发布时间 : 星期日 文章《传热学》考试试题库汇总#更新完毕开始阅读
所谓黑 体、白体、灰体并不是指可见光下物体的颜色,灰体概念的提出使基尔霍夫定律无条件成立,与波 长、温度无关,使吸收率的确定及辐射换热计算大为简化,因此具有重要的作用;黑体概念的提出 使热辐射的吸收和发射具有了理想的参照物。 ) 5. 玻璃可以透过可见光,为什么在工业热辐射围可以作为灰体处理 ?
(提示:可以从灰体的特性和工业热辐射的特点来论述。所谓灰体是针对热辐射而言的, 灰体是指吸收率与波长无关的物体。在红外区段,将大多数实际物体作为灰体处理所引起的误 差并不大,一般工业热辐射的温度围大多处于 2000K 以下,因此其主要热辐射的波长位于红外区 域。许多材料的单色吸收率在可见光围和红外围有较大的差别,如玻璃在可见光围几 乎是透明的,但在工业热辐射围则几乎是不透明的,并且其光谱吸收比与波长的关系不大,可 以作为灰体处理。 )
6. 什么是 “ 温室效应 ”? 为什么说大气中的 C02含量增加会导致温室效应 ?
(提示:可以从气体辐射的特点和能量平衡来加以说明。 CO 2气体具有相当强的辐射和吸收能 力,属于温室气体。根据气体辐射具有选择性的特点, CO 2气体的吸收光带有三段:2. 65— 2. 8、 4. 15— 4. 45、 13. 0— 17. 0μm,主要分布于红外区域。太阳辐射是短波辐射,波长围在 0. 38一 0. 76μm,因此,对于太阳辐射 C02气体是透明的,能量可以射入大气层。地面向空间的辐射是 长波辐射,主要分布于红外区域,这部分辐射在 CO 2气体的吸收光带区段 C02气体会吸收能量,是 不透明的。在正常情况下,地球表面对能量的吸收和释放处于平衡状态,但如果大气中的 CO 2含量 增加会使大气对地面辐射的吸收能力增强,导致大气温度上升,导致了所谓温室效应。 ) 第五章 传热过程与传热器 一、 名词解释
1. 传热过程 :热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程 . 2. 复合传热 :对流传热与辐射传热同时存在的传热过程 . 3. 污垢系数 :单位面积的污垢热阻 .
4. 肋化系数 : 肋侧表面面积与光壁侧表面积之比 . 5. 顺流 :两种流体平行流动且方向相同 6. 逆流 : 两种流体平行流动且方向相反
7.效能 :换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比 .
8.传热单元数 :传热温差为 1K 时的热流量与热容量小的流体温度变化 1K 所吸收或放出的 热流量之比 . 它反映了换热器的初投资和运行费用 , 是一个换热器的综合经济技术指标 . 9.临界热绝缘直径 :对应于最小总热阻 (或最大传热量 ) 的保温层外径 . 二、 填空题
1. 与 的综合过程称为复合传热。 (对流传热,辐射传热 )
2. 某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热的辐射传热系数为 20 W/(m2. K) ,对流 传热系数为 40 W/(m2. K) ,其复合传热系数为 。 (60W/(m2. K))
3. 肋化系数是指 与 之比。
(加肋后的总换热面积 , 未加肋时的换热面积 )
4. 一传热过程的热流密度 q =1. 8kW /m 2,冷、热流体间的温差为 30℃,则传热 系数为 ,单位面积的总传热热阻为 。
(60W/(m2. K) , 0. 017(m2.K) /W)
5. 一传热过程的温压为 20℃,热流量为 lkW ,则其热阻为 。 (0. 02K /W)
6. 已知一厚为 30mm 的平壁,热流体侧的传热系数为 100 W /(m2. K) ,冷流体侧 的传热系数
为 250W /(m2. K) ,平壁材料的导热系数为 0. 2W /(m·K) ,则该平壁传热过程 的传热系数为 。
(6. 1W /(m2. K))
7. 在一维稳态传热过程中,每个传热环节的热阻分别是 0. 01K /W 、 0. 35K /W 和 0. 009lK /W ,在热阻为 的传热环节上采取强化传热措施效果最好。 (0. 35K /W)
8. 某一厚 20mm 的平壁传热过程的传热系数为 45W /(m2. K) ,热流体侧的传热系 数为 70W /(m2 K) ,冷流体侧的传热系数为 200W /(m2. K) ,则该平壁的导热系数 为 。 (6. 81W /(m·K))
9. 圆管的临界热绝缘直径 d c 的计算式为 , 它表示当保温材料外径为 d c 时, 该保温材料的散热量达到 。 (dc=2λ/h,最大值 )
10. 传热系数是指 ,单位是 。
(冷热流体温度差为 1℃时的传热热流密度 (或表示传热过程强烈程度的物理量 ), W / (m2. K))
11. 污垢热阻是指 ,单位是 。
(污垢换热面的传热热阻与洁净换热面的传热热阻之差 ,m 2.K/W) 12. 传热器是 。
(冷、热流体进行热量交换以满足工艺要求的设备 (装置 )) 13. 肋壁总效率是指 ,其数学表达式 。
(肋侧表面总的实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度的理想散热量之比 ) 14. 传热器的热计算方法有 和 。 (平均温压法 , 传热单元数法 )
15. 不 论 是 顺 流 还 是 逆 流 型 传 热 器 , 对 数 平 均 温 差 计 算 式 都 可 以 统 一 表 示 成 。 (min
max min max ln t t t t t m ???-?=?) 16. 复杂流型传热器的平均温差 Δtm 可以通过逆流布置时的平均温差 Δtm 逆 来计算,
表达式是 ,其中 Φ为 。 (逆流) (m m t t ?=??, 温差修正系数 ) 17. 传热过程是指 。
(热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程 ) 18. 传热器的效能是指 。
(换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比 ) 19.间壁式传热器是指
(冷、 热两种流体被固体壁面隔开 , 各自在一侧流动 , 热量通过固体壁面由热流体传给冷流体的换 热设备 )
20.在冷、热流体的进出口温度一定的情况下,为了传递相同的热量,比较各种流动型式,采 用 布置的对数平均温差最大,所需传热面积 。 (逆流 , 最小 ) 三、 选择题
1. 加热炉外壁面与环境间的传热属于下述哪种传热方式? ( ) (1)辐射传热 (2)导热 (3)对流传热
2. 热量传递的三种基本方式是什么? ( )
(2)复合传热、热辐射、导热
(3)对流传热、导热、传热过程 (4)复合传热、热辐射、传热过程 3. 下述几种方法中,强化传热的方法是哪一种 ? ( ) (1)夹层抽真空 (2)增大当量直径 (4)加遮热板
4. 当采用加肋方法强化传热时,肋片应加在 ( ) (1)传热系数较大一侧
(3)随便哪一侧 (4)两例同样都加 5. 公式 Φ=hAΔt的名称是什么 ? ( ) (1)傅里叶定律 (2)
(3)传热方程式 (4)热路欧姆定律
6. 在某一传热过程中,热流给定,若传热系数增加 1倍,冷热流体间的温差将是原来 的多少倍? ( )
(1)1倍 (2)2倍 (3)3倍
7. 强化传热时,增强传热过程中哪一侧的传热系数最有效 ? ( ) (1)热流体侧 (2)冷流体侧 (4)传热热阻小的一侧
8. 若冷、热流体的温度给定,传热器热流体侧结垢后传热壁面的温度将如何改变? ( ) (1)增加 (3)不变 (4)有时增加,有时减小
9. 有一板式传热器,热流体进口温度 80℃、出口温度 50℃,冷流体进口温度 10℃、出 口温度 30℃,则顺流布置时和逆流布置时的对数平均温差分别为多少 ? ( ) (1)45. 0℃, 45. 0℃ (2)42. 5℃, 40. 0℃ (3)44. 8℃, 39. 9℃
10. 用 ε— NTU 法进行换热器的校核计算比较方便是由于下述的哪个理由 ? ( ) (1)流体出口温度可通过查图得到 (2)不需要计算传热系数 (4)不需要进行试算
11. 在相同的进出口温度下,换热器采用哪种流动型式有可能获得最大平均温差 ?( ) (1)顺流 (2)交叉流 (4)混合流
12. 对于换热器的顺流与逆流布置,下列哪种说是错误的? ( ) (1)逆流的平均温差大于等于顺流 (2)逆流的流动阻力大于等于顺流
(3)冷流体出口温度逆流可大于顺流 (4)换热器最高壁温逆流大于等于顺流 13. 临界热绝缘直径是指:( )
(1) 管道热损失最大时的热绝缘直径 (2) 管道热损失最小时的热绝缘直径 (3) 管道完全没有热损失时的热绝缘直径 (4) 管道热阻最大时的热绝缘直径
14. 增厚圆管外的保温层,管道热损失将如何变化 ? ( ) (1)变大 (2)变小 (3)不变
15. 试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最大 ? ( ) (1)从气体到气体传热 (2)从气体到水传热 (3)从油到水传热
16. 下列哪种传热器不是间壁式换热器 ? ( ) (1)板翅式换热器 (2)套管式换热器 (4)螺族板式换热器
17. 高温换热器为了避免出现较高壁温,常优先考虑采用哪种流动型式? ( ) (1)逆流 (3)叉排 (4)顺排
18. 换热器管为被加热水;管外为烟气,水侧结垢后管壁温度将会如何改变?或烟侧 积灰后,管壁温度又将如何改变 ? ( ) (1)增大,增大 (2)减小,减小 (4)减小,增大
19. 已知敷设在圆管外的保温材料的导热系数为 0. 08 W/(m.K),管外环境介质的传热系 数为 8W /(m2. K) ,其临界热绝缘直径为: (2)200m (3)0.005m (4)50m
20. 已知一传热设备, 新投入时传热系数为 78W /(m2. K) , 使用一年后其传热系数为 55W /(m2. K) ,则其污垢热阻 :
(1)0. 018(m2.K) /W 2 (3)0.0128(m2.K) /W (4)0.003(m2.K) /W 21. 下列哪个是传热单元数?
(1)ε (2) Cmin /Cmax (4) min max ln t t t ???-?
22. 下列哪个不是增强传热的有效措施? (1)波纹管 (2)逆流 (3)板翅式换热器
23. 试计算逆流时的对数平均温差, 已知热流体由 300℃冷却到 150℃, 而冷流体由 50℃ 加热到 100℃。
(2)134 ℃ (3)144℃ (4)154℃
19.热流体和冷流体交替地流过同一流道的换热器称为 (1)热管换热器 (2) 间壁式换热器 (4)混合式换热器 四、简答题
1. 试举出 3个隔热保温的措施,并用传热学理论阐明其原理?
(提示 :可以从导热、对流、辐射等角度举出许多隔热保温的例子 . 例如采用遮热板 , 可以显著削 弱表面之间的辐射换热,从传热学原理上看,遮热板的使用成倍地增加了系统中辐射的 表面热阻和空间热阻,使系统黑度减小,辐射换热量大大减少;又如采用夹层结构并抽真空, 可以削弱对流换热和导热,从传热角度看,夹层结构可以使强迫对流或大空间自然对流成为有限空 间自然对流,使对流换热系数大大减小,抽真空,则杜绝了空气的自然对流,同时也防止了通过空 气的导热;再如表面包上高反射率材料或表面镀银,则可以减小辐射表面的吸收比和发射率 (黑度 ) , 增大辐射换热的表面热阻,使辐射换热削弱,等等。 )
2. 解释为什么许多高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性结构和多层隔热屏结构。
(提示:从削弱导热、对流、辐射换热的途径方面来阐述。高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性 结构和多层隔热屏结构,从导热角度看,空气的导热系数远远小于固体材料,因此采用多孔结构可 以显著减小保温材料的表观导热系数,阻碍了导热的进行;从对流换热角度看,多孔性材料和多层 隔热屏阻隔了空气的大空间流动,使之成为尺度十分有限的微小空间。使空气的自然对流换热难以 开展,有效地阻碍了对流换热的进行;从辐射换热角度分析,蜂窝状多孔材料或多层隔热屏相当于 使用了多层遮热板,可以成倍地阻碍辐射换热的进行,若再在隔热屏表面镀上高反射率材料,则效 果更为显著。 )
3. 什么叫换热器的顺流布置和逆流布置 ? 这两种布置方式有何特点?设计时如何选用? (提示:从顺、逆流布置的特点上加以论述。冷、热流体平行流动且方向相同称为顺流,换热 器顺流布置具有平均温差较小、所需换热面积大、具有较低的壁温、冷流体出口温度低于热流体出 口温度的特点。冷、热流体平行流动但方向相反称为逆流,换热器逆流布置具有平均温差大、所需 换热面积小、具有较高壁温、冷流体出口温度可以高于热流体的出口温度的特