传热100题答案
传热学习题答案
1．答案：A
提示：传热的基本方式有三种，即导热（或热传导）、对流（或热对流）和辐射（或热辐射）。2．答案：C
提示：同种物质，固、液、气三态导热系数依次减小。
3．答案：C
提示：所对应的总热阻为极小值时的绝缘层外径为临界热绝缘直径，也就是说当绝缘层外径为临界热绝缘直径时散热量最大。因此，当管道外径大于临界热绝缘直径时，总热阻总是大于极小值，这样，加热绝缘材料保温就有效。
4．答案：A
提示：傅里叶定律适用于各向同性物体的导热过程。q = ? ⊕ gradt
5．答案：A
提示：当其他条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室（或冷藏室）之间增加了一个附加热阻，因此，要达到相同的制冷室温度，必然要求蒸发器处于更低的温度。所以，结霜的冰箱耗电量更大。
6．答案：B
提示：国家标准规定：凡平均温度不高于350℃，导热系数不大于0.12 W ( m ⊕ K )的材料称为保温材料。7．答案：A
提示：第一类边界条件下，常物性稳态导热大平壁，无内热源，导热微分方程为d t2
dx 2
= 0，则温度分
布于导热系数无关。
8．答案：D
提示：圆柱导线，沿长度方向电流均匀发热，热量沿半径方向从里向外传递，因此应建立柱坐标下一维（沿半径方向）有内热源的稳态导热微分方程。
9．答案：C
提示：棉被经过晾晒以后，棉絮松散了，可使棉花的空隙里进人更多的空气。而空气在狭小的棉絮空
间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小，因此具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被变厚了，可以让更多的空气进人，棉被的导热系数变小了。
10．答案：A
提示：大平壁热流密度为q = ? ?t ?，因无内热源大平壁，热流密度为常数，当厚度相同，温差大，则导热系数小。
11．答案：C
提示：对平壁保温材料而言，材料的导热系数与温度无关，因传递的热流密度为常数，
q = ?t
R?1 + R?2
= const，无论两种保温材料如何放置，材料的放置次序对总热阻没有影响。
12．答案：A
提示：对于圆筒型保温材料而言，内侧温度变化率较大，故将导热系数较小的材料布置在内侧，将充分发挥其保温作用。
13．答案：D
提示：显式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向前差分获得，温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得，具有稳定性条件；隐式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向后差分获得，温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得，没有稳定性条件。
14．答案：C
提示：毕渥准则Bi < 0.1,瞬态导热的加热或冷却问题，可以用集总参数法求解。
15．答案：C
提示：减小接触热阻常用的方法有降低接触表面的粗糙度；增大接触面上的挤压压力；增加接触面的平行度；在接触表面之间加导热系数大的导热油脂或硬度小延展性好的金属箔。
16．答案：C
提示：气体和液体中会伴随热对流。
17.答案：A
提示：根据正常情况阶段的定义。
+ i +
+ + + +
= 511 402.94 ? = 499.5℃ = 22 + 402.94 ? = 48.9℃ ln 2 = ln
= 1.78 ?10 (m ⊕ K) W ln 3 = ln
ln 4 = ln
ln 5 = ln
= 3.4 ?10 (m ⊕ K) W q l = 4 w 1 =t 1
?ln i +1
= = 97.3 W m 1.78 ?10 + 0.139 + 1.06 + 3.4 ?10 2
= = 0.0148m=14.8mm
= + + R ?， R ? = =
18．答案：D
提示：温度梯度的定义式 gradt =
19.答案：A
提示：平壁的传热系数
t n
n ，方向指向温度升高的方向。 k =
1 h 1
n
1
i =1
?i
1h 2
=
3
炉墙的热损失就是通过平壁的热流密度，为
q = K (t f 1 t f 2 ) = 0.824 ? (511 22) = 402.94 W m 2
20.答案：C
提示：由于是稳态过程，热流量不变。有 q = t f 1
t w 1 1 h 1 = t w 2 t f 2 1 h 2 炉墙内表面温度为
t w 1 = t f 1 q
1 1
h 1 35 炉墙外表面温度为 t w 2 = t f 2
+ q
1 1
h 2 15
21.答案：B
提示：本题要求掌握圆筒壁的导热热阻的计算公式
d 1=0.150m ，d 2=0.159m ，d 3=0.169m ，d 4=0.329m ，d 5=0.339m 计算各层单位管长圆筒壁的导热热阻： 蒸汽管道 R ? l 1 = 1 d 2 ?1 d 1 1 0.159 2 ? 52 0.150 4
矿渣棉层
石棉预制瓦层
灰泥层
R ? l 2 =
R ? l 3 =
R ? l 4 =
1 d
2 ?2 d 2 1 d
2 ?
3 d 3 1 d 2 ?
4 d 4
1 0.169
2 ? 0.07 0.159 1 0.329 2 ? 0.10 0.169 1 0.339 2 ? 0.14 0.329 = 0.139(m ⊕ K) W = 1.06(m ⊕ K) W
2
22.答案：C
提示：蒸汽管道的热损失就是管道单位长度的热流量，为
t t w ,5
1 d
i i
4
170
50 23．答案：B
提示：当橡胶的外径小于热绝缘直径，橡胶可以增强电线与空气间的散热。
d c =
2?ins h 2
2 ? 0.086
11.6
因为
d 2 = d 1 + 2 ? 3mm = 12 mm < d c ，所以橡胶可以增强电线与空气间的散热。
24．答案：B 。
提示： ?R =
1 1 1 1 1 1 1 25．答案：D
提示：大平壁建立热平衡方程，有
q x =? q x =0 = q V ⊕ ?
而
q x = ?
dt dx x
，
dt dx
= 4000 x
计算得q x=0 = 0；q x =? = 40 ? ( 4000 ? 0.05) = 8000( W m 2 )
代入热平衡方程得
q V = (8000 0) 0.05 = 160000( W m3 )
26.答案：B
提示：不规则体的特征长度
体积V0.20 ? 0.30 ? 0.60 0.036
表面积A2 ? (0.20 ? 0.30 + 0.20 ? 0.60 + 0.30 ? 0.60) 0.72
Bi = h= 12 ? 0.05
64
= 0.011 Bi = 0.011 < 0.1，可以采用集总参数法计算。
27．答案：B
提示：Bi = hR
?
= 95 ? 0.00025
125
= 0.00019 < 0.1，可以采用集总参数法求解。
则
? ? 0 =
hA
?cV
?
? = ? cV
hA ln = ln
3h
28．答案：C = ln
3 ? 95 100
= 14.43(s)
提示：h x = 0.332 ?
x
12 13 h =
x
x +0
h x dx = 2h x h : h x = 2 :1
29．答案：C
提示：由于?
?
=
1
1.025
Pr 1 3 H Pr 1 3，当 ? t = ?，则Pr = 1。
30.答案：C
提示：管内流动流体某断面平均温度定义式：t f = + ?c p tudf
f
+ ? c p udf
f
=
2
R
turdr
31．答案：A
提示：在热充分发展段，h x
?
=常数，则h x保持不变。
32．答案：D
提示：受迫紊流换热，管长与管径比大于10，当管壁温度大于流体温度，可用的准则关联式是
0.8 0.2
33．答案：A
提示：流体外掠光滑管束换热时，由于后排管子受到前排管子对流体的扰动影响，后排管子的平均换热系数增大。
34．答案：D
提示：常热流边界条件，当热流密度为常数时，件下，呈线性变化。dt f
dx
= const，说明流体的平均温度在常热流边界条
长壁温条件下，
?p m ?t '
2h
l = = = = = 0.05
8930 ? 400 ? 0.00025 1
Re Pr
1
2 R u m +0
Nu = 0.023 Re Pr 0.4，由关联式可推出 h d 0.2，所以 h 1 h 2 = (d 2 d 1 )。
? c u R ，则说明流体的平均温度在常壁温热流边界条件下，呈对
3
提示：自然对流的准则关联式通常采用 Nu = C (Gr ⊕ Pr )的形式，C 、n 为由实验确定的常数。
当 Gr Re < 0.1，认为是纯受迫对流；当10 > Gr Re ε 0.1时，认为是混合流动； Gr Re ε 10，可作
数曲线变化。 35．答案：B
n
36.答案：A
提示：Bi 和 Nu 的表达式一样，式中物理量?含义不同：Bi 数中，?是导热物体的导热系数；Nu 数中， ?是流体的导热系数。 37．答案：C
Re 准则表征了惯性力与粘滞力的相对大小。 38.答案：A
提示：判断是不是纯受迫流动，或混合流动，可根据浮升力与惯性力的相对大小来确定。一般情况下， 2 2 2
为纯自然对流。 39．答案：B
提示：蒸汽沿向下方向外掠光滑管束凝结换热时，由于凝液从上向下流动，除第一排管子以外的后排 管子都会受到上排管子凝液的影响，使管子上的凝结液膜增厚，平均表面传热系数减小。 40．答案：B
提示：研究表明，在常热流或常壁温边界条件下，当流态达到旺盛紊流时，沿程表面传热系数 h x 将保 持不变。 41．答案：C
提示：蒸汽中即使只含有微量的不凝性气体，就会对凝结换热产生极有害的影响。空气为不凝性气 体，存在于水蒸汽中，会使水蒸汽凝结时表面传热系数减小。 42．答案：D
提示：
Pr = ? a ，根据 Pr 的大小，流体可分成三类：高 Pr 流体，如各种油类，粘度大而热扩散率
小，变压器油 Pr 100o
C = 80；低 Pr 流体，如液态金属，粘度小而热扩散率大,水银 Pr 100o
C = 0.016；普通 Pr 流体，如空气、水等， Pr 在 0.7～10之间，水 Pr 100o
C = 1.75，空气 Pr 100o
C = 0.7。 43．答：A
提示：判断现象是否相似的条件：凡同类条件，单值性条件相似，同名的已定准则相等，现象必定相 似。单值性条件包含了准则中的个已知物理量，即影响过程特点的条件，有几何条件、物理条件、边界条 件和时间条件。 44．答案：D
提示：对流换热，当流体的紊乱程度越大，表面传热系数越大。 45．答案：B
提示：人体在室内不仅与空气进行对流换热，还以周围墙体进行辐射换热。冬季和夏季墙壁内表面温 度不同，墙体与人体的辐射换热量不同。 46．答案：A
提示：由于长管和平板一般较长，边界层较厚，对流换热系数小，在横掠单管时，流体流程较短，边 界层较薄，而且在后部会出现边界层的脱离，使表面传热系数较大。 47．答案：D
提示：由于夹层可能存在对流作用，总的传热量要高于纯导热量，从而当量导热系数 ?e 与空气的导热 系数 ?之比大于或等于 1。 48．答案：B
提示：气化核的形成条件 R min = 2? T s
( r ?v ?t )，当过热度 (t w t s )升高，从而使气化核最小半径 R
min
减小。
49．答案：C
提示：空气自然对流，h ＝3～110W/(m 2⊕K)；空气受迫对流，h ＝20～100 W/(m 2⊕K)；水自然对流，h
＝200～1000W/(m 2⊕K)；水受迫对流，h ＝1000～15000W/(m 2⊕K)；水沸腾换热，h ＝2500～2500000W/(m 2⊕K)。 50．答案：B
提示：对流换热的计算公式是 q = h (t w t f )，是牛顿冷却公式。
⊕ K )
? ( 60 20) K = 3.2 ? 10 W m 2。
Re x = = = 4.7 ?105 < 5 ?105，x =250mm 处的边界层为层流边界层。
提示： h x x Pr 1 3 = 0.332 ? ? ( 4.7 ?105 ) 4.311 3 = 940.83 W (m 2 ⊕ K)
换热量 √ = h (t w t f ) A = 1881.66 ? (60 20) ? 0.25 ?1 = 18.82 ?10 W = 18.82kW
= = 3.08 ?10 1 K g ?H 98130810 86 180732(18.1?10 6 )
⊕ C (Gr ⊕Pr ) =
提示：定性温度 t m = (t W 1 + t W 2 ) 2 = 10 C ，
查得物性参数? = 14.16 ?10 m s ，? = 1 T m = 1 283.15
q = q v ⊕ ? = 3 ?10 W m ? 0.1m = 3000 W m q = h (
t W 2 t f )
，求得 t W 2 = 70 C
51．答案：C
提示：大空间常壁温竖壁紊流自然对流换热的准则中 n=1/3，大空间常热流竖壁紊流自然对流换热的 准则中 n=1/4
52．答案：A 提示： q = h (t w t f )
= 8000 W ( m
2
5
53.答案：A
提示：
u 0 x 1.24 ? 0.25
? 0.659 ?10 6
3
3
54.答案：C
= 0.332 Re x 0.25
h = 2h x = 1881.66 W (m 2 ⊕ K)
3
55.答案：B 提示：
? =
1 1 3
T 273 + 52
Gr = = = 2.46 ?109
2 2
h = Nu = ? n
0.0284 0.732
? 0.1? (2.46 ?109 ? 0.697)1 3 = 4.64 W (m 2 ⊕ K) 56．答案：C
o
6 2
当 Gr ? =
g ??t ? 3
? 2
= 2000时，夹层厚度 ?＝10.5mm ，导热量为最小。 57．答案：C
提示：判断平板的一绝热面温度最高为
t W 1；平板与空气接触的表面温度为 t W 2，平板的热流密度为
因
o
4 2
2
又
q = ? t W 1 t W 2
?
，求得 t W 1 = 170℃
58．答案：B
提示：根据角系数互换性 X 1,2 A 1 = X 2,1 A 2，又由于 X 1,2 = 1，则 X 2,1 = A 1 A 2
59．答案：C
提示：遮热板，当加热 n 块与壁面发射率相同的遮热板，则换热量将减少到原来的1 ( n + 1)。
60．答案：A
提示：晴朗夜晚，叶子上表面与太空间进行辐射热交换，由于太空温度很低，认为是绝对零度，因此， 叶子上表面温度会下降到零度以下，当空气中湿度较大，水汽会在叶子表面结露，进而结霜。叶子下表面 与土地进行辐射热交换，由于土地温度较高，因此叶子下表面不会结霜。 61．答案：D
提示：小孔具有黑体的性质， E = ? b T 4，从而小孔向外辐射的能量为 ? b T 4 d 2 4。 62．答案：C
i
提示： ?max = = 0.76μm
= b 24 =
5.67 ?10 8 ? (333 + 273) 764
6.7 W m 2
= = 16倍 5.67 ?10 ? (30 + 273) 477.9 W m T 4 q 12 = = = = 2228W/m 2
1 ∑1 1 ∑
2 1 1
提示：粗糙红转、空气、表面氧化的铜管、磨光的铝的表面发射率分别为 0.9、0、0.65和 0.05。 63．答案：D
提示：黑体，∑ = 1，表面热阻为零，J = E b ；绝热面，表面热流为零，J = E b ；无限大表面，A ， 表面热阻 0， J H E b ；灰体， 0 < ∑ < 1，表面热阻一定存在 J ? E b 。 64．答案：B
提示：因为太阳的能主要集中在短波（0.3~3?m ）范围。温度较低的物体，发出的波在长坡范围。提 高太阳灶的效率，在吸收表面因涂一层选择性材料，在段波范围，具有很大的吸收率，在长波范围具有尽 可能小的吸收率，这样，就能把太阳能吸收，自身发射出去的热能很少。 65．答案：D
提示：三角形无限长柱孔，任意两相临表面之间的角系数的表达式形式相同，如相临两表面 1，2间 的角系数为
X 1,2 = (l 1 + l 2 l 3 ) 2l 1；当断面为等边三角形，则 l 1 = l 2 = l 3 = l ， X 1,2 = 1 2。
66．答案：A
提示：一般分子结构对称的双原子气体，无发射和吸收辐射能的能力，而三原子、多原子气体和结构不对 称的双原子气体具有一定的辐射和吸收能力。 67．答案：C
提示：由于圆柱发射的能只有一半落在无限大平面上，所以 X 1,2 = 0.5。
68．答案：D
提示：由于空气中的导热系数很小，导热量可以忽略。将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空，可明显降低 对流换热量，但对辐射换热量无影响。 69．答案：C
提示：根据兰贝特定律，黑体辐射的定向发射强度与方向无关；同时，表面在单位辐射面积上发射的 辐射能落到空间不同方向单位立体角内的能量大小是不等的，其数值可以正比于该方向与辐射面法向方向 角的余弦。 70．答案：D
提示：减小冷库的冷量损失，是希望冷库尽可能小吸收辐射太阳能，从冷库的颜色来看，白色对可见 光为白体，因此吸收的太阳光最少。 71.答案：D
提示： 参看灰体（∑? = ∑ =常数）的定义。 72．答案：A
提示：空间热阻表达式
1 X i , j A
，与表面积和角系数有关。角系数取决于表面形状和表面间的相对位置。
73．答案：B
提示：大气层能阻止地面上绝大部分的热辐射透过,对地面具有保温作用，此性质称为大气层的温室效 应。
74.答案：C
提示： E b = ? b T 4 = 5.67 ?10 8 ? (1000 + 273.15) 4 = 148970 W m 2 75.答案：B
2897.6
3527 + 273
76.答案：C
提示： E b 2 E b 1 ? T 4 ? b T 1
4
8 4 2 77.答案：A
提示：大平壁单位面积的辐射换热量为
4 4
E b 1 E b 2 ≤ ?
+ 1 + + 1 + 1 ∑1 ∑ 2 0.5 0.8
78.答案：D
√12 1 1? b (T 1 2 4 ) ( ) = 2058W
E b 1 E b 2
= = ∑ A T = 0.96 ? 2 ?1? 5.67 ?10 400 4 286 4 1 ∑1 1 1 ∑ 2
q 12 = = = b 1
1 ∑1 ∑11225
1 ∑3 1 ∑3
E b 1 E b 2 E E b 2= = b 1
+ + 2 = H 10.6% 提示： √12 =
E b 1 E b 2
1 ∑1 2
1 1 ∑ X A A ∑ √1
2 E b 1 E b 2 5.67 ?10 8 (5004 4004 ) 1
∑1 1 1 ∑ 2 1 0.8 1 0.8 + + + 1 + ， √1 12，则有效辐射 J 1 = E b 1 = 3195 W m
∑1-∑1 = J 1 1， G 1 1 = 1800 W m 2，或 G 1 = (∑1E b 1 q ) / ?1 = 1800 W m 2
√1 q r b am w 4 ) = 0.9 ? 5.67 ?10 8 ?≤ ?/ = 32.1W m 2
提示：辐射板面与墙面间的辐射换热可以看为墙面内包辐射板面的辐射换热，且 A 2>> A 1，则
4 8 + +
X 12 A 1
79.答案：D
提示：未加铝箔时大平壁单位面积的辐射换热量为
E b 1 E b 2 E b 1 E b 2 E E b 2
+ 1 + + 1
加入铝箔遮热板后
q 12 ' =
1 ∑1
∑1
E b 1 E b 2 + 1 + + +
1 +
1 ∑
2 ∑ 2
1 1
2 21.25
∑1 ∑ 2 ∑ 3 辐射占原来的百分数
80．答案：A
q 12 ' q 12 2.25
； + + A 1 1 12 1 2 2
则
q = = = H 1395 W m
A ∑1 X 12 ∑ 2 0.8 0.8
81．答案：B
2
提示：发射辐射为 ∑1E b 1 = 2835 W m 2；
因为 √1 = =√ ∑1 A 1
82．答案：D
A 1 ∑1
2
提示： √1
A 1 G =J
A 1
反射辐射 ?1G 1 =360 W m 2，或 ?1G 1 =J 1 ∑1E b 1 = 360 W m 2
83．答案：C
提示：对于一侧是相变换热的换热器，无论是顺流还是逆流，所获得的对数平均温差相同。 84．答案：B
提示：当
C min C max = 0，无论是逆流还是顺流， ∑ = 1 e NTU ，所以效能相等。
85．答案：D
提示：对传热过程，两侧流体的对流换热阻直接影响传热系数的大小。由于空气的对流换热热阻比水 的对流换热热阻大很多，因此，有空气的传热过程传热系数就小。 86．答案：A
提示：传热过程，两侧流体的对流换热阻直接影响传热系数的大小；对流换热热阻大的一侧决定了整 个传热过程的热阻。因此，强化传热，应加强对流换热系数小，热阻大的一侧的流体的换热；加肋是为了 增加与流体接触的表面积来强化传热的，应加在流体表面传热换热系数小的一侧，传热效果好。 87．答案：D
提示：暖气片外壁与周围空气之间的换热过程有对流换热和辐射换热。 88.答案：C
提示： q c = h c (t f t w ) = 3.21? (20 10) = 32.1W m 2
= ∑? (T 4 T (273 + 16.7) 4 (273 + 10) 4
q = q c + q r = 64.2 W m 2
= = 6.42 W (m 2 ⊕ K)
= = 0.5 ?t ' ?t '' (300 20) ( 200 180)
(300 20) 提示： ?t m =，顺流： ?t m = = 98.5℃
?t ' ( 200 180)
?t '' ( ) ( ) = 148℃
逆流： ?t m = (300 180)
( 200 20)
(180 120
) (100 80) H 36.4℃ (180 120) (100 80) t 1 ' t 1 '' 180 100
400
80 200 30
= = 58.8 W (m 2 ⊕ K) A 1 ( E b 1 E b 2 ) √1,2 = + 1 ( 1) A 1 1 A 2 ∑ 2 则 √1,2 1 1 ( E b 1 E b 2 ) = 0.73? ? 0.2 ? 5.67 ?10 8 ? ?(150 + 273) ( 20 + 273) / = 641( W ) = ∑ A = = 86.3( o C ) ?t ' 120 15 ?t '' 120 50
A = = 17.01( m 2
)
89.答案：C 提示：
h = h c + h r = q
t f t w 64.2
20 10 q r q 32.1 64.2
90．答案：A
ln ln 300 180 200 20
ln
91．答案：C 提示：从温度分析该换热器为逆流： ?t m =
ln
∑ =
= = 0.8
t 1 ' t 2 ' 180 80
92.答案：C 提示：
?t m =
( 400 80) ( 200 30)
ln
= 237℃
√ = c 2 m 2 (t 2 '' t 2 ') = 4.18 ? 20 ? (80 30) = 4180kW
k =
√
A ⊕ ?t m 4180 ?103
300 ? 237
93．答案：C
提示：此问题属于空腔与内包壁面之间的辐射换热
1 A 1
∑1 A 2 ∑ 2
简算，因为，
1 较小，此项忽略不计
4 4
≤ ? （不进行简算， √1,2 = 627W ） 94．答案：B
提示：120℃的干饱和水蒸气，潜热为 2202.3 kJ kg ,蒸汽的流量为 0.05kg/s ， 换热量 √ = mr = 0.05 ? 2202.3 = 110.115( kW )
计算对数平均温差 ?t =
?t ' ?t '' (120 15) (120 50)
ln ln
√ = KA ?t m
√
K ?t
95.答案：A ，B ，C ，D
提示：因为管内加内插物对流体有扰动作用，可提高管内表面传热系数。 h = f (u , d
提示：参看书中导热系数内容。
96．答案：C ，D
提示：热扩散率 a =
97．答案：A ，B ，D
? ?c
，是一复合物性参数。 0.8
速、用椭圆管代替圆管能提高管内表面传热系数。 98．答案：A ，B
提示：凡是温度大于 0K 均有发射热辐射的性质，物体发射热辐射不需要传播介质。 99答案：A ，C ，D
提示：
兰贝特余弦定律的内容。
0.2)，增加流
100．答案：A ，B ，C
提示：表面热阻表达式
1 ∑ ∑ A
，与表面积和发射率有关。发射率取决于表面粗糙度、表面材料。
传热过程自测题
第三章 传热单元自测题 一、填空题 1、传热的基本方式有 、 和 三种。 2、对流传热系数的主要影响因素有 、 、 。 3、流体在圆形直管中做强制湍流传热时，对流传热系数关联式为 ，式中n 是为校正 的影响，当流体被加热时，n ＝ ，当流体被冷却时，n ＝ 。 4、蒸汽冷凝有 和 两种方式；液体在大容器内沸腾时，随着温度差(t w －t s )的不同，会出现 、 和 不同的沸腾状态，工业上应维持在 状态内操作。 5、总传热系数K 的倒数1/K 代表 ，提高K 值关键是 。 6、在管壳式换热器，用饱和水蒸汽冷凝加热原油，则原油宜在 流动，总传热系数接近于 的对流传热系数。 7、写出三种间壁式换热器的名称： 、 和 。 8、二流体逆流流动，T 1＝300℃，T 2＝200℃，t 2＝180℃，t 1＝25℃，则△t ＝ 。 9、有相变时的对流传热系数比无相变时 ；粘度μ值大，对流传热系数 ；热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数 。 10、平壁稳定热传导过程．通过三层厚度相同的材料，每层问 温度变化如图所示。试判断λ1、λ2、λ3的大小顺 序 ，每层热阻的大小顺序 。 11、有一列管式换热器，由38根φ25mm ×2.5mm 的无缝钢管 组成。苯在管内流动，由20℃被加热到80℃，苯的流量为8.32kg/s 。外壳中通入水蒸气进 行加热。则管壁对苯的传热系数为 W/(m 2 .℃)；若将苯的流量提高一倍，则传热系 数又为 W/(m 2.℃)。（已知苯的物性数据为：密度ρ＝860kg/m 3 ；比热容C p ＝ (kg.℃)；粘度μ＝；导热系数λ＝ W/(m 2 .℃)。） 12、对于圆筒壁的稳定热传导，其总热阻为各层热阻之 ；总推动力为 ；各层温差与 成正比；Q Q 1 Q 2 …；但q q 1 q 2 …。 13、固定管板式列管换热器中，压力高，腐蚀性以及不清洁的物料应走 。 14、套管换热器的管隙通入压强一定的饱和水蒸汽，使管内空气由t 1升温至t 2，空气的流量为m sc ，今保持蒸汽压强不变，而使m sc 增大，其它条件不变，则Q 、K 、 t 2 、△t m 。(变大、变小、不变、不确定) 15、进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用_______操作。 二、选择题 1、水在圆管中强制湍流时的对流传热系数αi 为1000W/(m 2 .℃)，若将水流量增加一倍，而其它条件不变，则αi 为( )。 A 、2000 B 、1740 C 、1000 D 、500 2、对间壁两侧流体一侧恒温，另一侧变温的传热过程，逆流和并流时△t m 大小为( )。 A 、△t m 逆＞△t m 并 B 、△t m 逆＜△t m 并 C 、△t m 逆＝△t m 并 D 、无法确定 3、某保温材料λ＝／，厚度为300mm ，测得低温处t 0＝80℃，单位面积导热速率为／，求高温处t 1＝( )。 A 、530℃ B 、82℃ C 、125℃ D 、无法确定 4、某流体在圆形直管内作湍流运动，温度由t 1加热至t 2，若流体流速为u 时，其对流
传热习题答案
1. 外径为100 mm 的蒸汽管，外面包有一层50 mm 厚的绝缘材料A ，λA =0.05 W/(m.℃)，其外再包一层25 mm 厚的绝缘材料B ，λB =0.075 W/(m.℃)。若绝缘层A 的内表面及绝缘层B 的外表面温度各为170 ℃及38℃，试求：（1）每米管长的热损失量；（2）A 、B 两种材料的界面温度；（3）若将两种材料保持各自厚度，但对调一下位置，比较其保温效果。假设传热推动力保持不变。 解：以下标1表示绝缘层A 的内表面，2表示绝缘层A 与B 的交界面，3表示绝缘层B 的外表面。 （1）每米管长的热损失 2 31231ln 1 ln 1) (2r r r r t t l Q B A λλπ+-= ∴ m W r r r r t t l Q B A /3.495050255050ln 075.01505050ln 05.01)38170(2ln 1ln 1)(22 3 1231=+++++-=+-=πλλπ (2)A 、B 界面温度t2 因系定态热传导，故 3.4921===l Q l Q l Q ∴ 3.4950 5050ln 05.01) 170(22=+-t π 解得 t 2=61.3 （3）两种材料互换后每米管长的热损失 同理 1.5350 5025 5050ln 05.01505050ln 075.01) 38170(2' =+++++-=πl Q W/m 由上面的计算可看到，一般说，导热系数小的材料包扎在内层能够获得较好的保温效果。 1、欲将一容器中的溶液进行加热，使其从30℃加热至60℃，容器中的液量为6000，用 夹套加热，传热面积为 ，容器内有搅拌器，因此器内液体各处的温度可视为均匀的， 加热蒸气为0.1MPa 的饱和水蒸气，传热系数为 ℃，求将溶液由30℃加热至60℃ 所需要的时间？ 已知溶液比热为℃，热损失忽略不计。 解：溶液从30℃被加热到60℃所需的热量： 而夹套的传热效率： 其中，对于 的饱和水蒸气， ℃
第四章传热习题答案
第四章 传热习题答案 4-1一炉壁由三层不同材料组成，第一层为耐火砖，导热系数为1.7 W/(m·℃)，允许最高温度为1450℃，第二层为绝热砖，导热系数为0.35 W/(m·℃)，允许最高温度为1100℃，第三层为铁板，导热系数为40.7W/(m·℃)，其厚度为6mm ，炉壁内表面温度为1350℃，外表面温度为220℃。在稳定状态下通过炉壁的热通量为4652 W/m 2，试问各层应该多厚时才能使壁的总厚度最小？ 解：当绝热材料达到最高允许温度时，总壁厚为最小 b t q ?=λ ，q t b ?=λ ()mm m b 1920.09136/4652110013501.7==-?= 0.006/40.7 0.35/220 11004652+-= 2b mm m b 2660.066== 因第二层绝热砖已达到最高温度，故第一层耐火砖的厚度不可再小，所以现在所得总厚为其最小厚度： mm b b b 32116466692min =++=++=δ 4-2一根直径为φ60mm×3mm 的铝铜合金钢管，导热系数为45 W/(m·℃)。用30mm 厚的软木包扎，其外又用30mm 厚的保温灰包扎作为绝热层。现测得钢管内壁面温度为-110℃，绝热层外表面温度10℃。求每米管每小时散失的冷量。如将两层绝热材料位置互换，假设互换后管内壁温度及最外保温层表面温度不变，则传热量为多少？已知软木和保温灰的导热系数分别为0.043和0.07W/（m·℃)。 解： ()()m W 34.4m W 30 60/2303060/2ln 0.07160/23060/2ln 0.0431/2326060/2ln 451101103.142ln ln ln -=++++++?---??= ++-= 3 4 32321214 1r r 21 r r 21r r 21t t L Q πλπλπλ 两层互换位置后，热损失为 ()()m W 39m W 30 60/2303060/2ln 0.043160/23060/2ln 0.071/2326060/2ln 451101103.142ln 2ln 2ln 2-=++++++?---??= ++-= 3 4 32321214 1r r 1 r r 1r r 1t t L Q πλπλπλ
《传热学期末复习试题库》含参考答案
传热学试题 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间所传递的热量 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。 （单位时间所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2） 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。 （传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间的传热量，W／(m2·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。 （W／(m·K)，W／(m2·K)，W／(m2·K)）
化工原理传热练习习题及标准答案.docx
化工原理习题及答案 第五章传热 姓名 ____________ 班级 ____________ 学号 _____________ 成绩 ______________ 一、填空题： 1.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为500℃ ,而 环境温度为20℃ ,采用某隔热材料, 其厚度为240mm,λ =此时单位面积的热损失为_______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 ***1140w 2.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为500℃ ,而 环境温度为20℃ ,采用某隔热材料, 其厚度为120mm, λ =此时单位面积的热损失为 _______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 *** 1000w 3.（ 6 分）某大型化工容器的外层包上隔热层, 以减少热损失 , 若容器外表温度为150℃ ,而 环境温度为20℃ , 要求每平方米热损失不大于500w, 采用某隔热材料, 其导热系数λ =则其 厚度不低于 _______。 ( 注 : 大型容器可视为平壁) *** 答案 *** 91mm 4.（ 6 分）某间壁换热器中 , 流体被加热时 , 圆形直管内湍流的传热系数表达式为 ___________________. 当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α= .K). 若水的其它物性不变, 仅改变水在管内的流速, 当流速为 0.8m.s时,此时传热系数α =_____________. *** 答案 ***α =(λ /d)Re Pr α = .K) 5.（ 6 分）某间壁换热器中 , 流体被加热时 , 圆形管内湍流的传热系数表达式为 _____________________. 当管内水的流速为0.5m.s时,计算得到管壁对水的传热系数α= .K). 若水的其它物性不变, 仅改变水在管内的流速, 当流速为 1.2m.s时,此时传热系数α =________________. *** 答案 ***α =(λ /d)Re Pr
传热复习题附答案
传热复习题 1、多层平壁定态导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差__最小__。 2、一定质量的流体在Ф25mm×2.5mm的直管内作强制的湍流流动，其对流传热系数 αi=1000W/(m2·℃)，如果流量和物性不变，改在Ф19mm×2mm的直管内流动，其αi=__1678__W/(m2·℃) 3、在蒸汽—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是__A__。 A.提高空气流速 B.提高蒸汽流速 C.采用过热蒸汽以提高蒸汽流速 D.在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液 4、在管壳式换热器中饱和蒸汽加热空气，则 （1）传热管的壁温接近___饱和蒸汽__温度 （2）换热器总传热系数将接近_____空气____对流传热系数 5、在蒸汽冷凝传热中，不凝气体的存在对α的影响是____A____ A. 不凝气体的存在会使α大大降低 B. 不凝气体的存在会使α升高 C. 不凝气体的存在对α无影响 6、大容器内饱和液体沸腾分为____自然对流____、____泡核沸腾_____和____膜状沸腾_____ 阶段。工业上总是设法在_____泡核沸腾_____下操作。 7、斯蒂芬—波尔兹曼定律的数学表达式是 4 0100?? ? ? ? = T C E b ，该式表明__黑体的辐射能力与 热力学温度的四次方成正比___ 8、物体黑度是指在___相同__温度下，灰体的__辐射能力__和__黑体辐射能力__之比，在数值上它与同一温度下物体的__吸收率__相等。 计算题 9、质量流量为7200kg/h的常压空气，要求将其温度由20℃加热到80℃，选用108℃的饱和水蒸气作加热介质。若水蒸气的冷凝传热膜系数为1×104W/(m2·℃)，且已知空气在平均温度下的物性数据如下：比热容为1kJ/(kg·℃)，导热系数为2.85×10-2W/(m·℃)，粘度为1.98×10-5Pa·s，普兰特准数为0.7。 现有一单程列管式换热器，装有Ф25mm×2.5mm钢管200根，管长为2m，核算此换热器能否完成上述传热任务？ 计算中可忽略管壁及两侧污垢的热阻，不计热损失 解：空气需要吸收的热量是已知的，蒸汽冷凝放出热量能否通过该换热器的传递为空气所获得，就与列管换热器的传热速率密切相关。核算现有的列管换热器是否合用，就是用工艺本身的要求与现有换热器相比较，最直接的方法就是比较两者的Q或S0 （1）核算空气所需的热负荷应小于换热器的传热速率，即Q需要＜Q换热器 （2）核算空气所需的传热面积应小于换热器提供的传热面积，即S0需要＜S0换热器 解题时，首先应确定列管换热器中流体的流径，因蒸汽安排在壳程易排出冷凝水，故蒸汽走
第四章传热习题
第四章 填空题: 1、传热的基本方式有 、 和 三种。 2、导热系数的物理意义是 ，它的单位是 。 3、各种物体的导热系数大小顺序为 。 4、在湍流传热时，热阻主要集中在 ，因此，减薄该层的厚度是强化 的重要途径。 5、在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有 、 、 和 四种。 6、无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe 0.8Pr n 公式中，n 是为校正 的影响。当流体被加热时，n 取 ，被冷却时n 取 。 7、某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因是 。 8、当管壁及污垢热阻可忽略时，薄管壁求K 公式可简化为：1 0111αα+=K 此时若10αα<<，则有 。 9、努塞尔特准数Nu 表示 的准数，其表达式为 ，普兰特准数Pr 表示 的准数，其表达式为 。 10、蒸汽冷凝有 和 两种方式。 11、总传热系数的倒数 K 1 代表 ，提高K 值的关键
是 。 12、在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气加热原油，则原油宜走 程，而总传热系数K 接近于 的对流传热系数 13、在管壳式换热器中，当两流体的温差超过 时就应该采取热补偿措施。其基本形式有 、 和 。 14、写出四种间壁式换热器的名称 、 、 及 。 选择题： 1、两流体可作严格逆流的换热器是( ) A 板翅式换热器 B U 型管式列管换热器 C 浮头式列管换热器 D 套管式换热器 2、管壁及污垢热阻可略,对薄管壁来说,当两流体对流体热系数相差悬殊时(如 0αα>>i ),为有效提高K 值，关键在于（ ） A 提高i α B 提高0α C 减小垢层热阻 D 提高管内流体流量 3、双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度差为1t ?和2t ?，若1t ?>2t ?，则1λ和2λ的关系为（ ） A 1λ<2λ B 1λ>2λ C 1λ=2λ D 无法确定 4、空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3，其大小顺序是（ ） A λ1>λ2>λ3 B λ1<λ2<λ3 C λ2>λ3>λ1 D λ2<λ3<λ1 5、对流体热速率=系数×推动力，其中推动力是（ ）
化工原理—传热复习题
一、选择题 1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（） A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值； B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异； C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手； C 2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； A、C、D； B、E、F 3、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因； B、流体的流动状况； C、流体的物性； D、流体有无相变； E、壁面的几何因素； A、B、C、D、E 4、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（）。 A、②>④>③>①； B、③>④>②>①； C、③>②>①>④； D、②>③>④>①； 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 D 5、下述各种情况下对流传热系数由大到小的正确顺序应该是（）。 A、③>④>①>②； B、④>③>②>①； C、③>④>②>①； D、③>②>④>①； ①空气流速为30m/S时的a；②水的流速为1.5m/s时的a； ③蒸汽滴状冷凝时的a；④水沸腾时的a； C 6、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（）。 A、管避热阻； B、污垢热阻； C、管内对流传热热阻； D、管外对流传热热阻； B 7、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（）。 A、除真空和大多数固体外，热射线可完全透过； B、热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围； C、热射线和可见光一样，都服从折射定律； D、物体的温度不变，其发射的辐射能也不变； A 8、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90?C，出口温度为50?C，冷
传热习题集资料
一、填空题 1、按热量传递的途径不同，我们一般把传热分为 、 、 三种方式。 2、按冷热流体接触的方式不同，我们一般把传热分为 、 、 三种 方式。 3、常见的加热介质有 、 、 、 、 等。 4、按传热管的结构形式可分为 、 、 、 换热器等。 5、列管换热器是由 、 、 、 和封头等部分组成。 6、设置列管式换热器折流挡板的目的是 。 7、列管式换热器热补偿的方式有 、 、 。 8、在间壁式换热器中，总传热过程由下列步骤所组成：首先是热流体和管外壁间的_____ 传热，将热量传给管外壁面；然后，热量由管的外壁面以____________方式传给管的内壁面 最后，热量由管的内壁面和冷流体间进行_________________传热。 9、采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度T 1/ 、加热蒸汽压力P 不变， 现冷体流量增加，则冷流体出口温度T 2/_______，传热速率Φ______，总传热系数K _______ , 传热平均温度差△T m ________。 10、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A 和B ，温度分布线 如右上图（b ）中所示，则λA ______λB (填“﹥”或 “﹤”)，将______ 层材料放在里层时保温效果更好。 11、若间壁侧流体的传热过程α1，α2相差较大（α1<<α2），K 值接近_____________侧的 值。 12、金属固体的导热系数是随温度的升高而 ，非金属固体的导热系数是随温度的升 高而 。水和甘油的导热系数是随着温度的升高而 。 13、在导热速率方程式为δ λt S Q ?=，中λ称为： ，单位是 ； 14、两流体在列管换热器中并流传热时，冷流体的最高极限出口温度为 ; 在逆流传热时，冷流体的最高极限出口温度为 因此，在 流传热时， 载热体的用量少 。 15、传热的基本方式可分为 、 、 三种。间壁式换热器传热过程强 化的途径主要有 、 、
工程传热学试题及其答案
工程传热学试题及其答案
传热学试题 （环境科学与工程学院2003级使用） 班级 姓名 学号 成绩 一、概念题（34分） 得 分 答：非周期性的加热或冷却过程可以分为初始状况阶段和正规状况阶段（2分）。前者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。 得分 答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为A cV αρτ＝ 0，（1分）从中不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。因此， 1.（6分）非周期性的加热或冷却过程可以分 2.（6分）时间常数是从什么导热问题中定义
同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。 得 分 答： 四个无量纲准则的物理量组成为：2 3 Re;Pr ;Pr ;Re νβννTL g Gr Pe a L u ?=?=== ∞。（各1分） Re ――表征给定流场的流体惯性力与其黏性力的对比关系；Pe ――表征给定流场的流体热对流能力与其热传导（扩散）能力的对比关系；Pr ――反映物质的动量扩散特性与其热量扩散特性的对比关系；Gr ――主要表征给定流场在浮升力作用下产生的流体惯性力与其黏性力的对比关系。（各1分） Bi=αL s /λs 而Nu=αL f /λf 。从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数λs 为固体的值，而Nu 数的λf 则为流体的值；Bi 数的特征尺寸L s 在固体侧定义，而Nu 数的L f 则在流体侧定义。从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系，而后者则反映了换热系统中流体与壁面地换热性能与其自身的导热性能的对比关系。（2分） 3.（10分）写出对流换热过程中的无量纲准
传热复习题(一)参考答案,DOC
《传热技术》复习题(一)参考答案 一、填空题 1、写出三种间壁式换热器的名称：套管式换热器 管壳式换热器和板式换热器。 、 2、换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很多，这往往是由于传热管表面 8、列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近水蒸汽的温度，总传热系数接近空气的对流传热系数。 9、列管换热器，在壳程设置折流挡板的目的是强化传热和支撑管束。 10、如图所示为间壁式换热器中冷流体B与热流体A 的稳态传热过程的温度分布曲线，该传热过程是由对
流传热、热传导和对流传热三个串联的热传递环节组成，由图分析可知:α1<α2，因此若强化该传热过程，应从A 侧着手。 11、强化传热的方法之一是提高K 值.而要提高K 值,则应提高对流传热系数较 小一侧的对流传热系数。 12、有两种不同的固体材料，它们的导热系数第一种为λ>第二种为λ 2、提高传热强度的主要途径是增大（C ）。 A.传热温度差； B.加热蒸汽压力； C.传热系数； D.传热面积； 3、计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择有关的是（D ）。 A ．普兰德准数 B ．传热单元数
C．离心分离因数ＫD．过滤常数Ｋ 4、黑度表明物体的辐射能力接近黑体的程度，其值大小与物体的（D）无关。 A．种类；B．表面状况；C．表面温度；D．.颜色 5、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K值接近于（B）。 A.α 蒸汽B.α 空气 6 7 8 A.内层 B.外层 C.内外层均可内外层均不可 12、用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（A） A.蒸汽的温度； B.空气的出口温度； C.空气进口温度 D.空气进、出口平均温度
化工原理传热练习题(DOC)
传热 概念： 1、传热的三种基本方式 2、如何测定及如何提高对流传热的总传热系数K 4、如何强化传热 计算公式 （1）热量衡算（有相变、无相变）K的计算、平均温度差、总传热速率方程、传热面积的计算（判别是否合用）（例4－8） （2）流体在圆形管内作强制湍流流动时α计算式（公式、条件），粘度μ对α的影响。（3）实验测K (例4－9) （4）换热器操作型问题（求流体出口温度，例4－10） 二实验题（10） 1．利用过热蒸汽进行传热实验的过程中，若运行一段时间后，传热膜系数下降，可能的原因是什么？如何解决？ 2.蒸汽冷凝传热时，为什么要排放不凝性气体？内管壁温接近于哪一侧流体的温度？ 3.为了提高换热器的总传热系数K，应提高空气侧，还是水侧的 和S？为什么？ 换热器中冷热流体的流动方向有几种，当选择流向时应如何考虑？ 4．阐述液体沸腾曲线的基本形状，一般沸腾应处于什么状态才能达到较好的换热效果？ 1、（4分）换热器中冷热流体的流动方向有：逆流，并流，折流和错流。（1分） 当采用逆流时，在传热量和总换热系数一定的情况下，换热器的传热面积较小，另外，采用逆流还可以节省加热介质或冷却介质的用量。通常，换热器尽可能采用逆流操作。（1分）当某些特殊工艺要求时，对流体的温度有所限制，如冷流体被加热时不能超过某一温度，或热流体被冷却时不能低于某一温度时，可采用并流。（1分）采用折流或错流时，主要是为了满足换热器的结构要求，或提高总传热系数。（1分） 2、（6分）液体沸腾曲线主要包括自然对流、泡状沸腾和膜状沸腾。（3分） 一般沸腾应处于泡状沸腾状态才能达到较好的效果，此时传热系数和热通量都较大。 （3分）5．灰体的定义及特点 6、设计一套实验装置要求既可以测量总传热系数，又可同时测量对流传热系数，标注仪表、 仪器名称。并简要说明试验步骤，需要测量那些参数。？ 三计算题（60分） 3 （20分）在一列管式换热器内用水冷却苯。苯走管程，流量为 1.5kg/s，由80o C 被冷却至30o C。冷却水在壳程内呈湍流流动，且与苯逆流流动，其进口温
第五章 传 热(自测题)
第五章传热【学生自测题】 一、填空或选择 1. 多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差。 2. 一定质量的流体在φ25×2.5mm的直管内，作强制的湍流流动，其对流传热系数 a i=1000W/m2·℃，如果流量和物性不变，改在φ19×2mm的直管内流动，其a i为W/m2·℃。 A．1259；B．1496；C．1585；D．1678。 3. 水与苯通过间壁换热器进行换热。水从20℃升至30℃，苯由80℃降至40℃，则最小值流体为，此换热器的传热效率η=____ 。 4. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_________ 。 5. 有一套管换热器，在内管中空气从46℃被加热到50℃，环隙内有119.6℃的水蒸气冷凝，管壁温度接近___ ℃。 A．35；B．119.6℃；C．77.3 。 6. 对膜状冷凝传热，冷凝液膜两侧温差愈大，冷凝传热系数愈____ 。 7. 在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度；乙）换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。则： A．甲乙均合理；B．甲乙均无理；C．甲合理，乙无理；D．甲无理，乙合理。 8. 在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对a的影响是______ 。 A．不凝气体的存在会使a大大降低；B．不凝气体的存在会使a升高； C．不凝气体的存在对a无影响。 9. 对在蒸气-空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上可行的是____ 。 A．提高空气流速；B．提高蒸气流速；C．采用过热蒸气以提高蒸气流速； D．在蒸气一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。 10. 在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该____ 。 A．增大；B．变小；C．不变；D．不确定。 11. 327℃的黑体辐射能力为27℃黑体辐射能力的____倍。 12. 物体黑度是指在___温度下，物体的___与_____ 之比，在数值上它与同一温度下物体的_____相等。 13. 在卧式列管换热器中用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在___流动，总传热系数接近的对流传热系数值，传热壁面的温度接近于___温度。 14. 列管式换热器的壳程内设置折流挡板，以提高___程流速。设置隔板以提高____程流速，以达到强化传热的目的。管程流速的选取，对一般液体取___，气体取____，如果该换热器用水蒸气冷凝来加热原油，那么水蒸气应在____流动。 15. 斯蒂芬─波尔茨曼定律的数学表达式是____ ，该式表明____ 。 二、计算题 1. 设计由φ25×2mm的136根不锈钢管组成的列管换热器。平均比热为4187J/kg·℃的溶液在管内作湍流流动，流量为15000kg/h，并由15℃加热到100℃。温度为110℃的饱和水蒸气在壳方冷凝。已知单管程时管壁对溶液的对流传热系数为a i=520W/m2·℃，蒸气冷凝时的对流传热系数a o=1.16×104W/m2·℃，不锈钢管的导热系数l=17W/m ·℃，忽略污垢热阻和热损失，试求： （1）管程为单程时的列管有效长度； （2）管程为四程时的列管有效长度（仍为136根）。 2. 有一单程列管式换热器，内装有φ25×2.5mm的钢管300根，管长为2m。要求将质
最新传热复习题
1. 间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻( ) A. 成正比 B. 成反比 C. 没关系 （答案 A） 2. 翅片管换热器的翅片应安装在( )。 A. α小的一侧 B. α大的一侧 C. 管内 D. 管外 （答案 A） 3. 穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层 的热阻 R 1R 2 R 3 ( )。 A. R 1>(R 2 +R 3 ) B. R 1 <(R 2 +R 3 ) C. R 1=(R 2 +R 3 ) D. 无法比较 （答案 C） 4. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为ｔ 12 有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却 蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温ｔ 2 ( )。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 （答案 A） 5. 套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸汽，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时: （1）传热系数K应 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （2）空气出口温度 A 增大 B 减小 C 基本不变 ( ) （3）壁温 A 增大B 略有减小 C 基本不变 ( ) （答案 A、B、 C） 6. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。 A. 增加热阻，减少热量损失; B. 节约钢材、增强美观 C. 增加传热面积，提高传热效果。 （答案 C） 7. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α( )滴状冷凝的α。
A. 等于 B. 大于 C. 小于 （答案 C ） 8. 导热是（ ）热量传递的主要方式。 A. 固体中 B. 液体中 C. 气体中 （答案 A ） 9. 热量传递的基本方式是（ ）。 A. 恒温传热和稳态变温传热字 B. 导热给热和热交换 C. 气化、冷凝与冷却 D. 传导传热、对流传热与辐射传热 （答案 D ） 10. 在比较多的情况下，尤其是液－液热交换过程中，热阻通常较小可以忽略不计的是（ ）。 A. 热流体的热阻 B. 冷流体的热阻 C. 冷热两种流体的热阻 D. 金属壁的热阻 （答案 D ） 11. 传热速率公式q ＝KA Δt m Δt m ）。 A.器壁内外壁面的温度差 B.器壁两侧流体对数平均温度差 C.流体进出口的温度差 D.器壁与流体的温度差 （答案 B ） 12. 湍流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（ ）。 A. 流体内; B. 器壁内; C. 湍流体滞流内层中; D. 流体湍流区域内。 （答案 C ） 13. 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1116)(2K m W ?，α2 11600) (2K m W ? 要提高传热系数（K ），最简单有效的途径是（ ）。 A. 设法增大α1; B. 设法增大α2;C. 同时增大α1α2 （答案 A ） 14. 用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近（ ） A. 蒸汽的温度； B. 空气的出口温度； C. 空气进、出口平均温度 （答案 A ） 15. 间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K 值，关键在于提高对流传热系数（ ）之值。 A. 大者； B. 小者； C. 两者； （答案 B ） 16. 在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气，此过程的总传热系数K 值接近于（ ）。 A. α蒸汽 B. α空气 C. α蒸汽与α空气的平均值 （答案 B ） 17. 对流传热仅发生在（ ）中。 A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体 （答案 C ） 18. 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（ ）。
传热试题
传热学（1）试题 一、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备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．肋片效率值（） A．小于负1 B．小于1 C．等于1 D．大于1 2．非稳态导热过程中两侧壁温差________稳态导热。（） A．远小于B．远大于 C．等于D．无法确定 3．对流换热系数为5000W／（m2·K）、温度为20℃的水流经50℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A．1.5×105W/m2 B．1.5×104W/m2 C．2×105W/m2 D．3×103W/m2 4．Re准则数的表达式为（） A． L/λB．uL/v c C．v/a D．gβΔtL3/v2 5．蒸汽中若含有不凝结气体，将_________凝结换热效果。（） A．大大减弱B．大大增强 C．不影响D．可能减弱也可能增强 6．空间辐射热阻与_________无关。（） A．表面粗糙度B．表面尺寸 C．表面间的相对位置D．表面形状 7．灰体的吸收率与_________无关。（） A．波长B．温度 C．表面粗糙度D．波长和温度 8．暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为（） A．纯对流换热B．纯辐射换热 C．传热过程D．复合换热 9．五种具有实际意义的换热过程为：导热、辐射换热、复合换热、传热过程和（）A．热对流B．热辐射 C．无法确定D．对流换热 10．高温过热器常采用_________布置方式。（）
A．顺流B．顺流和逆流混合 C．逆流D．顺流和交叉流混合 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11．铝钣盒内倒上开水，其外壁很快就很烫手，主要是因为铝的___________________值很大的缘故。 12．各类物质材料的导热系数差别很大。一般来说，合金的导热系数__________________相关的纯金属的导热系数。 13．通过炉墙的的热传递过程属于___________________。 14．沸腾换热时，管子应尽可能_______垂直____________布置，以免出现汽水分层。15．出现紊流边界层后，对流换热的热阻主要发生在___________________。 16．凝汽器通常都采用____水平叉排_______________的布置方案。 17．___________________准则是判别流体在强制对流时层流和紊流的依据。 18．任何物体只要其温度高于___________________，就会不停地向外进行热辐射。19．对可见光来说，同一物体的Xλ与λ有很大关系，太阳辐射中有1／3以上是可见光，所以物体对太阳能的吸收________不能__当作灰体。 20．温度对辐射换热的影响___________________对对流换热的影响。 一、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备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为（） A.复合换热、导热、对流换热 B.导热、对流换热、复合换热 C.对流换热、复合换热、导热 D.复合换热、对流换热、导热 2．温度对辐射换热的影响（）对对流换热的影响。 A.等于 B.大于 C.小于 D.可能大于、小于 3．对流换热系数为1000W/（m2·K）、温度为77℃的水流经27℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A.8×104W/m2 B.6×104W/m2 C.7×104W/m2 D.5×104W/m2 4．流体流过管内进行对流换热时，当l/d（）时，要进行入口效应的修正。 A.>50 B.=80
传热学试题库含参考答案
《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。） 5．结合你的工作实践，举一个传热过程的实例，分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。（提示：学会分析实际传热问题，如水冷式内燃机等） 6．在空调房间内，夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右，夏季人们可以穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 （提示：从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温，以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象（主要是人体与墙面的辐射传热的不同））
第二章 传热习题答案
【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm 厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm 厚的混凝土所组成。内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(m ·K )，要求该冷藏室的热损失为15W/m 2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解：三层平壁的导热。 1）所需软木的厚度2b 由 ∑=-=3141i i i b T T q λ 得 151 .0019.00433.0762.0051.08.174.29152+++=b 解得： m b 128.02= 2）松木和软木接触面处的温度3T 由 151 .0019 .08.17153+==T q 解得：9.153-=T ℃ 解题要点：多层平壁热传导的应用。 【2-2】为减少热损失，在外径为150 mm 的饱和蒸汽管道外加有保温层。已知保温材料的热导率λ=0.103+0.000 198 T(式中T 为℃),蒸汽管外壁温度为180 ℃,要求保温层外壁温度不超过50 ℃,每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m ·s)以下,问保温层厚度应为多少?(计算时可假定蒸汽在180 ℃下冷凝)。 解：保温层平均热导率为： )./(126.02 501801098.1103.04K m W =+??+=-λ 由于本题已知的是蒸汽管道外壁面温度，即保温层内壁面温度，故为一层导热。 由 )()(21 221r r Ln T T L Q -=λπ 得： )()(21 221r r Ln T T L Q -=πλ （1）
传热自测题及答案
传热 一、填空题 1. 传热的基本方式有_______、_______和_______三种。 2. 导热系数的物理意义是_______，它的单位是_______。 3. 各种物体的导热系数大小顺序为_______。 4. 牛顿冷却定律表达式为_______，其中温度差代表_______。 5. 对流传热系数的主要影响因素有_______、_______、_______。 6. 当流体在管内呈湍流动时，对流传热热阻主要集中在_______，为了减小热阻以提高α值，可采用的措施是_______。 7. 流体在圆形直管中强制湍流传热时，对流传热系数关联式为α=0.023λ/d i Re 0.8 Pr n ，式中n 是为校正_______的影响。当流体被加热时，n 等于_______，当流体被冷却时，n 等于_______。 8．努塞尔特准数Nu 表示_______的准数，其准数式为_______；普兰特准数Pr 表示_______的准数，其准数式为_______ 9. 蒸气冷凝有_______和_______两种方式。 10. 液体在大容器内沸腾时，随着温度差（s w t t -）的不同，出现_______、_______和_______不同的沸腾状态。 11. 总传热系数的倒数1/K 代表_______，提高K 值的关键是_______。 12. 在卧式管壳式换热器中，用饱和水蒸气冷凝加热原油，则原油宜在_______程流动，总传热系数接近于_______的对流传热系数。 13．根据热补偿方式的不同，写出三种管壳式换热器的基本型式：_______、_______和_______。 14. 写出三种间壁式换热器的名称：_______、_______和_______。 15．蒸汽在套管换热器中的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数K 值接近于_______的对流传热系数；管壁的温度接近于_______的温度。 二、选择题 1．双层平壁定态热传导，两层壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1，和λ2，其对应的温度差为△t 1和△t 2，若△t 1＞△t 2，则λ1和λ2的关系为（ ）。 A ． λ1＜λ2, B ． λ1＞λ2 C ．λ1=λ2 D ．无法确定 2．空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2：和λ3，其大小顺序为（ ）。 A. λ1＞λ2＞λ3 B. λ1＜λ2＜λ3 C ．λ2＞λ3＞λ1, D. λ2＜λ3＜λ1, 3．通过三层平壁的定态热传导，各层界面间接触均匀，第一层两侧温度为120℃和80℃，第三层外表面温度为40℃，则第一层热阻R 1和第二、三层热阻R 2、R 3的大小为（ ）。 A. R 1＞（R 2＋R 3） B ．R 1＜（R 2＋R 3） C ．无法确定 D ． R 1=（R 2十R 3） 4．在管壳式换热器中，用饱和蒸汽冷凝以加热空气，下面两项判断为（ ）。 甲：传热管壁温度接近加热蒸汽温度。 乙总传热系数接近于空气侧对流传热系数。 A ．甲、乙均合理 B ．甲、乙均不合理 C ．甲合理、乙不合理 D ．甲不合理、乙合理 5．对流传热速率=系数×推动力，其中推动力是（ ）。 A ．两流体的温度差 B ．.流体温度和壁温度差 C ．同一流体的温度差 D ．两流体的速度差 6．因次分析的目的是（ ）。 A ．得到各变量间定量关系 B ．用无因次数群代替变量，使实验简化 C ．得到无因次数群间定量关系 D ．实验结果更可靠 7．计算液体在圆管内对流传热系数，若可采用Nu ＝0.023Re 0.8 Pr n ，式中指数n 为（ ）。 A ．0.4 B ．0.3 C ．被加热时为0.4,被冷却时为0.3 D ．被加热时为0.3，被冷却时为0.4 8．水在圆管中强制湍流时的对流传热系数i α为1000 W/（m 2?℃），若将水的流量增加