高等传热学考试范围(答案)
答:该换热器管内为水的对流换热,管外为空气的对流换热,主要热阻在管外空气侧,因而在管外加装肋片可强化传热。注意到钢的导热系数虽然小于铜的,但该换热器中管壁导热热阻不是传热过程的主要热阻,因而无需将钢管换成铜管。
1.强迫流动换热如何受热物性影响?
答:强迫对流换热与Re和Pr有关;加热与对流的粘性系数发生变化。
2.强化传热是否意味着增加换热量?工程上强化传热的收益和代价通常是指什么?
答:不一定,强化传热是指在一定条件(如一定的温差、体积、重量或泵功等)下增加所传递的热量。工程上的收益是减小换热器的体积节省材料和重量;提高现有换热器的换热量;减少换热器的阻力,以降低换热器的动力消耗等。代价是耗电,并因增大流速而耗功。
9.太阳能集热器吸热表面选用具有什么性质的材料为宜?为什么?
答:太阳能集热器是用来吸收太阳辐射能的,因而其表面应能最大限度地吸收投射来的太阳辐射能,同时又保证得到的热量尽少地散失,即表面尽可能少的向外辐射能。但太阳辐射是高温辐射,辐射能量主要集中于短波光谱(如可见光),集热器本身是低温辐射,辐射能量主要集中于长波光谱范围(如红外线)。所以集热器表面应选择具备对短波吸收率很高,而对长波发射(吸收)率极低这样性质的材料。
如图所示,
稳态时屋射热量:
代入(1)中得:
采用试凑法,解得
答:沸腾是指在液体内部以产生气泡的形式进行的气化过程,就流体运动的动力而言,沸腾过程又有大容器沸腾,大容器沸腾时流体的运动是由于温差和气泡的扰动所引起的,沸腾换热会依次出现自然对流区、核态沸腾区、过度沸腾区和膜态沸腾区。当温度较低时( )壁面过热度小,壁面上没有气泡产生。当加热壁面的过热度 后,壁面上个别点(称为汽化核心)开始产生气泡,汽化核心的气泡彼此互不干扰。随着 进一步增加,汽化核心增加,气泡互相影响,并会合成气块及气柱。在这两个区中,气泡的扰动剧烈,传热系数和热流密度都急剧增大。进一步提高 ,传热规律出现异乎寻常的变化。这是因为气泡汇聚覆盖在加热面上,而蒸汽排除过程越趋恶化。这时热流密度达到最低,并且温度达到了过热度,是很不稳定的过程。
答:可从辐射换热以及热平衡温度的角度来分析,由于存在大气窗口(红外辐射能量透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口),因此地面可与温度很低的外太空可进行辐射热交换,这样就有可能使地面的热平衡温度低于空气温度
3.请说明在换热设备中,水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响,如何防止。当你设计一台换热器,如果预先考虑结垢的影响,换热器面积将会比理想情况大还是小?
7.干燥物料有很多种方式:比如热风干燥、微波干燥、红外干燥等,目前常用的是热风干燥,但热风干燥的缺点是耗能大、表面易起皮和开裂,试从传热传质的角度来分析这一现象
答:热量从高温热源以各种方式传递给湿物料,使物料表面湿分汽化并逸散到外部空间,从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。但是为了使内部湿量逐步往外走,就要加大能耗,使的表面温度更高,变干。
答:从传热系数或传热热阻角度分析。在换热设备中,水垢、灰垢的存在将使系统中导热热阻大大增加,减小了传热系数,使换热性能恶化,同时还使换热面易于发生腐蚀,并减小了流体的流通截面,较厚的污垢将使流动阻力也增大。此外,热流体侧壁面结垢,会使壁面温度降低,使换热效率下降,而冷流体侧壁面结垢,会导致壁温升高,对于换热管道,甚至造成爆管事故。防止结垢的手段有定期排污、清洗、清灰,加强水处理,保证水质,采用除尘、吹灰设备等。
4.一碗水放在空气中散热,其温度随时间的变化估计是何种趋势?为什么?
答:一碗水放在空气中,将会与大气进行自然对流换热和辐射对流换热,开始温度下降较快,而后逐渐变慢,最后趋于环境温度。
5.为强化一台冷油器的传热,有人用提高冷却水流速的办法,但发现效果并不显著,试分析原因。
答:冷油器中由于油的粘度较大,对流换热表面传热系数较小,占整个传热过程中热阻的主要部分,而冷却水的对流换热热阻较小,不占主导地位,因而用提高水速的方法,只能减小不占主导地位的水侧热阻,故效果不显著。
1.有一台1-2型管壳式换热器(壳侧1程,管侧2程)用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动, 流量为3kg/s;可认为管壳式换热器是一种交叉流换热,热油的进出口温度为: 。
试计算:
①油的流量;
②所传递的热量;
③所需的传热面积。
解: (1)油的流量:
查得润滑油及水的比热分别为:c1=2148 J/kg℃;c2=4174 J/kg℃
7.以强迫对流换热和自然对流换热为例,试谈谈你对传热、流动形态、结构三者之间的关联
答:对流换热按流体流动原因分为强制对流换热和自然对流换热。一般地说,强制对流的流速较自然对流高,因而对流换热系数也高。例如空气自然对流换热系数约为5~25 W/(m2•℃),强制对流换热的结构影响了流体的流态、流速分布和温度分布,从而影响了对流换热的效果。流体在管内强制流动与管外强制流动,由于换热表面不同,流体流动产生的边界层也不同,其换热规律和对流换热系数也不相同。在自然对流中,流体的流动与换热表面之间的相对位置,对对流换热的影响较大,平板表面加热空气自然对流时,热面朝上气流扰动比较激烈,换热强度大;热面朝下时流动比较平静,换热强度较小。
5.有人在学完传热学后认为,换热量和热流密度两个概念实质内容并无差别,你的观点是?
答:有差别。热流密度是指通过单位面积的热流量。而换热量跟面积有关。
6.管内层流换热强化和湍流换热强化有何实质性差异?为什么?
答:层流边界层是强化管内中间近90%的部分,层流入口段的热边界层比较薄,局部表面传热系数比充分发展段高,且沿着主流方向逐渐降低。如果边界层出现湍流,则因湍流的扰动与混合作用又会使局部表面传热系数有所提高,再逐渐向于一个定值。而湍流是因为其推动力与梯度变化和温差有关,减薄粘性底层,所以强化壁面。
8.有人存在这样的观点:由于工质冷凝和沸腾换热系数很高,因此无需进行沸腾和冷凝换热强化
答:随着工业的发展,特别是高热负荷的出现,相变传热(沸腾和凝结)的强化日益受到重视并在工业上得到越来越多的应用。一般认为凝结换热系数很高,可以不必采用强化措施。但对氟里昂蒸汽或有机蒸汽而言,氟利昂是低沸点工质,潜热很小,沸腾换热系数和它们的凝结换热系数比水蒸气小的多。
解:(1)平均传热温差:
由附录10查得饱和蒸汽温度为111.32℃,则:
(℃)
(2)管外凝结换热系数:
设管外壁温度tw=105℃,则tm=(111.32+105)/2=108.2℃
由附录查得凝结水物性参数:
由公式6-4:
=8809 (W/m2℃)
(3)管内换热系数:
tf=(56+94)/2=75℃
由附录查得水物性参数:
(6)传热面积:
(7)冷却水量:(查附录10:cp=4191 J/kgK)
(8)流动截面:(查附录10:ρ=974.8 kg/m3)
单程管数: (根)
两个流程共需管子434根。
管子长度: (m)
3一蒸汽管道的保温层外包了油毛毡,表面温度为330K,外径为0.22m。该管道水平地穿过室温为22℃的房间,在房内长度为6m。试计算蒸汽管道在该房间内的总散热量。
解:空气定性温度 ℃,选取空气的物性参数,
, , ,
Nu=0.48(GrPr)1/4=0.48×(36272980×0.699)1/4=34.06
h=Nu d/ =34.06×0.22/0.0276=271.5 )
φ=Ah =3.14×0.22×6×271.5×(57-22)=39386W
4.对于如图所示的结构,试计算下列情形下从小孔向外辐射的能量:
(1)所有内表面均是500K的黑体;
(2)所有内表面均是ε=0.6的漫射体,温度均为500K。
解:设小孔面积
=
=
X12=1, A1X12=A2X21,X12=
φ12=
(1) =1,φ12=2.85w;
(2) 1=0.6, 2=1,φ12=2.64W
5.白天,投射到—大的水平屋顶上的太阳照度Gx=1100W/m2,室外空气温度t1=27℃,有风吹过时空气与屋顶的表面传热系数为h=25W/(m2·K),屋顶下表面绝热,上表面发射率ε=0.2,且对太阳辐射的吸收比αs=0.6。求稳定状态下屋顶的热平衡温度。设太空温度为绝对零度。
8.我们经常用Q=hA·Δt.计算强迫对流换热、自然对流换热、沸腾和凝结换热,试问在各种情况下换热系数与温差的关联?
答:强迫对流的换热系数与Re,Pr有关但与温差无关,自然对流与Gr的0.25次方有关联,即与温差有关,凝结换热换热系数是温差的-0.25次方。
9.试简述基尔霍夫定理的基本思想
答:一、基尔霍夫第一定律:汇于节点的各支路电流的代数和等于零,用公式表示为:
10.为什么锅炉中高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式?
答:因为在一定的进出口温度条件下,逆流的平均温差最大,顺流的平均温差最小,即采用逆流方式有利于设备的经济运行。但逆流式换热器也有缺点,其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端,使得该处的壁温较高,即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器,不利于设备的安全运行。所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式,即在烟温较高区域采用顺流布置,在烟温较低区域采用逆流布置。
则:
(2)所传递的热量:
(3)所需的传热面积:
由图10-23:
查得:=0.9
tm=44.8×0.9=40.32℃
2.压力为1.5×105Pa的无油饱和水蒸汽在卧式壳管式冷凝器的壳侧凝结。经过处理的循环水在外径为20mm、厚为1mm的黄铜管内流过,流速为1.4m/s,其温度由进口出处的56℃升高到出口处的94℃。黄铜管成叉排布置,在每一竖直排上平均布置9根。冷却水在管内的流动为两个流程,管内已积水垢。试确定所需的管长、管子数及冷却水量。Φ=1.2×107W。
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。
传热考试题及答案
传热考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪种传热方式不需要介质?A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热传导和热辐射答案:C2. 热传导的传热速率与以下哪个因素无关?A. 温差B. 材料的导热系数C. 传热面积D. 传热距离答案:D3. 热对流的传热系数与以下哪个因素有关?A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体的流速D. 所有以上因素答案:D4. 黑体辐射的特点是:A. 辐射能力最强B. 辐射能力最弱C. 辐射能力中等D. 无法确定5. 以下哪种材料的导热系数通常最高?A. 金属B. 陶瓷C. 木材D. 塑料答案:A6. 热阻的概念是指:A. 单位时间内通过单位面积的热量B. 单位温差下通过单位面积的热量C. 单位时间内通过单位温差的热量D. 单位温差下通过单位面积的热量答案:D7. 以下哪种情况下热对流的传热系数最大?A. 流体静止B. 流体缓慢流动C. 流体快速流动D. 流体流动速度无法确定答案:C8. 热辐射的传热速率与以下哪个因素无关?A. 物体的表面温度B. 物体的表面颜色C. 物体的表面粗糙度D. 物体的表面形状答案:B9. 热传导的傅里叶定律中,Q表示:B. 温度差C. 导热系数D. 传热面积答案:A10. 热对流的牛顿冷却定律中,h表示:A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体的流速D. 传热系数答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 热传导的傅里叶定律表达式为:Q = _______ × _______ × _______。
答案:k × A × (dT/dx)2. 热对流的牛顿冷却定律表达式为:Q = _______ × _______ × _______。
答案:h × A × (Ts - Tf)3. 热辐射的基本定律是_______定律。
答案:斯特藩-玻尔兹曼4. 黑体辐射的辐射能力与物体的_______成正比。
传热学专升本考试题(含参考答案)
传热学考试题(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、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、浮头式B、套管式C、固定管板式正确答案:A2、夹套式换热器的优点是( )。
A、传热系数大B、构造筒单,价格低廉,不占器内有效容积C、传热量小D、传热面积大正确答案:B3、换热器中换热管与管板不采用( )连接方式A、胀焊B、焊接C、胀接D、螺纹正确答案:D4、工业生产中,沸腾传热应设法保持在( )A、膜状沸腾区B、自然对流区C、核状沸腾区D、过渡区正确答案:C5、NPSHr表示离心泵( )。
A、吸入口管路进入泵进口处的最小流量B、不发生汽蚀时,泵进口处需要有超过汽化压力还有的富余能量C、吸入口管路可给予的泵进口处超过汽化压力的富余能量正确答案:B6、中压废热锅炉的蒸汽压力为( )A、4.0~10B、4.0~12MPaC、1.4~4.3D、1.4~3.9正确答案:D7、按照离心泵完好标准,轻石脑油返输用离心泵机械密封允许泄漏量( )。
A、允许每分钟10滴B、允许每分钟15滴C、允许每分钟5滴D、比液化气的允许泄漏量多5滴正确答案:A8、会引起列管式换热器冷物料出口温度下降的事故有 ( )A、正常操作时,冷物料进口管堵B、冷物料泵坏C、热物料泵坏D、热物料流量太大正确答案:C9、反应物流经床层时,单位质量催化剂在单位时间内所获得目的产物量称为( )A、催化剂选择性B、空速C、催化剂负荷D、催化剂空时收率正确答案:D10、关于采用贯通吹扫法进行工艺管道的吹扫时,下列说法正确的是( )A、先吹支管道,然后吹扫主管道B、先吹扫主管道,然后吹扫支管道C、使所有管道同时排放D、吹扫没有先后顺序正确答案:B11、总转化率的大小说明新鲜原料最终( )的高低.A、反应速度B、反应深度C、反应时间.正确答案:B12、下列不能用作工程塑料的是( )。
A、聚氯乙烯B、聚甲醛C、聚碳酸酯D、聚酰胺正确答案:A13、关于分离冷区的节能措施,下列说法错误的是( )A、加强保温、减少冷损失B、合理匹配热交换,尽量使冷热物料在高温差下换热,以提高换热效率C、采用高效填料塔提高塔分离效率D、充分回收火炬气正确答案:B14、碱洗塔水洗段的主要作用是( )A、洗涤裂解气中的苯B、涤裂解气中夹带的碱液C、洗涤裂解气中二氧化碳D、洗涤裂解气中的硫化氢正确答案:B15、下列哪个选项不是列管换热器的主要构成部件( )A、封头B、管束C、外壳D、蛇管正确答案:D16、在换热器的操作中,不需做的是( )A、定期更换两流体的流动途径B、定期分析流体的成分,以确定有无内漏C、投产时,先预热,后加热D、定期排放不凝性气体,定期清洗正确答案:A17、关于重大事故的处理原则,下列表述错误的是( )A、可以就地排放油和气体,防止发生着火爆炸等恶性事故B、不跑、冒、滴、漏,不超温、超压、窜压C、事故判断要及时准确、动作迅速,请示汇报要及时,相互联系要及时D、注意保护催化剂及设备正确答案:A18、在蒸气—空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中的( )在工程上可行A、提高蒸气流速B、提高空气流速C、在蒸气一侧管壁加装翅片,增加冷凝面积D、采用过热蒸气以提高蒸气温度正确答案:B19、列管换热器中下列流体宜走壳程的是( )A、腐蚀性的流体B、不洁净或易结垢的流体C、被冷却的流体D、压力高的流体正确答案:C20、新氢中的惰性气体含量大小对加氢裂化过程( )A、不利B、无影响C、有利正确答案:A21、低温泵的气相平衡线的作用是防止泵的( )。
上海理工大学高等传热学试题及答案
上海理工大学高等传热学试题及答案(总2页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.试求出圆柱坐标系的尺度系数,并由此导出圆柱坐标系中的导热微分方程。
2 .一无限大平板,初始温度为T 0;τ>0时,在x = 0表面处绝热;在x =L 表面以对流方式向温度为t f 的流体换热。
试用分离变量法求出τ>0时平板的温度分布(常物性)。
(需求出特征函数、超越方程的具体形式,范数(模)可用积分形式表示)。
(15分)3.简述近似解析解——积分法中热层厚度δ的概念。
答:近似解析解:既有分析解的特征:得到的结果具有解析函数形式,又有近似解的特征:结果只能近似满足导热解问题。
在有限的时间内,边界温度的变化对于区域温度场的影响只是在某一有限的范围内,把这个有限的范围定义为热层厚度δ。
4.与单相固体导热相比,相变导热有什么特点答:相变导热包含了相变和导热两种物理过程。
相变导热的特点是1.固、液两相之间存在着 移动的交界面。
2.两相交界面有潜热的释放(或吸收)对流部分(所需量和符号自己设定)1 推导极坐标系下二维稳态导热微分方程。
2 已知绕流平板流动附面层微分方程为y uy u V x u u 22∂∂=∂∂+∂∂ν取相似变量为:x u y νη∞= x u f νψ∞=写出问题的数学模型并求问题的相似解。
3 已知绕流平板流动换热的附面层能量积分方程为:⎰=∞∂∂=-δ00)(y y ta dy t t u dx d当Pr<<1时,写出问题的数学模型并求问题的近似积分解及平均Nu (取三次多项式)。
4 写出常热流圆管内热充分发展流动和换热问题的数学模型并求出速度和温度分布及Nu x .O x辐射1.请推导出具有n个表面的净热流法壁面间辐射换热求解公式,并简要说明应用任一种数值方法的求解过程。
2.试推导介质辐射传递方程的微分形式和积分形式,要求表述出各个步骤和结果中各个相关量的含义。
高等传热学问答题答案
高等传热学问题及答案1.简述三种基本传热方式的传热机理并用公式表达传热定律;传热问题的边界条件有哪两类?2.有限元法求解传热问题的基本思想是什么?基本求解步骤有哪些?同有限差分方法相比其优点是什么?3.什么是形函数?形函数的两个最基本特征是什么?4.加权余量法是建立有限元代数方程的基本方法,请描述四种常见形式并用公式表达。
5.特征伽辽金法(CG)在处理对流换热问题时遇到什么困难?特征分离法(CBS)处理对流换热问题的基本思想是什么?1:热传导:热传导的发生有两种情况,一种是分子没有发生实际的运动,能量从一个分子传到了另一个分子;另一种是存在自由电子的运动。
热传导在很大程度上依赖于介质的性质,只要存在温度梯度它可以发生在固体、液体和气体中。
傅里叶定律:q x=−k dTdx热对流:液体或者气体中的自由分子会携带者能量从高温区域运动到低温区域,我们称这种由于液体或气体的宏观运动而引起的流体内部热量传递的现象叫热对量。
热对流包括自由对流、强迫对流和混合对流。
牛顿冷却定律:q=h(T w−T a)热辐射:所有的物体在任何温度下都会发生热辐射。
热辐射的本质是物体表面发射出的可以携带能量的电磁波,当这些电磁波碰到其他物体表面是,一部分发生了反射,一部分发生了透射,剩余的部分被吸收了。
热辐射不需要介质,因此在真空中也可以发生。
斯蒂芬-玻尔兹曼定律:q=εσT4(也叫做4次方定律)两类边界条件:①狄利克雷边界条件:给定边界的温度T=T0=C②纽曼边界条件:给定边界处的热流密度q=−k∂T∂n=h(T w−T a)或者是对流换热系数以及空气的温度-k∂T∂n2:思想:将连续体看做只是在节点处相连接的一组有限个单元的组合体,把节点温度作为基本未知量,然后用形函数和节点温度的线性组合来表示单元内任意一点的温度,建立求解节点温度的有限元方程,求解方程得出有限个离散点上的温度的近似解,并用这一近似解来代替实际物体内连续的温度分布,随着单元数目的增加,近似解就越接近于精确解。
高等传热学复习题参考答案
高等传热学复习题答案10、燃用气、液、固体燃料时火焰辐射特性。
答:燃料的燃烧反应属于比较剧烈的化学反应。
由于燃烧温度较高,而且燃料的化学成分一般都比较复杂,所以燃烧反应的过程是非常复杂的过程,一般的燃料燃烧时火焰的主要成分还有CO2、H2O、N2、O2等,有的火焰中还有大量的固体粒子。
火焰中还存在大量的中间参悟。
在不同的工况下,可能有不同的中间产物和燃烧产物。
火焰的辐射光谱是火焰中的各种因素作用的结果。
燃烧中间产物或燃烧产物受火焰加热,要对外进行热辐射。
在火焰的高温环境下,固体粒子的辐射光谱多为热辐射的连续光谱,而气体分子的发射光谱多为分段的发射或选择性吸收。
此外,还有各物质的特征光谱对火焰的辐射的影响。
在工业火焰的温度水平下,氧、氢等结构对称的双原子分子没有发射和吸收辐射的能力,它们对于火焰光谱的影响比较小。
而CO2和H2O等结构不对称的分子以及固体粒子对火焰光谱的影响起主导作用。
在火焰中大量的中间产物虽然存在时间很短,但对火焰辐射光谱也有一定的影响。
(该答案仅供参考)11、试述强化气体辐射的各种方法。
答:气体辐射的特点有:①不同种类的气体的辐射和吸收能力各不相同;②气体辐射对波长具有强烈的选择性;③气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的,辐射到气体层界面上的辐射能在辐射行程中被吸收减弱,减弱的程度取决于辐射强度及途中所遇到的分子数目。
气体的辐射和吸收是气层厚度L、气体的温度T和分压p(密度)的函数,。
由贝尔定律可知,单色辐射在吸收性介质中传播时其强度按指数递减。
由上述可知,强化气体辐射的方法有:提高气体的温度;减小气体层的厚度,;选择三原子、多原子及结构不对称的双原子气体;减小气体的分压。
(该答案仅供参考)12、固体表面反射率有哪几种?答:被表面反射的能量与投射到表面的能量之比定义为表面反射率。
固体表面反射率有:①双向单色反射率;②单色定向-半球反射率;③单色半球-定向发射率。
13、说明相似理论在对流换热分析中的应用。
传热考试题及答案
传热考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 热传导的三种基本方式是导热、对流和辐射。
()A. 正确B. 错误2. 傅里叶定律描述的是流体的热传导。
()A. 正确B. 错误3. 牛顿冷却定律适用于所有流体的对流换热。
()A. 正确B. 错误4. 辐射换热只发生在两个表面之间,且与它们之间的介质无关。
()B. 错误5. 热阻是衡量材料导热性能的一个参数,其值越小,导热性能越好。
()A. 正确B. 错误6. 热传导的傅里叶定律中,热流密度与温度梯度成正比。
()A. 正确B. 错误7. 在对流换热中,流体的流态对换热系数没有影响。
()A. 正确B. 错误8. 辐射换热的斯特藩-玻尔兹曼定律表明,黑体单位面积的辐射功率与绝对温度的四次方成正比。
()B. 错误9. 热传导和对流换热都遵循能量守恒定律。
()A. 正确B. 错误10. 热传导的傅里叶定律中,热流密度的方向总是从高温向低温。
()A. 正确B. 错误二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 以下哪些因素会影响流体的对流换热系数?()A. 流体的流速B. 流体的物性C. 流体的温度D. 流体的密度12. 辐射换热的基本定律包括哪些?()A. 斯特藩-玻尔兹曼定律B. 维恩位移定律C. 普朗克定律D. 傅里叶定律13. 以下哪些是影响热传导的因素?()A. 材料的导热系数B. 材料的密度C. 材料的厚度D. 材料的温度梯度14. 以下哪些是热传导的基本定律?()A. 傅里叶定律B. 牛顿冷却定律C. 斯特藩-玻尔兹曼定律D. 普朗克定律15. 在对流换热中,以下哪些因素会影响换热效率?()A. 流体的流态B. 流体的粘度C. 流体的比热容D. 流体的导热系数三、填空题(每空1分,共20分)16. 傅里叶定律的数学表达式为:\[ q = -k \frac{dT}{dx} \],其中\( q \)表示热流密度,\( k \)表示材料的导热系数,\( \frac{dT}{dx} \)表示温度梯度。
高等传热学复习题答案
高等传热学复习题答案1. 试述傅里叶定律的物理意义及其数学表达式。
傅里叶定律描述了在稳态条件下,热量通过材料的传导过程。
其物理意义是热量的传递速率与温度梯度的负值成正比,且与材料的热导率有关。
数学表达式为:\( q = -k \frac{dT}{dx} \),其中 \( q \) 表示热量传递速率,\( k \) 表示材料的热导率,\( \frac{dT}{dx} \) 表示温度梯度。
2. 什么是热对流?请简述热对流的两种主要类型。
热对流是指流体中热量的传递过程,它依赖于流体的宏观运动。
热对流的两种主要类型为自然对流和强制对流。
自然对流是由流体内部密度差异引起的,而强制对流则是由外部力(如风扇或泵)驱动的流体运动。
3. 简述辐射换热的基本原理。
辐射换热是指物体之间通过电磁波传递能量的过程。
它不需要任何介质,可以在真空中进行。
辐射换热的基本原理是物体根据其温度和表面特性发射和吸收辐射能。
斯特藩-玻尔兹曼定律和普朗克定律是描述辐射换热的基本定律。
4. 试分析在不同边界条件下,热传导问题的解法。
在不同的边界条件下,热传导问题的解法会有所不同。
例如,在狄利克雷边界条件下,物体表面的温度是已知的;在诺伊曼边界条件下,物体表面的热流密度是已知的;而在罗宾边界条件下,物体表面的热流密度与温度的函数关系是已知的。
对于这些不同的边界条件,可以采用分离变量法、有限差分法或有限元法等方法求解。
5. 描述在不同工况下,流体流动的类型及其特点。
流体流动的类型通常根据流动的雷诺数(Re)来分类。
当Re小于2300时,流动为层流,特点是流线平行,无涡旋;当Re大于4000时,流动为湍流,特点是流线混乱,存在涡旋。
在过渡流区域(2300 < Re < 4000),流动状态不稳定,可能同时存在层流和湍流的特点。
6. 试解释热辐射中的黑体、灰体和选择性辐射体的概念。
黑体是指能够吸收所有入射辐射的物体,其辐射能力与温度有关,遵循斯特藩-玻尔兹曼定律。
(完整版)传热学试题库含参考答案
《传热学》试题库第一早一、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。
数表示复合传热能力的大小。
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。
二、填空题1. _________________________________ 热量传递的三种基本方式为 _、 、 。
(热传导、热对流、热辐射)2. ________________________ 热流量是指 _______________ ,单位是 ____________________ 。
热流密度是指 _______ ,单位是 ____________________________ 。
2(单位时间内所传递的热量, W ,单位传热面上的热流量, W/m )3. ____________________________ 总传热过程是指 ________________,它的强烈程度用 来衡量。
(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,总传热系数 )4. ____________________________ 总传热系数是指 ___ ,单位是 。
2(传热温差为1K 时,单位传热面积在单位时间内的传热量, W / (m K))5. _______________________________ 导热系数的单位是 ___________________ ;对流传热系数的单位是 ______________ ;传热系数的单位是 _________________________2 2(W / (m K), W / (m K), W / (m K))6. __________________________ 复合传热是指 _________________________ ,复合传热系数等于 _________ 之和,单位是 。
传热学专升本测试题(含参考答案)
传热学测试题(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、在管壳式换热器中,被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用( )A、以免传热过多B、以增强冷却效果C、以免流速过快D、以免流通面积过小正确答案:B2、在温度和压力不变时,改变空速( )加氢裂化的反应深度。
A、也会改变B、不会改变C、或许会改变正确答案:A3、能用于输送含有悬浮物质流体的是( )A、截止阀B、旋塞C、闸阀D、节流阀正确答案:B4、下列聚合物中最易发生解聚反应的是( )A、PB、PMMAC、PPD、PS正确答案:B5、火炬冒黑烟正确的处理方法是( )A、增大消烟蒸汽量B、减小消烟蒸汽量C、增大火炬排放量D、停火炬气压缩机正确答案:A6、关小离心泵的出口阀,吸入口处的压力如何变化( )A、减小B、不能确定C、不变D、增大正确答案:D7、多层串联平壁稳定导热,各层平壁的导热速率( )A、不能确定B、不相等C、下降D、相等正确答案:D8、非烃化合物中,含( )化合物最难被加氢。
A、OB、SC、N正确答案:C9、列管式换热器中,管子的排列一般有直列和错列两种,当传热面积一定时,采用( )排列对流传热系数稍大。
A、错列B、无法确定C、直列正确答案:A10、用于处理管程不易结垢的高压介质,并且管程与壳程温差大的场合时,需选用( )换热器。
A、套管式B、浮头式C、U型管式D、固定管板式正确答案:C11、试比较离心泵下述三种流量调节方式能耗的大小:①阀门调节(节流法);②旁路调节;③改变泵叶轮的转速或切削叶轮( )A、②>①>③B、②>③>①C、①>③>②D、①>②>③12、双层平壁定态热传导,两层壁厚相同,各层的热导率(导热系数)分别为λl和λ2,其对应的温度差为△t1和△t2,若△t1>△t2,则λl和λ2的关系为( )A、λ1=λ2B、λ1<λ2C、无法确定D、λ1>λ2正确答案:B13、下列过程的对流传热系数最大的是( )。
