哈工大2008-2009年春季学期传热学试题A
本科生传热学试题-08年B-答案
2007~2008学年第一学期期末考试《传热学》试卷（A ）一、基本概念 (本题每小题5分，共50分)1．写出牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
答：牛顿冷却公式的基本表达式： ()w f q h t t =-各物理量的定义为:q －对流换热的热流密度；h －对流换热系数；t w －固体的壁面温度；t f －流体温度。
2．什么叫温度场、 等温面、等温线？ 答：物体中温度随时间和空间的分布关系称为温度场；温度场中同一瞬间温度相同的点的连线构成等温线，温度相同的点连成的面叫等温面。
3．Bi 准则数, Fo 准则数的定义及物理意义是什么？ 答：/1/Bi h δλ=，其物理意义为物体的内部导热热阻与外部对流热阻的比值。
2a Fo lτ=，非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。
4．显式差分方程的稳定性判据是什么？答：为保证显式差分方程离散后能够收敛，在时间步长和空间步长的选取上必须满足：对于内部节点21()2a Fo x τ∆∆=≤∆，对于边界节点必须满足12Fo Bi ∆∆≤+。
5．影响对流换热的主要因素有哪些？答：影响对流换热的主要因素有：流体流动的起因、流体有无相变、流体的流态、换热表面的几何因素和流体的物理性质。
6．对管内流和管外流, Re 准则数中的特性长度的取法是不一样的说明其物理原因。
答：雷诺准数是用来判定流体的流态和紊流度的重要参数，所以其特征长度的选取必须是对雷诺数的计算十分敏感，必须反映流通截面上的某些特性。
对于管内流动，流动速度和管内径限定了流动边界层的形成和发展，所以特征长度只能取内径。
而对管外流动，外部流速和外部尺寸限定了流动边界层的形成和发展，所以特征尺寸一般只能选取外部尺寸。
7．什么叫膜状凝结和珠状凝结？ 答：如果凝结液体能很好地润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式称为膜状凝结；当凝结液不能很好地润湿壁面，凝结液在壁面形成一个个小液珠，这种凝结形式称为珠状凝结。
哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案
哈尔滨工业大学2008至2009学年第一学期物理光学期末考试试题答案一、解释下列名词（每小题2分，总共20分）1．复色波的相速度：复色波的等相位面的传播速度。
2．复色波的群速度：复色波的等振幅面的传播速度。
3．布儒斯特角：反射光为完全线偏振光时的入射角。
4．临界角角：光密介质到光疏介质出现全反射现象，产生全反射现象时的最小入射角称为临界角。
5．光的空间相干性：光源大小对条纹可见度的影响称为光的空间相干性。
6．光的时间相干性：光源非单色性对条纹可见度的影响称为光的时间相干性。
7．爱里斑：圆孔衍射中，中央亮斑称为爱里斑（爱里斑占入射在圆孔上能量的83%）。
8．瑞利判据：两个等强度波长的亮条纹只有当它们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的81%时，才能被分开。
9．晶体的光轴：在晶体中，光沿某方向传播时不发生双折射现象，该方向称为光轴。
10．光的色散：介质中的光速（或折射率）随光波波长变化的现象叫光的色散。
二、简答题（每小题4分，总共40分）1、如图所示，一平面简谐光波沿x方向传播，波长为l，设x=0点的相位j0=0，写出：（1）沿x轴光波的相位分布j(x)；（2）沿y轴光波的相位分布j(y)；（3）沿r方向光波的相位分布j(r)。
解：（1）；（2）；（3）2、利用布儒斯特定律，可以测定不透明电介质的折射率。
令测得釉质的起偏角为580，求它的折射率。
解：根据布儒斯特定律，将，代入，可得不透明电介质的折射率为。
3、观察尖劈形肥皂液膜所产生的彩色条纹时，为什么膜的上端的光泽变暗彩色消失时预示着肥皂膜即将破裂？解：尖劈形肥皂膜产生的干涉属于等厚干涉，其光程差。
由于重力作用，尖劈下方的膜将变厚，上方的膜将变薄。
当膜厚时，，此光程差满足干涉相消，所以膜变为黑暗色；当时，膜就裂开。
这就是肥皂膜破裂前由彩色变为黑暗色的缘故。
4、在牛顿环实验中，平凸透镜的凸面曲率半径5m，透镜半径为10mm，在钠光的垂直照射下（l=589纳米），能产生多少个干涉条纹？解：5、在杨氏双缝干涉实验装置中，假定光源是单色缝光源，当装置作如下几种改变时，试简单描述屏上的干涉条纹的位置或间距将会怎样变化？（1）将光源向上或向下平移；（2）将整个装置放入水中。
2009级《传热学》考试题(A卷,2012.1)final
2011~2012学年第1 学期开课学院：动力工程考试日期：2012.1考试方式：考试时间：120 分钟一、填空题（每小题2分，本大题共20分）1．导温系数是材料的指标，大小等于。
2．肋片的肋效率定义为。
3．非稳态导热问题的集总参数分析法为，其适用条件为。
4．影响强制单相对流换热的主要因素有、、、和。
5．自然对流传热中无量纲准则数Pr数的物理意义为，Gr数的物理意义为。
6．纯净饱和蒸汽与浸润性的过冷壁面接触时通常发生凝结换热，影响其凝结换热的热阻为。
7．随着加热壁面过热度的增大，大容器饱和核态沸腾曲线将依次出现、、和等四个主要的区域。
8．实际物体辐射换热中漫射表面是指，灰体是指。
9．辐射换热的角系数定义为，向外发射的辐射热流密度均匀的漫射表面的角系数仅与有关。
10．临界热绝缘层直径的定义式为，其意义为。
二、选择题（每小题2分，本大题共10分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将最合适的选项前的字母填在题后的括号内。
1．在下列一维稳态导热问题中，导热体内温度为线性分布的情况是：（）A. 常物性，无内热源，变截面B. 常物性，有均匀内热源，等截面C. 常物性，无内热源，等截面D. 变物性，无内热源，等截面2．对于与外界流体进行对流换热的一维非稳态导热问题，当Bi→∞时，边界条件可简化为：（）A. 第二类边界条件B. 第一类边界条件C. 第三类边界条件D. 无法确定3．对于采用电阻丝加热的电吹风，如果忽略其对外界的散热损失，下列方法中不能提高电吹风出口空气混合平均温度的为：（）A. 强化电阻丝与空气的换热，其他条件不变B. 减小风量，其他条件不变C. 增大加热功率，其他条件不变D. 提高空气进口温度，其他条件不变4．沸腾的临界热流密度是（）。
A. 脱离核态沸腾转折点处热流密度B. 核态沸腾过渡到膜态沸腾转折点处热流密度C. 自然对流过渡到核态沸腾转折点处热流密度D. 不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾转折点处热流密度5．影响物体表面黑度的主要因素是（）。
哈工大-传热学-试题库-参考答案-机械(09学长高分宝典)
哈尔滨工业大学《传热学》试题库第一章概论一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内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：单位时间内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：单位时间内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：单位时间内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内的传热量。
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。
（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。
(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，单位是。
哈工程传热学a卷试题及答案教学文稿
2011年春季学期《传热学》（A 卷）答案一．（10分）外直径为50mm 的蒸汽管道外表面温度为400℃，其外包裹有厚度为40mm 、导热系数为0.11W/(m·K)的矿渣棉。
矿渣棉外又包有厚为45mm 的煤灰泡沫砖，导热系数为0.12W/(m·K)，煤灰泡沫砖外表面温度为50℃，试求通过每米长该保温层的热损失，并给出矿渣棉外表面温度。
解：由多层圆筒壁的导热热流量公式可知：()()()132113222ln ln l t t d d d d πλλ-Φ=+（3分）其中4001=t ℃,503=t ℃,1=l m,12350,130,220d mm d mm d mm === （2分）=1λ0.11W/(m·K),=2λ 0.12W/(m·K) 带入公式，可得：25.168=ΦW （1分）设矿渣棉外表面温度为2t ，则由能量守恒定律可知：()()122112ln l t t d d πλ-Φ=（3分），代入数据，可得：39.1672=t ℃（1分） 二．（10分）直径为12mm 、初始温度为1150K 的钢球，突然被放置于温度为325K 、表面传热系数为20W/(m 2·K)的空气中冷却。
已知钢球的物性如下：λ=40W/(m·K)，ρ=7800kg/m 3，c=600J/(kg·K)。
试确定钢球中心温度被冷却到400K 所需的时间？如果考虑辐射的影响，冷却时间应延长还是缩短？解：这是一个典型的非稳态热传导问题，先计算其毕渥数的大小：1.0001.0403006.020)/<=⨯==λA V h Bi （，故可以利用集总参数法计算此非稳态问题。
（2分） 由公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=∞∞τρθθcV hA t t t t exp 00 （4分） 可得：⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=∞∞t t t t hA cV0ln ρτ（1分） 代入数值，可得：21.1122=τs （1分）如果考虑辐射的影响，则钢球的散热强度增强，冷却时间会缩短。
传热学习题及参考答案
《传热学》复习题一、判断题1．稳态导热没有初始条件。
（）2．面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。
（）3．复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理（）4．肋片应该加在换热系数较小的那一端。
（）5．当管道外径大于临界绝缘直径时，覆盖保温层才起到减少热损失的作用。
（）6．所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。
（）7．影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数，波动周期和深度。
（）8．普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。
（）9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程，也适用于非稳态导热过程。
（）10.相同的流动和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换热系数就较小。
（）11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，它对任意形状物体内部和边界都适用。
( )12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。
( )13、温度不高于350℃，导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。
( )14、在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差大。
( )15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。
( )16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式，是无条件稳定的。
( )17、边界层理论中，主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。
( )18、无限大平壁冷却时，若Bi→∞，则可以采用集总参数法。
( )19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。
( )20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。
( )二、填空题1．流体横向冲刷n排外径为d的管束时，定性尺寸是。
2．热扩散率（导温系数）是材料指标，大小等于。
3．一个半径为R的半球形空腔，空腔表面对外界的辐射角系数为。
4．某表面的辐射特性，除了与方向无关外，还与波长无关，表面叫做表面。
5．物体表面的发射率是ε，面积是A，则表面的辐射表面热阻是。
6．影响膜状冷凝换热的热阻主要是。
2009年-传热学试题-A答案
一、基本概念 (本题每小题5分，共50分)1．试说明三种基本的传热方式在机理上有什么不同？答：导热：是依靠原子、分子、自由电子等微观粒子的振动而引起的热量传递现象；热对流：是依靠微观粒子的宏观运动而引起的热摻混现象；热辐射：是因为热的原因而引起物体以电磁波的方式向外界放出辐射能的现象。
2．热传导的基本方程式是依据什么定律推导出来的？答：必须依据两个定律，分别是：傅立叶导热基本定律和能量守恒定律。
3．写出黑体辐射的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义。
其中： E－物体辐射力；－斯忒芬－波尔兹曼常数；T－黑体的温度。
4．什么是肋效率？答：5．Bi数的物理意义是什么？并写出Bi的表达式。
答：其物理意义为：固体内部的导热热阻与其界面上换热热阻之比。
表达式为：6．获得对流换热系数的研究方法都有哪些？答：获得对流换热系数的研究方法有：数学解析法、边界层方程积分法、类比法、实验法和数值解法。
7．为了获得与所研究现象有关的无量纲量，通常有哪几种方法？答：为了获得与所研究现象有关的无量纲量，常用的方法有：⑴ 方程分析法；⑵ 相似分析法；⑶ 量纲分析法。
8．膜状凝结换热过程的主要热阻缘于什么？珠状凝结和膜状凝结的主要区别是什么？答：膜状凝结换热过程的主要热阻缘于在固体壁面凝结形成的液膜的热阻。
固体壁面不能很好地被冷凝液很好润湿的凝结现象叫珠状凝结；若固体壁面能够被凝结液很好润湿的凝结现象叫膜状凝结。
9．简单回答由玻璃搭建的苗圃内的温室效应的形成机理是什么？答：由于玻璃对太阳光的可见光具有透射功能，所以白天太阳光的热量可以透过玻璃进入苗圃，而到了夜间，苗圃内低温物体产生的辐射波长多为红外光，而玻璃正好对红外波长的透射率却很小，所以热量散失得很小，因此而形成了温室效应。
10．什么叫有效辐射和投入辐射？答：单位时间内投射到表面单位面积上的总辐射能称为投入辐射，单位时间内离开物体表面单位面积的辐射能称为有效辐射。
二、简答题 (本题每小题20分，共20分)1．用边界层积分方程求解对流换热问题的基本思路是什么？答：⑴不要求守恒定律对边界中每一个微元体都成立，而只是对包括固体边界及边界层外边界在内的有限大小的控制容积建立起动量和能量守恒的表达式，及边界层积分方程。
哈尔滨工业大学2008-2009学年春季学期《传热学》期末考试试题与答案
哈尔滨工业大学2008-2009学年春季学期期末考试试题与答案一、解释概念【5-1】名词解释:流动边界层解:固体壁面附近流体，由于粘性导致速度急剧变化的薄层称为流动边界层（速度边界层）。
【6—1】名词解释:定性温度解：用以确定特征数中流体物性的温度称为定性温度。
【8-1】名词解释：辐射力解:辐射力是指单位时间、单位面积的辐射表面向半球空间所有方向所发射的全部波长的总能量，其单位为W/m 2。
【8—1】名词解释：灰体解：光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体.二、分析论述与回答问题【2-1】写出傅里叶导热定律表达式,并说明式中各量和符号的物理意义.解:tq gradt n nλλ∂=-=-∂。
其中q 是热流密度矢量;λ是导热系数，它表示物质导热体本领的大小；gradt 是空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向,“﹣”号表示热量沿温度降低的方向传递.【6-1】写出努谢尔数Nu 与毕渥数Bi 表达式并比较异同。
解：从形式上看，Nu 数hl Nu λ⎛⎫=⎪⎝⎭与Bi 数hl Bi λ⎛⎫= ⎪⎝⎭完全相同，但二者的物理意义却不同.Nu 数中的λ为流体的导热系数,而一般h 未知，因而Nu 数一般是待定准则.Nu 数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度,它表示流体对流换的强弱。
而Bi 数中的λ为导热物体的导热系数，且一般情况下h 已知，Bi 数一般是已定准则。
Bi 数的物理意义是导热体内部导热热阻()/l λ与外部对流热阻()/l h 的相对大小.【8—1】 “善于发射的物体必善于吸收”,即物体辐射力越大，其吸收比也越大。
你认为对吗?为什么?解:基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件：物体与辐射源处于热平衡，辐射源为黑体.也即物体辐射力越大，其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大,善于发射的物体,必善于吸收同温度下的黑体辐射.所以上述说法不正确。
【2—1】厚度等于δ的常物性无限大平板，初始温度均匀为0t ,过程开始后，左侧有一定热流密度w q 的热源加热,右侧与低温流体f t 相接触()0f t t >，表面传热系数h 等于常数，所有物性参数已知,写出该导热问题的数学描写（述).解:这是一个沿平板厚度方向的一维非稳态导热问题,其微分方程、边界及初始条件为：微分方程:t pcx x λτ∂∂∂⎛⎫= ⎪∂∂∂⎝⎭。
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哈工大08/09学年春季学期
一、名词解释（20分）
1、导热系数
2、热边界层
3、辐射强度
4、灰体
二、分析论述与回答问题（30分）
1、写出傅里叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。
2、简述在对流传热研究中，引入边界层理论的意义。
3、写出努谢尔数Nu与毕渥数Bi的表达式并比较异同。
4、太阳能集热器采用选择性表面涂层，它对太阳辐射的吸收效率为0.9，它本身的
发射率为0.3，这一现象是否违背基尔霍夫定律？为什么？
5、厚度等于δ的常物性无限大平板，初始温度均为t0，过程开始后，左侧有一定热
流密度q w的热源加热，右侧与低温流体t f相接触（t0>t f），表面传热系数h等于常数，所有物性参数已知，写出改导热问题的数学描写。
三、如图所示的二维稳态导热物体，其导热系数λ为常数，边界面与环境发生对流换热，
环境温度为t F ，边界面对流换热表面传热系数为h ，网格划分如下图所示，试建立数值求解节点温度t 4，t 5，t 6的离散方程。
四、在一个特殊应用中，空气流过一个热的表面，其边界层温度分布可近似为
s s T-T =1-exp(Pr )T -T u y v
∞∞-，其y 是离开表面的垂直距离，普朗特数Pr =0.7u a ∞=是一个无量纲的流体物性。
如果来流温度T 400K ∞=，表面温度s T 300K =，且-15000m u v
∞=，求表面热流密度是多少？（10分） （空气导热系数，330K 时，0.0263W/(m K)λ=⋅；400K 时，0.0339W/(m K)λ=⋅）
λ=⋅导热系数的热绝缘层，六、在太空中飞行的宇宙飞船，表面贴有厚0.15m、0.045W/(m K)
而外表面的黑度为0.04，设飞船内空气温度为20℃，空气与内壁间的对流换热系数为6W/(m.K)，
试求飞船外表面的温度。
（假设宇宙空间温度为0K；忽略飞船壁面的导热热阻）（15分）。