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《传热学》考试试题库汇总 第一章 概 论 一、 名词解释
1.热流量:单位时间所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量
3.导热:当物体有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移 的情况下,物质微粒 (分子、原子或自由电子 ) 的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导 热。
4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称 为表面对流传热,简称对流传热。
5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收 周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行 的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。
6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总 传热过程,简称传热过程。
7.对流传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为 1K 是的对流传热量,单 位为 W /(m2·K) 。对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8.辐射传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为 1K 是的辐射传热量,单 位为 W /(m2·K) 。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9.复合传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为 1K 是的复合传热量,单 位为 W /(m2·K) 。复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为 1K 时,单位传热 面积在单位时间的传热量。 二、 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. 热 流 量 是 指 单 位 是 。 热 流 密 度 是 指 ,单位是 。 (单位时间所传递的热量, W ,单位传热面上的热流量, W/m2) 3. 总传热过程是指
(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数 ) 4. 总传热系数是指
(传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间的传热量, W /(m2·K) ) 5. 导热系数的单位是 ;传热系数 的单位是 。 (W /(m·K) , W /(m2·K) , W /(m2·K) )
6. 复合传热是指 ,复合传热系数等于 之和,单位 是 。
(对流传热与辐射传热之和,对流传热系数与辐射传热系数之和, W /(m2·K) ) 7. 单位面积热阻 r t 的单位是 ;总面积热阻 R t 的单位是 。 (m 2·K/W, K/W) 8. 单位面积导热热阻的表达式为 (δ/λ)
9. 单位面积对流传热热阻的表达式为 (1/h)
10. 总传热系数 K 与单位面积传热热阻 r t 的关系为 。 (r t =1/K)
11. 总传热系数 K 与总面积 A 的传热热阻 R t 的关系为 。
(R t =1/KA)
12. 稳态传热过程是指
(物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。 ) 13. 非稳态传热过程是指
(物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。 )
14. 某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热的辐射传热系数为 30W/(m2.K) ,对流传热系 数为 70W/(m2.K), 其复合传热系数为 。 (100 W/(m2.K) )
15.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是 (热辐射)
16.由烟气向空气预热器传热的主要方式是 (热对流)
17.已知一传热过程的热阻为 0.035K/W,温压为 70℃,则其热流量为 。 (2kW )
18.一大平壁传热过程的传热系数为 100W/(m2.K) ,热流体侧的传热系数为 200W/(m2.K) ,冷流 体侧的传热系数为 250W /(m2.K) ,平壁的厚度为 5mm ,则该平壁的导热系数为 阻为 。
(5 W/(m.K), 0.001(m2.K)/W)
19.总传热方程式可表示为 φ=q =。 (KAΔt, KΔt)
20.已知平壁厚 0.02m ,热阻为 0.02m 2.K/W,其导热系数为 。 (1 W/(m·K) ) 三、选择题
1.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动 ? (2)对流 (4)复合传热
2. 热流密度 q 与热流量的关系为 (以下式子 A 为传热面积, λ为导热系数, h 为对流传热系数) : (1)q=φA (3)q=λφ (4)q=hφ
3.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: (1)不变 (3)降低 (4)随机改变
4.下列哪一种表达式是错误的 ? ( ) (1)q=λΔt/δ (2)q=hΔt (3)q=kΔt 5.导热系数的单位是:( )
(1)W/(m2.K) (2)W/m2(4)m2.K/W
6.在传热过程中,系统传热量与下列哪一个参数成反比 ? ( ) (1)传热面积 (2)流体温差 (3)传热系数
7. 在稳态传热过程中,传热温差一定,如果希望系统传热量增大,则不能采用下述哪种手段 ? ( ) (2)增大传热面积
(3)增大传热系数 (4)增大对流传热系数
8. 试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小 ? (2)从气体到水传热
(3)从油到水传热 (4)从凝结水蒸气到水传热
9.若已知对流传热系数为 78W /(m2.K) ,则其单位面积对流传热热阻为多少 ? (1)78W/(m·K) (2)1/78m·K/W 2(4)78W/(m2·K)
10.单位时间通过单位面积的热量称为什么 ? 一般用什么符号表示 ? (2)热流密度, φ
(3)热流量, q (4)热流量, φ
11.太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式 ? (1)导热 (2)热对流 (4)以上几种都不是
12.热流量与温差成正比,与热阻成反比,此规律称为什么 ? (1)导热基本定律
(3)牛顿冷却公式 (4)传热方程式 13.传热过程热路图的原理是什么 ? (1)傅里叶定律 (2)牛顿冷却公式 (3)斯蒂芬 -波尔兹曼定律 (4)
14.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? ( ) (1)K=50W/(m2.K) , r t =0.05m 2.K/W (2)K=0.02W/(m2.K) , r t =50m 2.K/W 22
(4)K=50W/(m2.K) , r t =0.05K/W
15.平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个 ? (2)δ/(KA) (3)1/h (4)1/(KA) 四、简答题
1.试述三种热量传递基本方式的差别,并各举 1~2个实际例子说明。 (提示:从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式)
2.请说明在传热设备中,水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响 ? 如何防止 ?
(提示:从传热过程各个环节的热阻的角度,分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影 响情况)
3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别,它们各自的单位是什么 ? (提示:写出三个系数的定义并比较,单位分别为 W/(m·K) , W/(m2·K) , W/(m2·K) ) 4.在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处 ? 引入热路欧姆定律有何意义 ? (提示:分析热阻与温压的关系,热路图在传热过程分析中的作用。 )
5.结合你的工作实践,举一个传热过程的实例,分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。 (提示:学会分析实际传热问题,如水冷式燃机等)
6.在空调房间,夏季与冬季室温度都保持在 22℃左右,夏季人们可以穿短袖衬衣,而冬季 则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。
(提示:从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温,以及人体与墙表面的热交换过程来解释这 一现象(主要是人体与墙面的辐射传热的不同) ) 第二章 热传导 一、名词解释
1. 温度场:某一瞬间物体各点温度分布的总称。 一般来说, 它是空间坐标和时间坐标的函数。
2.等温面 (线 ) :由物体温度相同的点所连成的面(或线) 。 3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
4.热导率:物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值,数值上等于 1 K /m 的温度梯度作用 下产生的热流密度。热导率是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。
5.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。
6.稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。 7.非稳态导热:物体中各点温度随时间而改变的导热过程。
8.傅里叶定律:在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法 向温度变化率。
9.保温 (隔热 ) 材料:λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于 350℃时 ) 的材料。 10.肋效率:肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。
11.接触热阻:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带 来额外热阻。
12.定解条件 (单值性条件 ) :使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件,包括初始条件和 边界条件。 二、填空题
1. 导热基本定律是 _____定律,可表述为 (傅立叶, )
2. 非稳态导热时,物体的 _____场和热流量随 _____而变化。 (温度,时间)
3. 导温系数的表达式为 _____,单位是 _____,其物理意义为 _____。 (a=λ/cρ,m2/s,材料传播温度变化能力的指标) 4. 肋效率的定义为 _______。
(肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。 )
5. 按照导热机理,水的气、液、固三种状态中 _______态下的导热系数最小。 (气)
6. 一般,材料的导热系数与 _____和 _____有关。 (种类,温度)
7. 保温材料是指 _____的材料 . (λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于 350℃时 ) )
8. 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 t 1、 t 2时, 其平均导热系数可取 下的导热系数。 ((t 1+t2) /2)
9. 发电机水冷、 氢冷、 空冷三种方式中, 以 式的效果最差。 (水冷、空冷 )
10. 第三类边界条件是指已知
(物体边界与周围流体间的表面传热系数 h 及周围流体的温度 t f ) 11.
(导热微分方程 )
12. 第一类边界条件是
(给定物体边界上任何时刻的温度分布) 13. 初始条件是指
(如以某时刻作为时间的起算点,在该时刻导热物体的温度分布) 14. 通过长圆筒壁导热时,圆筒壁的温度呈 . (对数曲线)
15. 温度梯度表示温度场的某一地点等温面法线方向的 (温度变化率)