1999年上海交通大学双学位传热学试题
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。
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。
（单位时间内所传递的热量，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内的传热量，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。
传热学复习题及其答案经典总结
传热学复习题及其答案（Ⅰ部分）一、 概念题1、试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？以暖气片管内走热水为例。
答：有以下换热环节及传热方式：（1） 由热水到暖气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热；（2） 由暖气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 由暖气片管道外壁到室内空气，热传递方式有自然对流换热和辐射换热。
2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程，各个环节有哪些热量传递方式？答：有以下换热环节及传热方式：（1） 室内空气到墙体内壁，热传递方式为自然对流换热和辐射换热；（2） 墙的内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 墙的外壁到室外空气，热传递方式有对流换热和辐射换热。
3、何谓非稳态导热的正规阶段？写出其主要特点。
答：物体在加热或冷却过程中，物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，物体初始温度分布的影响逐渐消失，这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。
4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式，并说明其物理意义。
答：（1）努塞尔(Nusselt)数，λlh Nu =，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。
（2）雷诺(Reynolds)数，νl u ∞=Re ，它表示惯性力和粘性力的相对大小。
（3）普朗特数，a ν=Pr ，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。
（4）毕渥数，λlh B i =，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。
5、竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加还是减小？为什么？。
答：竖壁倾斜后，使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一部分，液膜流 动变慢，从而热阻增加，表面传热系数减小。
另外，从表面传热系数公式知，公式中的g 亦要换成θsin g ，从而h 减小。
6、按照导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？ 答：根据导热机理可知，固体导热系数大于液体导热系数；液体导热系数大于气体导热系数。
(完整版)传热学试卷和答案
传热学（一）第一部分选择题1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )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 ?( )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 ( )A. B. C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 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（）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（）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. 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. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （）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（）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。
12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。
13. 导热微分方程式的主要作用是确定。
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。
15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。
16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。
17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。
18. 角系数仅与因素有关。
19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。
传热学试题、答案及考试分析
开卷 120分钟 100分一、 判断哪些论断是正确的，哪些是错误的，在A 、B 、C 、D 上划“√”或“ ”。
要求全划，不划不得分。
每题4分。
（8分） 1、ε=αA 、适用于漫灰表面B 、当与环境温度平衡时适用于任何表面C 、当环境为黑体时适用于任何表面D 、适用于任何表面 （答案：A ） 2、对绝热表面A 、本身辐射=有效辐射B 、有效辐射=投射辐射C 、吸收辐射=本身辐射D 、反射辐射=投射辐射 （答案：B ） 二、 相似准则1、写出下述相似准则的定义式 （3分） B i =（h δλ） F 0 =(2a τδ)G r =(32gl tαν∆) P r =(aν)Re =(ulν) Nu =(hlλ)St =(p huc ρ) 2、水平圆管与气体自然对流放热公式为 （3分） Nu=0.13 ( G r ·P r ) 1/3给下列比例关系中各物理量添上正确的幂次 α～ｄ·△t · Cp ρ∙ ·λ·μ (01313223113~p h d t c ρλμα-⋅∆⋅⋅⋅⋅⋅) 三、 基本概念与公式1、 已知圆管中的速度分布与温度分布，写出其断面平均温度的表达式（3分）(答案：Au t t dA u=⋅⋅⎰⎰，其中Au u dA =⋅⎰⎰)2、一平板置于X-Z 座标下如图。
流体由左侧横向冲刷，写出该座标下平板边界层的动量方程与能量方程 （4分）x z（答案：动量方程：22u u u u v z x x ν∂∂∂+=∂∂∂；能量方程：22t t tu v a z x x∂∂∂+=∂∂∂）3、 写出导热问题第三类边界条件的表达式，并在所用符号上打“√”表示已知量，打“？”表示未知量 （2分） （答案：()f s sth t t n λ∂-=-∂，已知量：f t ，h ，λ。
未知量：t ） 4、 圆管内、外径为d 1 ，d 2 ，内壁热流密度为q 1 ，外壁热流密度为q 2 ，单位管长热流为q L,给出q2与qL的因次及它们之间的关系式（3分）（答案：[]22q W m ⎡⎤=⎣⎦，[][]l q W m =，222l q r q π=⋅）5、 根据下述提示简述边界层理论的五个主要内容，α、尺度，b 、速度梯度，c 、发展过程，d 、整个流场分区情况，e 、边界层内压力分布特点，为什么边界层理论有巨大实用价值？ ( 8分 )（答案：a 、边界层的厚度很薄，故尺度很小；b 、法向速度梯度很大，故粘滞力很大；c 、边界层流态分层流和紊流，紊流边界层紧靠壁处仍将是层流，称层流底层；d 、流场可划分为主流区和边界层区，只有在边界层内才显示流体粘性的影响。
传热学_上海交通大学2中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
传热学_上海交通大学2中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.与稳态问题相比，非稳态导热数值求解过程中，关键是：答案:非稳态项的离散2.显示格式的特点是：答案:与向前差分对应的3.在由表面1和表面2组成的封闭系统中，X1,2与X2,1有什么关系？答案:不确定4.第二类边界条件是什么?答案:已知物体边界上的热流密度5.一金属块的表面发射率为0．4，温度为227℃，它的表面热辐射力是多少?若表面氧化后发射率变成0.9，其表面热辐射力将如何改变?答案:1417.5W／m2，将增大6.有一个由六个平面组成的六边形长通道，其内表面分别以l、2、3、4、5、6表示，已知角系数X12＝0.1、X14＝0.25，X15＝0.25，X16＝0.12，则X13为？答案:0.287.在扩展表面中的导热问题中，只要扩展表面细长，就可按照一维问题处理.答案:错误8.普朗特数Pr不属于物性参数。
答案:错误9.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是减小辐射传热。
答案:错误10.增厚圆管外的保温层，管道热损失将减小。
答案:错误11.浓度梯度是传质的一种推动力。
答案:正确12.对管槽内强制对流传热问题，在考虑入口段影响而进行修正时，应该对努赛尔数乘以一个大于1的修正系数，是否正确答案:正确13.集中参数法的概念是：当内外热阻之比趋于0时，影响换热的主要环节是在____的换热能力。
内部热阻很小而温度趋于均匀，不需要关心温度在____的分布，只是____的函数。
（答案格式：xxx；xxx；xxx）答案:边界；空间；时间14.回热器中由烟气向空气预热器传热的主要方式是。
（热对流，热传导，热辐射）答案:热对流15.普朗特数表征的物理意义为答案:流动边界层与热边界层的相对大小。
传热学试卷及答案6套
传热学试卷1一、填空题（每小题2分，共16分）1、导温系数a表征了物体的能力；流体粘度ν和a的比值组成的无量纲数是。
2、强化遮热板作用的方法是和。
3、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究传递和传递之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。
4、第一类边界条件是。
5、若炉膛内的火焰温度在1400℃，则炉膛火焰中最大光谱辐射能量所对应的波长约为。
6、一台换热器，冷流体的入口温度为20℃, 出口温度为50℃，热流体入口温度为100℃, 出口温度为60℃，则该换热器的效能为。
7、当1Pr>时，热边界层的厚度流动边界层的厚度。
8、一个含有内热源的大平板，其导热系数为()K/50，测得在稳定情况下，其内部温度分布mW⋅为：2=，则平板内的内热源生成率为t-250050x3W。
/m二、单项选择题（每小题2分，共16分）1、下列表述正确的是。
A、对漫射表面，光谱吸收比等于光谱发射率B、吸收比等于发射率C、定向辐射强度与空气方向无关2、绝大多数情况下强制对流时的表面传热系数自然对流的表面传热系数。
A、小于B、等于C、大于D、无法比较3、下列材料表面的法向黑度为最小。
A、水B、镀锌的铁皮C、各种颜色油漆D、磨光的铬4、在其他条件相同的情况下，下列物质的导热能力最差。
A 、合金钢B 、空气C 、水D 、油5、格拉晓夫准则Gr 越大，则表征 。
A 、浮升力越大B 、粘性力越大C 、惯性力越大D 、动量越大6、当量直径P Ad e 4 中P 表示 。
A 、长度B 、宽度C 、润湿周长 D 、周长7、表面辐射热阻与 无关。
A 、表面粗糙度B 、表面温度C 、表面积D 、角系数8、水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取 。
A 、圆筒的长度B 、圆筒外径C 、圆筒内径D 、圆筒壁厚度三、简答与分析题（每小题5分，共20分）1、当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？2、当大气中三原子气体比例增加时，会出现所谓大气温室效应，试说明其原因？3、什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作？4、图1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（不需要整理）。
传热学复习题及其答案
传热学复习题及其答案1. 什么是傅里叶定律？傅里叶定律描述了什么物理现象？傅里叶定律是描述热传导过程中热量传递速率与温度梯度和垂直于热流方向的面积之间的关系。
该定律表明，单位时间内通过单位面积的热量与垂直于热流方向的温度梯度成正比。
数学表达式为：\[ q = -k \frac{dT}{dx} \]，其中 \( q \) 是热流密度，\( k \) 是材料的热导率，\( \frac{dT}{dx} \) 是温度梯度。
2. 热对流与热辐射有何区别？热对流是指流体中热量的传递，依赖于流体的流动，热量通过流体的宏观运动从一个位置传递到另一个位置。
而热辐射是指物体通过电磁波辐射能量的过程，它不需要介质，可以在真空中进行。
热对流的传递速率通常与流体的流速和温度差有关，而热辐射的传递速率则与物体的表面温度和辐射特性有关。
3. 描述牛顿冷却定律及其适用条件。
牛顿冷却定律指出，物体表面与周围流体之间的对流换热速率与物体表面温度与流体温度之差成正比。
其数学表达式为：\[ q = hA(T_s - T_\infty) \]，其中 \( q \) 是换热速率，\( h \) 是对流换热系数，\( A \) 是换热面积，\( T_s \) 是物体表面温度，\( T_\infty \)是流体的主流温度。
牛顿冷却定律适用于流体流动状态为层流且温度梯度不大的情况。
4. 什么是临界瑞利数？它在自然对流中有何意义？临界瑞利数是一个表征自然对流由层流过渡到湍流的临界值。
当瑞利数达到临界瑞利数时，流体中的自然对流将从层流状态转变为湍流状态，此时换热效率会显著提高。
瑞利数的定义为：\[ Ra =\frac{g\beta(T_s - T_\infty)L^3}{\nu\alpha} \]，其中 \( g \)是重力加速度，\( \beta \) 是流体的体积膨胀系数，\( T_s \) 和\( T_\infty \) 分别是物体表面温度和流体温度，\( L \) 是特征长度，\( \nu \) 是流体的运动粘度，\( \alpha \) 是流体的热扩散率。
上海交通大学传热学传热学第5章
Nu x
2 13 0.332 Re1 Pr x
12 x 13
特征数方程
Nul 0.664Re Pr
或准则方程
一定要注意上面准则方程的适用条件：
外掠等温平板、层流、无内热源
式中： Nu x
Re x Pr
hx x
努塞尔(Nusselt)数 雷诺(Reynolds)数
路德维希·普朗特 （Ludwig Prandtl， 1876-－1953）德国 力学家，现代流体力 学之父，近代力学奠 基人之一。
5
第五章 对流传热的理论基础
§ 5-3 边界层型对流传热问题的数学描写
二、速度边界层——结构和特点
结构：边界层 = 层流边界层+过渡区+湍流边界层
临界雷诺数Rec
粘性底层（层流底层）
1
Quick Review：
t hx t w t y w, x
1 L h hx dx L 0
W (m C)
2
第五章 对流传热的理论基础
2
第五章 对流传热问题的数学描写
5-1 对流传热概说 5-2 对流换热问题的数学描写 5-3 边界层型对流传热问题的数学描写 5-4 流体外掠平板传热层流分析解及比拟 理论
而
类似地：
y *
y* 0
t (t w t ) y
l
y 0
hxl
Nu x l
Nu x
cf 2
Re x
t hx t w t y w, x
(Rex 107 )
上海交大传热学考题A答案
2004－2005学年传热学考试试题（A ）答案一 回答下列5题（25分） 答：略二 如右图所示，在图中画出节点（i ，j ）的控制区域，并试导出其二维稳态导热时的离散方程。
已知右侧壁绝热；顶端处于温度为f t 的流体中，换热系数为h ，有内热源为Φ ；网格均匀划分，且y x ∆=∆；材料的导热系数为λ。
（10分） 解：04)(222,,1,,,1=Φ∆∆+-∆+∆-∆+∆-∆--y x t t x h y t t x x t t y j i f j i j i j i j i λλy x ∆=∆时，04)(2222,,1,,,1=Φ∆+-∆+-+---x t t x h t t t t j i f ji j i ji j i λλ也可以化简为：Φ∆+∆++=∆+--λλλ2)2(21,,1,x t xh t t t xh f j i ji j i三 由两种不同材料组成的一维复合平板如图1所示，左侧表面(0=x )保持恒温t 0，右侧表面（B A L L x +=）暴露于温度为∞t （∞>t t 0）、对流换热系数为h 的气流中，忽略复合平板与环境的辐射换热和接触热阻。
（15分）1 给出通过复合平板的稳态热流密度q 的计算公式； 2 推导稳态时，平板A 和B 分界面温度t 1的计算公式； 3 假设导热系数B A λλ>，画出x 从0到∞的稳态温度分布趋势。
解：令 hR L R L R h B B B A A A 1,,===λλ1 hL L t t q B B A A 10++-=∞λλ2 A AA B B A A AAB B A A qR t LhL L t t t t L tt h L L t t q -=⨯++--=⇒-=++-=∞∞000110011λλλλλλ或：hB A A h B AAB B R R R t R t R R t L t t h L t t q ++++=⇒-=+-=∞∞01101)(1λλt 0t ∞, h3 如下图所示四 对流换热（15分）1. 如右图所示，温度为K 300=∞T 的冷气体以m/s 20=∞u 的流速平行地吹过一快平板（平板一边与来流垂直），平板的长和宽均为2m ，采用一组非常薄的电加热器使平板维持均匀温度在K 500=w T 。
传热学试卷最终版
判断题1.如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将降低 （×）2.当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在传热系数较小的一侧 （√）3.流体掠过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降主要发生在层流底层（√）4..在同温度条件下的全波谱辐射和吸收，物体的吸收比越大其反射比越大（×）5.温度梯度表示温度场内的某一点等温面上法线方向的温度变化率 （√）6.通过大平壁导热时，大平壁内的温度分布规律是抛物线 （×）7.普朗特数反映了流体中动量扩散与热扩散能力的对比 （√）8.外掠管束换热在各种换热器换热设备中最为常见，通常管子有叉排和顺排两种排列方式，叉排时的换热比顺排时弱。
（×）9.冷凝器通常都采用横管的布置方案 （√）10.遵守兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射力强度的Л倍 （√）计算题1, 双层玻璃窗系由两层厚为6mm 的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为8mm 。
假设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗的热损失。
如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍？玻璃窗的尺寸为cm cm 6060⨯。
不考虑空气间隙中的自然对流。
玻璃的导热系数为0.78)./(K m W 。
空气的导热系数为0.0244)./(K m W 。
332211211λδλδλδ++-=t t q ＝116.53W/2m m w t t q /520011212=-=λδ W Aq Q 95.41==∴62.4453.116520012==q q.2,已知：水以1.2m/s 平均速度流入内径为20mm 的长直管。
（1）管子壁温为75℃，水从20℃加热到70℃；（2）管子壁温为15℃，水从70℃冷却到20℃。
求：两种情形下的表面传热系数，并讨论造成差别的原因。
已知当特征温度为45℃时，他的运动粘度为0.000000675㎡/S 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
“传热学”考试试卷（ 卷）
1999 -------- 2000 学年第 2 学期
学号： 姓名： 班级： 成绩：
一、 （15分）一高H=0.4m的圆柱体，初始温度均匀，然后将其四周曲面完全绝热，而上、
下底面暴露于气流中，气流与两端面间的换热系数均为50W/(m
2
.℃)。圆柱体导热系数λ
=20W/(m.℃)，热扩散率а=5.6×10-6m2/s。试确定圆柱体中心过余温度下降到初值一半时所
需的时间。
二、（15分）如图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，空腔内抽成真空，且空腔的厚度远
小于其高度与宽度。其余已知条件如图所示。表面2是厚δ=0.1m的平板的一侧面，其另一
侧表面3被高温流体加热，平板的导热系数λ=17.5W/(m.℃)，试问在稳态工况下表面3的温
度t
w3
为多少？
三、 一块与竖直方向成300角的正方形平壁，边长为40cm，1.013×10
5
Pa的饱和水蒸汽在
此板上凝结，平均壁温为96℃。试计算每小时的凝结水量。如果该板与水平方向成300角，
问凝结量将是现在的百分之几？
1.013×10
5
Pa的饱和水蒸汽相应的饱和温度为100℃，
相应的汽化潜热r=2.257×10
6
kJ/kg
饱和水的热物性： λ ρ μ
100℃ 68.3×10
2W/m.℃ 958.4kg/m3 282.5×10-6
kg/m.s
98℃ 68.24×102W/m.℃ 959.78 kg/m3 288.98×10-6kg/m.s
96℃ 68.18×10
2W/m.℃ 961.16 kg/m3 295.46×10-6
kg/m.s
四、 一块单侧表面积为F、初温为t
0的平板，一侧表面突然受到恒定热流密度q0
的加热，
另一侧表面则受温度为t∞的气流冷却，换热系数为α。试列出物体温度随时间变化的
微分方程式并求解之。设内热阻可以不计，其他的几何、物性参数均已知。（15分）