传热学--简答题
传热学课后简答题
传热学课后简答题第一章思考题1．试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。
答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。
联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。
导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。
2．以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。
试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。
答：① 傅立叶定律：dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt －沿x 方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。
② 牛顿冷却公式：)(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。
③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。
3．导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。
这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。
4．当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。
试分析引入传热方程式的工程实用意义。
答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。
5．用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。
传热学必做简答题
单值性条件包括四项：几何、物理、时间、边界肋片效率=实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量影响肋片效率的因素：肋片材料的热导率λ、肋片表面与周围介质之间的表面传热系数h、肋片的几何形状和尺寸（P、A、H）影响导热系数的因素：物质的种类密度温度Bi 准则对无限大平壁温度分布的影响（被冷却时）•Bi →∞由于表面对换热热阻1/h几乎可以忽略，因而过程一开始平板的表面温度就被冷却到t∞.随着时间的推移，平板内部各点的温度逐渐下降而趋近t∞.Bi →0,这时，平板内部导热热阻几乎可以忽略，因而任一时刻平板中各点的温度接近均匀，并随时间的推移，整体地下降，逐渐趋于t∞。
Bi →1，平板中不同时刻的温度分布介于上述两种极端情况之间。
Fo数的影响：•显然，物体中的过余温度随时间τ增加而减少，故而随Fo数增加，物体中的过余温度θm/θ0随数Fo增加而减少•Fo≥0.2时，进入正规状况阶段，平壁内所有各点过余温度的对数都随时间按线性规律变化，变化曲线的斜率都相等•Fo<0.2时是瞬态温度变化的初始阶段，各点温度变化速率不同导热问题数值求解的基本思想：把原来在时间、空间坐标系中连续的物理量的场，如导热物体的温度场，用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程，来获得离散点上被求物理量的值。
对流换热（流体流过一个物体表面时的热量传递过程）的影响因素对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的结果。
其影响因素主要有以下五个方面：(1)流动起因; (2)流动状态; (3)流体有无相变; (4)换热表面的几何因素; (5)流体的热物理性质边界层概念：当粘性流体流过物体表面时，会形成速度梯度很大的流动边界层；当壁面与流体间有温差时，也会产生温度梯度很大的温度边界层（或称热边界层）膜状凝结：如果凝结液体能很好地湿润壁面，它就在壁面上铺展成膜珠状凝结：当凝结液体不能很好地湿润壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个的小液珠。
传热学简答题
传热学简答题1、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式，并说明其物理意义。
答：（1）努塞尔数，λl h Nu =，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。
（2）雷诺数，νl u ∞=Re ，它表示惯性力和粘性力的相对大小。
（3）普朗特数，a ν=Pr ，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。
（4）毕渥数，λlh B i =，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。
(它表示无量纲热阻)2、试分析气、液、固三种状态物体导热机理？答：固体：①导电固体：自由电子的移动②非导电固体：晶格的震动气体：气体分子的不规则运动及碰撞液体：说法不一（类固体或类气体）3、热扩散系数（导温系数）是表征什么的物理量？导温系数与导热系数的区别是什么？ 答：热扩散率ca ρλ=，与导热系数一样都是物性参数，它是表征物体传递温度的能力大小，亦称为导温系数，热扩散率取决于导热系数λ和c ρ的综合影响；而导热系数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、非稳态导热的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B i<0.1，应用于物体的导热系数相当大，或者几何尺寸很小，或表面传热系数极低；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。
（集总参数法的适用条件是对于平板B i<0.1，对于圆柱B i<0.05，对于球B i<0.033。
）5、黑体、白体、灰体的含义？答：黑体：我们把吸收率等于1的物体白体：我们把穿透率等于1的物体灰体：是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似，或它的单色发射率不随波长变化的物体；或单色吸收比与波长无关的物体，即单色吸收比为常数的物体。
传热学简答题
1.热量传递的三种基本方式？机理？自然界是否存在单一的热量传递方式？举例答：三种方式为热传导，热辐射，热对流。
热传导是物体各部分之间不发生相对位移，依靠分子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。
热对流是由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
热辐射是物体通过由于热的原因而产生的电磁波来传递能量的方式。
存在，太阳与地球间的热辐射，固体的热量由热的一端流向冷的一端。
2.导热系数及不同相态的材料导热系数差异？ 答：n xt q ∂∂=λ，一般来说，导热系数：对于不同物质，金属固体＞非金属固体＞液体＞气体；对于同种物质，固态＞液态＞气态。
它与物质的种类及热力学状态（温度、压力）等有关。
3．导热、对流、辐射换热之间的区别？答：导热与辐射中物体各部分是不发生相对位移的，而对流中流体各部分发生相对位移。
导热与对流均需要介质才能传递热量且无能量形式的转换，而辐射则不需要介质且有伴随着能量形式的转换。
4.什么是温度场？什么是温度梯度？答：各个时刻物体的各点温度所组成的集合称为温度场。
温度梯度是温度变化的速度与方向，它是温度变化最剧烈的方向。
5.等温线的概念与性质？答：温度场在同一瞬间相同温度的各点连成的线叫等温线。
物体中的任一条等温线要么形成一个封闭的曲线，要么终止在物体表面上，它不会与另一条等温线相交。
当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相等时，等温线的疏密可直观的反映出不同区域导热热流密度的相对大小，等温线越密，热流密度越大。
6.导热微分方程及其理论依据？ 答：Φ+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(zt z y t y x t x t pc λλλτ，依据为能量守恒定律，即导入微元体的总热流量+微元体内热源的生成热=导出微元体的总热流量+微元体热力学能的增量。
7.定解条件及常见边界条件？答：定解条件：使微分方程获得某一特定问题的解的附加条件。
传热学--简答题
《传热学》简答题导热部分1.热对流和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？答：热对流和对流换热不是同一类传热现象。
热对流是指由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象，是基本传热方式；对流换热是指流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。
2.热传导和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？答：热传导和对流换热不是同一类传热现象。
热传导是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时，依靠微观粒子热运动而进行的热量传递现象，是基本传热方式；对流换热是指流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。
3.一个稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些部分，为什么？答：一个具体给定的稳态导热问题，其完整的数学描写应包括：导热微分方程式和其单值性条件两部分。
导热微分方程式建立起温度场的通用微分方程，其单值性条件一般包括几何条件、物理条件和边界条件等。
4.某非稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些内容，为什么？答：一个具体给定的非稳态导热问题，其完整的数学描写应包括：导热微分方程式和其单值性条件两部分。
导热微分方程式建立起温度场的通用微分方程，其单值性条件一般包括几何条件、物理条件、时间条件和边界条件等。
5.导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据和已知条件是什么？答：导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据傅立叶定律和热力学第一定律，把物体内各点的温度联系起来，建立起温度场的通用微分方程；其推导的已知条件是：常物性、均匀连续、各向同性介质的没有内热源一维稳态导热。
6.推导导热微分方程式d2t/d2x+q v/λ=0的理论依据和已知条件是什么？答：导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据傅立叶定律和热力学第一定律，把物体内各点的温度联系起来，建立起温度场的通用微分方程；其推导的已知条件是：常物性、均匀连续、各向同性介质的有内热源一维稳态导热。
传热学简答题
1在有空调的房间里，夏天和冬天的室温均控制在20℃，夏天只需穿衬衣，但冬天穿衬衣会感觉冷，为什么？
传热一共有三种方式：导热、对流和辐射。
通常人体和周围环境的传热主要是对流和辐射两种方式，其中对流是人体和周围空气间的传热，辐射是人体和周围的墙壁、地面、楼板和家具等固体物体间的传热。
冬季和夏季室温同样是20度时，冬季的墙壁等固体物体的温度却比夏季的低得多，这时，人体通过对流方式和空气间的传热虽然是相同的，但人体通过热辐射向墙壁等周围物体的散热却比夏天大得多，所以感觉会冷得多。
3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/cρ)，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。
4 试分析遮热板的原理及其在削弱辐射传热中的作用。
提示：可从遮热板能增加系统热阻角度加以说明。
(1)在辐射换热表面之间插入金属(或固体)薄板，称为遮热板。
(2)其原理是，遮热板的存在增大了系统中的辐射换热热阻，使辐射过程的总热阻增大，系统黑度减少，使辐射换热量减少。
(3)遮热板对于削弱辐射换热具有显著作用，如在两个平行辐射表面之间插入一块同黑度的遮热板，可使辐射换热量减少为原来的1／2，若采用黑度较小的遮热板，则效果更为显著。
传热学简答题
36 、对管壳式换热器来说，两种工质在下列哪种情况下，何种工质走管内，何 种工质走管外？ (1)清洁的和不清洁的工质(2)腐蚀性大与小的工质(3)高温与低温的工质 答： （1）不清洁流体应在管内，因为壳侧清洗比较困难，而管内可以拆开端盖进 行清洗； （2）腐蚀性大的流体走管内，因为更换管束的代价比更换壳体要低，且如将腐 蚀性大的流体走壳程，被腐蚀的不仅是壳体，还有管子外侧。 （3）温度低的流体置于壳侧，这样可以减小换热器的散热损失。 37 、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。 38、什么是物体的发射率和吸收率？二者在什么条件下相等？ 答：实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比称为该物体的发射率；投射 到物体表面的总能量中被吸收的能量所占的份额是物体的吸收率。 由基尔霍夫定 律可知：当物体表面为漫灰表面时，二者相等。 39、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。 40、对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表么不同之处？ 答： 对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式都可以用下式 表示 hx
的温升要小一些。由 c
定义知，V / A f (r ) ， r 为节点的半径，显然，节 hA 点半径越小，时间常数越小，热电偶的相应速度越快。 44、由导热微分方程可知，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。 你认为对吗？ 答：由于描述一个导热问题的完整数学表达，不仅包括控制方程，还包括定解条 件。虽然非稳态导热控制方程只与热扩散率有关，但边界条件中却有可能包括导 热系数。因此，上述观点不正确。 45、由对流换微分方程 h
传热学简答题
传热学简答题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））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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《传热学》简答题
导热部分
1.热对流和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？
2.热传导和对流换热是否为同一类传热现象，为什么？
3.一个稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些部分，为什么？
4.某非稳态导热问题的完整数学描写应包括哪些内容，为什么？
5.导热微分方程式d2t/d2x=0的推导理论依据和已知条件是什么？
6.推导导热微分方程式d2t/d2x+q v/λ=0的理论依据和已知条件是什
么？
7.简要说明冬季室内热量是以何种方式通过建筑物的外墙由室内传
到室外的?
8.画图说明夏季室外热量是以什么方式通过建筑物的外墙由室外传
到室内的？
9.无限大平壁常物性稳态导热有什么特点？画图说明第一类边界条
件下壁内的温度分布。
10.无限长圆筒壁常物性稳态导热有什么特点？画图说明第一类边界
条件下壁内温度分布。
11.画图并说明第一类边界条件下，由不同材料组成的三层无限大平
壁常物性稳态导热时，平壁内温度的变化规律。
12.画图并说明第一类边界条件下，由不同材料组成的三层无限长
圆筒壁常物性稳态导热时，壁内温度的变化规律。
13.画图并说明当Bi 0时，第三类边界条件下，无限长圆筒壁瞬态
导热的壁内温度分布的变化规律。
14.画图并说明当Bi ∞时，第三类边界条件下，无限长圆筒壁瞬态
导热的壁内温度分布的变化规律。
15.简要说明在周期性非稳态导热问题中，其导热现象具有什么样的
特点？
16.与瞬态导热问题相比周期性非稳态导热问题有什么样的特点？
对流换热部分
1.什么是热边界层，其主要特征有哪些？
2.什么是流动界层，简要概括其主要特征有哪些？
3.求解二维常物性不可压缩牛顿型流体对流换热问题的完整数学描
写是什么？
4.对流换热微分方程组的的推导理论依据和已知条件是什么？
5.简要说明粘性流体对流换热问题的求解思路是什么？
6.建立对流换热过程微分方程式的依据和意义是什么？
7.简要说明Nu数和Bi数所表示的物理意义是什么，二者有什么区
别？
8.Nu数和Bi数在表达形式上完全相同，简要说明二者有何区别？
辐射换热部分
1.简要说明气体辐射和固体辐射的不同之处是什么？
2.什么是灰体，灰体表面间的辐射换热与黑体表面间的有什么不
同？
3.画图说明三个灰体表面组成的封闭空腔的辐射换热网络。
4.画图说明二个灰体表面和一个重辐射面组成的封闭空腔的辐射换
热网络。