对流传热与传质讨论复习题
传热考试题及答案
传热考试题及答案一、选择题1. 热传导的三种基本方式是：A. 对流、辐射、传导B. 对流、辐射、对流C. 传导、对流、辐射D. 传导、辐射、对流答案：C2. 以下哪种材料的热导率最高？A. 木头B. 铜C. 橡胶D. 玻璃答案：B3. 热对流的驱动力是：A. 温度差B. 压力差C. 密度差D. 以上都是答案：D二、填空题4. 傅里叶定律表明，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比，其比例常数为______。
答案：热导率5. 热辐射的强度与物体表面温度的四次方成正比，这一定律称为______。
答案：斯特藩-玻尔兹曼定律6. 热交换器中，流体的流动方式可以是______或______。
答案：并流逆流三、简答题7. 简述热传导的基本原理。
答案：热传导是指热量通过物质内部分子振动和碰撞传递的过程，不需要物质的宏观运动。
8. 为什么说对流是流体中热量传递的主要方式？答案：对流是流体中热量传递的主要方式，因为它涉及到流体的宏观运动，能够快速有效地传递热量。
9. 辐射传热的特点是什么？答案：辐射传热不需要介质，可以在真空中进行，且其传递速度与光速相同。
四、计算题10. 已知一金属棒的热导率为200 W/m·K，棒的横截面积为0.01 m²，棒两端的温度差为100°C，求金属棒的热流量。
答案：热流量Q = k * A * ΔT / L = 200 W/m·K * 0.01 m² * 100°C = 2000 W11. 一个房间的表面温度为300K，周围环境的温度为290K，求房间的辐射热损失。
答案：热损失Q = σ * A * (T_room^4 - T_env^4)，其中σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，A为房间表面积。
五、论述题12. 论述在不同工况下，热传导、对流和辐射在热交换过程中的作用和影响。
答案：在不同的工况下，热传导、对流和辐射在热交换过程中的作用和影响各不相同。
传热几传质学答案
第八章 热量传递的基本概念2．当铸件在砂型中冷却凝固时，由于铸件收缩导致铸件表面与砂型间产生气隙，气隙中的空气是停滞的，试问通过气隙有哪几种基本的热量传递方式？ 答：热传导、辐射。
注：无对流换热3．在你所了解的导热现象中，试列举一维、多维温度场实例。
答：工程上许多的导热现象，可以归结为温度仅沿一个方向变化，而且与时间无关的一维稳态导热现象。
例，大平板、长圆筒和球壁。
此外还有半无限大物体，如铸造时砂型的受热升温（砂型外侧未被升温波及）多维温度场：有限长度的圆柱体、平行六面体等，如钢锭加热，焊接厚平板时热源传热过程。
4．假设在两小时内，通过152mm ×152mm ×13mm （厚度）实验板传导的热量为 837J ，实验板两个平面的温度分别为19℃和26℃，求实验板热导率。
解：由傅里叶定律可知两小时内通过面积为152×152mm 2的平面的热量为t xT At dxdT AQ ∆∆-=-=λλ873=-36002101326191015210152333⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯---λ得 C m W 03/1034.9*⨯=-λ第九章 导 热1. 对正在凝固的铸件来说，其凝固成固体部分的两侧分别为砂型（无气隙）及固液分界面，试列出两侧的边界条件。
解：有砂型的一侧热流密度为 常数，故为第二类边界条件， 即τ＞0时),,,(nt z y x q T =∂∂λ固液界面处的边界温度为常数， 故为第一类边界条件，即 τ＞0时Τw =f(τ)注：实际铸件凝固时有气隙形成，边界条件复杂，常采用第三类边界条件3. 用一平底锅烧开水，锅底已有厚度为3mm 的水垢，其热导率λ为1W/(m · ℃)。
已知与水相接触的水垢层表面温度为111 ℃。
通过锅底的热流密度q 为42400W/m 2，试求金属锅底的最高温度。
解：热量从金属锅底通过水垢向水传导的过程可看成单层壁导热，由公式（9-11）知C q T 032.127110342400=⨯⨯==∆-λδ=∆T -=-121t t t 111℃， 得 1t =238.2℃4. 有一厚度为20mm 的平面墙，其热导率λ为1.3W/(m·℃)。
热传递试题及答案
热传递试题及答案一、选择题1. 热传递的三种基本方式是什么？A. 热传导、热对流、热辐射B. 热传导、热对流、热交换C. 热传导、热交换、热辐射D. 热对流、热交换、热辐射答案：A2. 下列哪种物质的导热性能最好？A. 木头B. 玻璃C. 金属D. 水答案：C3. 热对流主要发生在哪种介质中？A. 固体B. 液体C. 气体D. 真空答案：B4. 热辐射不需要介质，其传播速度是多少？A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^2 m/sD. 3×10^1 m/s答案：A二、填空题1. 热传递的三种基本方式包括________、________和________。
答案：热传导、热对流、热辐射2. 热传导是通过________进行热量传递的。
答案：物质内部分子的振动和碰撞3. 热对流是依靠________的流动来传递热量的。
答案：流体4. 热辐射是物体通过________向外传递能量的。
答案：电磁波三、简答题1. 请简述热传导的基本原理。
答案：热传导是热量通过直接接触的物体内部分子振动和碰撞传递的过程，从温度高的区域传递到温度低的区域。
2. 热对流与热传导的主要区别是什么？答案：热对流依赖于流体的流动来传递热量，而热传导是通过物体内部分子的振动和碰撞传递热量，不需要流体的流动。
四、计算题1. 假设一个金属棒长2米，横截面积为0.01平方米，热传导系数为200 W/(m·K)，两端温差为100K，求金属棒的热传导率。
答案：Q = k * A * ΔT / L = 200 * 0.01 * 100 / 2 = 100 W2. 一个封闭的容器内装有水，水的比热容为4186 J/(kg·K)，质量为5kg，初始温度为20℃，加热到100℃，求加热过程中需要的热量。
答案：Q = mcΔT = 5 * 4186 * (100 - 20) = 1.8344 * 10^6 J。
传热复习题参考答案
传热复习题参考答案 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】《传热技术》复习题(一)参考答案一、填空题1、写出三种间壁式换热器的名称：套管式换热器、管壳式换热器和板式换热器。
2、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于传热管表面有污垢积存的缘故。
3、用套管换热器加热内管的空气，蒸气在管间冷凝。
现欲通过实验方法测定蒸气和空气的给热系数，需要的主要仪器有温度计、流量计。
4、用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和蒸汽侧流体的温度值。
5、蒸气冷凝分滴状冷凝和膜状冷凝。
6、冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2为200℃，冷气体进口温度ｔ1＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为 250 ℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为240 ℃7、应用准数关联式求取对流传热系数时，应注意：（1）应用范围；（2）特征尺寸；（3）定性温度。
8、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。
空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近水蒸汽的温度，总传热系数接近空气的对流传热系数。
9、列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。
10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A的稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由对流传热、热传导和对流传热三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:α1< α2，因此若强化该传热过程，应从 A 侧着手。
11、强化传热的方法之一是提高K值. 而要提高K值,则应提高对流传热系数较小一侧的对流传热系数。
12、有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ，若作为换热器材料，应选用第一种；当作为保温材料时，应选用第二种。
13、某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失，若容器外表温度为150℃，而环境温度为20℃，要求每平方米热损失不大于500w，采用某隔热材料，其导热系数λ=，则其厚度不低于 91mm 。
化工原理—传热复习题及答案
化工原理—传热复习题及答案一、选择题1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（）A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值；B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异；C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D、要提高K值，应从降低最大热阻着手；C2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。
A、高压流体；B、蒸汽；C、易结垢的流体；D、腐蚀性流体；E、粘度大的流体；F、被冷却的流体；A、C、D；B、E、F3、影响对流传热系数的因素有()。
A、产生对流的原因；B、流体的流动状况；C、流体的物性；D、流体有无相变；E、壁面的几何因素；A、B、C、D、E4、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（）。
A、②>④>③>①；B、③>④>②>①；C、③>②>①>④；D、②>③>④>①；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D5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。
A、③>④>①>②；B、④>③>②>①；C、③>④>②>①；D、③>②>④>①；①空气流速为30m/S时的a；②水的流速为1.5m/s时的a；③蒸汽滴状冷凝时的a；④水沸腾时的a；C6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。
A、管避热阻；B、污垢热阻；C、管内对流传热热阻；D、管外对流传热热阻；B7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。
A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C、热射线和可见光一样，都服从折射定律；D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变；A8、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90?C，出口温度为50?C，冷水进口温度为15?C，出口温度为53?C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的（）。
“化工原理”第5章_《传热》_复习题
“化工原理”第五章传热复习题一、填空题2. （2分）某间壁换热器中，流体被加热时，圆形直管内湍流的传热系数表达式为_____________________ .当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数a =2・61（kW/（m2.K））.若水的其它物性不变，仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m/s时,此时传热系数a = _______________ .6. （2分）实现传热过程的设备主要有如下三种类型7. （2分）热量传递的方式主要有三种：____16. （2分）对流传热中的努塞特准数式是__________ ,它反映了__________________ 。
仃.（2分）对流体传热中普兰德准数式为________________ ,它反映了______________________________ 。
20. （2分）用冷却水将一定量的热流体由100C冷却到40C,冷却水初温为15 C，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案I是令冷却水终温为30 C,方案口是令冷却水终温为35C，贝U用水量W, _______________ W2，所需传热面积A, _______ A?。
21. （2分）列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于______________________ , 折流挡板的形状有22. （5分）在确定列管换热器冷热流体的流径时，一般来说，蒸汽走管______ ；易结垢的流体走管_________ ;高压流体走管_______ ;有腐蚀性流体走管 _______ ;粘度大或流量小的流体走管_______ 。
23. （2分）列管换热器的管程设计成多程是为了__________________________ ；在壳程设置折流挡板是为了25.. 当水在圆形直管内作无相变强制湍流对流传热时，若仅将其流速提高1倍，则其对流传热系数可变为原来的_________ 倍。
传热讨论题
传热讨论题1．污垢和流量对传热的影响有一套管换热器，某流体走环隙，水走管内，逆流换热；工艺上要求将流量为810kg/h 的此流体从120︒C 冷却到70︒C ，其比热容为c p1=3.36kJ/(kg.K)，它对管壁的传热膜系数=2326W/(m 2.K)，并可视为不变。
已知内管为φ57×3.5mm 钢管，水的初温为20︒C ，此换热器刚投入使用时很清洁，当流体出口温度为70︒C ，测得水出口温度为50︒C ，管壁对水的传热膜系数=873W/(m 2.K)。
试问：(1)由于冷却水的水质问题，管内壁结垢，使用一年后致使水的出口温度降为45︒C ，求内壁的污垢系数。
(管壁热阻及外壁垢阻可忽略不计，管内外传热膜系数可视为不变)(2)经过技术改造，水质处理设备的故障被排除，且换热器内的水垢被清除，如果水的流量增加了73.2%，问完成规定的生产任务所需的套管换热器的有效长度为原长度的百分之几？(3)同问题2清垢后水的流量增加了73.2%，如采用原来的换热器，则水和热流体的出口温度是否变化；如变化的话，计算它们的出口温度分别为多少？解：(1)解题思路：换热器使用一年后，由于水结垢，使热阻增大，总传热系数下降，单位时间内通过传热面的热量减少，使冷却水的出口温度从50︒C 下降到45︒C ；由于冷却水的用量不变，根据冷热流体的热量衡算式(在无热损失的情况下，冷流体吸收的热量等于热流体放出的热量)，所以热流体在流量不变的情况下，其出口温度上升。
原工况(结垢前)：)()(12222111t t c G T T c G Q p p -=-= 原工况热负荷：kW Q 8.37)70120(36.33600810=-⨯⨯=冷却水用量：s kg t t c Q G p /301.0)2050(187.48.37)(1212=-⨯=-=现工况(结垢后)：)'()'('12222111t t c G T T c G Q p p -=-= 现工况热负荷：kW Q 5.31)2045(187.4301.0'=-⨯⨯= 现工况热流体的出口温度：C c G Q T T p ︒=⨯-=-=33.783600/81036.35.31120''1112 原工况：120︒C →70︒C 现工况：120︒C →78.33︒C50︒C ←20︒C 45︒C ←20︒C70 50 75 58.33C t C t t t m m ︒=+=∆︒=+=∆<∆∆66.662/)32.5875(';602/)5070(,221由于d 2/d 1=57/50=1.14<2，可按平壁处理 原工况：21111αλα++=bK ；现工况：2121111'R R bK ++++=αλα壁阻和管外的垢阻可忽略，得： 原工况：)./(635232687323268731112212121K m W K =+⨯=+=+=αααααα 现工况：221111'R K ++=αα，要计算R 2，要先求出K’传热速率方程：原工况m t KA Q ∆=；现工况m t A K Q '''∆=两个方程式相比得K’)./(47666.66608.375.31635'''2K m W t t Q Q K K m m =⨯=∆∆= W K m K R /).(1026.5873123261467111'124212-⨯=--=--=αα (2)解题思路：此时仍认为管外的传热膜系数α1不变，管内由于水量增大，即流速u 增大，Re 增大，使管内的传热膜系数α2增大，从而使总传热系数K 增大。
传热传质学复习题(冯喜平)汇总
传热传质复习题1、 说明导热、对流换热和辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。
导热：物体各部分之间不发生宏观相对运动，而仅依靠分子、自由电子、原子粒子的微观运动而产生的热量传递。
在不透明的固体中，导热是唯一的热量传递形式；流体中，存在导热，但热量的传递是和对流相结合的。
气体、液体和固体导热机理不同。
对流：由于流体的宏观运动，使得流体各部分之间发生相对运动，冷热流体相互掺混引起的热量传递。
工程关心问题是固体和流体之间的换热。
对流分为自然对流和强迫对流。
辐射：通过电磁波形式实现能量传递。
特点：是无需接触，把热量从高温物体传给低温物体；能量形式发生变化。
2、 说明傅里叶定律、牛顿冷却公式和斯蒂芬－波尔兹曼定律，三种热流密度计算公式，符号意义，计算单位。
Fourier 导热定律：在物体内发生纯导热时，单位时间内导过垂直于热流方向面积为dA 的热流量，与等温面法线方向的温度增量成正比，而与法向距离成反比。
tq=-gradt=-n x∂λλ∂，单位为W ，λ为物体的导热系数，gradt 为温度梯度。
牛顿冷却公式:对单位面积有q=h t ∆,对于面积为A 的接触面m h t Q A =∆，其中m t ∆为换热面A 上流体育固体表面的平均温差，h 为对流传热表面系数。
斯蒂芬－波尔兹曼定律：3、 说明导热系数的意义，气体、液体和固体的导热机理，变导热系数概念和变导热系数对平板中温度分布的影响。
①导热系数是材料重要的物理参数，反应材料导热的本领，大小由材料的性质确定。
定义为：dA gradT dQgradT q n ⋅-=-=ρλ表示：单位温度梯度下，物体内所产生的热流密度。
②固体导热机理：（热传导现代理论对金属和非金属热传导机理作了严格区分）金属：自由电子运动、晶体的震动（弹性波）等形式实现热量的传递。
非金属（半导体）：晶体的震动形式实现热量的传递，热传导系数完全由晶体的震动引起。
气体导热机理：分子不规则运动形式实现热量的传递。
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对流传热与传质期末复习题
1(徐婷)、结合外掠平壁层流对流换热的求解，试述由边界层控制方程得到精确解和利用边界层积分方程式得到近似解两种方法的主要步骤、特点并比较其结果。
2（朱蕙）、同样是层流对流换热，为什么外掠平壁的Nu ～Re 1/2，而管内充分发展的则h X ＝常数？
3（赖志燚）、以常压下20℃的空气在10 m/s 的速度外掠表面温度为45℃的平壁为例，计算离平壁前缘1mm 、2mm 、5mm 、10mm 、50mm 、100mm 、200mm 、300mm 、1000mm 、2000mm 、5000mm 、100000mm 处局部表面换热系数和平均换热系数（已知20℃的空气λ=0.0259W/(m.K)）。
分析外掠平壁对流换热系数随距平壁前缘距离x 的变化规律，比较层流、过渡流、湍流时的对流换热系数并给以说明。
4（陈凯）、试说明管内充分发展的湍流换热和层流换热的本质区别，并分别简述其换热系数的计算方法及步骤。
5（梁志滔）、为什么当冷凝换热温差增大时，冷凝换热系数减小？说明冷凝器为何多采用横管结构，结合工程实际说明维持较大的冷凝换热系数应采取的措施。
6（杨帅）、试结合Rohsenow 的大容器核态沸腾换热关系式说明汽泡跃离加热面的运动是影响换热的最重要的因素。
7（邹伟）、一温度为120℃、高为1.2m 的竖壁，放置于温度为20℃的空气中，试计算离竖壁下端0.25m 处的局部表面换热系数。
该壁面上是否会出现湍流边界层？如果出现的话，过渡为湍流边界层的位置在何处？已知20℃的空气ανv g m K 2
73114710=⨯--.。
8（钟世青）、3＃机油以1134 kg/h 的流量在直径为12.7 mm 的管内流动，油温从93 ℃被冷却到67 ℃，管内壁温度为20 ℃。
已知t f =80 ℃时，ρ=857.4 kg/m 3，λ=0.138W/(m.K) ，p c =2131J/(kg.K) ，Pr=490,μ=114.7kg/(m.K), w t =20℃时w μ=2879kg/(m.h)。
若不考虑物性随温度的变化，计算所需换热管长度。
高Pr 数的油类在换热器管程内的常用流速为0.5～1.8 m/s ，试通过上述实例计算说明其流动形式和换热特性，并说明应如何计算其在换热器内的换热系数。
9（刘志成）、既然对流换热包含了流体中温度不同的各部分之间发生宏观相对运动和相互掺混所引起的热量传递，为什么管内流动和热充分发展段的对流换热系数仅具有导热的特征而没有对流的特征？
10（叶立平）、已知某一电厂凝汽器，蒸汽冷凝侧的放热系数为o α=10000 W/m 2.K ，冷却水的平均温度为32℃，当冷却水流速度Vw=2 m/s 时的对流换热系数为i α=3343 W/m 2.K,总传热面积为38000m ，总换热量为64500KW ，试分析当冷却水侧污垢热阻分别为Rf=1、2、3、4×10－4 m 2.K/W 时对机组性能的影响。
（凝汽器背压每升高0.000981Mpa ，循环热效率降低0.5% ~ 0.7%
11（钟澎）、在研究沸腾换热时，为什么要计算临界热流密度？试给出计算临界热流密度的公式并说明得出该公式的理由。
12（陆艳华）、是否可以用x y x w x y T T T h ,0,=∞∂∂⋅--=λ
来确定外掠平壁湍流换
热的对流换热系数x h ，试说明确定外掠平壁湍流换热的对流换热系数x h 和x
Nu 的主要思路和所用到的近似假设。
13（董美蓉）、试结合管内层流流动充分发展段的相似解，从传热学的角度说明纯逆流换热器内等温差传热的优越性。
14（唐娟）、对管内充分发展段的层流对流换热，常壁温边界条件时的对流系数比常热流边界条件的对流换热系数大还是小？为什么？湍流时两种边界条件时的对流换热系数是否有差别？为什么？
15（郭灵兵）、试述流体物性随温度变化的一般情况，在工程计算中考虑流体物性随温度变化对换热影响的有哪两种常用方法?为何可进行如此处理?
16（李微）、考虑圆管内流动和热充分发展的常热流对流换热，设介质为90℃，1atm 的水，平均流速为0.5、1、2m/s ，试计算管径分别为0.005；0.01；0.015；0.02；0.025；0.03m 时的换热系数和摩擦系数，根据()
1//29.000>f f Nu Nu 是否成立确定最佳流速。
17（王芳）、在求解0.5＜Pr ＜30的流体在管内的流动和热充分发展的湍流换热中，是如何假设流速分布？如何确定t Pr 和t ν的？
18（鄢波）27℃的水以2 m/s 的速度外掠表面温度为45℃的平壁，试计算离平壁前缘1mm 、2mm 、5mm 、10mm 、50mm 、100mm 、200mm 、300mm 、1000mm 、2000mm 、5000mm 、100000mm 处局部表面换热系数和平均换热系数。
分析外掠平壁对流换热系数随距平壁前缘距离x 的变化规律，比较层流、过渡流、湍流时的对流换热系数并给以说明。
19（蔡吕清）、举例对比分析（空气、水）自然对流和强制对流边界层厚度随x 变化的规律、局部Nux 随x 变化规律。
20（刘凯）、压力为0.1Mpa 的饱和水蒸汽，用水平放置、壁温为90℃的铜管冷凝，采用两种方案：用直径为10cm 的铜管一根和直径为1cm 的铜管10根，问两种方案的效果孰优孰劣，为什么？
21（陈育）、水在大容器中的不锈钢电加热元件的表面上作饱和核态沸腾，压力分别为1.013bar 、10bar 和100bar 。
试分别计算下列各量：（1）最小汽泡半径；（2）汽泡跃离直径；（3）汽泡跃离频率；（4）壁面过热度为5℃时的换热系数；（5）临界热负荷。
把计算结果列成表格和绘成曲线，加以比较。
22（漆雅庆）、.一常物性、不可压缩的流体同时流过内径分别为d1与d2的两根直管而被加热，且d1=2d2.流动与换热均已处于湍流充分发展区域，对流换热的实验关联式为Nu=0.023Re 0.8Pr 0.4.试确定在下列两种情况下两管内平均表面传热系数和传热温差的相对大小：
（1）流体以同样的流速流过两管；
（2）流体以同样的质量流量流过两管。
23（刁海亮）、强化传热评判准则为 试举例分析管内旺盛湍流时增加流速能否满足评判准则。
24(袁玉玲) 混合制冷工质沸腾换热和冷凝换热的影响因素分析及相应的计算方法。
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