJ c p ⋅=，空气)/(009.1K kg kJ c p ⋅=）。

开卷 120分钟 100分一、 判断哪些论断是正确的，哪些是错误的，在A 、B 、C 、D 上划“√”或“ ”。

要求全划，不划不得分。

每题4分。

（8分） 1、ε=αA 、适用于漫灰表面B 、当与环境温度平衡时适用于任何表面C 、当环境为黑体时适用于任何表面D 、适用于任何表面 （答案：A ） 2、对绝热表面A 、本身辐射=有效辐射B 、有效辐射=投射辐射C 、吸收辐射=本身辐射D 、反射辐射=投射辐射 （答案：B ） 二、 相似准则1、写出下述相似准则的定义式 （3分） B i =（h δλ） F 0 =(2a τδ)G r =(32gl tαν∆) P r =(aν)Re =(ulν) Nu =(hlλ)St =(p huc ρ) 2、水平圆管与气体自然对流放热公式为 （3分） Nu=0.13 ( G r ·P r ) 1/3给下列比例关系中各物理量添上正确的幂次 α～ｄ·△t · Cp ρ∙ ·λ·μ (01313223113~p h d t c ρλμα-⋅∆⋅⋅⋅⋅⋅) 三、 基本概念与公式1、 已知圆管中的速度分布与温度分布，写出其断面平均温度的表达式（3分）(答案：Au t t dA u=⋅⋅⎰⎰，其中Au u dA =⋅⎰⎰)2、一平板置于X-Z 座标下如图。

流体由左侧横向冲刷，写出该座标下平板边界层的动量方程与能量方程 （4分）x z（答案：动量方程：22u u u u v z x x ν∂∂∂+=∂∂∂；能量方程：22t t tu v a z x x∂∂∂+=∂∂∂）3、 写出导热问题第三类边界条件的表达式，并在所用符号上打“√”表示已知量，打“？”表示未知量 （2分） （答案：()f s sth t t n λ∂-=-∂，已知量：f t ，h ，λ。

未知量：t ） 4、 圆管内、外径为d 1 ，d 2 ，内壁热流密度为q 1 ，外壁热流密度为q 2 ，单位管长热流为q L,给出q2与qL的因次及它们之间的关系式（3分）（答案：[]22q W m ⎡⎤=⎣⎦，[][]l q W m =，222l q r q π=⋅）5、 根据下述提示简述边界层理论的五个主要内容，α、尺度，b 、速度梯度，c 、发展过程，d 、整个流场分区情况，e 、边界层内压力分布特点，为什么边界层理论有巨大实用价值？ ( 8分 )（答案：a 、边界层的厚度很薄，故尺度很小；b 、法向速度梯度很大，故粘滞力很大；c 、边界层流态分层流和紊流，紊流边界层紧靠壁处仍将是层流，称层流底层；d 、流场可划分为主流区和边界层区，只有在边界层内才显示流体粘性的影响。

吉林大学汽车工程学院本科课程考试试卷考试课程与试卷类型：传热学B —A 姓名： 学年学期：2014-2015-2 学号： 考试时间：2015-06-07 班级： 一、选择题(每小题2分，共10分) 1．下列哪个表达式是正确的（ ）A.1,212,12X A X A =B.2,111,22X A X A =C.3,32,31,33,1X X X X ++=D.3,23,1)21(,3X X X +=+2．除了温度因素外，大空间小物体辐射换热过程中对辐射换热量的大小起到关键作用的是（ ）A.大空间B.小物体C.大空间和小物体D.不确定3．两个同类现象是否相似需要根据同名的已定特征数相等和单值性条件相似判断，下列哪个不属于单值性条件（ ）A.初始条件B.边界条件C. 参数条件D.物理条件 4．管槽内强制对流过程中入口段部分（ ）A.换热效果较好，边界层厚度较薄B.换热效果较好，边界层厚度较厚C.换热效果较差，边界层厚度较不变D.换热效果较差，边界层厚度较薄5．非稳态导热过程中，物体初始温度分布影响逐渐消失，此后不同时刻温度主要受到边界条件的影响，非稳态导热的这个阶段属于（ ）A. 非正规状况阶段B.周期性非稳态导热C.稳态导热D. 正规状况阶段 二、判断题（每小题2分，共10分） 1．角系数大小与物体温度有关。

（ ）2．雷诺数可用于判断任何一个对流过程的流体流态情况。

（ ）3．当符合大空间小物体辐射换热模型时，大空间小物体的辐射换热量与大空间表面积的数值无关。

（ ）4．多层圆筒壁稳态导热过程中，各层圆筒壁导热热流密度和导热热流量都相等。

（ ） 5．无限大平板的非稳态导热过程中θθm 与Bi 、Fo 和δx有关。

（ ）三、实验题（10分）水自然对流表面传热系数测定实验中，要求把Nu 数整理成什么形式的准则方程？定性温度和特征长度是如何规定的？ 四、简答题（每小题6分，共30分）1．一块金属与一块塑料板，哪个导热系数大？写出导热面积热阻的表达式和单位。

一、填空题（题数：15，共 27.0 分）1流体在在管内流动的流态一般有、，一般换热设备内多为。

（3.0分）3.0分正确答案第一空：层流；紊流；湍流；层流态；紊流态；湍流态第二空：层流；紊流；湍流；层流态；紊流态；湍流态第三空：紊流；湍流；紊流态；湍流态我的答案:第一空：层流第二空：湍流第三空：湍流答案解析：2晴朗秋日的早晨，露珠会在也植物叶面形成。

（上或下）（1.0分）1.0分正确答案第一空：上我的答案:第一空：上答案解析：3大于，会形成珠状凝结。

（2.0分）2.0分正确答案第一空：表面张力第二空：附着力我的答案:第一空：第二空：附着力答案解析：4粗糙内璧面的水壶和光滑内璧面的水壶，在相同加热条件下，内璧面最先沸腾。

（1.0分）1.0分正确答案第一空：粗糙；粗糙内；粗糙内壁；粗糙内壁面我的答案:第一空：粗糙答案解析：5导热微分方程式是在定律和定律基础上建立起来的。

（2.0分）2.0分定律和定律基础上建立起来的。

' />正确答案傅里叶；傅里叶定律第二空：热力学第一；能量守恒与转化；热力学第一定律；能量守恒与转化定律；能量守恒我的答案:第一空：傅里叶第二空：能量守恒答案解析：6角系数的三个特性分别为、、。

（3.0分）2.0分正确答案第一空：互换性；相对性；互换；相对第二空：完整性；完整第三空：分解性；分解第一空：相对性第二空：完整性第三空：可加性答案解析：7换热器按原理种类可分为，，。

（3.0分）2.0分正确答案第一空：间壁式；间壁式换热器；间壁第二空：混合式；混合式换热器；混合；蓄热式；蓄热；蓄热式换热器第三空：回热式；回热式换热器；回热我的答案:第一空：间壁式换热器蓄热式换热器第三空：混合式换热器答案解析：8管内受迫对流换热常物性流体在热充分发展阶段的表面传热系数。

（变大、变小、不变）（1.0分）0.0分。

（变大、变小、不变）' />正确答案第一空：不变我的答案:第一空：变小答案解析：9红外线的热射线波长比可见光的波长。

南京工业大学2009—2010学年度第一学期（期末）考试标准答案《传热学》试卷（闭卷）（B卷）出卷人：李维（考试时间：120分钟，供环设07使用）一、简答题（每小题2分,共10分）1、热流密度------单位时间单位面积上所传递的热量1.饱和沸腾------加热面温度和流体温度均大于该流体相应压力下的饱和温度的沸腾。

2.热边界层：------流体流过物体表面时，由于主流与壁面间存在温差，在贴壁处所形成的有显著温度变化的流体薄层。

2、物理现象相似------在同一类物理现象中，凡相似的现象，在对应时刻，各对应空间位置点的各同名物理量分别对应成一定的比例。

3、发射率------实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比。

二、填空题（每空1分,共15分）1.热力学第一定律能量方程2.导热系数相差不大3.振幅衰减度热扩散系数温度波的波动周期传递深度4.相关联的速度场温度场5.0（零）不再随x改变保持不变三、选择题（每小题2 分，共10分）1.AD 2、BD 3、C 4、BC 5、A四、简答题（每小题5分，共15分）1、答：边界层理论的基本论点主要有：⑴.边界层为一薄层，其厚度远小于定型尺寸；⑵.在边界层内存在较大的速度和温度变化；⑶.边界层流态分为层流和紊流，紊流边界层内贴壁处附近仍为层流（层流底层）；⑷.速度场和温度场可划分为主流区和边界层区。

（5分）。

2、答：时间常数越小，热电偶越能迅速反映流体温度的变化。

时间常数取决于几何参数V/A、物理性质ρc和换热条件h。

（2分）热电偶的自身热容ρcV越大，温度变化越慢；表面换热条件越好（hA越大），单位时间内传递的热量越多，热电偶的温度越能迅速接近被测流体的温度。

（3分）3、答：由于该采暖房间地板表面1的温度为t1，仅有的一面外墙内壁面2的温度为t2，其余墙的内壁面温度为t，且这三个温度各不相同，故可视该采暖房间其余墙的内壁面为一个表面3，3其辐射换热为三个表面间的辐射换热问题，其辐射换热网络图如下图所示（3分）。

传热学期末考试答案---⽂本资料2006—2007学年第⼆学期期末考试《传热学》试题（B 卷）答案⼀、填空题(每空1分，共20分)1、当凝结过程在冷壁⾯上进⾏时，视凝结液体依附壁⾯的不同．可分为膜状凝结和珠状凝结两种。

2、格拉晓夫准则的物理意义表⽰浮升⼒与粘性⼒的相对⼤⼩；表达式23γαtl g G r ?=3、根据物体温度与时间的关系，热量传递过程可分为两类：稳态传热过程和⾮稳态传热过程。

4、把吸收率等于1的物体称⿊体，把光谱吸收⽐与波长⽆关的物体称为灰体。

5、同⼀温度下⿊体的辐射能⼒最⼤，吸收能⼒最⼤。

6、⾓系数的性质有相对性、完整性、可加性。

7、⾮稳态导热定解条件有两个，边界条件和初始条件。

8、影响对流换热的主要因素有流动的起因、流动状态；流体的热物理性质；流体的相变；和换热表⾯⼏何因素。

⼆、选择题（每题2分，共18分）1、.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?( C )A.雷诺数B.格拉晓夫数C.普朗特数D.努谢尔特数2、物体给定辐射⽅向上，物体在与发射⽅向垂直的⽅向上的单位投影⾯积，在单位时间和单位⽴体⾓内所发射全波长的能量，称为（ A ）A 、辐射强度；B 、辐射⼒；C 、光谱辐射强度；D 、光谱辐射⼒。

3．彼此相似的现象，它们的同名准则数（ C ）A.相似B.不等C.必定相等D.之间⽆关4、温度梯度的⽅向是指向温度（A ）A ．增加⽅向B ．降低⽅向C ．不变⽅向D ．趋于零⽅向5、实际物体的辐射⼒⽐同温度下⿊体的辐射⼒（ B ）A.⼤B.⼩C.⼀样D.差不多 6、热量传递的三种基本⽅式是( A )A. 热对流、导热、辐射B. 复合换热、热辐射、导热C. 对流换热、导热、传热过程D. 复合换热、热辐射、传热过程7. ⽆量纲组合hLλ⽤于对流换热时称为( C )准则。

A. Re(雷诺)B. Pr(普朗特)C. Nu(努谢尔特)D. Gr(格拉晓夫)8. 对流换热以( B )作为基本计算式A. 傅⽴叶定律B. ⽜顿冷却公式C. 普朗克定律D. 热路欧姆定律9. 公式Φ=kA Δt 称为( C )。

一、选择1.下列（D)准则反映了流体物性对对流换热的影响。

a。

雷诺数b。

瑞利数 c.普朗特数d。

努谢尔特数2.绝大多数下强制对流换热的换热系数（A)自然对流。

a。

大于b。

小于c。

等于d。

无法比较3.(B）反映了物质的导热能力的大小。

a。

热流密度b。

导热系数 c.对流换热系数 d.温度梯度4.当Fo数（A）0.2时,瞬态温度场的变化进入正常情况阶段.a.大于b.小于c。

等于d。

无法比较5.在相同进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差关系为（A)a.逆流大于顺流b。

顺流大于逆流 c.二者相等 d.无法比较6。

(C)传热不需要冷热物体直接接触?a。

导热b。

热对流c。

热辐射d.以上几种都不是7.如果在水冷壁的管子里结了一层水垢,其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将(B）a。

不变b。

提高c.降低d.随机改变8.某一传热过程的热流密度q=500W/m²，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少?（C）a。

K=50W/（m²·K)r=0。

05m²·K/W b.K=0。

02W/（m²·K）r=50m²·K/Wc..K=50W/（m²·K）r=0。

02m²·K/W d。

K=50W/（m²·K)r=0.05K/W9。

黑体表面的有效辐射（D）对应温度下黑体的辐射力。

a.大于b。

小于c。

无法比较 d.等于10。

下列各种方法中,属于削弱传热的方法是（D）a.增加流体流速b.管内加插入物增加流体扰动c.设置肋片d。

采用导热较小的材料使导热热阻增加二、填空题1.传热学是研究在温差作用下热量传递_过程规律的科学.2。

热传递的三种方式分别为热对流、导热和热辐射.3。

兰贝特余弦定律是指黑体在任何方向上的定向辐射强度与方向无关，符合兰贝特余弦定律的表面有黑体、漫灰表面。

传热学期末考试题及答案一、选择题（每题4分，共20分）1. 热量传递的基本方式有哪几种？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. A、B、C答案：D2. 以下哪种材料的导热系数最低？A. 铜B. 铝C. 木材D. 玻璃答案：C3. 根据牛顿冷却定律，物体表面温度与周围环境温度之差越大，冷却速率：A. 越快B. 越慢C. 无关D. 先快后慢答案：A4. 以下哪种情况下的热辐射是黑体辐射？A. 表面是完美反射体B. 表面是完美吸收体C. 表面是透明体D. 表面是半透明体答案：B5. 传热的基本方程式是：A. Q = mcΔTB. Q = kA(ΔT/L)C. Q = hA(ΔT)D. Q = mcΔP答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 在稳态导热中，热流密度与温度梯度的比值称为_______。

答案：导热系数2. 热对流的驱动力是_______。

答案：温度差3. 根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射的总辐射功率与其绝对温度的四次方成正比，其比例系数为_______。

答案：斯特藩-玻尔兹曼常数4. 热交换器中，流体的流动方式有并流、逆流和_______。

答案：交叉流三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述热传导的基本原理。

答案：热传导是指热量通过物质内部分子、原子或自由电子的碰撞和振动传递的过程，不需要物质的宏观位移。

2. 描述热对流与热传导在传热过程中的主要区别。

答案：热对流是指流体内部温度不同的各部分之间发生相对运动时，热量伴随流体的宏观位移而传递的过程。

热传导则不涉及流体的宏观位移，仅通过分子间的相互作用进行热量传递。

3. 什么是热辐射？它与热传导和热对流有何不同？答案：热辐射是物体因温度而发射电磁波的过程，不需要介质即可传递热量。

与热传导和热对流不同，热辐射可以在真空中进行。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个长为2米的铜棒，其横截面积为0.01平方米，两端温度分别为100°C和20°C。

吉林大学汽车工程学院本科课程考试答案考试课程与试卷类型：传热学B B卷姓名:学年学期：1314-2 学号：考试时间：2014-5-28 班级:一、选择题（每小题2分，共14分）1、下面材料中哪种材料的导热系数最小（）A.铜B.铁C.瓷砖D.硅藻土砖2、肋片高度增加，则肋效率（）A.增加B.不变C.减小D.先增加后减小3、Fo与时间的关系是（）A.正比B.反比C.无关D.不确定4、Pr 1，贝U（）A.速度边界层厚度大于热边界层厚度B.速度边界层厚度等于热边界层厚度C.速度边界层厚度小于热边界层厚度D.不确定5、下列哪个不是物性参数（）A.导热系数B.对流换热表面传热系数C.热扩散系数D.普朗特数6、下列那种说法错误（）A黑体辐射函数是个百分数B.黑体辐射函数值最大是1C.波长为零时，黑体辐射函数也为零D.黑体辐射函数与黑体温度无关7、大空间小物体辐射换热过程中的辐射换热量的大小与哪个物体的表面发射率有关？（）A.大空间B.小物体C.大空间和小物体 D.不确定二、判断题（每小题1分，共6分）1、传热系数和导热系数单位相同。

（X ）2、t0是属于第二类边界条件。

（V ）n w3、无限大平板的非稳态导热过程中—与Bi、Fo和-有关。

（V）4、流体外掠平板过程的分析解法依据的控制方程有质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律和换热微分方程。

（V ）5、有限空间自然对流换热中空间的几何参数对换热效果影响较小。

（X ）6、黑体辐射力是定向辐射强度的倍。

（V ）三、实验题（10分）1、《稳态平板法测定绝热材料的导热系数》实验中如何判定实验工况达到稳定状态？实验中需要测试什么参数？实验装置中为什么要布置辅助加热器？解：当各点的温度不再随时间变化时实验工况达到稳定状态。

3分实验中需要测试加热功率、试件热面温度、试件冷面温度。

3分布置辅助加热器后可以实现沿试件厚度方向的一维导热。

4分四、简答题（每小题5分，共20分）1、对于室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的热量传递过程中，包含哪些传热环节？答：热水到管内壁为对流传热，管内壁到外壁为导热，管外壁到室内为对流传热及辐射传热。

传热学习题及答案在传热学的学习中，理解并掌握传热的基本方式和计算方法是非常重要的。

传热学是研究热量传递规律的科学，它包括导热、对流和辐射三种基本方式。

以下是一些传热的习题及答案，供学习参考。

习题1：导热问题某固体材料的导热系数为50 W/(m·K)，其厚度为2厘米，两侧温差为10摄氏度。

求通过该材料的热流量。

答案：首先计算单位面积的热流量（Q）：\[ Q = \frac{\Delta T}{d} \times k \]其中，\(\Delta T\) 是温差，\(d\) 是材料的厚度，\(k\) 是导热系数。

代入数值：\[ Q = \frac{10^\circ C}{0.02m} \times 50 W/(m\cdot K) = 2500 W/m^2 \]习题2：对流换热问题一个散热器的表面温度为80摄氏度，周围空气温度为20摄氏度，散热器的对流换热系数为10 W/(m²·K)。

如果散热器的面积为1平方米，求散热器的散热量。

答案：散热器的散热量（Q）可以通过以下公式计算：\[ Q = h \times A \times \Delta T \]其中，\(h\) 是对流换热系数，\(A\) 是散热器的面积，\(\Delta T\) 是温差。

代入数值：\[ Q = 10 W/(m^2\cdot K) \times 1 m^2 \times (80^\circ C -20^\circ C) = 600 W \]习题3：辐射换热问题一个表面温度为500摄氏度的黑体，其辐射面积为0.5平方米。

求其单位时间内辐射出的热量。

答案：黑体的辐射热量（Q）可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律计算：\[ Q = \sigma \times A \times T^4 \]其中，\(\sigma\) 是斯特藩-玻尔兹曼常数（约为5.67 × 10⁻⁸W/(m²·K⁴)），\(A\) 是辐射面积，\(T\) 是绝对温度（开尔文）。

《传热学》课程期末试卷卷A一、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。

（热传导、热对流、热辐射）2．物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程为。

（稳态传热过程）3．如果温度场随时间变化，则为。

（非稳态温度场）4．已知导热系数为1 W/(m·K)，平壁厚0.02m，，其热阻为。

（热阻为0.02m2.K/W）5．导热基本定律是_____定律，可表述为。

（傅立叶，）6．已知材料的导热系数与温度的关系为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的导热系数。

(（t1+t2）/2)7．第一类边界条件是。

（给定物体边界上任何时刻的温度分布）8．温度边界层是指。

（在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。

）9．纯净饱和蒸气膜状凝结的主要热阻是。

（液膜的导热热阻）10．格拉晓夫准则的物理意义。

（流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量）二、基本概念题1.导热基本定律：当导热体中进行纯导热时,通过导热面的热流密度,其值与该处温度梯度的绝对值成正比,而方向与温度梯度相反。

2.凝结换热：蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时,蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。

3.黑体：吸收率等于1的物体。

4. 肋壁总效率：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。

5. 大容器沸腾：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。

三、 分析题1． 试用所学的传热学知识说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的管状肋(等截面直肋)，利用等截面直肋计算肋端温度t h 的结果，可得采用温度计套管后造成的测量误差Δt 为Δt =t f -t h =)(0mH ch t t f -，其中H h H A hP mH λδλ==，欲使测量误差Δt 下降，可以采用以下几种措施：(1)降低壁面与流体的温差(t f -t 0)，也就是想办法使肋基温度t 0接近t f ，可以通过对流体通道的外表面采取保温措施来实现。

传热学期终试题B 卷答案及评分标准一、（10分）如图1所示，一个半径为1=100r mm 的实心长圆柱体，具有均匀的内热源4=10Φ3W /m ，导热系数=10λW /m K ⋅（）。

圆柱体处于温度为f t =25C 。

的环境中，与周围环境间的表面传热系数h 为802W /m K ⋅（）。

试求圆柱体外壁温度w t 及圆柱体沿半径方向的温度分布；并求圆柱体内最高温度的位置和大小？图1 解：单位长度圆柱体外表面的散热量为：2=14ΦΦd π⨯⨯=4210(20.1)14π⨯⨯⨯⨯=314.16W （1） （2分）又由=Φ2()4w f h d t t π⨯⨯- （1分）则w t =2(80)4f Φ/d t π⨯+=2314.16/(80(20.1))254π⨯⨯⨯+=150C 。

（1分） 圆柱体内的柱坐标导热微分方程为：1()0d dt Φr r dr dr λ+=（2） （2分） 边界条件为：0r =，0dtdr=；1r r =，w t t = （1分）对（2）式两边积分得2112dt Φr C dr λ+=，由边界条件1得1=0C （1分） 再积分一次得2214Φt r C λ=-+， 由边界条件2得22114w ΦC t r λ=+(1分)。

带入2C 可得圆柱体中的温度场为：2211()4w Φt t r r λ=+-=422110150(0.1)480r +⨯⨯-=2152.5250r - （1分）当r =0时，温度达到最高，最高温度为152.5C 。

（1分） 二、（10分）一块平板宽为1m ，长为1.5m ，在10℃的空气中保持90℃，如果空气流过平板时，板的一面与空气的对流换热量为3.75kW ，试确定空气的流速。

准则关联式：12130.664Re Pr Nu = 层流；4513(0.037Re 871)Pr Nu =- 湍流；（空气热物性参数见表1）。

解：定性温度 10905022f wm t t t ++===℃ （1分） ()2375031.25/1 1.5(9010)Q h W m K A t ===⋅∆⨯⨯- （1分） 假定处于层流3/12/1Pr Re 664.0=Nu1/21/30.664()Pr u xhxλν∞=1/21/3251.531.25 1.50.664()0.6982.8310 1.79510u ∞--⨯⨯=⨯⨯⨯ 94.63/u m s ∞= （2分）6594.63 1.5Re 7.9101.79510u xν∞-⨯===⨯⨯ 紊流 （2分） 与假设不符，故处于紊流。

传热学（一）•计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）28. 一内径为 300mm 、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为 48 和 0.1 ，钢管内壁及保温层外壁温度分别为 220 ℃及 40 ℃，管长为 10m 。

试求该管壁的散热量。

29. 一内径为 75mm 、壁厚 2.5mm 的热水管，管壁材料的导热系数为 60，管内热水温度为 90 ℃，管外空气温度为 20 ℃。

管内外的换热系数分别为和。

试求该热水管单位长度的散热量。

传热学（一）参考答案•计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）28. 解：已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mmmt w1 =220 ℃ t w2=40 ℃=9591.226W29. 解：已知 d 1 =75mm=0.075m d 2 =75+2 × 2.5=80mm=0.08mt f1 =90 ℃ t f2 =20 ℃=572.2W/m传热学（二）五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）28 ．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：(1) 两平板之间的辐射换热量；(2) 若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？29 ．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 ）。

2009-2010学年传热学期末测试B 卷标准答案 & 评分标准一、简答题（共50分）1、请写出直角坐标系中三维非稳态导热微分方程，并说明推导导热微分方程的前提条件。

（6分） 答：导热微分方程为：qtt x t t c+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)]z([z )]y ([y )]([x λλλτρ（3分） 前提是对连续均匀和各向同性材料介质中的导热过程（3分）。

2、请从传热学理论解释为什么热水瓶能够保温。

（6分） 答：热水瓶的真空夹层可以有效阻止热对流和热传导（3分），而镀银可以降低发射率从而降低辐射换热（3分）。

因而热水瓶可以保温。

3、集总参数法的适用条件是什么？满足集总参数法的物体，其内部温度分布有何特点？（6分） 答：集总参数法的适用条件是Bi c <0.1（3分），其特点是当物体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻时，物体内部在同一时刻均处于同一温度，物体内部的温度仅是时间的函数，而与位置无关（5分）。

4、Nu 和Bi 都可写成λhl，试由两准则数的物理意义和定义式中涉及的物理量说明它们的区别。

（8分） 答：λhlNu =与λhlBi =虽然表达形式类似，但实际物理意义差别很大：（1）Nu 中的λ是流体的导热系数（1分），一般h 是未知，因此Nu 数一般是待定准则（1分），它的物理意义表示表面附近流体的无量纲温度梯度，反映对流换热过程的强度（2分）； （2）Bi 中的λ是固体的导热系数（1分），一般h 是已知，Bi 数一般是已定准则（1分），它表示固体内部导热热阻与其表面的对流换热热阻的比值（2分）。

5、试说明大容器饱和沸腾变化过程及特点。

（8分）答：在沸腾温差较小时处于自然对流区，热量通过自然对流传递到液体中，蒸发在液体表面进行（2分）；沸腾温差增加，出现大量气泡，称为泡态沸腾，此时换热与气泡生成密切相关，随着沸腾温差的增加，热流密度达到最高点，该状态点就是临界热流密度点（2分）；过了该点热流密度下降，壁面由于覆盖气膜，热流密度下降，此时气膜不稳定，会突然裂开，称为过渡态区域（2分）；当沸腾温差继续增加，气膜稳定，此时进入稳定膜态沸腾区域，传热主要通过辐射换热（2分）。

建环期末考试工程热力学答案一、基本知识点1、理想气体经历一个等温过程后，状态参数熵可能发生变化。

2、如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则违反热力学第二定律3、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于系统的初、终态和系统所经历的过程。

4、系统的总储存能E 为mgz mc U ++221 5、工质熵减少的过程必须伴随自发过程才能进行6、在两个恒温热源间工作的热机a 、b 均进行可逆循环，a 机工质是理想气体，b 机工质是水蒸气，其热效率a t,η和b t,η的关系为b t,a t,ηη=7、基本状态参数只有p 、 v 、T 。

8、理想气体的下列定温加热过程的热力学能是不变的9、卡诺循环包括两个等温过程和两个等熵过程。

10、什么叫强度性参数？目前只有温度和压力属于强度性参数11、工质经过一个循环，又回到初态，其熵不变12、提高循环热效率的不正确的途径是尽量增大各种传热温差13、绝热系统与外界没有热量交换，孤立系统与外界没有任何能量和质量交换。

14、理想气体多变过程的比热公式为v n c n k n c 1--= 15、对于闭口系统的任意过程，如果系统的熵变为零，则无法判断过程的可逆与否16、技术功的定义式为s t w z g c w +?+?=221 ，可逆过程1-2的技术功可用?-=21d pv w t17、熵流是由热量的流动带来的熵变，所以，吸热为正，放热为负。

18、理想气体的比热容与温度、过程和压力等因素有关。

19、卡诺循环循环热效率的公式为121T T c -=η，逆卡诺循环制冷系数与供热系数之间的关系为c c ,1,21εε+=。

20、在最高温度与最低温度相同的所有的循环中以卡诺循环的热效率最高。

21、热力系统的储存能包括热力学能、宏观动能、重力位能。

22、闭口系统热力学第一定律的公式为 w u q +?=，开口系统热力学第一定律的公式t w h q +?=。

23、理想气体经过一个绝热节流过程，节流前后h1 = h224、绝热过程的过程方程式为常数=n pv 。