西安交大传热学期末考试

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(完整版)传热学期末考试试题

传热学（一）第一部分选择题•单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 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，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( B)A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?(C )A. 雷诺数B. 雷利数C. 普朗特数D. 努谢尔特数3. 单位面积的导热热阻单位为 ( B)A. B. C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 (C ) 自然对流。

A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（D ）A. B. C. D.6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（ C）A. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（ A）A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（A ）A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （D ）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

A. 灰体B. 磨光玻璃C. 涂料D. 黑体10. 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（B ）A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11. 如果温度场随时间变化，则为。

非稳态温度场12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。

强13. 导热微分方程式的主要作用是确定。

导热体内温度分布14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。

西安交通大学14年6月课程考试《传热学(高起专)》考查课试题答案

一、简答题（共 4 道试题，共 40 分。

）1. 加速水的循环或者换成铜管都可以明显提高换热效果。

2. 套管材料应选用不锈钢，因给出的三种材料中，不锈钢的导热系数最小3. 热水通过对流换热到管子内壁，内壁通过导热到管子外壁，外壁通过对流换热及辐射换热到室外环境。

4. 双层玻璃中间夹一层空气，空气导热系数小，热阻大，增加了一层热阻，利于保暖。

二、计算题（共 2 道试题，共 20 分。

）1. 解：R1=1/h1=1/95=1053×10-5 （m2.K ）/ W;R2=δ/λ=2.5×10-3/46.5=5.376×10-5（m2.K ）/ W; R3=1/h2=1/5800=17.24×10-5（m2.K ）/ W;R1是主要热阻，要强化这一传热过程，首先应从强化气侧换热着手。

2. 首先检验是否可用集总参数法，为此计算Bi V 准则：()Bi h V A hd V ===⨯⨯⨯=⨯<--λλ63551063508333100033333..可以采用集总参数法。

铅丸下降所需的时间为1315 s 0.2H u τ===上升所需时间亦为215 s τ=由θθρτ=-⎛⎝ ⎫⎭⎪06exp h cd 有：()136353020030exp 15140.1411340128510t -⨯⎛⎫=+--⨯= ⎪⨯⨯⨯⎝⎭℃()236353020030exp 30101.3611340128510t -⨯⎛⎫=+--⨯= ⎪⨯⨯⨯⎝⎭℃三、其他题（共 1 道试题，共 40 分。

）1.2.3. 管道外覆盖保温材料；加长测量套管；选用导热系数小的材料做套管；在强度允许的情况下，尽量采用薄壁套管；强化套管与流体的换热。

4．流动的起因、流动的速度与形态、流体有无相变5．总的辐射换热热阻增加6．自然对流和强制对流7.。

交大传热传质学期末试卷-B卷答案

交⼤传热传质学期末试卷-B卷答案⼀、简答（30分）1、答：（a ）质量守恒定律、傅⾥叶定律和能量守恒定律（2分）（b ）导⼊与导出的净热流量 + 对流传⼊的净热流量=单位时间热⼒学能的增量（2分） 2、（6分）答：膜状凝结：如果凝结液体能很好地润湿壁⾯，在壁⾯上铺展成膜，称之为膜状凝结（2分）珠状凝结：当凝结液体不能很好地润湿壁⾯时，凝结液体在壁⾯形成⼀个个⼩液珠，称之为珠状凝结（2分）由于实际⼯程只能够凝结传热过程的污染等诸多因素，使得珠状凝结⽆法长时间保持。

（1分）第三问可以根据学⽣⾃⼰的想法判断是否给分，（1分） 3、答：导热（热传导）、对流（热对流）、辐射（热辐射）（2分）导热：dtq dxλ=- （1分）热流：q h t =? （1分）热辐射：4q T σ=或41T εσ= （1分）4、答：（1）ptc ρτ是⾮稳态项，代表单位体积物体的热⼒学能增量（1分） t t t x x y y z z λλλ++ ? ? ???????????是扩散项，代表单位体积的物体通过导热⽅式获得的净热流量；（1分）Φ是源项，代表单位体积内热源的⽣成热（1分）（2）220d tdx= （1分）⽅程中未出现导热系数，但不能说物理内温度分布与导热系数⽆关（1分）原因：导热微分⽅程是导热过程的通⽤⽅程，其具体的解还要依赖边界条件，如果两侧都是第⼀类边条，则的确⽆关，如果是第三类边条，则有关。

（1分）5、传热学中引⼊相似原理的意义是什么？(4分)答：可以解决对流传热的实验中遇到的三个问题：（1分）（1）测量那些数据；（1分）（2）如何整理实验数据；（1分）（3）指导模化实验（1分）6、表⾯间辐射传热过程中，经常⽤到⾓系数。

请给引⼊⾓系数的意义、应⽤条件及其三个性质各是什么？（5分）答：（1）⾓系数意义：离开表⾯1的能量直接到达表⾯2的份额，⾓系数将影响热辐射的⼏何因素和物理因素分开来处理，简化了热辐射计算（2分）（2）应⽤条件：a 表⾯是漫射的；b 表⾯向外发射的辐射热流密度均匀（1分）（3）相互性、完整性、可加性（2分）⼆、分析推导（28分）1、数值计算的应⽤越来越⼴泛，试给出导热问题数值计算的基本过程，并以矩形区域内（如附图所⽰）的⼆维、稳态、有内热源(Φ)条件下的导热问题为例，进⾏⽹格划分，并在第三类边界条件下推导附图标出的外部⾓点的离散⽅程。

2016年西安交大高等传热学期末考试题

2016年西安交大高等传热学期末考试题
一、问答题
1. 一维、非稳态、无内热源的半无限大物体，初始温度为零。

内部有如下图所示的热源。

若10ττ<<时其温度分布
为
0(,)T x T erfc τ=，问1ττ>时该导热体的温度分布。

2. 在对流传热部分，为了获得问题的分析解，试总结并比较外部强制对流、大空间自然对流、竖壁膜状冷凝采用的相应求解方法。

3. 试说明下式成立的条件：'(,,)'(,,)1A A T T εθϕρθϕ+=。

二、推导或计算题
1. 设有一块厚度为δ的无限大平板，初始温度为T A Bx =+（A 、B 为常数时），在0x =与x δ=的边界处始终保持绝热。

（1）写出该问题的数学描写；
（2）求0τ>时平板内温度分布(,)T x τ的表达式；
（3）当时间τ→∞时，平板内温度为多少？其物理意义是什么？
2. 对于管内层流对流换热，推导在等壁温边界条件下流体截面平均温度分布表达式。

3. 一封闭空腔由两个半圆表面1A 和2A 以及半球形表面3A 组成，如果
T0 T1
T
0 1τ τ
表面全是漫射灰体。

试求：
（1）3A 的表面温度3T ；
（2）1A 表面的净辐射换热量。

333
,0.8,500A W ε=Φ= 4R m =
33,0.7A ε=
(300K) 33,0.6A ε= (400K)。

传热学西交大考试题库及答案

单选题1、()是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

2、不稳态导热采用有限差分方法求解温度场,关于差分方程,下列说法错误的是()。

3、常物性流体管內受迫流动,沿管长流体的平均温度,在常热流边界条件下呈()变化,在常壁温边界条件下呈()规律变化。

4、单纯的导热发生在()中。

5、单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的()6、当导热过程在两个直接接触的固体表面之间迸行,为了减少接触热阻,下列做法错误的是()7、当通过回体壁面传热时,采用加肋增强传热,说法正确的是()。

8、冬天时节,棉被经过白天晾晒,晚上人盖着感觉暖和,是因为()。

9、管内受迫对流换热,当管内流速增加一倍时,表面传热系数增加比例最大的是()10、绝大多数情况卜强制对流时的对流换热系数()自然对流。

11、空间辐射热阻与()无关12、流体分别在较长的粗管和细管內作强制紊流对流换热,如果流速等条件相同,则()13、流体外掠光管束换热时,第一排管子的平均表面传热系数与后排管子平均表面传热系数相比,第一排管子的平均表面传热系数()。

14、暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为()。

15、普朗特准则P〉1时,则()16、热传递的三种基本方式为()17、若换热器中,一侧流体为冷凝过程(相变),另一侧为单相流体,下列说法正确的是()18、同一流体以同一流速分别进行下列情况对流换热,表面传热系数最大的是()19、温度对辐射换热的影响()温度对对流换热的影响。

20、稳态导热是指()。

21、无限空间自然对流,在常壁温或常热流边界条件下,当流态达到旺盛紊流时,沿程表面传热系数将()22、物性参数为常数的一国柱导线,通过的电流均匀发热,导线与空气间的表面传热系数为定值,建立导线的导热微分方程采用()。

23、下列材料中导热系数最大的是()。

24、下列工质的普朗特数最小的是(25、下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?()26、下列哪种设备不属于间壁式换热器?()27、下列哪种物质中不可能产生热对流()28、下列说法错误的是()29、夏季,有一锅热稀饭,为使稀饭凉的更快一些,()可以使稀饭凉得最快30、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()。

西安交通大学《传热学》第六章期末考试拓展学习8

西交《传热学》第六章单相对流传热的关联式前言各位同学，以下是西交《传热学》第六章单相对流传热的关联式的，单相对流传热试验关联式，这个标题提醒了我们这一章的主要学习内容：单相状态，对流传热，试验，关联式。

单相是指没有相变的发生，怎么理解呢，就是在传热过程中传热的双方的状态没有变化，比如说在一块冰融化的过程中就存在状态的变化。

试验，每一个理论的产生和技术的应用都要经过研究人员在大量试验的基础上加以总结，因此试验是一种的重要的研究手段，从实验中可以推算出该项试验现象遵循的试验方程式即试验关联式。

主要介绍单相对流传热的实验结果，本章将按内部流动、外部流动、大空间自然对流及有限空间自然对流的顺序展开讨论。

为了通过有限次数的实验测定而得出具有一定通用性的换热规律，在进行实验以及整理实验数据时，都必须遵循一定的原则，即相似原理。

本章将先对相似原理进行较深入的介绍基础上，再逐一介绍各类具体的实验关联式。

一、微细尺度通道内的流动与换热及纳米流体换热简介产生背景：20世纪80年代初期由于高新科学技术的发展在机械、电子、控制与能源领域，一门新兴交叉学科－微机电系统（micro-electro-mechanical system-MEMS）迅速崛起。

这里的所谓“微”是指工作部件的特征尺度在1毫米（10－3 m）到微米（10－6 m）的尺度范围。

目前微型热交换器、微尺度作用器、微尺度控制器件、微尺度生物芯片等不少已经成为商业产品。

在这样微细尺度的通道内，流体的流动与热交换出现了许多与常规尺度通道中的流动与传热过程不同的特点（统称为尺度效应，size effects）。

微细尺度传热学的研究也成为传热学研究的一个前沿重要分支领域。

气体在微细尺度通道中流动时，气体分子的平均自由程λ与通道的特征尺度L（对圆管取为直径）之比称为Knudsen（努森）数，是表征流动区域的重要参数：KnLλ=根据Kn数大小的不同，可以将气体的流动划分为以下四个区域连续介质区(continuum region)：0.001Kn≤根据Kn数大小的不同，可以将气体的流动划分为以下四个区域连续介质区(continuum region)：0.001Kn≤速度滑移与温度跳跃区(velocity slip and temperature jump r egion)：0.0010.1Kn<<过渡区(transition region)： 0.110Kn <<自由分子区(free-molecular region)： 10Kn ≥Navier －Stokes 方程与能量方程以及无速度滑移（即固体壁面上流体速度等于当地的固体表面速度）与无温度跳跃即（固体壁面上流体的温度等于当地的固体表面的温度）边界条件仅适用于Knudsen 数小于的连续介质区；在 0.0010.1Kn <<的范围内，上述控制方程仍然适用，但必须采用速度滑移与温度跳跃的条件；在过渡区与自由分子区基于连续介质假定而导出的Navier －Stokes 方程与能量方程不再适用，对流动与传热过程的数学描述需要采用基于分子动力论的有关原理与方程。

传热学期末考试题及答案

传热学期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热传导的三种基本方式是：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、凝结D. 导热、蒸发、辐射答案：A2. 傅里叶定律描述的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热传递答案：A3. 以下哪种流体流动属于层流：A. 湍流B. 层流C. 过渡流D. 紊流答案：B4. 普朗特数（Pr）是描述哪种物理过程的无量纲数：A. 热传导与粘性B. 热传导与对流C. 热传导与辐射D. 对流与辐射答案：B5. 辐射换热中，黑体辐射的特点是：A. 辐射强度与温度无关B. 辐射强度与温度成正比C. 辐射强度与温度的四次方成正比D. 辐射强度与温度的五次方成正比答案：C6. 以下哪种材料具有最好的热绝缘性能：A. 金属B. 玻璃C. 木材D. 陶瓷答案：C7. 热对流换热系数h与流体的哪种性质有关：A. 密度B. 粘度C. 比热容D. 导热系数答案：B8. 在热传导中，如果温差不变，材料的导热系数增大，热流量将：A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：A9. 以下哪种情况下，流体的对流换热系数会增大：A. 增加流体的流速B. 减少流体的流速C. 增加流体的粘度D. 减少流体的温度答案：A10. 辐射换热中，辐射强度I与辐射角系数F的关系是：A. I与F成正比B. I与F成反比C. I与F无关D. I与F的平方成正比答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律，其数学表达式为：q = -k *(dT/dx)。

2. 热对流换热的基本方程是______方程，其表达式为：q = h * A * (Ts - Tf)。

3. 普朗特数Pr是描述流体的______和______的无量纲数。

4. 黑体辐射的辐射强度与温度的关系是______定律，即I = σ * T^4。

5. 热绝缘材料的导热系数通常______，因此具有较好的隔热性能。

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370 W m K ， e （电阻率） 1.57 10 8 m ， 8930 kg m 3 ， t m (熔
点) 1083℃ 。试确定：（1）额定电流下熔丝的温度；（2）熔丝的最小熔断电流；（3）电流由额定值突然增大到最小熔断电流的 2 倍时熔丝的熔断时间。（提示： 4 e 单位长度铜丝电阻 Re 2 ）。 d
6 有一台液-液换热器，甲、乙两种介质分别在管内、外作强制对流换热，实验得出的传热系数与两种流体流速的变化情况如下图所示，试分析该换热器的主要热阻在哪一侧。
k
介质乙的流速、进口温度不变
k
介质甲的流速、进口温度不变

o
介质甲流
速
u1
o
介质乙流速
u2
7 下图为一种平板式太阳能集热器的局部示意。吸热板面向太阳的一面涂有吸热材料，背面设置了一组平行的管子，其内通水。试分析如何提高这种太阳能集热器的太阳辐射能利用效率，要求提出至少两种措施。
计算
题
1（30 分）在一用电系统中，用铜丝作为熔断丝以实现过电流保护。今有一直径为 0.56mm 的铜熔丝在温度为 35℃的环境中工作，其额定电流为 15A。铜丝与环境之间的总表面传热系数为 34W/(m2·K)，铜丝物性参数为 c 0.386 kJ kg 1
水箱水泵流量计
2（34 分）一球场可近似看成是圆形地板和半球形屋顶组成的封闭空间。地板直径 d 45 m ，温度 t1
27℃ ，发射率 1 0.75 。半球形屋顶温度 t 2 15℃ ，
发射率 2 0.60 。地板与空气间的表面传热系数 h1 17 W (m 2 K) ，屋顶与空气间的表面传热系数 h2 11 W (m 2 K) 。试确定：（1）球场内空气的温度 t f ；（2）维持地板为 27℃ 的恒温，安装在地板下的加热器功率。（注：稳态过程；忽略加热器向地基中的散热）
8W 8W 18W 8W
115W
g
115W
8W 18W
g
8W 8W
4.
下图是强化相变（凝结、沸腾）传热管示意图，试分析哪一种是凝结传热管，哪一种是沸腾传热管，为什么？
5 如果管内湍流强制对流传热的实验关联式是在 l / d 70 的实验中得到的，试问在相同的换热条件下， l / d 40 的情况能否应用上述关联式，为什么？
3(30 分）某电台电波发射管循环冷却系统和已知参数如下图和表所示，发射管可简化为具有内热源（热功率已知）的中空圆柱体（图中涂黑部分），中空部分为的圆型去离子水冷却通道。去离子水经水泵、体积流量计和水箱后循环后进入顺流套管式换热器内管被普通自来水冷却。套管换热器中，去离子水进出口温度分别为 t1、t2，自来水进出口温度 t3、t4，环形空间内表面对流传热系数 ho，内管直径 d2，套管长度 l2，体积流量计读数 qv 均已知。假设套管换热器外表面、发射管外表面及管路部分绝热良好，忽略水泵功率和套管换热器管壁厚度。试确定去离子水流经套管的进出口温度 t1 和 t2。
传热学期末试题
简述
1.
题
采用热电偶测量温度随时间变化剧烈的气体温度时，在热电偶材料一定的条件下，热电偶节点的直径应该小一些还是大一些？为什么？
2.
下图示出了常物性、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的有限差分方程（离散方程）式。（不需整理）
3.
有一集成电路板，板上有不同功率的发热元件。若此电路板竖直安装在野外大空间中（如图所示，g 为重力加速度）。为了使大功率发热元件得到更好地冷却，请分析下列两种方案哪种更好，为什么？