传热学问答题

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传热学试题(附答案)

传热学试题(附答案)

传热学试题(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、在选择离心通风机时根据( )A、实际风量、实际风压B、实际风量、标准风压C、标准风量、实际风压D、标准风量、标准风压正确答案:B2、与平推流反应器比较,进行同样的反应过程,全混流反应器所需要的有效体积要( )A、大B、无法确定C、相同D、小正确答案:A3、某单程列管式换热器,水走管程呈湍流流动,为满足扩大生产需要,保持水的进口温度不变的条件下,将用水量增大一倍,则水的对流传热膜系数为改变前的( )A、1.149倍B、2倍C、不变D、1.74倍正确答案:D4、氯乙烯聚合只能通过( )A、阳离子聚合B、配位聚合C、自由基聚合D、阴离子聚合正确答案:C5、用离心泵向高压容器输送液体,现将高压容器改为常压容器,其它条件不变,则该泵输送液体流量( ),轴功率()。

A、不确定、不变B、增加、增加C、减小D、增加正确答案:B6、列管换热器中下列流体宜走壳程的是( )A、腐蚀性的流体B、压力高的流体C、被冷却的流体D、不洁净或易结垢的流体正确答案:C7、某并流操作的间壁式换热气中,热流体的进出口温度为90℃和50℃,冷流体的进出口温度为20℃和40℃,此时传热平均温度差△tm=( )。

A、40℃B、30.8℃C、39.2℃正确答案:B8、工业上甲醇氧化生产甲醛所用的反应器为( )A、釜式反应器B、具换热式固定床反应器C、流化床反应器D、绝热式固定床反应器正确答案:D9、离心泵最常用的调节方法是 ( )A、安装回流支路,改变循环量的大小B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、车削离心泵的叶轮正确答案:B10、当壳体和管速之间温度大于50℃时,考虑热补偿,列管换热器应选用( )A、固定管板式B、套管式C、浮头式正确答案:C11、下面关于裂解气分离流程说法正确的是( )A、一套乙烯装置分离收率和分离流程顺序关系很大,顺序分离流程和前脱乙烷流程、前脱丙烷流程相比乙烯收率最高。

传热学问答题

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问答题导热部分1、圆管临界热绝缘直径与哪些因素有关?“如果圆管的外径小于临界热绝缘直径,则在它外面包覆保温层一定会使传热热阻减少”,这句话对不对,为什么?答:圆管临界热绝缘直径与保温材料的导热系数和管壁外表面传热系数有关。

不对,如图所示当 保温层外径大于d 3时,可起到保温层减少热损失的作用。

2、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么?答:采用多孔的空心砖较好,因为多孔的空心砖导热系数较小,可以起到保温的作用。

3、用有限差分法求解非稳态导热问题时有显式格式和隐式格式之分。

试解释它们之间的差别和各自的优缺点。

答:显式差分格式的优点是:方程式可整理成显函数的形式;求解温度场简单;缺点是:空间步长和时间间隔τ∆的选取不是任意的,需要满足稳定性条件。

隐式差分格式的优点是:方程式是无条件稳定的,但缺点是需要联立方程组进行求解温度场。

4、写出Bi 准则的表达式,并用文字简要叙述什么是集总参数法。

答:hlBi λ=。

在非稳态导热过程中,当Bi<0.1时,可近似认为物体的温度是均匀一致的,即忽略内部的导热热阻,该分析方法称之为集总参数法。

5、试写出导热系数、热扩散率、蓄热系数的单位及其代表的物理意义 答:导热系数λ的单位是 W/(mK),表征材料导热能力的大小;热扩散率a 的单位是 m 2/s ,表征物体各部分趋向一致的能力;蓄热系数s 的单位是 J/(m 2sK),表示当物体表面温度波振幅为1℃时,导入物体的最大热流密度。

6、什么是物体在等温介质中冷却的冷却率?在正常情况阶段物体的冷却率与它的初始温度分布有没有关系? 答:2211δβτθθam -=∂∂-=,过余温度对时间的相对变化率。

当Fo ≥0.2时,与初始温度分布无关。

7、什么是非稳态导热过程的正常情况阶段?并说明无限大平壁在正常情况阶段的冷却率与其初始温度分布有无关系?答:随着时间的推移,初始温度分布的影响逐渐消失,当物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律,该阶段称为非稳态导热过程的正常情况阶段。

传热学试题

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一、问答题 (42分,每小题7分)1. 图1示出了常物性、有均匀内热源 、二部边界区域的网格配置,试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式(设∆=∆x y )。

43)(222004010302=⋅∆⋅∆+-⋅∆+∆⋅+∆-⋅∆⋅λ+∆-⋅∆⋅λ+∆-⋅∆⋅λ+∆-⋅∆⋅λ∙∞Φy x t t y x h yt t x x t t y y t t x x t t y2. 蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时,有哪两种不同的凝结形式?产生不同凝结形式的原因是什么?当凝结液体能很好地润湿壁面时,在壁面上将铺展一层液膜,这种凝结方式称为膜状凝结。

当凝结液体不能很好地润湿壁面时,凝结液体在壁面上形成一个个液珠,且不断发展长大,并沿壁面滚下,壁面将重复产生液珠、成长、滚落过程,这种凝结形式称为珠状凝结。

3. 有人说:“常温下呈红色的物体表示该物体在常温下红色光的光谱发射率较其它单色光(黄、绿、蓝等)的光谱发射率高”。

你认为这种说法正确吗?为什么?不正确。

因为常温下物体呈现的颜色是由于物体对可见光中某种单色光的反射造成的。

红色物体正是由于物体对可见光中的黄、绿、蓝等色光的吸收比较大,反射比较小,而对红光的吸收比较小,反射比较大所致。

根据基尔霍夫定律,)()(λαλε=,可见红光的光谱发射率较其他单色光的光谱发射率低而不是高。

4. 一块厚度为2()δδδ-≤≤x 的大平板,与温度为f t 的流体处于热平衡。

当时间0τ>时,左侧流体温度升高并保持为恒定温度2f t 。

假定平板两侧表面传热系数相同,当0δλ=→h Bi 时,试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的温度,画出相应的板内及流体侧温度分布的示意性曲线,并做简要说明。

两侧q 相等 平板内温度不变0→Bi 时,内热阻→0,ff f c w w t t t t t t 5.1)2(2121=+===∙Φx∆y ∆10423∞t h ,∙Φ图15. 有人说,在电子器件的多种冷却方式中,自然对流是一种最可靠(最安全)、最经济、无污染(噪音也是一种污染)的冷却方式。

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《传热学》试题库四、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/(m 2·K),W/(m 2·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,如水冷式内燃机等)6.在空调房间内,夏季与冬季室内温度都保持在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))四、简答题1. 试解释材料的导热系数与导温系数之间有什么区别和联系。

(提示:从两者的概念、物理意义、表达式方面加以阐述,如从表达式看,导温系数与导热系数成正比关系(a=λ/c ρ),但导温系数不但与材料的导热系数有关,还与材料的热容量(或储热能力)也有关;从物理意义看,导热系数表征材料导热能力的强弱,导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小,两者都是物性参数。

)2. 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。

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5. 温度边界层:对流换热时,在传热壁面附近形成的一层温度有很大变化(或温
度变化率很大)的薄层
四、简答题
1.导热问题常见的三类边界条件(文字叙述或用数学式表达)。 答:第一类边界条件:τ>0,tw=fw(x, τ)
第二类边界条件:τ>0, t n w
fw (x, )
第三类边界条件:τ>0,
对流换热表面传热系数 h=40 W/m2·K,铝的物性参数为ρ=2700kg/m3,c=0.9
kJ/kg·K,λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该铝球由 400℃降至 100℃所需的
时间。(忽略辐射换热)
一、单项选择题
1. 温度梯度的方向是指向温度
A.增加方向 B.降低方向 C. 不变方向 D. 趋于零方向
q
1
1000 0.8
3.将初始温度为 400℃,重量为 40g 的铝球突然抛入 15℃的空气中。已知 对流换热表面传热系数 h=40 W/m2·K,铝的物性参数为ρ=2700kg/m3,c=0.9 kJ/kg·K,λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该铝球由 400℃降至 100℃所需的 时间。(忽略辐射换热)
4. 实际物体的辐射力比同温度下黑体的辐射力 (黑度 <1)
A.大 B.小 C.一样 D.差不多
5.管内对流换热的流态判别是用
A. Gr B. Re C. Pe
D. Gr·Pr
6.导热系数 是物性参数下面说法正确的是 p6
A.与材料种类有关 B.与材料温度有关 C. 与材料种类、温度都
有关
7.灰体的吸收比与投射辐射的波长分布 p374
A.减少导热
B.减小对流换热
C.减少对流与辐射换热

传热学试题及答案

传热学试题及答案

传热学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不属于热传导的基本特征?A. 无需介质传递B. 可以发生在固体、液体和气体中C. 遵循热量自高温物体向低温物体的传递D. 传递的速度与介质的热容量无关答案:D2. 热传导的传热率与以下哪个因素有关?A. 温度差B. 介质厚度C. 介质面积D. 介质密度答案:A3. 热辐射是指物体通过哪种方式传递热量?A. 直接接触B. 气体流动C. 电磁波辐射D. 液体对流答案:C4. 以下哪个物理量可以描述热传递的方向?A. 热传导率B. 热传导模型C. 温度梯度D. 热量传递速率答案:C5. 哪个表达式可以用来计算热传导率?A. 热流密度/温度梯度B. 温度差/时间C. 热能/单位面积D. 质量/时间答案:A二、简答题1. 什么是传热学?传热学是研究热量在物质中的传递过程的科学,通过研究传热学可以了解热量如何从一个物体传递到另一个物体,以及传热的速度和特性。

2. 热传导、热辐射和热对流分别是什么?热传导是指通过物体内部的分子间碰撞传递热量的过程,热辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程,热对流是指通过流体的流动传递热量的过程。

3. 温度梯度对热传导有何影响?温度梯度是指物体温度变化在空间上的分布情况,温度梯度越大,热传导速率越快。

当温度梯度很大时,热量会迅速从高温区域传递到低温区域。

4. 热传导常用的计算方法有哪些?常用的热传导计算方法有傅里叶热传导定律和热传导方程等。

傅里叶热传导定律是热传导定律的基本方程,可以描述热量在固体中传递的规律。

热传导方程则是用来描述非稳态热传导过程的方程。

5. 影响热辐射强度的因素有哪些?影响热辐射强度的因素有物体的温度、表面性质和波长等。

温度越高,热辐射强度越大;物体表面的性质也会影响热辐射强度,比如表面的发射率;波长则是指热辐射的电磁波的波长,不同波长的热辐射具有不同的强度。

三、分析题1. 如果有两个物体,一个是金属,一个是木材,它们的表面积和温度差都相同,哪个物体的热传导更快?金属的热传导更快。

传热学试题含答案

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传热学试题含答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、列管换热器停车时()A、先停热流体,再停冷流体B、无所谓C、两种流体同时停止D、先停冷流体,再停热流体正确答案:A2、夹套式换热器的优点是()。

A、传热量小B、传热面积大C、传热系数大D、构造筒单,价格低廉,不占器内有效容积正确答案:D3、稳定的多层平壁的导热中,某层的热阻愈大,则该层的温度差()A、愈大B、愈小C、不变D、无法确定正确答案:A4、关于乙烯装置设置火炬系统的目的,下列说法不正确的是()A、乙烯装置在非正常状态下,将系统内排放的大量气相燃类通过火炬系统烧掉B、防止环境污染C、乙烯装置在正常状态下,将系统内排放的液相燃类通过火炬系统烧掉D、保护装置的安全正确答案:C5、对于工业生产来说,提高传热膜系数最容易的方法是()A、改变传热面积B、改变流体的流动状态C、改变工艺条件D、改变流体性质正确答案:B6、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的,是为了加大壳程流体的(), 使湍动程度加剧,以提高壳程对流传热系数A、黏度B、密度C、[Wj度D、速度正确答案:D7、分子筛吸附水的过程为()A、吸热过程B、放热过程C、吸附刚开始吸热平衡后放热D、吸附刚开始放热平衡后吸热正确答案:B8、以下种类的泵具有自吸能力的是()。

A、往复泵B、齿轮泵和漩涡泵C、漩涡泵D、昌心泵正确答案:A9、水在无相变时在圆形管内强制湍流,对流传热系数OLi为1000W/ (m2 • ℃)若将水的流量增加1倍,而其他条件不变,则Qi为()A、不变B、1741C、2000D、500正确答案:B10、辐射和热传导、对流方式传递热量的根本区别是()A、有无传递介质B、物体是否运动C、物体内分子是否运动D、全部正确正确答案:AIK真空泵发热或真空低的原因有可能是()A、过滤尾气带水多B、注入软水量不足C、进气管道堵塞正确答案:B12、下列哪种单体适合进行阳离子型聚合反应()A、聚氯乙烯B、聚丙烯C、聚丙烯月青D、聚乙烯正确答案:B13、对下述几组换热介质,通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是()冷流体热流体①水、气体②水、沸腾水蒸气冷凝③水、水④水、轻油A、②〉③〉④〉①B、③〉②〉①〉④C、③〉④〉②〉①D、②〉④〉③〉①正确答案:A14、用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液,水蒸气走壳程。

传热学习题(含参考答案)

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传热学习题(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、某厂已用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。

为强化传热过程,可采取的措施中( )是最有效,最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案:D2、分子筛对不同分子的吸附能力,下列说法正确的是( )A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案:D3、生物化工的优点有( )。

A、选择性强,三废少B、前三项都是C、能耗低,效率高D、反应条件温和正确答案:B4、有一种30℃流体需加热到80℃,下列三种热流体的热量都能满足要求,应选( )有利于节能A、150℃的热流体B、200℃的蒸汽C、300℃的蒸汽D、400℃的蒸汽正确答案:A5、下列物质不是三大合成材料的是( )。

A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案:B6、若固体壁为金属材料,当壁厚很薄时,器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊,则要求提高传热系数以加快传热速率时,必须设法提高( )的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案:D7、下列阀门中,( )不是自动作用阀。

A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案:A8、对于反应级数n大于零的反应,为了降低反应器体积,选用( )A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案:D9、当提高反应温度时,聚合釜压力会( )。

A、不变B、增加至10kg/cm2C、降低D、提高正确答案:D10、安全阀应铅直地安装在( )A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案:B11、环氧乙烷水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器 ( )A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案:A12、为了减少室外设备的热损失,保温层外所包的一层金属皮应该是( )A、表面光滑,颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙,颜色较浅D、表面粗糙,颜色较深正确答案:A13、离心泵设置的进水阀应该是( )。

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1、试分析室内暖气片的散热过程,各个环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。

答:有以下换热环节及传热方式: (1) 由热水到暖气片管道内壁,热传递方式为强制对流换热; (2) 由暖气片管道内壁到外壁,热传递方式为固体导热; (3) 由暖气片管道外壁到室内空气,热传递方式有自然对流换热和辐射换热。

2、写出Nu 、Re 、Pr 、Bi 、Fo 数的表达式,并说明其物理意义。

答:(1)努谢尔特数, ,它表示壁面法向无量纲过余温度梯度的大小,或反映对流换热的强弱。

(2)雷诺数, ,它表示流体流动时惯性力与粘性力的相对大小。

(3)普朗特数, ,它反映了流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小。

(4)毕渥数, ,它表示物体内部导热热阻与物体表面对流换热热阻的比值。

(5)傅立叶数, ,是非稳态导热过程的无量纲时间,它表示非稳态导热过程进行的深度。

3、热扩散系数是表征什么的物理量?它与导热系数的区别是什么? 答:热扩散率 ,与导热系数一样都是物性参数, 它是表征物体被加热或冷却时,物体内各部分温度趋向均匀一致的能力。

热扩散率取决于导热系数 和 的综合影响;而导热系数λ是反映物体的导热能力大小的物性参数。

一般情况下,稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数,但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数,还取决于物体的导温系数。

4、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? 答:集总参数法的适用条件是Bi<0.1,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 8、影响强制对流换热的表面换热系数的因素有哪些? 答:影响强制对流换热的表面换热系数的因素有流态、流体的物性、换热表面的几何因素等,用函数表示为: 9、沸腾换热的临界热流密度的含义是什么? 答:在泡态沸腾阶段时,液体温度与壁面温度之差 若进一步增大,汽泡在表面上生成、长大,随后引因浮力作用而离开表面。

沸腾的液体主体温度这时有一定的过热度,故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀,直到逸出液面,由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动,换热强度剧增,热流密度随 的提高而急剧增大,直到达到热流密度的峰值,此时的热流密度称为临界热流密度。

当 进一步增大时,热流密度又开始下降。

14、不凝结气体对表面凝结换热强弱有何影响? 答:不凝结气体的存在,一方面使凝结表面附近蒸汽的分压力降低,从而蒸汽饱和温度降低,使得传热驱动力即温差减小;另一方面,凝结蒸汽穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散,从而增加了阻力。

因此,上述两方面原因导致凝结换热时的表面传热系数降低。

15、空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,换热强度降低,为什么? 答:空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,气流扰动越强,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,凝结液膜越厚,凝结换热热阻越大,换热强度降低。

16、写出时间常数的表达式,时间常数是从什么导热问题中定义出来的?它与哪些因素有关?答:时间常数的表达式为 , 是从非稳态导热问题中定义出来的,它不仅取决于几何参数V/A,物性参数PC ,还取决于换热条件h 。

8、其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比,哪个的表面换热系数大?为什么? 答:同一根管子横向冲刷比纵向冲刷相比的表面换热系数大。

因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚,热阻较大;而横向冲刷时热边界层较薄且在边界层由于分离而产生的旋涡,增加了流体扰动,因而换热增强。

23、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么? 答:采用空心砖较好,因为空心砖内部充满着空气,而空气的导热系数相对较小,热阻较大,空心砖导热性较之实心砖差,同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。

25、北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜。

试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜?为什么? 答:霜会容易结在树叶的上表面,因为树叶上表面朝向太空,而太空表面的温度会低于摄氏零度;下表面朝向地面,而地球表面的温度一般在零度以上。

相对于下表面来说,树叶上表面向外辐射热量较多,温度下降的快,一旦低于零度时便会结霜。

27、窗玻璃对红外线几乎是不透过的,但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和? 答:窗玻璃对红外线几乎不透过,但对可见光则是可透过的,当隔着玻璃晒太阳时,太阳光可以穿过玻璃进入室内,而室内物体发出的红外线却被阻隔在室内,因房间内温度越来越高,从而感到暖和。

29、用热电偶监测气流温度随时间变化规律时,应如何选择热电偶节点的大小? 答:在其它条件相同时,热电偶节点越大,它的温度变化一定幅度所需要吸收(或放出)的热量越多,此时虽然节点换热表面积也有所增大,但其增大的幅度小于体λlh Nu=νul =Re λlh Bi =a ν=Pr 2δτa Fo =ca ρλ=λcρ),,,,,,,,(l c t t u f h p f w μαρλ=t∆t ∆t ∆hA cV ρτ=积增大的幅度。

故综合地讲,节点大的热电偶在相同的时间内吸收热量所产生的温升要小一些。

3.冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来感到很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显。

试解释原因。

答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进人更多的空气。

而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小(20℃,1.01325×105Pa 时,空气导热系数为0.0259W/(m ·K),具有良好的保温性能。

而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。

2、夏季在维持20℃的室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季在保持22℃的室内工作时,却必须穿绒衣才觉得舒服。

试从传热的观点分析原因。

答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。

夏季室外温度比室内气温高,因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。

而冬季室外气温比室内低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。

因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。

因此,尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃),但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。

根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。

3、试分析室内暖气片的散热过程,各环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。

答:有以下换热环节及热传递方式(1)由热水到暖气片管到内壁,热传递方式是对流换热(强制对流); (2)由暖气片管道内壁至外壁,热传递方式为导热;(3)由暖气片外壁至室内环境和空气,热传递方式有辐射换热和对流换热。

4、冬季晴朗的夜晚,测得室外空气温度t 高于0℃,有人却发现地面上结有—层簿冰,试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。

解:如图所示。

假定地面温度为了T e ,太空温度为T sky ,设过程已达稳态,空气与地面的表面传热系数为h ,地球表面近似看成温度为T c 的黑体,太空可看成温度为T sky 的黑体。

则由热平衡:由于T a >0℃,而T sky <0℃,因此,地球表面温度T e 有可能低于0℃,即有可能结冰。

3、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么?答:在其他条件相同时,实心砖材料如红砖的导热系数约为0.5W/(m •K)(35℃),而多孔空心砖中充满着不动的空气,空气在纯导热(即忽略自然对流)时,其导热系数很低,是很好的绝热材料。

因而用多孔空心砖好。

4、两种几何尺寸完全相同的等截面直肋,在完全相同的对流环境(即表面传热系数和流体温皮均相同)下,沿肋高方向温度分布曲线如图所示。

请判断两种材料导热系数的大小和肋效率的高低?答:对一维肋片,导热系数越高时,沿肋高方向热阻越小,因而沿肋高方向的温度变化(降落或上升)越小。

因此曲线1对应的是导热系数大的材料.曲线2对应导热系数小的材料。

而且,由肋效率的定义知,曲线1的肋效率高于曲线2。

5、用套管温度计测量容器内的流体温度,为了减小测温误差,套管材料选用铜还是不锈钢?答:由于套管温度计的套管可以视为一维等截面直助,要减小测温误差(即使套管顶部温度tH 尽量接近流体温度tf),应尽量减小沿套管长度流向容器壁面的热量,即增大该方向的热阻。

所以,从套管树料上说应采用导热系数更小的不锈钢。

6、工程中应用多孔性材料作保温隔热,使用时应注意什么问题?为什么?答:应注意防潮。

保温材料的一个共同特点是它们经常呈多孔状,或者具有纤维结构,其中的热量传递是导热、对流换热、热辐射三种传热机理联合作用的综合过程。

如果保温材料受潮,水分将替代孔隙中的空气,这样不仅水分的导热系数高于空气,而且对流换热强度大幅度增加,这样材料保温性能会急剧下降。

4、东北地区春季,公路路面常出现“弹簧”,冒泥浆等“翻浆”病害。

试简要解释其原因。

为什么南方地区不出现此病害?东北地区的秋冬季节也不出现 “翻浆”? 答:此现象可以由半无限大物体(地面及地下)周期性非稳态导热现象的温度波衰减及温度波时间延迟特征来解释。

公路路面“弹簧”及“翻浆”病害产生的条件是:地面以下结冰,而地表面已解冻(表面水无法渗如地下)。

东北地区春季地表面温度已高于0℃,但由于温度波的时间延迟,地下仍低于0℃,从而产生了公路路面“弹簧”及“翻浆”等病害。

东北地区的秋冬季节,虽然地表面温度已低于0℃,但由于温度波的时间延迟,地下仍高于0℃,从而不会产生“翻浆”。

南方地区不出现此病害的原因是,由于温度波衰减的特征,使得地下部分不会低于0℃,当然不会出现此病害。

2、其他条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比,哪个的表面传热系数大,为什么?答:横向冲刷时表面传热系数大。

因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚,而横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层分离而产生的旋涡,增加了流体的扰动,因而换热强。

4、在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验,到太空中是否仍然有效,为什么?答:该实验到太空中无法得到地面上的实验结果。

因为自然对流是由流体内部的温度差从而引起密度差并在重力的作用下引起的。

在太空中实验装置格处于失重状态,因而无法形成自然对流,所以无法得到顶期的实验结果。

8、在对流温度差大小相同的条件下,在夏季和冬季,屋顶天花板内表面的对流放热系数是否相同?为什么?答:在夏季和冬季两种情况下,虽然它们的对流温差相同,但它们的内表面的对流放热系数却不一定相等。

原因:在夏季t f <t w ,在冬季t f >t w ,即在夏季,温度较高的水平壁面在上,温度较低的空气在下,自然对流不易产生,因此放热系数较低.反之,在冬季,温度较低的水平壁面在上,而温度较高的空气在下,自然对流运动较强烈,因此,放热系数较高。

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