传热传质学第1章习题答案

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传热与传质习题库目录一、传热 (1)(一)选择题 (1)(二)判断题 (4)二、传质 (5)(一)选择题 (5)(二)判断题 (9)答案 (10)模块二 热量传递(一)选择题1.导热系数的单位为( )。

A 、W/(m ⋅℃);B 、W/(m 2⋅℃);C 、W/(kg ⋅℃);D 、W/(S ⋅℃)。

2.夏天电风扇之所以能解热是因为( )。

A 、它降低了环境温度;B 、产生强制对流带走了人体表面的热量;C 、增强了自然对流;D 、产生了导热。

3.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 、400℃的蒸汽;B 、300℃的蒸汽;C 、200℃的蒸汽;D 、150℃的热流体。

4.工业生产中,沸腾传热应设法保持在( )。

A 、自然对流区;B 、核状沸腾区;C 、膜状沸腾区;D 、过渡区。

5.用120℃的饱和蒸汽加热原油,换热后蒸汽冷凝成同温度的冷凝水,此时两流体的平均温度差之间的关系为(∆t m )并流( )(∆t m )逆流。

A 、小于;B 、大于;C 、等于;D 、不定6.物质导热系数的顺序是( )。

A 、金属>普通固体>液体>气体;B 、金属>液体>普通固体>气体;C 、金属>气体>液体>普通固体;D 、金属>液体>气体>普通固体。

7.下列四种不同的对流给热过程:空气自然对流α1,空气强制对流α2(流速为3m/s ),水强制对流α3(流速为3 m/s ),水蒸汽冷凝α4。

α值的大小关系为( )。

A 、α3>α4>α1 >α2;B 、α4>α3>α2>α1;C 、α4>α2>α1>α3;D 、α3>α2>α1>α48.换热器中冷物料出口温度升高,可能引起的有原因多个,除了( )。

A 、冷物料流量下降;B 、热物料流量下降;C 、热物料进口温度升高;D 、冷物料进口温度升高9.用120℃的饱和水蒸汽加热常温空气。

化工数学答案(全)

化工数学答案(全)

化工数学各章习题选解(仅供参考) 第一章习题1. (√) 在一个有效容积为V 的半连续式搅拌反应器中,由原料A生产物质B,若浓度为c 0流量为Q 的A溶液加入空反应器,反应遵循以下连串-可逆步骤C B A k kk −→−−−←−→−321 且所有的反应均为一级,证明在反应器中B的克分子数N B 是以下微分方程的解C RN dt dN P dt N d B BB =++22式中1031321k Qc C k k R k k k P ==++=证明:对A 、B 分别作质量衡算,有A :)1(210dt dN N k N k Q c AB A =+- B :)2(321dtdN N k N k N k BB B A =--由(2)得到:102(3)AA B dN k N c Q k N dt=+-(3)代入(2),得:210131232()(4)B BB dN d N k c Q k k N k k k dt dt -=+++令123130,,P k k k R k k C c Q =++==得22(5)B BB d N dN P RNC dt dt++=证毕。

2. 冬天的池塘水面上结了一层厚度为l 的冰层,冰层上方与温度为T w 的空气接触,下方与温度为0℃的池水接触。

当T w <0℃时,水的热量将通过冰层向空气中散发,散发的热量转化为冰层增加的厚度。

已知水结冰的相变潜热为L f ,冰的密度为ρ,导热系数为k ,导温系数为α,求:1) 当气温T w 不随时间变化时,给出冰层厚度随时间变化的关系,若L f =3.35×105J/kg ,ρ=913kg/m 3,k =2.22W/m °K ,T w =-10℃,问冰冻三尺,需几日之寒?2)当气温随时间变化时,设T w =T w (t)已知,导出冰层厚度变化的完整数学模型。

解:(1) 冰层的温度为0℃,水通过冰层向空气散发热量,记为Q ,该热量用于水结成冰。

数值传热学习题答案(汇总版)

数值传热学习题答案(汇总版)

2-4-9
= rP rS
式(2-4-9)也可以写成 a PTP = a E TE + aW TW + b 的形式。而且两种结果是一致的。
2—6:
n n TE −TW dT P , n = 解:将 , dx 2x n n TE −2TPn + TW d 2T P , n = , dx2 x 2
dk = f (x ) 代入原方程,得: dx

2-4-4
rk rk a E = , aW = , a P = a E + aW , b x w x e
= SrP r ,
式(2-4-4)可以写成 a PTP = a E TE + aW TW + b 的形式。 2. 再用 Taylor 展开法导出 k
2 2 uE + uP u = , 2 2 e
2 2 uW + uP u = 2 2 w
t u ut N − uP y = (y ) , n n
t
t ut u p − uS y = (y ) 。 s s
t
(y ) n = (y ) s = y
n n n n TE −TW TE −2TPn + TW k + f (x ) +S=0 整理得: 2x x 2
4kT P= 2k + xf ( x)T E+2k − xf ( x)T W +2x 2 S
− 2k 时, a E 会成为负值, x 2k 当 f(x)> 时, aW 会成为负值。 x
rk dr = rk r r dr dr dr
w
e
1 d

《传热学》第1章-绪论

《传热学》第1章-绪论
™概念会分析——有思路,给出公式会计算——有 技能;
三、传热学应用实例
● 自然界与生产过程到处存在温差—传热很普遍
日常生活中的例子:
● 人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和 冬天都保持 20度,那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样? 为什么?
● 夏天人在同样温度(如:25度)的空气和水中的感觉不一 样。为什么?
v 1904年他在哥廷根大学(Göttingen University)担任流体力学研究所的所 长,同年他发表了其具有历史意义的关于 边界层的著名论文,奠定了现代流体力学 和空气动力学以及对流换热分析的基础。 在风洞实验技术;机翼理论;湍流理论均 有杰出贡献;
v T. von 卡门是他的学生;
传热学名人-4
v 发展对流换热理论的杰出先 驱:对流换热的无量纲准则, 用实验方法求解对流换热问 题;
v 凝结换热理论解 ; v 层流入口段换热机理研究 ;
传热学名人-5
v 施密特(1892-1975),出生 于1892年2月11日,是德国的 科学家,工程热物理学,尤其 是传热传质学研究领域的先 驱;
v 他是第一个测量自然对流边界 层的速度场和温度场以及膜态 凝结的当量传热系数的人。
™ 偏微分方程(导热)和偏微分方程组(对流) ™ 数值模拟----差分方程
v 实用性也强;
™ 由实验得出的对流换热的经验公式
对学习方法的建议
v 以方法论学习为主
™课堂上要注意学习建立方程的方法; ™不要去记复杂的公式; ™要记住最基本的公式;
v 对学习效果的要求程度
™合上书忘了——不要紧,但是翻开书就能看懂,能 想起来——基本可以;
q1
=
λ1
tw1
− tw2 δ

【传热传质学】第01章导热的基本定律及导热方程

【传热传质学】第01章导热的基本定律及导热方程

取决于结构、状态、容重、湿度、压力、温度等. 工程中,导热系数值制成图表可查阅。
气体: 分子不规则运动,分子相互碰撞传递能量.
气体温度代表分子平均动能.根据分子运动理论。
1 3
v
lCv
212020/11/13 Friday
T↑,则λ↑.氢、氦λ是其它气体的5—10倍,水蒸汽 受压力影响大.
液体: 分子在平衡位置上,不规则的弹性运动和 分子无规则自由运动.是气固之间过渡态. T↑, 则ρ↓, T增加,一般情况下λ ↓。水和甘 油例外。T↑,则λ↑。
由图中几何关系:
y sin cos
T T x T y
x y
x sin cos
235020/11/13 Friday
• 把温度梯度转换为 x和 方y 向的的温度梯度, 整理后可得出热流通量的表达式:
qx
(
cos2

s in 2
) T
x
(
) cos
sin
T y
qy
2T y 2
zz
2T z 2
(xy
yx)
2T xy
(yz
zy )
2T yz
(yz
zy
)
2T xz
c
T
此为各向异性材料的导热微分方程,如果坐标轴与 导热系数的主轴重合,上式为
29020/11/13 Friday
2T
2
2T
2
2T
2
c T
选一参考的导热系数 0 ,并令
n
29020/11/13 Friday
❖热流密度在数值上正比于温度梯度,方向与温 度梯度相反。
❖在直角坐标系:
qx
gradT

传热学学习通课后章节答案期末考试题库2023年

传热学学习通课后章节答案期末考试题库2023年

传热学学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.设A={1,2,3},则A上的二元关系有( )个参考答案:2332.格拉晓夫准则Gr越大,则表征浮升力越大参考答案:对3.下列哪一种表达式是错误的()?参考答案:q=r,4t4.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()参考答案:提高5.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) ()参考答案:q=φ/A6.削弱辐射换热的有效方法是加遮热板,而遮热板表面的黑度应参考答案:小一点好7.当导热过程在两个直接接触的固体表面之间进行,为了减少接触热阻,在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料参考答案:错8.有-NTU法进行换热器的校核计算比较方便,这是因为不需要计算对数平均温差参考答案:对9.对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面,其对流换热的热流密度为( )参考答案:5 × 104 W/m 210.流体流过管内进行对流换热时,当 l/d 时,要进行入口效应的修正。

( )参考答案:<5011.炉墙内壁到外壁的热传递过程为( )参考答案:导热12.由于蒸汽中存在空气,会使水蒸气凝结时表面传热系数()。

参考答案:减小13.集合A上的相容关系R的关系矩阵M(R)的对角线元素有的是1参考答案:错14.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。

参考答案:大于15.在传热过程中,系统传热量与下列哪一一个参数成反比?()参考答案:传热热阻16.对于过热器中:高温烟气→外壁→ 内壁→过热的传热过程次序为( )参考答案:复合换热、导热、对流换热17.温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。

( )参考答案:大于18.规定了边界上的热流密度值,称为第二类边界条件参考答案:对19.导热系数的单位是:( )参考答案:W/(m.K)20.Re准则数的表达式为()参考答案:uL/v21.设R为实数集,映射f:RR,f(x)=-x2+2x-1,则f是既不是单射,也不是满射参考答案:对22.设A={1,2,3},B={a,b},下列各二元关系中是A到B的函数的是R={<1,a>,<2,a>,<3,a>}参考答案:对23.凡平均温度不高于350℃、导热系数不大于0.12W/(m.K)的材料称为保温材料。

传热学习题(含参考答案)

传热学习题(含参考答案)

传热学习题(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)l、某厂巳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°c流体需加热到80°C'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°C的热流体B、200°c的蒸汽C、300°C的蒸汽D、400°C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,聚合备压力会()。

A、不变B、增加至10k g/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、环氧乙烧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()。

传热学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

传热学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

传热学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.Nu(努塞尔)准则反映了:()答案:对流传热强度2.对流传热以( )作为基本计算式。

答案:牛顿冷却公式3.传质过程Schmidt数Sc的表达式为动力粘度比上扩散系数。

答案:错误4.热扩散率、动力粘度、质扩散率都具有相同的量纲。

答案:错误5.求解有化学反应的流体传质的对流传质系数时,求解路线与无化学反应时不相同。

答案:正确6.求解湍流的对流传质系数可以通过量纲分析或类比法。

答案:正确7.求解对流传质速率 Na 的关键是确定对流传质系数。

答案:正确8.当流体流过固体壁面时,若流体与壁面处的浓度不同,则浓度梯度自壁面向流体主体逐渐增大。

答案:错误9.下列哪个不是影响对流传热的主要因素?( )答案:壁面发射率10.对于Pr数,下列说法哪个是错误的?()答案:它反映了流体中热量扩散和动量扩散的相对程度11.温度不同部分相互混合的宏观对流运动引起的热能传递现象称为()。

答案:对流传热_对流_热对流12.由A、B两种气体所构成的混合物中,A与B的扩散系数相等。

答案:正确13.混合物中某组分i的质量占混合物总质量的分数称为该组分的质量分数。

答案:正确14.湍流边界层由()三层组成。

答案:过渡层_湍流核心_层流底层15.传质现象出现的原因可能有()。

答案:浓度梯度_温度梯度_速度梯度_压力梯度16.冬天穿蓬松轻质的羽绒服通常要比厚重的棉衣更_____(请填“冷”或者“暖”)。

答案:暖17.因为对流换热的强度只取决于贴壁面处的温度梯度,那么流体温度场不会影响换热的强度。

答案:错误18.传热过程就是热量传递过程。

答案:错误19.热对流就是对流换热。

答案:错误20.热量传递必须有温差存在。

答案:正确21.把衣服放在室外晾晒,有风比无风天气下衣服干的更快,是因为风把衣服中的水蒸气带走了。

答案:错误22.发动机燃烧室壁面的热流密度的单位是()答案:__23.以下为物体发射率的影响因素的是()。

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1-15 The filament of a 150 W incandescent lamp is 5 cm long and has a diameter of 0.5 mm. The heat flux on the surface of the filament, the heat flux on the surface of the glass bulb, and the annual electricity cost of the bulb are to be determined.Assumptions: Heat transfer from the surface of the filament and the bulb of the lamp is uniform. Analysis:(a) The heat transfer surface area and the heat flux on the surface ofthe filament are26222/1091.1/191785.0150785.0)5)(05.0(m W cm W cmW A Q q cm cm cm DL A ×=======••ππ(b) The heat flux on the surface of glass bulb is222222/7500/75.01.2011501.201)8(m W cm W cmW A Q q cm cm D A =======••ππ(c) The amount and cost of electrical energy consumed during a one-year period is Electricity Consumption=yr kWh yr h kW t Q /438)/8365)(15.0(=×=Δ•Annual Cost=yr kWh yr kWh /04.35$)/08.0)($/438(=1-18 The inner and outer surface of a window glass are maintained at specified temperatures. The amount of heat transfer through the glass in 5 h is to be determined.Assumptions: 1 Steady operating conditions exist since the surface temperature of the glass remain constant at the specified values. 2 Thermal properties of the glass are constant. Properties: The thermal conductivity of the glass is given to be../78.0C m W οκ=Analysis: Under steady conditions, the rate of heat transfer through the glass by conduction is W mC m C m W L T A Q cond4368005.0)310()22)(/78.0(2=−×⋅=Δ=•DDκThen the amount of heat transfer over a period of 5 h becomes(4.368/)(53600)78,624condQ Q T kJ s s kJ =Δ=×= If the thickness of the glass doubled to 1 cm, then the amount of heat transfer will go down by half to39,312 KJ.1-21 An electric resistance heating element is immersed in water initially at 20C D.The time it will take for this heater to raise the water temperature to 80C Das well as the convection heat transfer coefficients at the beginning and at the end of the heating process are to be determined.Assumptions: 1 Steady operating conditions exist and thus the rate of heat loss from the wire equals the rate of heat generation in the wire as a result of resistance heating. 2 Thermal properties of water are constant . 3 Heat losses from the water in the tank are negligible.Properties: The specific heat of water at room temperature is )9(/180.4−−⋅=A Table C kg kJ C D. Analysis: When steady operating conditions are reached, we have W E Q generated 800==••.This is also equal to the rate of heat gain by water. Noting that this is the only mechanism of energy transfer, the time it takes to raise the water temperature from 20C Dto80C Dis determined to be hs sJ CC kg J kg Q T T mC t T T mC t Q T T mC Q inin in 225.5810,18/800)2080)(/4180)(60()()()(121212==−⋅=−=Δ−=Δ−=••D DThe surface area of the wire is200785.0)5.0)(005.0()(m m m L D A ===ππThe Newton’s law of cooling for convection heat transfer is expressed as )(∞•−=T T hA Q S . Disregarding any heat transfer by radiation and thus assuming all the heat loss from the wire to occur by convection, the convection heat transfer coefficients at the beginning and at the end of the process are determined to beC m W Cm W T T A Q h C m W Cm W T T A Q h s s DDDD⋅=−=−=⋅=−=−=∞•∞•22222211/2550)80120)(00785.0(800)(/1020)20120)(00785.0(800)(Discussion: Note that a larger heat transfer coefficient is needed to dissipate heat through a smaller temperature difference for a specified heat transfer rate.1-25 A spacecraft in space absorbs solar radiation while losing heat to deep space by thermal radiation.The surface temperature of the spacecraft is to be determined when steady conditions are reached.Assumption : 1 Steady operating conditions exist since the surface temperature of the wall remain constant at the specified values. 2 Thermal properties of the wall are constant.Properties : The outer surface of a spacecraft has an emissivity of 0.8 and an absorptivity of 0.3.Analysis : When the heat loss from the outer surface of the spacecraft by radiation equals the solar radiation absorbed, the surface temperature can be determined from[]44428244)0()/1067.5(8.0)/950(3.0)(K T K m W A m W A T T A Q Q Q s space S solar radabsorbed solar −⋅×××=××−==−••−•εσαCanceling the surface area A and solving for S T gives K T s 54.281=1-26 The roof of a house with a gas furnace consists of a 15-cm thick concrete that is losing heat to the outdoors by radiation and convection .The rate of heat transfer through the roof is to determined.Assumptions: 1 Steady operating conditions exist. 2 The emissivity and thermal conductivity of the roof are constant.Properties: The thermal conductivity of the concrete is given to be 2/k W m C =⋅D. The emissivity of the outer surface of the roof is given to be 0.9.Analysis: In steady operation, heat transfer from the outer surface of the roof to the surroundings by convection and radiation must be equal to the heat transfer through the roof by conduction. That is,rad conv gs surroundin to roof cond roof Q Q Q +−−•••==,,The inner surface temperature of the roof is given to be C T in s D15,=.Letting out s T , denote the outer surface temperature of the roof, the energy balance above can be expressed as()()()()()()()(),,44,,,222,442824,()()15(2/)(300)0.1515/300100.9300 5.6710/273255s in s outs out surr s out surr s outs out s out T T Q kAh A T T A T T LC T Q W m C m mW m C m T Cm W m K T K K εσ••−−==−+−−=⋅=⋅−⎡⎤+×⋅+−⎣⎦D D DD DSolving the equation above using an equation solver (or by trial and error) givesW Q 450,25=•and C T out s D 64.8,=1-27 The backside of a thin metal plate is insulated, and the front side is exposed to solar radiation. The surface temperature of the plate is to be determined when steady operation is established.Assumptions: 1 Steady operating conditions exist. 2 Heat transfer through the insulated side of the plate is negligible. 3 The heat transfer coefficient is constant and uniform over the plate. 4 Radiation heat transfer is negligible.Properties: The solar absorptivity of the plate is given to be 6.0=α.Analysis: When the heat loss from the plate by convection equals the solar radiation absorbed, the surface temperature of the plate can be determined from()()()10/30/8007.022−⋅=××−==••−•s s solar convabsorbed solar T A C m W m W A T T hA Q Q Q D D αCanceling the surface area A and solving for s T gives C T s D7.28= be slightly above the interface temperature.。

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