2008年传热学试卷
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。
02到08年传热学试题及答案(原始版)
华北电力大学2002年硕士研究生入学考试试题一．简答题（每小题6分，共36分）1．写出傅立叶导热定律的数学表达式，式中没有出现时间变量，为什么同样可以分析非稳态导热问题？2．在对实际传热问题的分析计算中，采用合理的假设可以使问题得到很大的简化，请举两个导热问题的例子给以说明。
3．写出基尔霍夫定律的不同数学表达式，并给出其适用的条件。
4．沸腾换热过程的临界热流密度是如何定义的？对电加热沸腾换热的设备，控制临界热流密度有何意义?5．分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？在热水温度一定的情况下，你能提出一些提高暖气片散热量的措施吗？6．影响自然对流换热的因素有哪些？二．[12分] 一个功率为Φ的电烙铁，其形状可近似看作一个半径很小的短圆柱，初始放在室内，然后瞬间通电加热。
（1）分析并列出加热过程中烙铁温度随时间变化的微分方程式（注明式中符号的名称）；（2）给出最终稳定后确定烙铁温度的关系式。
三．[15分] 在一对流换热的实验中，10℃的水以1.6s m /的速度流入内径为28mm 、外径为31mm 、长1.5m 的管子。
管子外表面均匀地绕着电阻带作为加热器，其外还包有保温层。
加热器的总功率为42.05kW ，通过保温层的散热损失为2%，试确定：（1） 管子出口处的平均水温；（2） 管子内表面的传热系数；（3） 管子外表面的平均壁温。
[水的物性参数如下：3/1000m kg =ρ，c p =4.187 kJ/(kg•℃)，λ=0.586 W/(m•℃)，ν=1.2×10-6m 2/s ，Pr=8.57；管材的导热系数为18 W/(m•℃)；管内对流换热的实验关联式：层流：Nu=3.66，紊流：Nu=0.027Re 0.8Pr 0.33，不需考虑入口效应]四．[12分] 直径为0.5m 的球内表面，被一水平面划分成相等的上、下两部分，上、下部分的结合处完全绝热。
上半球温度为450K ，发射率为0.8；下半球温度为350K ，发射率为0.6。
华北电力大学03到08传热学真题
08年北京9个题七个考过或者是类似的类似题为什么被称作“温室效应”气体？（15分）2. 试分析在大空间饱和沸腾和凝结两种情况下，如果存在少量不凝结气体会对传热效果分别产生什么影响？并简要说明原因通过热电偶测量烟道内烟气的温度。
将热电偶的接点看作直径是1mm的圆球，其导热系数为35 ，密度为8500 ，比热320 .热电偶和烟气之间的表面传热系数为210 ，不考虑辐射的影响，如果要求热电偶的测温误差不超过1%，试问至少应经过多长时间才可以读数？最后一个是黑体模型那个的题很多书都有，好好看下往年的题和书专业课应该没问题07.08年北京没试题，凭记忆说点吧07年一.15个选择很简单的(75分）二试分析在大空间饱和沸腾和凝结两种情况下，如果存在少量不凝结气体会对传热效果分别产生什么影响？并简要说明原因。
（15分）问法不是这样但是一样的题三Nu和Bi的区别，及各自的物理意义（15分）四已知对流换热过程的热边界层温度场表示为t=a-by+cy（y的二次方），壁温为Tw，主温度为Tf，流体导热系数为，求表面换热系数（15分）五（04年八题）用裸露的热电偶测量炉膛烟气温度，热电偶读数=792 。
已知水冷壁壁面温度=600 ，烟气对热电偶表面的对流换热表面传热系数为58.2 ，热电偶的表面发热率。
试求炉膛烟气的真实温度和测量误差。
若要提高测量精度，应该考虑采取哪些措施？（15分）六求角系数：两个题书上有原题：第三版301页的8—6的a和b两个06年北京华北电力大学（北京）2006年硕士研究生入学试题考试科目：传热学（A）试题内容：1. 为什么被称作“温室效应”气体？（15分）2. 试分析在大空间饱和沸腾和凝结两种情况下，如果存在少量不凝结气体会对传热效果分别产生什么影响？并简要说明原因。
（20分）3. 太阳能集热器的吸收板表面有时覆以一层选择涂层，使表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍。
请问这一现象与基尔霍夫（Kirchhoff）定律（善于吸收者必善于辐射）是否矛盾？为什么？（15分）4. 如果两无限大平行板之间充满牛顿流体，当其中一块平板静止，而另一块平板以恒定的速度沿长度方向运动时，会引起平板间流体的层流粘性流动。
2007~2008学年第一学期期末考试《传热学》
2007~2008学年第一学期期末考试《传热学》试卷（A ）一、名词解释（4’×5=20’）1、Heat Conduction ：2、Fin Efficiency ：3、Velocity Boundary Layer ：4、珠状凝结：5、黑体：二、填空题（4’×7=28’）1、房间内有一个充满咖啡的封闭容器，房间的空气和墙的温度固定不变，图1中给出了所有对咖啡冷却起作用的传热过程，分别说明以下传热过程(传热对象和传热方式)，如q1表示从咖啡到塑料内壳内表面的自然对流换热过程。
q2： q3： q5： q7：2、有一水冷器，空气侧表面传热系数h1=20W/(m2·K)，传热壁面厚δ=1mm ，导热系数λ=200W/(m ·K)，水侧表面传热系数h2=5000W/(m2·K)。
设传热壁可以看作平壁，则该传热过程中气到水的总传热系数为 ，为了强化这一传热过程应先从 环节着手?空气层q13、图2-a 中厚度为δ的单层平壁，两侧温度分别维持在t1及t2，t1>t2，平板材料导热系数呈线性变化，即λ=a+bt (其中a,b 为常数)。
假定无内热源。
图2-a 中画出该平壁内的温度分布曲线，由此可知b 0。
(>,=,<)图2-b 所示双层平壁中，导热系数λ1，λ2为定值，假定过程为稳态，试分析图中曲线1所对应的λ 1 λ2。
(>,=,<)4、无内热源常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为t=2y 2cosx ，它在x ＝O,y=1处的温度随时间的变化率可表示为 。
5、示出了常物性有均匀内热源Φ二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式 。
6、在一台缩小成为实物1/10的模型中，用20℃的空气来模拟实物中平均温度为200℃空气的加热过程。
实物中空气的平均流速为6.03m/s ，则模型中的流速应为 ？ 干空气物性参数如下表所示。
《传热学》考研试卷题库2008
南京工业大学硕士研究生入学考试复试题库（2008）一、填空题1、膜状冷凝换热的主要热阻是 。
2、 的物体叫做黑体； 的物体叫做白体； 的物体叫做透明体。
3、强化传热通常是对整个传热过程中的 最小亦即 最大的传热环节进行强化，这样得到的效果最为显著。
4、工程上的冷凝器通常设计成将饱和蒸汽在水平或近于水平放置的传热管的管外被冷凝，这是因为 。
5、导热系数是衡量 的物性参数。
6、普朗特数Pr= ，是流体的物性参数，反映了流体的 能力与 能力的对比。
当流体沿与之温度不等的固体壁面流动时，它又反映了 厚度与 厚度的相对大小。
7、工程上的蒸汽发生器，一般都设计在 沸腾的范围，在这个范围内，由于 的剧烈扰动，使得沸腾换热系数和热流密度都明显大于单相流体介质的对流换热系数和热流密度。
8、在非稳态导热过程中，无因次准则数Bi 的物理意义是 。
若Bi →∞，说明 热阻可以忽略，即在导热过程的一开始，物体的表面温度接近于流体的温度；若Bi →0，说明 热阻可以忽略，即在导热过程的任意时刻，物体内部各处的温度均匀，物体的整体温度随时间的推移逐渐趋近于流体的温度。
9、 影响对流换热的因素有以下五个方面：（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） 。
10、 无量纲准则数λhLNu =表示流体层的 与相同温差条件下流体层的 之比。
11、 黑体是一种理想物体，其对外界来的投入辐射的吸收比α 1。
人工黑体模型，是指该模型对外来辐射吸收的总效果，但就其局部表面而言，α 1。
12、 实际物体的发射率是一种物性参数，取决于物体材料的 、 、及 ，与外界条件无关；而实际物体的吸收比取决于 和 。
二、选择题1、烟气在管内流动时将热量最终传递到管外环境空气的各传热环节中包含的传热方式有 （ ）A 、导热和对流；B 、对流和辐射；C 、导热和辐射；D 、导热、对流和辐射 2、具有发射和吸收辐射能的能力的气体有 （ ） A 、空气和氢气； B 、氮气和氧气 ； C 、水蒸气 ； D 、二氧化碳； F 、烟气 3、导热系数是表明物质导热能力的物性参数，通常由（ ）等因素决定。
2007-2008学年第一学期传热学A答案
一、填空（每空1分，共20分）1、温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为 等温面 。
2、就引起流动的原因而论，对流换热可区分为 自然对流 与 强制对流 两大类。
3、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是 有效 辐射，定义为 灰体表面的本身辐射和反射辐射之和 。
4、热电偶的 时间常数 是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。
5、所谓同类物理现象，指那些用 相同形式 并具有 相同内容的微分方程式 所描写的现象。
6、强化传热的方法之一是提高K 值。
要提高K 值,则应改善对流换热表面传热系数 较小 的一侧的传热条件（对流换热表面传热系数小的还是大的）7、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式，分别为 膜状凝结 和 珠状凝结 ，工程设计的依据是膜状凝结 。
8、由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越 小 ,其两侧的温度差越 小 。
9、傅立叶定律中的负号表示 热流方向与温度梯度方向相反 。
10、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。
11、内部流动与外部流动的区别主要在于 换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展 。
12、影响核态沸腾的主要因素是 壁面过热度 和 汽化核心数 。
1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。
A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体2、有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X 1，2=0.4,X 1，4=0.25，则X 1，3为( D )。
A.0.5 B.0.65 C.0.15 D.0.35 3、温度对辐射换热的影响（ B ）对对流换热的影响。
A.等于； B.大于； C.小于 ； D.可能大于、小于4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。
A.重力和惯性力；B.惯性力和粘性力；C.重力和粘性力 ；D.浮升力和粘性力 5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。
2007-2008期末考试试卷参考答案
2007-2008学年第一学期《传热传质学》期末考试试卷1. 概念题（35分，每题5分）① 写出Nu 、Bi 的准则数表达式，并解释Nu 、Bi 数的物理意义及其不同之处。
努赛尔数λhlNu =，物理意义为近壁面流体的无量纲温度梯度，表示对流换热的强弱。
毕渥数 λδh Bi = 或 λhlBi =，物理意义为导热物体内部导热热阻与外部对流换热热阻的相对大小。
Nu 数中λ为流体的导热系数，一般对流换热系数h 未知，Nu 为待定准则数； Bi 数中λ为导热固壁的导热系数，一般对流换热系数h 为已知量，Bi 为已定准则数。
② 强制对流和自然对流分别存在哪两种流动形态？判断强制对流和自然对流流动形态的准则数分别是什么？流动形态主要分为层流和湍流（紊流）；强制对流的流动形态判断准则数为雷诺数νul=Re ，自然对流的流动形态判断准则数为格拉晓夫数23ναtl g Gr ∆=。
③ 试说明在相变对流换热中，产生凝结换热和沸腾换热的必要条件。
产生凝结换热的必要条件：壁面温度小于蒸汽的饱和温度，s w t t <； 产生沸腾换热的必要条件：液体的饱和温度小于壁面温度，s w t t >。
④ 简述维恩位移定律，并由此分析为何炼钢时随着温度的升高，钢锭表面颜色由暗红逐渐变白？维恩位移定律：黑体的最大光谱辐射力对应的波长与温度成反比（或黑体的最大光谱辐射力对应的波长与温度的乘积等于常数）。
mK T m 3108976.2-⨯=λ实际物体的光谱辐射力随波长的分布规律与黑体基本一致。
根据维恩位移定律，炼钢时随着温度T 的增加，热辐射中最大光谱辐射力对应的可见光波长向短波移动，即钢锭表面的颜色由暗红逐渐变白。
⑤ 试分别指出下列基尔霍夫定律表达式的应用层次及其成立的条件。
)()(),,(),(T T T T αελαλε==),(),(T T λαλε=：描述的是半球空间光谱发射率与光谱吸收比的关联，成立条件为辐射表面具有漫射特性，即为漫射表面；)()(T T αε=：描述的是半球空间（全波段）发射率与吸收比的关联，成立条件为与黑体处于热平衡或辐射表面是具有漫射特性的灰体表面（漫灰表面）。
传热学考试答案
传热学考试答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2008传热学试卷（1）标准答案一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分]1．导温系数是材料 物体内部温度扯平能力 的指标，大小等于 λ/ρC 。
2．影响强制对流换热的主要因素有 流体的物性，状态，壁面结构。
3．动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为5/4Re 0296.0x x Nu =，适用条件是Pr=1。
4．影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。
5．自膜化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关，其发生的条件是流体处于湍流自然对流。
6．同一壳管式换热器，逆流布置时对数平均温压最大，顺流布置时对数平均温压最小。
7．在热辐射分析中，把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。
8．通常，把k m w ./12.0≤λ的材料称为保温材料。
9．有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能，它包括本身辐射和反射辐射两部分。
10．傅立叶定律的数学表达式是xt A Q ∂∂-=λ。
二．问答及推导题：（共50分）1. 名词解释：（10分）[评分标准：每小题2分]① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量.② 热边界层：在壁面附近温度剧烈变化的薄层.③ 导温系数：ca ρλ= 表示物体内部温度扯平的能力.④ 膜状凝结：凝结液能很好的润湿壁面,在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻.⑤ 太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 2 2.试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原理。
（10分） 答：三种方法（1）流速u 提高，（2）直径d 减小，（3）采用强化的换热面。
—————（6分） 原理n f f f Nu Pr Re 023.08.0=或2.08.0du h ∝———————（4分）3.根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中哪个区段 具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热时必须严格监视并控制热 通量在临界热通量以内？（10分）答：四个区段， 核态沸腾。
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上海水产大学试卷
姓名：学号：专业班名：
一、问答题（每题6分，共6题，总计36分）
1.一厚为δ的无限大平板，左侧表面保持恒温t1，右侧表面与空气进行对流换
热，表面传热系数为h，空气温度为tf，试写出该平板稳态时的导热微分方程式及边界条件。
2.简述Pr准则、Re准则、Nu准则的定义式及其物理意义。
特征尺度取δ。
3. 简述形成膜状凝结和珠状凝结的条件。
试述影响膜状凝结的因素。
4. 直径为D 的球放在边长L=D 的正方体匣子中（如右
图所示），求球表面与匣子内表面之间的角系数2,1x x 1，
2
和1,2x x 2，1。
5. 设导热热阻δ/λ→0，表面换热系数1h <<2h 放热系数α1<<α2，如采用肋片
扩展表面强化传热，则肋片应加在哪一侧？为什么？
6. 何谓换热器的效能？其物理意义是什么？
2
二、计算题（每题16分，共4题，总计64分）
1.某板式换热器用钢板制成，钢板的厚度为δ=3mm，导热系数λ=40W/(m⋅︒C)。
已知板两侧的气体的平均温度分别为tf1=250︒C和tf2=60︒C，表面传热系数分别为1hα1=75W/(m2⋅︒C)和2hα2=50W/(m2⋅︒C)。
试求传热系数及单位面积的传热量。
2.一边长为30cm的正方形薄平板，内部有电加热装置，垂直放置于静止空气
中，左侧绝热。
空气温度为35︒C。
为防止平板内部电热丝过热，其表面温度不允许超过150︒C。
平板表面辐射换热的传热系数为9 W/(m2︒C)。
试确定电加热器所允许的最大功率。
已知：92.5︒C空气的物性参数：λ=0.0315 W/(m︒C)、
ν=22.36×10-6m2/s、Pr =0.6895 大空间自然对流换热准则关联式为：
竖平板：n
3.两同心长圆柱面d1=80mm、d2=300mm；温度分别为T1=550K 、T2=400K；
发射率分别为ε1=0.8、ε2=0.6；如插入一薄铝制遮热板d3=120mm、发射率ε3=0.05，试计算：
（1）遮热板插入前后辐射换热量减少的百分率；
（2）遮热板的温度T3=？
4.一台逆流式换热器，流量为36000kg/h，温度为26︒C的水被燃气加热。
燃气
进口温度为650︒C，出口温度为180︒C，流量为 4.5kg/s。
传热系数k= 197.7W/(m2⋅︒C)。
求换热器所需面积。
已知燃气比热C p,g= 1.089kJ/(kg⋅︒C)，水的比热C p,w=4.18 kJ/(kg⋅︒C)。