传热学2015A标准答案及评分标准
传热学试题(附答案)
传热学试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、在选择离心通风机时根据( )A、实际风量、实际风压B、实际风量、标准风压C、标准风量、实际风压D、标准风量、标准风压正确答案：B2、与平推流反应器比较，进行同样的反应过程，全混流反应器所需要的有效体积要( )A、大B、无法确定C、相同D、小正确答案：A3、某单程列管式换热器，水走管程呈湍流流动，为满足扩大生产需要，保持水的进口温度不变的条件下，将用水量增大一倍，则水的对流传热膜系数为改变前的( )A、1.149倍B、2倍C、不变D、1.74倍正确答案：D4、氯乙烯聚合只能通过( )A、阳离子聚合B、配位聚合C、自由基聚合D、阴离子聚合正确答案：C5、用离心泵向高压容器输送液体，现将高压容器改为常压容器，其它条件不变，则该泵输送液体流量( )，轴功率（）。
A、不确定、不变B、增加、增加C、减小D、增加正确答案：B6、列管换热器中下列流体宜走壳程的是( )A、腐蚀性的流体B、压力高的流体C、被冷却的流体D、不洁净或易结垢的流体正确答案：C7、某并流操作的间壁式换热气中，热流体的进出口温度为90℃和50℃，冷流体的进出口温度为20℃和40℃，此时传热平均温度差△tm=( )。
A、40℃B、30.8℃C、39.2℃正确答案：B8、工业上甲醇氧化生产甲醛所用的反应器为( )A、釜式反应器B、具换热式固定床反应器C、流化床反应器D、绝热式固定床反应器正确答案：D9、离心泵最常用的调节方法是 ( )A、安装回流支路，改变循环量的大小B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、车削离心泵的叶轮正确答案：B10、当壳体和管速之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用( )A、固定管板式B、套管式C、浮头式正确答案：C11、下面关于裂解气分离流程说法正确的是( )A、一套乙烯装置分离收率和分离流程顺序关系很大，顺序分离流程和前脱乙烷流程、前脱丙烷流程相比乙烯收率最高。
传热学试题含参考答案
传热学试题含参考答案《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。
四、简答题1．试述三种热量传递基本⽅式的差别，并各举1～2个实际例⼦说明。
（提⽰：从三种热量传递基本⽅式的定义及特点来区分这三种热传递⽅式）2．请说明在传热设备中，⽔垢、灰垢的存在对传热过程会产⽣什么影响?如何防⽌?（提⽰：从传热过程各个环节的热阻的⾓度，分析⽔垢、灰垢对换热设备传热能⼒与壁⾯的影响情况）3. 试⽐较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各⾃的单位是什么?（提⽰：写出三个系数的定义并⽐较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4．在分析传热过程时引⼊热阻的概念有何好处?引⼊热路欧姆定律有何意义?（提⽰：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作⽤。
079-传热学A参考答案及评分标准
《传热学》……………………………………………………………………………………………..一、 名词解释（每题4分，共16分）1翅片效率：实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的比值2毕渥数Bi ：定义式为hl/λ,表示固体内部导热热阻与表面热阻相对大小。
3有效辐射：单位时间内离开单位面积表面的总辐射能,包括自身辐射和反射辐射4 对数平均温差：在换热器整个传热面上的平均温差。
二、填空题（每题2分，共16分）1 规定边界上的热流密度为常数，属于第 二（或II ） 类边界条件。
2 在非稳态导热的两个阶段中，主要受初始温度分布影响的是 非正规状况 阶段。
3 对流传热的影响因素归纳起来有五个方面，分别是 流体流动的起因 、 流体有无相变 、 流体的流动状态 、 换热表面的几何因素 、 流体的物理性质 。
4 格拉晓夫数描述的是 浮升力 与 粘性力 之比的一种度量。
评分标准：顺序不能颠倒。
5 工业应用中实现的凝结形式是 膜状 凝结。
工业应用沸腾换热时，一般设计应用的是 核态 沸腾。
6 黑体定向辐射强度在空间不同方向是 均匀 分布的，辐射能量在不同空间方向是 不均匀 分布的。
（填均匀或不均匀）三、选择题（将正确选项写在括号内，每题2分，共24分）1 D 2B 3 C 4 B四、计算题（44分）1. 有一厚为20mm 的平板墙，导热系数为1.3 W/m ﹒K 。
为使每平方米墙的热损失不超过1500W ，在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12 W/m ﹒K 的保温材料。
已知复合壁两侧的温度分别为750℃及55℃，试计算：（1）画出复合壁面热阻图；（2）确定此时保温层的厚度。
（14分）解：（1） t w1t w2t w3R1R 2 （7分）评分标准：热阻、节点、热流、箭头每个1分。
传热学试卷答案
试卷标准答案及评分标准专用纸第 1 页 共 3 页学年 第 学期 传热学 课程试卷标准答案及评分标准 A 卷专业_ 班级 ___一.名词解释（3分×5=15分）1.是指物体各部分无相对位移或不同的物体直接接触时依靠分子﹑原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行的热量传递现象。
2.流体流过与其温度不同的固体壁面时所发生的热量传递过程。
3. 表示肋片的实际散热量与假定整个肋片表面都处在肋基温度时的理想散热量之比。
4. 当凝结液能很好的润湿壁面时，.凝结液将形成连续的膜向下流动。
5. 物体的光谱发射率不随波长发生变化。
二.填空题（2分×5=10分）1、（ ） ；2、（温差） ；3、（ ）4、（积分法，代数法）5、（某一时刻空间所有各点温度的总称）三、 判断题（2分×5=10分）1、（ √） ；2、（ ╳ ） ；3、（ ╳ ）；4、（ √ ）；5、（ ╳ ）四、 简答题（6分×4=24分）1、答：1）流动的起因和流动状态；2）流体的热物理性质；3）流体的相变；4）换热表面积的几何因素。
2、简述热辐射的三个特点答：热辐射的三个特点是：1）.任何物体，只要温度高于0 K ，就会不停地向周围空间发出热辐射。
2）.不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的存在，在真空中就可以传递能量。
3）.在辐射换热过程中伴随着能量形式的两次转换：物体热力学能 → 电磁波能 → 物体热力学能。
3、答：大气层能让大部分太阳辐射透过到达地面，而地面辐射中95%以上的能量分布在3-50μm 范围内，它不能穿过大气层，这就减少了地面的辐射热损失，即大气层的温室效应。
ij i X A 102222=∂∂+∂∂y t x t试卷标准答案及评分标准专用纸第 2 页 共 3 页4、答：努谢尔特准则Nu 的表达为： 努谢尔特准则Nu 的物理含义：反映了对流换热过程的强弱。
五、计算题 （41分）1﹑（14分）解： 气侧的对流换热热阻： 管壁的导热热阻：水侧的对流换热热阻：传热热阻：2、（13分）解：(6分)（7分）3、（14分）解：1）冷流体的吸热量=热流体的放热量(6分)2）因为是逆流布置，所以： wt hA k m w Nu H h Gr Nu tH g Gr C t m 4084)2555(5.22)45.3(63.3/63.33295.20276.0329)1057.3(1.0Pr)(1.01057.3699.0)1096.16(5.2)2555(40273181.9Pr Pr 4025525231103110263230=-⨯⨯⨯+⨯=∆=Φ∴⋅=⨯==∴=⨯=⋅=⨯=⨯⨯⨯-⨯+⨯=⋅∆=⋅=+=-λυα定性温度：λhl Nu =C t t C C P P 01185)99(6.2)432(3.1=''⇒''-=-⇒Φ=Φ=Φ吸放C In t m 08.733299485)3299()485(=-----=∆w k m h R h /1005.195112211-⨯===w k m h R h /1072.158********-⨯===w k m R /1038.55.46105.2233--⨯=⨯==λδλwk m R R R R h h k /1007.12221-⨯=++=λ试卷标准答案及评分标准专用纸第 3 页 共 3 页 所以换热器面积：（8分）2348.28.73830)432(10175.43.1m t K A m =⨯-⨯⨯⨯=∆Φ=。
传热学试题含答案
传热学试题含答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、列管换热器停车时（）A、先停热流体，再停冷流体B、无所谓C、两种流体同时停止D、先停冷流体，再停热流体正确答案：A2、夹套式换热器的优点是（）。
A、传热量小B、传热面积大C、传热系数大D、构造筒单，价格低廉，不占器内有效容积正确答案：D3、稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（）A、愈大B、愈小C、不变D、无法确定正确答案：A4、关于乙烯装置设置火炬系统的目的，下列说法不正确的是（）A、乙烯装置在非正常状态下，将系统内排放的大量气相燃类通过火炬系统烧掉B、防止环境污染C、乙烯装置在正常状态下，将系统内排放的液相燃类通过火炬系统烧掉D、保护装置的安全正确答案：C5、对于工业生产来说，提高传热膜系数最容易的方法是（）A、改变传热面积B、改变流体的流动状态C、改变工艺条件D、改变流体性质正确答案：B6、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的，是为了加大壳程流体的（）, 使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数A、黏度B、密度C、［Wj度D、速度正确答案：D7、分子筛吸附水的过程为（）A、吸热过程B、放热过程C、吸附刚开始吸热平衡后放热D、吸附刚开始放热平衡后吸热正确答案：B8、以下种类的泵具有自吸能力的是（）。
A、往复泵B、齿轮泵和漩涡泵C、漩涡泵D、昌心泵正确答案：A9、水在无相变时在圆形管内强制湍流，对流传热系数OLi为1000W/ （m2 • ℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则Qi为（）A、不变B、1741C、2000D、500正确答案：B10、辐射和热传导、对流方式传递热量的根本区别是（）A、有无传递介质B、物体是否运动C、物体内分子是否运动D、全部正确正确答案：AIK真空泵发热或真空低的原因有可能是（）A、过滤尾气带水多B、注入软水量不足C、进气管道堵塞正确答案：B12、下列哪种单体适合进行阳离子型聚合反应（）A、聚氯乙烯B、聚丙烯C、聚丙烯月青D、聚乙烯正确答案：B13、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（）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A、②〉③〉④〉①B、③〉②〉①〉④C、③〉④〉②〉①D、②〉④〉③〉①正确答案：A14、用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液，水蒸气走壳程。
《传热学》课后习题答案-第三章
第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。
而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数， 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。
2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?答：要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数,形状上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。
3. 试说明”无限大平板”物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题 答；所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略 不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面方向流动。
如薄板两侧均匀加热或冷却、 炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。
4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点?答：非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置()和边界条件(Bi 数) 的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。
这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。
5. 有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用图3-7记算所得的结果是错误的.理由是： 这个图表明,物体中各点的过余温度的比值与几何位置及Bi 有关,而与时间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。
你是否同意这种看法,说明你的理由。
答：我不同意这种看法，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变 但各点温度的绝对值在无限接近。
这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
6. 试说明Bi 数的物理意义。
传热学A卷答案
一、 概念 （35分）1． 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。
2．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。
3．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。
4．稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。
6．膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。
7．定向辐射度：单位时间内，单位可见辐射面积在某一方向p 的单位立体角内所发出的总辐射能(发射辐射和反射辐射)，称为在该方向的定向辐射度。
二、简答题 （30分）1． 试比较强迫对流横掠管束传热中管束叉排与顺排的优缺点。
强迫对流横掠管束换热中，管束叉排与顺排的优缺点主要可以从换热强度和流动阻力两方面加以阐述：(1)管束叉排使流体在弯曲的通道中流动，流体扰动剧烈，对流换热系数较大，同时流动阻力也较大；(2)顺排管束中流体在较为平姓名： 班级：教研室主任签字: 第1页(共 6 页)直的通道中流动，扰动较弱，对流换热系数小于叉排管束，其流阻也较小；(3)顺排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。
2．为什么电厂凝汽器中，水蒸气与管壁之间的传热可以不考虑辐射传热?可以从以下3个方面加以阐述：(1)在电厂凝汽器中，水蒸气在管壁上凝结，凝结换热系数约为4500—18000W／(m2．K)，对流换热量很大；(2)水蒸气与壁面之间的温差较小，因而辐射换热量较小；(3)与对流换热相比，辐射换热所占的份额可以忽略不计。
3．什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机?用大容器饱和沸腾曲线解释之。
以大容器饱和沸腾为例，(1)沸腾过程中，随着壁面过热度Δt的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段，临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应的最大热流密度；(2)当加热热流大于临界热流密度时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇集形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数迅速下降，传热恶化；(3)汽膜的存在使壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000℃以上(水)，使设备烧毁。
传热学课后答案(完整版)
绪论思考题与习题（89P -）答案：1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。
2．略 3．略 4．略 5．略6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。
（T T 〉外内）冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。
（T T 〈外内）挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。
7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式 8．门窗、墙壁、楼板等等。
以热传导和热对流的方式。
9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。
10．t R R A λλ=⇒ 1t R R A λλ==2218.331012m --=⨯11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线 12、略13．解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃ 222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.24.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求：k 、φ、∆解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁 即：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯％8583.561.7283.56-==％ 因为：1211h h ，21h σλ 即：水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。
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内部的温度仅是时间的函数，而与位置无关（2 分）。 （3）（5 分）平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？ 答：平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用，因为增加了一项导热热阻，从 而增大了总热阻，达到削弱传热的目的。（2 分） 圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用（1 分），虽然增加了一项热阻， 但外壁的换热热阻随之减小，所以总热阻有可能减小，也有可能增大。（2 分） （4）（5 分）湍流强制对流换热时，在其他条件相同的情况下粗糙表面传热系数 大于光滑表面传热系数，为什么？ 答：湍流时层流底层很薄（1 分），粗糙凸起物露出层流底层，扰动流体而强化 了传热（2 分），所以粗糙表面湍流强迫对流传热系数与粗糙度有关，且比光滑 表面大。（2 分）
则对数平均温差：
tm
t1 t2 ln t1
35 20 ln 35
26.8℃
（2 分）
t2
20
（3）忽略换热器的热损失，则热水的放热量等于原油的吸热量，即：
mhcph (th1 th2 ) mccpc (tc2 tc1) （2 分） 0.8 0.42 (95 50) 151.2kw
λ×102 w/(m.K)
2.59 2.67 2.76 2.83 2.96 3.05 3.13 3.21 3.49 3.64
n 0.466 0.618 0.805
μ×106 kg/(m.s)
18.1 18.6 19.1 19.6 20.6 21.1 21.5 21.9 23.7 24.5
ν×106 m2/s 15.06 16.00 16.96 17.95 20.02 21.09 22.1 23.13 27.8 30.09
tc2 60℃， cpc 2.5kJ/(kg ℃)
（1）由于原油出口温度大于热水出口温度，即 tc2＞th2 ，则判断为逆流。（2 分）
95 60
50 30
0
A
Ax
AAAA
（2）换热器端差：
t1 th1 tc2 95 60 35℃ ， t2 th2 tc1 50 30 20℃
（1）该换热器是顺流还是逆流？并画出流体温度沿程变化示意图。 （2）换热器的对数平均温差是多少？ （3）原油的流量是多少？ （4）油水之间的换热量是多少？
解：由题意可知，th1 95℃，th2 50℃，cph 4.2kJ/(kg ℃) ，nh 0.8kg/s ，tc1 30℃，
40～4000
4000～40000
40000～400000
已知干空气的物性如下表
t
ρ
℃
kg/m3
20
1.205
30
1.165
40
1.128
50
1.093
70
1.029
80
1
90
0.972
100
0.946
140
0.854
160
0.815
C 0.683 0.193 0.0266
Cp kJ/(kg℃)
1.005 1.005 1.005 1.005 1.009 1.009 1.009 1.009 1.013 1.017
h Nu 0.615 259.51 7979.9325[W / (m2 K)] （1 分）
D
0.02
h Dl(tw 30) mCp (tout tin ) （2 分）
tw
mCp (tout tin ) h Dl
30
995.65 23.14 0.022 4180 20 4 7979.93253.14 0.0210
解：在稳定导热的情况下，空调系统供给飞机座舱的热量应等于座舱壁面向外散
失的热量。
q q散
（1 分）
供给座舱的热流密度为： q
t1 t5 1 2 3
4
43.85 W/m2
1 2 3 4
（4 分）
使热损失比原来减少 40％，尚有 40％的热损失存在，则有：
q
根据题意知
Re
ul
5 0.5 22.1106
113122.17 （2
分）
Nu
0.0266 Re0.805
Pr
1 3
274.96 （2
分）
hd Nu, h 274.96 0.0313 0.5 17.21(W m2 K 1) （2 分） hAt 17.2113.140.5130 3512.56W （2 分）
解： X (12),3 1,根据角系数相对性， A12 X (12),3 A X 3 3,(12)
可得 X 3,(12)
A X 12 (12),3 A3
r2 1 2r 2
0.5
（1
分）
根据对称性 X1,3 X 2,3 ， 根据角系数的可加性，
X3,(12) X3,1 X3,2 0.5 ，所以可得 X 3,1 X 3,2 0.25 （1 分） 根据角系数的相对性可得：
2 1105 3.54 105W 2
5. （10 分）如图所示，半球表面是绝热的，底面被一直径 d=0.3m 的圆盘分为 1、 2 两部分。表面 1 为灰体，T1＝550K，发射率 ε1=0.6，表面 2 为温度 T2＝333K 的 黑体。 （1）计算角系数 X 3,(12) ， X1,2 ， X1,3 ， X 2,3 （2）画出热网络图并计算表面 1 和表面 2 之间的换热量以及绝热面 3 的温度。
则：
mc
=
cpc
(tc2
tc1
)
151.2 2.5 (60 30)
2.016kg/s
（2 分）
（4）油水之间的换热量为： kAtm 151.2kw ， A=7.05m2（2 分）
问答题（40 分）
（1）（5 分）试述三种热量传递基本方式及其差别 答：三种基本传热方式是热传导、热对流和热辐射。（2 分） 热传导时物体各部分之间不发生宏观的相对位移，依靠微观粒子的热运动而发生
J1
R12
J2
R2
Eb2
R13
R23
J3
（2 分）
A1 A2 0.5 0.152 0.01125
A3 2 0.152 0.045
R1
0.6
1 0.6 0.01125
1 0.00675
148 ,
R2 0
R12
1 A1 X12
R13
R23
89
1986.2W/m2
J3 Eb3
T3 4
Eb3 σ
4
1986.2 5.67 108
433(K) （2 分）
6. （10 分）有一套管式换热器利用热水加热原油。热水的进出口温度分别为 95℃和 50℃， 热水的流量为 0.8kg/s，比热为 4.2 kJ/(kg ℃) ；原油的进口温度为 30℃，加热后变为 60℃， 原油比热为 2.5 kJ/(kg ℃) 。忽略换热器的热损失，问：
Pr
0.703 0.701 0.699 0.698 0.694 0.692 0.69 0.688 0.684 0.682
解： tm
tf
tw 2
90 oC
（1
分）
查表可知物性参数为（1 分）
m 3.13102W / (m k)
m 22.1106 m2 / s
Prm 0.69
的热量的传递。（1 分）热对流是由于流体的宏观运动而引起的流体各部分相对
位移，冷热流体相互掺混所导致的热量的传递过程。热对流仅能发生在流体中。
（1 分）热辐射是由于热的原因发射辐射能的现象。热辐射可以在真空中传递。
（1 分） （2）（5 分）集中参数法的适用条件是什么？满足集中参数法的物体，其内部温 度分布有何特点？ 答：集中参数法的适用条件是 Bi 0.1（2 分），其特点是当物体内部导热热阻远 小于外部对流换热热阻时（1 分），物体内部在同一时刻均处于同一温度，物体
1 0.01125
1
89
Φ1
5.67 (T14 T24 ) R1 R13 R23
5.67 (5.54 3.334) 148 89 89
44.96(W) （2 分）
J3
Eb1
Φ1
(R1
R13)
5.67
5.54
44.96
148
1
t1 2
t5 3
4
1 2 3 4
（3 分）
经计算得：
3 3 2 . m4 m
（2 分）
2.（10 分）水流过长为 10m 的直管，入口温度为 20℃，出口温度为 40℃，管内径为 d=20mm，
水在管内流速为 2m/s，求换热系数和平均管壁温度。
已知水的物性如下表
4. （10 分）如图所示，有一个微元黑体面积 dAb=10-3m2，与该黑体表面相距 10m 处另有三个微元面积 dA1、dA2、dA3，面积为 2 10-3m2，该三个微元面积的空间 方位如图中所示。试计算从 dAb 发出分别落在 dA1、dA2 与 dA3 对 dAb 所张的立体 角中的辐射能量。
2015 年传热学试题 A 卷标准答案及评分标准
1. （10 分）某飞机座舱由双层壁结构组成，内壁由厚 1mm 的铝镁合金构成（导 热 系 数 为 160 W/(m·K) ）， 外 壁 由 厚 2mm 的 软 铝 （ 导 热 系 数 为 200 W/(m·K)）作蒙皮，中间是 10mm 厚的超细玻璃棉保温层（导热系数为 0.0294 W/(m·K)），另外内壁和保温层之间的空腔宽度为 20mm，内含空气 （导热系数为 0.025 W/(m·K)）。座舱内的温度为 20℃，飞机在高空飞行时的 外壁温度为-30℃，试问维持座舱内温度不变时空调系统需供应座舱的热流密度 为多少？若使热损失比原来减少 40％，保温层变为多厚?请画出该导热过程的热 阻网络图。