同济大学传热学试卷题库

一、是非题.傅里叶定律既适应于稳态导热，也适用于非稳态导热.对.空间某一点处温度沿空间地最大变化率称为温度梯度.错.所表示地傅里叶定律只适用于各向同性物体地导热，而不适用于各向异性物体地导热.对.工程上经常将材料导热系数随温度地变化关系表示成线性函数，式中是℃时材料地导热系数.错.无内热源物体地稳态导热方程可表示成,方程中不涉及材料地导热系数，所以稳态导热时材料地导热系数大小不影响材料中稳态温度分布和导热量地大小.错.虽然导热微分方程方程中不涉及材料地导热系数，所以稳态导热时材料地导热系数大小不影响材料中稳态温度分布和导热量地大小.错. 常物性一维稳态导热问题，如给定两个边界条件，则问题就有确定解.错. 炉墙平壁用两层保温材料保温，两种材料地导热系数为λ和λ（λ>λ）.若将λ地材料放在炉墙内侧，则保温效果要好一些.错. 热力管道外用两层保温材料保温，两种材料地导热系数为λ和λ（λ>λ），厚度为δ和δ.若将λ地材料放在炉墙内侧，则保温效果要好一些.对. 温度计放置在测温套管内，管内放少许机油，以测量管道中流体地温度.为了控制测量误差，作如下传热分析.热量按以下传递路线传给温度计：流体→测温套管外表面→测温套管内表面→机油→温度计感温部分→周围环境.错. 一面绝热地无限大平壁被流体加热（或冷却）过程中，与流体接触表面处平壁地最大.对.一面绝热地无限大平壁被流体加热（或冷却）过程中，与流体接触表面处平壁地最大.对.由牛顿冷却公式 可知，换热量与换热温差成正比.错.一般地讲，对于同一种流体，自然对流时地对流换热系数要小于强制对流换热系数.对.管内强制对流换热时，流速增加，对流换热系数就会增加.对.同一流体，有相变时地对流换热系数比无相变时地对流换热系数要大得多.对.在相同地流动和换热壁面条件下，导热系数较大地流体，对流换热系数就较小.错.从本质上讲，对流换热是由贴附在换热面上地一层流体通过导热地方式将热量传到流体中去，或由流体传至换热表面.所以，对流换热就是一种导热，而与流体地运动状况无关.错.研究流体运动时热量传递过程地能量微分方程是牛顿力学第二定律应用于流体微团儿导出地.错.研究流体运动规律地动量微分方程是牛顿力学第二定律应用于流体微团儿导出地.对.在锅炉换热地模型试验中，可以用空气代替烟气，以便简化试验过程，减少试验费用.对.由对流换热微分方程可知，在壁面温度和流体温度一定地情况下，局部对流换热系数与流体速度无关.错.流体在无扰动情况下纵掠平板，层流边界层中垂直于流动方向流体地分速度为零.错.一根长外径（>>）地不锈钢管，放置在静止地空气中，管内用电加热，功率恒定，空气温度也恒定.在这种情况下，管子竖置时管壁平均温度比横置时要高.对.由于边界层厚度沿壁面逐渐增加，所以流体沿竖直壁面自然对流换热时，管子越长，对流换热系数就越小.错.蒸汽流速增加，不一定能使换热面上凝结换热系数增加.对.相同条件下，同一流体地珠状凝结换热系数要大于其膜状凝结换热系数.对.在压力和加热面温度相同地情况下，管内强制对流换热时地饱和沸腾换热系数要大于大空间饱和沸腾换热系数.对.黑体地绝对温度增加一倍，其总辐射力增加倍，而特定波长地单色辐射力也增加倍.错.材料和地单色发射率随波长变化关系（为减小，为增加），则和温度升高时，它们地黑度（发射率）分别增大和减小.对.有一固体（灰体），其发射率ε，则其吸收率α.错.加热钢锭地过程中，其颜色随温度升高而变化，颜色变化顺序为：黑→暗红→红→橙黄→白.对.物体辐射某一波长辐射能地能力越强，其吸收这一波长辐射能地能力也越强.对.物体地辐射能力越强，其吸收能力也越强.通俗地讲，善于发射必善于吸收.错.同一温度下对于同一波长地辐射能，物体地单色吸收率与单色发射率相等，即.对.兰贝特定律（定向辐射定律）不仅适用于黑体，也适用于其它漫射辐射地非黑体.对.两表面地温度相同时，两者地辐射换热量就均等于零.错.两表面地温度相同，则两者间地净辐射换热量就均等于零.对.当两个灰表面组成封闭辐射换热系统时，表面发出地能量是，到达表面地能量为.同理，表面发出地到达表面地能量为.从而，两表面间地净辐射换热量为.错.半为地两个灰表面圆盘平行放置，则两表面间地辐射换热量为.错.工程上常采用遮热板来减小辐射传热量.遮热板地黑度（发射率）越小，层数越多，则隔热效果越好.对气体地黑度（发射率）均为.错.气体辐射地两个基本特点是：一是对波长具有选择性；二是辐射和吸收发生在气体地整个容积内.对.气温在℃以上，草地上就不会结霜，即使会也会被空气加热而融化.错.太阳能集热器表面应涂黑色，而辐射采暖板表面应涂白色.对.金属地导热性能一定强于非金属.错.为增强传热，换热器一般采用顺流布置.错.加散热肋片一定能增强传热.错.增强凝结换热地关键是增加液膜厚度，并促成膜状凝结.错.在管内和管外加干扰物如金属丝、麻花铁等能增强对流传热.对.蒸发器、冷凝器是混合式换热器.错.对流换热与流态没有关系.错.平面、凸面对自身地角系数等于.对.热边界层越厚，对流换热越强.错.当室温、人体表面温度、对流换热系数、发射率都一样时，夏天人站在房间内与冬天人站在房间内地散热也是一样地.错.管道越短，进口段所占比例越大，对流换热越强.对二、填空题、角系数仅与几何因素有关.、普朗克定律揭示了黑体单色辐射力按波长和温度地分布规律.、膜状凝结时对流换热系数小于珠状凝结.、如果温度场随时间变化，则为非稳态温度场.、一般来说，紊流时地对流换热强度要比层流时强.、导热微分方程式地主要作用是确定导热体内地温度分布（温度分布或温度场）.、当小于或“〈”时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数地影响.、已知某大平壁地厚度为，材料导热系数为，壁面两侧地温度差为℃，则通过该平壁导热地热流密度为Δδλ*).、已知某流体流过固体壁面时被加热，并且，流体平均温度为℃，则壁面温度为.、一般来说，顺排管束地平均对流换热系数要比叉排时小（或低）.、已知某大平壁地厚度为，材料导热系数为() ，则通过该平壁单位导热面积地导热热阻为δλ*.、已知某换热壁面地污垢热阻为，若该换热壁面刚投入运行时地传热系数为，则该换热壁面有污垢时地传热系数.、采用小管径地管子是强化对流换热地一种措施.、壁温接近换热系数较大一侧流体地温度.、研究对流换热地主要任务是求解对流换热系数，进而确定对流换热地热流量.、热对流时，能量与质量（或物质）同时转移.、导热系数地大小表征物质导热能力地强弱.、一般情况下气体地对流换热系数小于液体地对流换热系数.、在一定地进出口温度条件下，逆流地平均温差最大.、黑体是在相同温度下辐射能力最强地物体.、在一台顺流式地换热器中，已知热流体地进出口温度分别为℃和℃，冷流体地进出口温度分别为℃和℃，则对数平均温差为℃.、已知一灰体表面地温度为℃，黑度为，则辐射力为.、为了达到降低壁温地目地，肋片应装在冷流体一侧.、灰体就是吸收率与波长（或λ）无关地物体.、冬季室内暖气壁面与附近空气之间地换热属于复合换热.、传热系数地物理意义是指冷热流体（热流体和冷流体）或间温度差为１℃（或）时地传热热流密度.、黑度是表明物体辐射能力强弱地一个物理量.、肋效率为肋壁实际散热量与肋壁侧温度均为肋基温度时地理想散热量之比.、在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻较大（或大、或较高）一侧地换热系数对于提高传热系数最有效.、导热系数是由式定义地，式中符号表示沿方向地热流密度，是物体温度沿方向地变化率. 、可以采用集总参数法地物体，其内部地温度变化与坐标无关.、温度边界层越厚，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越薄越好.、凝结换热地两种形式是珠状凝结和膜状凝结.、保温材料是指导热系数小地材料.、（普朗特数）即，它表征了动量扩散厚度（流动边界层）与能量扩散厚度（热边界层厚度）地相对大小.、热辐射是依靠电磁波传递能量地，它可以在真空进行.、同一温度下黑体地辐射能力最强、吸收能力最强.、热水瓶地双层玻璃中抽真空是为了减小对流换热.、换热器传热计算地两种方法是平均温差法和效能传热单元数法.、（雷诺数）即，表征动量微分方程式惯性项与黏带力项相对大小、即α表征.、（格拉晓夫数）即，表征表示浮升力与粘性力地相对大小.、按照导热机理，水地气、液、固三种状态中汽状态下地导热系数最小.、热扩散率ａλ(ρс)是表征物体传递温度变化地能力地物理量.、雪对可见光地吸收能力比对红外线地吸收能力低.、导热系数是物性参数，它取决于物质地种类和热力状态（即温度、压力）.、导热地第三类边界条件是指已知物体表面与周围介质之间地换热情况.、影响对流换热地主要因素有流动状态、流动起因、流体物性、流体相变情况和几何因素. 、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结比膜状凝结换热有较大地换热强度，工程上常用地是膜状凝结.、某燃煤电站过热器中，烟气向管壁换热地辐射换热系数为()，对流换热系数为()，其复合换热系数为.、气体辐射具有个特点：() 对波长有选择性；() 在整个容积中进行.、已知某大平壁地厚度为，材料导热系数为()，壁面两侧地温度差为℃，则通过该平壁导热地热流密度为λΔδ.、导热微分方程及其单值性条件可以完整地描述一个具体地导热问题.、表面辐射热阻应用于灰漫表面（或灰表面）辐射换热计算，其值可用数学式表示为、导热地第一类边界条件是已知任何时刻物体边界面上地温度值.、导热地第二类边界条件是已知任何时刻物体边界面上地热流密度.三、简答题、简述非稳态导热地基本特点（）随着导热过程地进行, 导热体内温度不断变化, 好象温度会从物体地一部分逐渐向另一部分转播一样,习惯上称为导温现象.这在稳态导热中是不存在地.（）非稳态导热过程中导热体自身参与吸热（或放热），即导热体有储热现象，所以即使对通过平壁地非稳态导热来说，在与热流方向相垂直地不同截面上地热流量也是处处不等地，而在一维稳态导热中通过各层地热流量是相等地.（）非稳态导热过程中地温度梯度及两侧壁温差远大于稳态导热.、什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温地作用，为什么？（）对应于总热阻为极小值时地隔热层外径称为临界热绝缘直径.（）平壁外敷设保温材料一定能起到保温地作用，因为增加了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热地目地.（）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温地作用，虽然增加了一项热阻，但外壁地换热热阻随之减小，所以总热阻有可能减小，也有可能增大.、不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时地对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？（）因在工业凝汽器设备地凝结温度下，蒸汽中所含有地空气等气体是不会凝结地，故称这些气体成分为不凝结气体.当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处地蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以降低.（）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为时，换热系数将只达纯净蒸汽地左右，后果是很严重地.（）这是凝汽器必须装设抽气器地主要原因之一.、写出直角坐标系中导热微分方程地一般表达式，它是根据什么原理建立起来地？它在导热问题地分析计算中有何作用？（）直角坐标系中导热微分方程地一般表达式为：（）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来地.（）作用：确定导热体内地温度分布（或温度场）.、用准则方程式计算管内紊流对流换热系数时，为什么对短管需要进行修(即使用管长修正系数进行修正).()在入口段，边界层有一个形成地过程，一般由薄变厚.()边界层地变化引起换热系数地变化，一般由大变小，考虑到流型地变化，局部长度上可有波动，但总体上在入口段地换热较强(管长修正系数大于).()当>(或)时，短管地上述影响可忽略不计.当<(或)时，则必须考虑入口段地影响.、请分析遮热板地原理及其在削弱辐射换热中地作用.()在辐射换热表面之间插入金属(或固体)薄板，称为遮热板.()其原理是，遮热板地存在增大了系统中地辐射换热热阻，使辐射过程地总热阻增大，系统黑度减少，使辐射换热量减少.()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地遮热板，可使辐射换热量减少为原来地，若采用黑度较小地遮热板，则效果更为显著.、试用传热学术语说明导热问题常见地三类边界条件.()第一类边界条件：规定了边界上地温度值，即时，.()第二类边界条件：规定了边界上地热流密度值，即时，.()第三类边界条件：规定了边界上物体与周围流体间地表面传热系数及周围流体地温，即时，. 、写出两个同类现象相似地条件.同名已定特征数相等；单值性条件相似.、如何强化膜状凝结换热，试举出一个强化水平管外凝结换热地例子.强化膜状凝结换热基本原则是尽量减薄粘滞在换热表面上地液膜厚度；实现方法：用各种带尖峰地表面使在其上冷凝地液膜减薄，以及使已凝结地液体尽快从换热表面上排泄掉.举例：利用沟槽管，使液流在下排过程中分段排泄.、写出毕渥数与努塞尔数地定义式，并说明它们地物理意义，比较两者不同之处.，固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比；，壁面上流体地无量纲温度梯度；两者不同之处在于：里面地为固体导热系数，里面地为流体导热系数.、用一支插入装油地铁套管中地玻璃水银温度计来测量储气筒里地空气温度，请分析如何减小测试误差.()选用导热系数更小地材料作套管；()尽量增加套管高度，并减小壁；()强化套管与流体间地换热；()在储气筒外包以保温材料.、窗玻璃对红外线几乎是不透过地，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和？窗玻璃对红外线几乎不透过，但对可见光则是可透过地，当隔着玻璃晒太阳时，太阳光可以穿过玻璃进入室内，而室内物体发出地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.、两滴完全相同地水珠分别落在和地铁板上，哪一滴先气化？说明原因.落在铁板上地水珠先气化.因为水珠在铁板上地沸腾属于核态沸腾，换热较强.在铁板上地沸腾属于膜态沸腾，换热较弱.、简述气体辐射地特点.()气体辐射对波长具有选择性.()气体地辐射和吸收是在整个容积中进行地.、速度边界层地概念及如何定义边界层厚度.这种在固体表面附近流体速度发生剧烈变化地薄层称为速度边界层（或流动边界层）通常规定达到主流速度地处地距离定义为边界层厚度，记为δ.、何为遮热板，指出一个应用遮热板地例子.遮热板是指插入两个辐射换热表面之间以消弱辐射换热地薄板.例子：例如用于储存液氮、液氧地容器中多采用多层遮热板并抽真空地方法.、试分析室内暖气片地散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）.有以下换热环节及传热方式：由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换热（强制对流）；由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；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.、简述强化膜状凝结换热地基本原则及实现方法.() 强化膜状凝结换热基本原则：尽量减薄粘滞在换热表面上地液膜厚度；() 实现方法：用各种带尖峰地表面使在其上冷凝地液膜减薄，以及使已凝结地液体尽快从换热表面上排泄掉.、室内安装地暖气设施，试说明从热水至室内空气地传热过程中，包含那些传热环节.热水管子内壁管子外壁室内环境、什么是辐射角系数，它有哪些特性.我们把表面发出地辐射能中落到表面上地百分数称为表面对表面地角系数.角系数有（）相对性（）完整性（）可加性.、在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度地增加，沸腾换热表面传热系数是否一定增加?为什么？不一定.分在过渡沸腾区，因为气泡汇聚覆盖在加热面上，而蒸汽排除过程越趋饿恶化，随着壁面过热度地增加，壁面传热系数反而减小.、如何削弱两物体表面间地辐射换热？() 采用减少表面发射率.() 两辐射表面之间安插遮热板.、北方深夜季节地清晨，树叶叶面上常常结霜，试问树叶上，下表面地哪一面上容易结霜？为什么？答：霜会容易接在树叶地上表面，因为树叶上表面朝向太空，而太空表面地温度会低于摄氏零度；下表面朝向地面，而地球表面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，温度下降地快，一旦低于零度时会结霜.、冬天，经过在白天太阳底下晒过地棉被，晚上盖起来为什么感到很暖和？并且经过拍打以后，为什么效果更加明显？答：棉被经过晾晒以后，使棉花地空隙里进入更多地空气.而空气在狭小地棉絮空间里地热量传递方式主要是导热，由于空气地导热系数较小，具有良好地保温性能.而经过拍打地棉被可以让更多地空气进入，因而效果更明显.。