一、選擇題1、下列哪幾種傳熱過程不需要有物體的宏觀運動（A）A導(dǎo)熱2、在穩(wěn)態(tài)傳熱過程中，傳熱溫差一定，如果希望系統(tǒng)傳熱量增大，則不能采用下列哪種手段（A）A增大系統(tǒng)熱阻B增大傳熱面積C增大傳熱系數(shù)D增大對流傳熱系數(shù)3、溫度梯度表示溫度場內(nèi)的某一點等溫圈上什么方向的溫度變化率（B）法線方向4、下述哪一點不是熱力設(shè)備與冷凍設(shè)備加保溫材料的目的。（D）A防止熱量或冷量的消失B提高熱負荷C防止?fàn)C傷D保持流體溫度5、流體純自然對流傳熱的準(zhǔn)則方程可與為（B）BNu=f（Gr,Pr）6、流體掠過平板對流傳熱時，在下列邊界層各區(qū)中，溫度降主要發(fā)生在哪個區(qū)（C）C層流底層7、由爐膛火焰向木冷壁傳熱的主要方式（A）A熱輻射8、將保溫瓶的雙層玻璃中間抽成真空，其目的是（D）D減少導(dǎo)熱與對流傳熱9、下述幾種方法中，強化傳熱的方法是哪一種（C）C加肋片10、若冷熱流體的溫度給定，傳熱器熱流體側(cè)結(jié)垢后傳熱壁面的溫度將如何改變（B）B減少11、熱量傳遞的三種基本方式（A）A導(dǎo)熱、熱對流、輻射12、無量綱組合用于對于換熱時稱為（C）準(zhǔn)則CNu13、對流換熱與以（B）作為基本計算式B牛頓冷卻公式14、下述幾種方法中，強化傳熱的方法是（C）C增大流速15、當(dāng)采用加肋片的方法增強傳熱時，將肋片加在（B）時最有效B換熱系數(shù)較小一側(cè)16、下列各參數(shù)中，屬于物性參數(shù)的是（D）導(dǎo)溫系數(shù)17、某熱力管道采用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料進彳亍保溫，為了達到較好的保溫效果，應(yīng)將（B）材料放在內(nèi)層B導(dǎo)熱系數(shù)較小的18、物體能夠發(fā)射熱輻射的基本條件是（A）A溫度大于0K19、下述哪種氣體可以看作熱輻射透明體（B）反射比=1B空氣20、灰體的吸收比與投射輻射的波長分布（A）A無關(guān)21、在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，決定物體內(nèi)溫度分布的是（B）B導(dǎo)熱系數(shù)22、下列哪個準(zhǔn)則數(shù)反應(yīng)了流體物性對對流換熱的影響（C）C普朗特數(shù)23、在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，決定物體內(nèi)溫度分布的是（B）B導(dǎo)熱系數(shù)24、單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為（B）BK/W25、絕大多數(shù)情況下強制對流時的對流換熱系數(shù)（C）自然對流C大于26、對流換熱系數(shù)為100W/（E?K），溫度為20C的空氣流經(jīng)50C的壁面，其對流換熱的熱流密度為（D）D3000W/Mq=h（t2-t1）27、流體分別在較長的粗管和細管內(nèi)作強制紊流對流換熱。如果流速等條件相同，則（C）C細管內(nèi)的對流換熱系數(shù)大28、在相同的進出口溫度條件下，逆流和順流的平均溫差的關(guān)系為（A）A逆流大于順流29、單位時間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能為該表面的（A）A有效輻射30、（D）是在相同溫度條件下輻射能力最強的物體。D黑體31、削弱輻射換熱的有效方法是加遮熱板，而遮熱板表面黑度應(yīng)（B）B小一點好32、對于過熱器中：高溫?zé)釟狻Σ繁凇獌?nèi)壁—過熱的傳熱過程次序為（A）A復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對流換熱33、溫度對輻射換熱的影響（B）對對流換熱的影響B(tài)大于34、對流換熱系數(shù)為1000W/（E?K），溫度為77C的水流經(jīng)27C的壁面，其對流換熱熱流密度為（D）D50000W/nrf35、流體流過管內(nèi)進彳亍對流換熱時，當(dāng)l/d（C）時，要進彳亍入口效應(yīng)的修正。C<5036、爐墻內(nèi)壁到外壁的熱傳遞過程為（D）D導(dǎo)熱37、下列哪個定律可用來計算黑體光譜輻射力（D）D普朗特數(shù)38、雷諾準(zhǔn)則反映了（B）的對比關(guān)系B慣性和粘性力39、下列何種材料表面的法向黑度為最大？（C）A磨光的銀B無光澤的黃銅C各種顏色的油漆D粗糙的鉛40、在熱平衡的條件下，任何物體對黑體輻射的吸收率（C）同溫度下該物體的黑度C恒等于41、五種具有實際意義的換熱過程為：導(dǎo)熱、對流換熱、復(fù)合換熱、傳熱過程和（A）A輻射換熱42、已知一順流布置換熱器的熱流體進出口溫度分別為300C和150C，冷流體進出口溫度分別為50C和100C，則其對數(shù)平均溫差約為（B）B120C43、有一個由四個平面組成的四邊形長通道，其內(nèi)表面分別以1、2、3、4表示，已知角系數(shù)X1.2=0.4,X1.4=0.25，則X1.3為（D）D0.3544、一金屬塊的表面黑度為0.4，溫度為227C，它的輻射力是（A）;若表面氧化后，黑度變?yōu)?.9,其輻射力將（A）A1417.5W/M,增大二、填空題1、熱量傳遞的三種基本方式_熱傳導(dǎo)_、_熱對流_、_熱輻射_。2、已知平壁厚0.02m,熱阻為0.02irf?K/W,其導(dǎo)熱系數(shù)為__1W/（m?K）__。3、—導(dǎo)熱微分方程—及其單值性條件可以完整地描述一個具體的導(dǎo)熱問題。4、影響自然對流傳熱系數(shù)的主要因素有：_流動起因_、_流動速度_、_流動有無相變_、_壁面的幾何形狀_、_大小和位置_、_流體的熱物理性質(zhì)_。5、速度邊界層是指_在流場中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層_。6、在蒸汽的凝結(jié)過程中，_珠狀_凝結(jié)傳熱系數(shù)大于_膜狀_凝結(jié)。7、大容器沸騰曲線分為_自然對流_、_核態(tài)沸騰_、_過度沸騰_、_膜態(tài)沸騰_四個區(qū)段。8、基爾霍夫定律表明，善于輻射的物體也善于_吸收_，在同溫度下，黑體具有_最大_的輻射力，實際物體的吸收率永遠_小于_1。9、普朗克定律揭示了黑體光輻射力按_波長_變化的分布規(guī)律。10、傳熱過程是指_熱量從高溫流體通過壁面?zhèn)飨虻蜏亓黧w的總過程_。11、在一臺順流式的換熱器中，已知熱流體的進出口溫度分別為180C和100C，冷流體的進出口溫度分別為40C和80C，則平均對數(shù)溫差為_61.7。_。12、已知一灰體表面的溫度為127C，黑度為0.5，則其輻射力為_725.76W/Mor726W/tf_o13、為了達到降低溫度的目的，肋片應(yīng)該裝在_冷流體_一側(cè)。14、灰體就是吸收率與_波長或“入”復(fù)合_無關(guān)的物體。15、冬季室內(nèi)暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于_復(fù)合_換熱。16、傳熱系數(shù)的物理意義是指_冷熱流體_間溫度差為1時的傳熱熱流密度。17、黑度是表明物體_輻射_能力強弱的一個物理量。18、肋壁總效率為_肋壁實際散熱量肋壁_與肋壁側(cè)溫度均為肋基溫度時的理想散熱量之比。19、在一個傳熱過程中，當(dāng)壁面兩側(cè)換熱熱阻相差較多時，增大換熱熱阻_較大_一側(cè)的換熱系數(shù)對于提高傳熱系數(shù)最有效。20、圓管的臨界絕緣直徑d的計算公式_dc-2*/h一它表示當(dāng)保溫材料外徑為dc時，該保溫材料的散熱量達到_最大值_。21、導(dǎo)熱系數(shù)的單位是_W/(m?k)_,對流傳熱系數(shù)的單位_W/(M?k)_,傳熱系數(shù)的單位—W/(M?k)_。22、一大平壁傳熱過程的傳熱系數(shù)為100W/(M?k)，熱流體側(cè)的傳熱系數(shù)為200W/(M?k),冷流體側(cè)的傳熱系數(shù)250W/(M?k),平壁的厚度為5mm,則該平壁的導(dǎo)熱系數(shù)為_5W/(m?k)_o導(dǎo)熱熱阻為_0.001(M?k)/W_。23、溫度邊界層越_厚_對流傳熱系數(shù)越小，強化傳熱因使溫度邊界層越_薄_。24、大容器飽和沸騰曲線分為_自然對流_、_核態(tài)沸騰_、_過度沸騰_、_膜態(tài)沸騰_四個區(qū)段。其中_核態(tài)沸騰_具有溫差小，熱流大的傳熱特點。25、太陽與地球間的熱量傳遞屬于_輻射_傳熱方式。26、一個由兩個表面所構(gòu)成的封閉系統(tǒng)中，若已知A1=0.5A2，XI，2=0.6，則X2,1=_0.3_。27、在一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程中，每個傳熱環(huán)節(jié)的熱阻分別為0.01K/W，0.35K/W和0.0091K/W，在熱阻％_0.35K/W_的傳熱環(huán)節(jié)上采取強化傳熱措施效果最好。28、某燃煤電站過熱器中，煙氣向管壁傳熱的輻射傳熱系數(shù)為20W/(M?k)，對流傳熱系數(shù)為40W/(tf?k)，其復(fù)合傳熱系數(shù)^_60W/(tf?k)_o29、換熱器傳熱計算的兩種方法是_平均溫差法_和_效能-傳熱單元數(shù)法_。30、同一溫度下，黑體的輻射能力_最大_，吸收能力_最大_。31、可以采用集中參數(shù)法的物體，其內(nèi)部的溫度變化與坐標(biāo)_無關(guān)_。32、導(dǎo)熱系數(shù)是物性參數(shù)，它取決于_物質(zhì)的種類和熱力狀態(tài)_。33、按照導(dǎo)熱機理，水的氣、液、固三種狀態(tài)中_氣態(tài)_狀態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)最小。34、熱擴散率以=人/(PC)是表征_物體傳遞溫度變化的能力_的物理量。35、灰體是指_光譜吸收比與波長無關(guān)的物體_。PS：即以(人)為常數(shù)。gaAtl336、格拉嘵夫準(zhǔn)則的物理意義_表示浮升力與粘性力的相對大小_,表達式Gr=丫2。(公式是l的三次方和r的平方)37、熱水瓶的雙層玻璃中抽真空是為了_減小對流換熱_。38、雪對可見光吸收能力比對紅外線的吸收能力_低_。39、第一類邊界條件是_給定物體邊界上任何時刻的溫度分布_。40、初始條件是指_如以某一時刻作為時間的起算點，在該時刻導(dǎo)熱物體內(nèi)的溫度分布_。41、溫度邊界層越_厚_，對流傳熱系數(shù)越小，強化傳熱應(yīng)使溫度邊界層越_薄_。42、流體橫掠管束時，一般情況下，_叉排_布置的平均對流傳熱系數(shù)要比_順排_布置時高。43、黑體是指_吸收比為1_的物體，白體是指_反射比為1_的物體，透明體是指_透射比為1_的物體?；殷w是指_光譜吸收比與波長無關(guān)_的物體。44、物體的光譜輻射力與同溫度下_黑體的光譜輻射力_之比，稱為物體的光譜發(fā)射率。45、凝結(jié)有珠狀凝結(jié)和膜狀凝結(jié)兩種形式，其中_珠狀凝結(jié)_比_膜狀凝結(jié)_換熱有較大的換熱強度，工程上常用的是_膜狀凝結(jié)_。46、肋化系數(shù)是指_加肋后的總換熱面積_與_未加肋時的換熱面積_之比。47、一傳熱過程的溫壓為20C，熱流量為1KW,則其熱阻％_0.02K/W48、氣體輻射具有2個特點：①_對波長有選擇性_;。)_在整個容積中進彳亍_。三、簡答題知，該式中沒有出現(xiàn)流速，有人1、由對流換熱微分方程h=-—fji]xAtx3J)y=因此得出結(jié)論：表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h與流體速度場無關(guān)。試判斷這種說法的正確性。知，該式中沒有出現(xiàn)流速，有人答：這種說法不正確，因為在秒速流動的能量微分方程中，對流項含有流體速度，即要獲得流體的溫度場，必須先獲得其速度場，“流動與換熱密不可分”，因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)必與流體速度場有關(guān)。2、在地球表面某實驗室內(nèi)設(shè)計的自然對流換熱實驗，到太空是否仍然有效？為什么？答：該實驗室到太空中無法得到地面上的實驗結(jié)果。因為自然對流是由流體內(nèi)部的溫差從而引起密度差并在重力的作用下引起的。在太空中試驗裝置處于失重狀態(tài)，因而無法形成自然對流，所以無法得到預(yù)期的實驗結(jié)果。3、在對流溫度差大小相同的條件下，在夏季和冬季，屋頂天花板內(nèi)表面的對流換熱系數(shù)是否相同？為什么？答：在夏季和冬季兩種情況下，雖然它們的對流換熱溫差相同，但屋頂天花板內(nèi)表面的對流換熱系數(shù)卻不一定相等。原因：在夏季tfvtw，在冬季tf>tw，即在夏季，溫度較高的水平壁面在上，溫度較低的空氣在下（即熱面朝下），自然對流不易產(chǎn)生，因此換熱系數(shù)較低。反之，在冬季，溫度較低的水平壁面在上，而溫度較高的空氣在下（即冷面朝下），自然對流運動較強烈，因此換熱系數(shù)較高。4、兩滴完全相同的水滴在大氣壓下分別滴在表面溫度為120C和400C的鐵板上，試問滴在哪塊板上的水滴先被燒干？為什么？答：在大氣壓下發(fā)生沸騰換熱時，上述兩水滴的過熱度分別為At=tw—tf=20C和At=300C,由于大容器飽和沸騰曲線，前者表面發(fā)生的是核態(tài)沸騰，后者發(fā)生膜態(tài)沸騰。雖然前者傳熱溫差小，但其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，從而表面熱流反而大于后者，所以水滴滴在120C的鐵板上先被燒干。5、簡述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。答：①導(dǎo)熱系數(shù)大，則流體內(nèi)部、流體與壁面間的導(dǎo)熱熱阻小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就大。②粘度大，流速就低，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就小。6、試比較強迫對流橫掠管束傳熱中管束叉排與順排的優(yōu)缺點。答：強迫對流橫掠管束換熱中，管束叉排與順排的優(yōu)缺點主要可以從換熱強度和流動阻力兩方面加以闡述：（1）管束又排使流體在彎曲的通道中流動，流體擾動劇烈，對流換熱系數(shù)較大，同時流動阻力也較大；（2）順排管束中流體在較為平直的通道中流動，擾動較弱，對流換熱系數(shù)小于叉排管束，其流阻也較小；（3）順排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。7、試用傳熱原理說明冬天可以用玻璃溫室種植熱帶植物的原理。答：（提示：可以從可見光、紅外線的特性和玻璃的透射比來加以闡述。玻璃在日光（短波輻射）下是一種透明體，透過率在90%以上，使絕大部分陽光可以透過玻璃將溫室內(nèi)物體和空氣升溫。室內(nèi)物體所發(fā)出的輻射是一種長波輻射——紅外線，對于長波輻射玻璃的透過串接近于零，幾乎是不透明（透熱）的。因此，室內(nèi)物體升溫后所發(fā)出的熱輻射被玻璃擋在室內(nèi)不能穿過。玻璃的這種輻射特性，使室內(nèi)溫度不斷升高。）8、北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面經(jīng)常結(jié)霜。試問樹葉上、下面的哪一面結(jié)霜？為什么？答：霜會結(jié)在樹葉的上表面。因為清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表回的溫度低于攝氏零度，而地球表面溫度一般在零度以上。由于相對樹葉下表面來說，其上表面需要向太空輻射更多的能量，所以樹葉下表面溫度較高，而上表面溫度較低且可能低于零度，因而容易結(jié)霜。9、簡述非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本特點。答：①隨著導(dǎo)熱過程的進行，導(dǎo)熱體內(nèi)溫度不斷變化，好像溫度會從物體的一部分逐漸向另一部分轉(zhuǎn)播一樣，習(xí)慣上稱為導(dǎo)溫現(xiàn)象，這在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中是不存在的。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中導(dǎo)熱體自身參與吸熱（或放熱），即導(dǎo)熱體有儲熱現(xiàn)象，所以即使對通過平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱來說，在與熱流方向相垂直的不同截面上的熱流量也是處處相等的，而在一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中通過各層的熱流量是相等的。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中的溫度梯度及兩側(cè)壁溫差遠大于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。10、請分析遮熱板的原理及其在削弱輻射換熱中的作用。答：“（1）在輻射換熱表面之間插入金屬（或固體）薄板稱為遮熱板（2）其原理是遮熱板的存在增大了系統(tǒng)中的輻射換熱熱阻使輻射過程的總熱阻增大系統(tǒng)黑度減少使輻射換熱量減少（3）遮熱板對于削弱輻射換熱具有顯著作用如在兩個平行輻射表面之間插入一塊同黑度的遮熱板可使輻射換熱量減少為原來的1/2若采用黑度較小的遮熱板則效果更為顯著。11、什么是臨界熱絕緣直徑？平壁外和圓管外敷設(shè)保溫材料是否一定能起到保溫的作用,為什么？答：1對應(yīng)于總熱阻為極小值時的隔熱層外徑稱為臨界熱絕緣直徑2平壁外敷設(shè)保溫材料一定能起到保溫的作用因為增加了一項導(dǎo)熱熱阻從而增大了總熱阻達到削弱傳熱的目的3圓筒壁外敷設(shè)保溫材料不一定能起到保溫的作用雖然增加了一項熱阻但外壁的換熱熱阻隨之減小所以總熱阻有可能減小也有可能增大。12、為什么高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式？答：1即采用逆流魁有利于設(shè)備的經(jīng)濟運行。下，節(jié)流的平均溫差最大，順噬點熠熱流體和冷流體的最高溫度集中在換熱器的同一端，使得該處的壁溫較高，即這一端金屬材料要承受的溫度高于順流型換熱器，不利于設(shè)備的安全運行。3、一、曰、寸甄。一百*式和逆流式混合布置的方式，即在煙溫較高區(qū)域采用順流布置，在煙溫較低區(qū)域采用逆流布置。13、有人說，在電子器件的多種冷卻方式中自然對流是一種最可靠（最安全）、最經(jīng)濟、無污染（噪音也是一種污染）的冷卻方式試對這一說法作出評價并說明這種冷卻方式有什么不足之處有什么方法可作一定程度的彌補？答：電流通過電子器件時會產(chǎn)生焦耳熱，導(dǎo)致溫度上升，于是產(chǎn)生了周圍空氣自然對流的動力。這種冷卻方式無需外加動力，亦無噪聲，而且一旦停電，電子器件也就不工作了，因而也就不存在冷卻問題，因而說它是最可靠最經(jīng)濟無噪聲污染的冷卻方式是合適的。自然對流冷卻方式的最大不足是其換熱強度低，一種彌補的方法是采用擴展表面即在熱表面上加裝垂直放置的肋片以增加散熱面積。14、有一臺鋼管換熱器，熱水在管內(nèi)流動，空氣在管束間作多次折流橫向沖刷管束以冷卻管內(nèi)熱水。有人提出，為提高冷卻效果，采用管夕卜加裝肋片并將鋼管換成銅管。請你評價這一方案的合理性。答：該換熱器管內(nèi)為水的對流換熱，管外為空氣的對流換熱，主要熱阻在管外空氣側(cè)，因而在管夕卜加裝肋片可強化傳熱，注意到鋼的導(dǎo)熱系數(shù)雖然小于銅的，但該換熱器中管壁導(dǎo)熱熱阻不是傳熱過程的主要熱阻，因而無需將鋼管換成銅管。15、蒸氣與溫度低于飽和溫度的壁面接觸時，有哪兩種不同的凝結(jié)形式？產(chǎn)生不同凝結(jié)形式的原因是什么？答：當(dāng)凝結(jié)液體能很好地潤濕壁面時，在壁面上將鋪展一層液膜，這種凝結(jié)方式稱為膜狀凝結(jié)。當(dāng)凝結(jié)液體不能很好地潤濕壁面時，凝結(jié)液體在壁面上形成一個個液珠，且不斷發(fā)展長大，并沿壁面滾下，壁面將重復(fù)產(chǎn)生液珠、成長、滾落過程，這種凝結(jié)形式稱為珠狀凝結(jié)。16、有人說：“常溫下呈紅色的物體表示該物體在常溫下紅色光的光譜發(fā)射率較其它單色光（黃、綠、藍等）的光譜發(fā)射率高”。你認為這種說法正確嗎？為什么？答：不正確。因為常溫下物體呈現(xiàn)的顏色是由于物體對可見光中某種單色光的反射造成的。紅色物體正是由于物體對可見光中的黃、綠、藍等色光的吸收比較大，反射比較小，而對紅光的吸收比較小，反射比較大所致。根據(jù)基爾霍夫定律，程=%，可見紅光的光譜發(fā)射率較其他單色光的光譜發(fā)射率低而不是高.。17、冬季晴朗的夜晚，測得室外空氣溫度t高于0C,有人卻發(fā)現(xiàn)地面上結(jié)有-層簿冰，試解釋原因（若不考慮水表面的蒸發(fā)）。答：假定地面溫度為了Te,太空溫度為Tsky，設(shè)過程已達穩(wěn)態(tài)，空氣與地面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h,地球表面近似看成溫度為Tc的黑體，太空可看成溫度為Tsky的黑體。則由熱平衡："a—T〉一。b（Te4—Tsky4），由于Ta>0C,而Tsky<0C,因此，地球表面溫度Te有可能低于0C,即有可能結(jié)冰。（后面兩個T是4次方）18、繪圖說明氣體掠過平板時的流動邊界層和熱邊界層的形成和發(fā)展。答：當(dāng)溫度為tf的流體以U8速度流入平板前緣時，邊界層的厚度s=st=0,沿著X方向，隨著X的增加，由于壁面粘滯力影響逐漸向流體內(nèi)部傳遞，邊界層厚度逐漸增加，在達到Xc距離（臨界長度Xc由Rec來確定）之前，邊界層中流體的流動為層流，稱為層流邊界層，在層流邊界層截面上的流速分布，溫度分布近似一條拋物線，如圖所示。在Xc之后，隨著邊界層厚度6的增加，邊界層流動轉(zhuǎn)為紊流稱為紊流邊界層，即使在紊流邊界層中，緊貼著壁面的薄層流體，由于粘滯力大，流動仍維持層流狀態(tài)，此極薄層為層流底層6t,在紊流邊界層截面上的速度分布和溫度分布在層流底層部分較陡斜，近于直線，而底層以外區(qū)域變化趨于平緩。

19、太陽能集熱器吸熱表面選用具有什么性質(zhì)的材料為宜？為什么？答：太陽能集熱器是用來吸收太陽輻射能的，因而其表面應(yīng)能最大限度地吸收投射來的太陽輻射能，同時又保證得到的熱量盡少地散失，即表面盡可能少的向夕卜輻射能，但太陽輻射是高溫輻射，輻射能量主要集中于短波光譜(如可見光)，集熱器本身是低溫輻射，輻射能量主要集中于長波光譜范圍(如紅外線)，所以集熱器表面應(yīng)選擇具備對短波吸收率很高，而對長波發(fā)射(吸收)率極低這樣性質(zhì)的材料。20、熱水在兩根相同的管內(nèi)以相同流速流動，管外分別采用空氣和水進彳亍冷卻。經(jīng)過一段時間后，兩管內(nèi)產(chǎn)生相同厚度的水垢。試問水垢的產(chǎn)生對采用空冷還是水冷的管道的傳熱系數(shù)影響較大？為什么？答：采用水冷時，管道內(nèi)外均為換熱較強的水，兩側(cè)流體的換熱熱阻較小，因而水垢的產(chǎn)生在總熱阻中所占的比例較大。而空氣冷卻時，氣側(cè)熱組較大，這時，水垢的產(chǎn)生對總熱阻影響不大。故水垢產(chǎn)生對采用水冷的管道的傳熱系數(shù)影響較大。四、計算題。1、一雙層玻璃窗，寬11m,高12m,厚3mm,導(dǎo)熱系數(shù)為1.05W/(m?K),中間空氣層厚5MM,設(shè)空氣隙僅起導(dǎo)熱作用，導(dǎo)熱系數(shù)為0.026W/(m?K),室內(nèi)空氣溫度為25°,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為20W/(m2?K)，室外空氣溫度為10°，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為15W/(m2?K)，試計算通過雙層玻璃窗的散熱量，并與單層玻璃窗相比較，假定在兩種情況下室內(nèi)、夕卜空氣溫度及表面?zhèn)鳠嵯荡?1)雙層玻璃窗情形，由傳熱過程計算式:答(1)雙層玻璃窗情形，由傳熱過程計算式:].lx1.2x[25-f-10)]I3x105x103x10—++4201.050.0261.05

2單層玻璃窗情形:-七)1.1x1.2x[25-f-10)]中2=—-—=:=3K6.5Wh2201.0515顯然，2.6倍。因此，北方的冬天常常采用雙層玻璃窗,?—，鼻孱玻璃窗的散熱量是雙層玻璃窗的使室內(nèi)保溫。2、水以1.2m/s的平均流速流過內(nèi)徑為20mm的長直管。(1)管子壁溫為75C水從20C加熱到70C(2)管子壁溫為15C水從70C冷卻到20C。試計算兩種情形下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)并討論造成差別的原因？答解：〔1】定性溫度r=-~~=牯＜丁2杳45P水的物性參數(shù)有「p=9^.2kg/NT\Q=4174H/(kg=O.642VP/(tn=O_6O8x1Pr=393,"=601.4x10%/仔sL=15C時：Re=^=—=J2x2t)xt0=3.95xl04為紊流流動Nv0.608x1ft-6KiJAfw=0.023Prn=y因為是被加熱，所以n取財軟2。小=0.023x(395xl0』嚴x3一93財n互=6071IW/沐K0.642(2)定性溫度七物性參數(shù)與(I)相同.因為是被冷卻.所以n取「20.3Nf/=Nf/=0.023Re°8Pr^hd=T=0.023x(3.95xl04/8x*93妃nh=5294.5IV/閘氣K0.642因為加熱，近壁處溫度高，流體粘度減小，對傳熱有強化作用，冷卻時，近壁處溫度低，流體粘度增加，對傳熱有減弱作用。

3、已知太陽可視為溫度Ts=5800K的黑體，某選擇性表面的光譜吸收比隨波長A變化的特性如下圖所示，當(dāng)太陽的投入輻射Gs=800W/m2時，試計算該表面對太陽輻射的總吸收比及單面積上所吸收的太陽能量。位吸答先計算總吸收比。位吸答a(+4]or(A)巨鼠dAa(+4]■以—0.8風(fēng)(0一1_4)+0JFfa(L4-8j=0.8x0.8608+0?lx(1-0-8608)二0-7026單位面積E所吸收的太陽能g=oGa=0.7026X800=562W/m24、有一內(nèi)腔為0.2mx0.2mx0.2m的正方形爐子，被置于室溫為27C的大房間中。爐底電加熱，底面溫度為427C,8=0.8，爐子頂部開口，內(nèi)腔四周及爐子底面以下均敷設(shè)絕熱材料。試確定在不計對流換熱的情況下，為保持爐子恒定的底面溫度所需供給的電功率。爐底對爐側(cè)墻的角系數(shù)等于0.8。答

5、兩塊平彳亍放置的平板1和2，相關(guān)尺寸如圖示。已知：t1=177C、t2=27C、s1=0.8、s2=0.4、X1,2=0.2。試用網(wǎng)絡(luò)法求：①兩平板之間的輻射換熱量；②若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少？2m三矣+273丫fta+273?100JI100,i-『l+i+i-烏「七十+「七『百Fl'li馬耳『耳「鼻心『上=1105.65W②若兩表面為黑體表面，則=1492.63W6、在一根外徑為100mm的熱力管道外擬包覆兩層絕熱材料，一種材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.06W/(m?k)，另一種為0.12W/(m?k)，兩種材料的厚度都取為75mm，試比較把導(dǎo)熱系數(shù)小的材料緊貼管壁，及把導(dǎo)熱系數(shù)大的材料緊貼管壁這兩種方法對保溫效果的影響，這種影響影響對于平壁的情形是否存在？假設(shè)在兩種做法中，絕熱層內(nèi)外表面的總溫差保持不變。解，將導(dǎo)熱系數(shù)小的材料緊貼壁管14訕官）V50J,*J50+14訕官）V50J,*J50+75-^75>50+75；將導(dǎo)熱系數(shù)大的材料緊貼壁管則2成DIn2MD19.19ln2.5lnl.615.471-故導(dǎo)熟系教大的材料緊貼管壁其保溫效果好若為平壁，則平壁A為由于&=利=&所以不存在此問題。7、8、一蒸汽冷凝器，內(nèi)側(cè)為ts=110C的干飽和蒸汽，汽化潛熱r=2230，外側(cè)為冷卻水，進出口水溫分別為30C和80C,已知內(nèi)外側(cè)換熱系數(shù)分別為104，及3000，該冷凝器面積A=2m2,現(xiàn)為了強化傳熱在外側(cè)加肋，肋壁面積為原面積的4倍，肋壁總效率n=0.9,若忽略冷凝器本身導(dǎo)熱熱阻，求單位時間冷凝蒸汽量。8如??小塊溫度7的漫射表面懸掛在4溫度“二如"的爐矽k爐了表而是浸灰的，且發(fā)射率為0,251懸掛表打的涉譜發(fā)射率如附圖所不.沆疏充該表血I：勺發(fā)射率及對爐墻表而發(fā)出的輻圮能的吸收比，In竺Ai"傳熱系數(shù)土F10000+3000X4X0.9解:對數(shù)平均溫差:投'=110-30=80r110-80=In竺Ai"傳熱系數(shù)土F10000+3000X4X0.9解:In竺30中=&應(yīng)=5129.3x2x50.98=5.294x!05!7單位時間冷凝蒸汽量:9單位時間冷凝蒸汽量:9、(1客分)?塊大T板.叩度5=5cm,有內(nèi)熱源平板中的一維穩(wěn)態(tài)尚度分布為攝-做*式=仁=—EOKWd崗定平板的耳熱系數(shù)』試確定fCl>平板中內(nèi)熱源?之值;(2)-JC和:1=目邊界處|的熱流密度。解：(1)直角坐標(biāo)中常物性、有內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程式為d2t。IkL二i=-Z-^4==—x(-200)x50=2>IO，"奄(2)根據(jù)傅里葉定律和給定的平板溫度分布，可得q'.=—*=0「.必。處絕熱嘰=—2頃3=_2x(—200)x50x5x10^^lO^W/m2)10、30.試計算一空％橫掠管束換然的空氣預(yù)熱器的時流換熱量。已知管束有25排，每排12根光管，管外徑25mmT管長1.Gm,叉排形式，橫向管間距$150皿縱向管間距果=3&血管壁溫度L2WG空氣來iSL速度uf=4jn/s,空氣波口溫度2礦C,出口溫度40’C.已知空氣物性；Xf=O,0207^/(01*10-vf=16,OX1Q-6D12/5,Prf=O,70L最大旅速UmaxufSl/(Sl~d);推薦關(guān)聯(lián)式:XufcRenfPrO,3fif(Prf/Prw)iOj公式適用條件：心如光管管束,Prf0.7-500,除Fix的定性溫度為壁?料外,其余定性溫度為流體在管束中的T?均揣度.指數(shù)叫對氣體n0,對液體，ui0.25,c>n值直下表;排列方式Refc11順拌10J-2X10s0.270.63叉排(Si/S2<2)1032X101T35(SJ&)“0.6叉排(Sj/5^2)0.400.64解：空氣平均溫度t廠仕」±+/9/2=(20+40)/2=3站C荏取相.應(yīng)的物性參教最大流速LJt^="r1='*"=&O1/S如-d50-25R"S"=ES5=12500u「16.0x10f由于Si/S2=50/38^1.316<2r查表得：c=0.35(31儡)"=0.35X1.316OJ=0.370門-D-或由于是空氣，所以ltl=Qn37Re、Pr"l二0.37X12500seX0.701"%95.4h=A^/d=0.0267X95.4/0.025=101.9W/r(ii■K)換熱面積A=NnITdL-25X12XirX0-025XL5=35.3W換熱量*^(^-^)=1019X35.34X(120-30>324103W=324.IkW11、一根直徑為3mm的銅導(dǎo)線，每米長的電阻為2.22x10-3。。導(dǎo)線外包有1mm、導(dǎo)熱系數(shù)0.15w/m.k的絕緣層。限定絕緣層的最高溫度為65C,最低溫度01,試確定這種條件下導(dǎo)線中允許通過的最大電流。解：最大允許通過電流發(fā)生在絕緣層表面溫度為65^,最低溫度0^的情形。此時每米導(dǎo)線的導(dǎo)熱量：^=2^^^=3.14x0.15x-^-=119.9^/^最大允許通過電流滿足匕若="9.9所以々=232.4/12、一直徑為0.8m的薄壁球形液氧貯存容器，被另一個直徑為1.2m的同心薄壁容器所包圍。兩容器表面為不透明漫灰表面發(fā)射率均為0.05,兩容器表面之間是真空的，如果外表面的溫度為300K95K，試求由于蒸發(fā)使液氧損失的質(zhì)量流量。液氧的蒸發(fā)潛熱、肉表面溫度為為2.13x105J/kg。解:本題屬兩表面組成封閉系的輻射換熱問題其輻射網(wǎng)絡(luò)圖如下其中%==5.67xio_ft如)4=459.27申,■'妒E的=廿丁:=5上7xllT**必4=4.62^待D2L八=1(3分)W=Rd：=ff>：1.22=4.524m3A-=點；=-U.K:=2.01用'E—五"：占"=32」3町（2分）I—島II—二、如4A^21土JA1故由于蒸發(fā)而導(dǎo)致液氧損失的質(zhì)量流量——一[一5偵10「4kg/d=0.54^kg/h2.I3X10213、一內(nèi)徑為300mm、厚為10mm的鋼管表面包上一層厚為20mm的保溫材料，鋼材料及保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為48W/(m?K)和0.1W/(m?K)，鋼管內(nèi)壁及保溫層外壁溫度分別為220C及40C,管長為10m。試求該管壁的散熱量。解如己W.g1-300nnd2-300+2X10-320mmd3-32(H2X20=360dul2=10ji]=48W/(tnK)\=0.1Wr(mK)Tw]=220*Crw2=40X：也=*_L一^晨—m蟲2jrA^fdj2兀七/d3220-40=]恒32氣[3602nx48xl03002zx0.1xl0320=9591.226ff

6—5、已知：有人曾經(jīng)給出卜列流體外掠正方形柱體(且-面與來流方時垂直)的換焦數(shù)據(jù)'NuRePr4]5U0D2.212520000玷117410000.720290000(K7求，采用凡找=C敏時的關(guān)系式來整理數(shù)據(jù)并取m=l/3r試確定其中的常數(shù)C與指數(shù)n在上述Rs及Pr的范圍內(nèi)，歸方形柱體的械面對佑線勺來流方向平行時，或否用此式進14、El"、；"」解：由Nu=CNPr"1gNu=IgC+nlgR已+MtlgPt根據(jù)實騁數(shù)據(jù)17：m成線性關(guān)系IgNuIgRe*】gNu_?1gPrIgRe1.623.6990.H4I].50593.6992.09694J0100.1970l.%99943012.06814,6128-0,0522.1201WI282.30544.9542-0.1)52235744.954223574-1.5059n一U.oVS-廣4.9M2-3.699旭匚為「;線在縱坐標(biāo)I■的哉不能將I■.述美聯(lián)式用于截構(gòu)對角線與來流獰行的怖形，因為兩種情形「流動.u向馬物體淅II對位置:不嘰15、已知一表面的光譜吸收比與波長關(guān)系如附圖所示，在某一瞬間，測得表面溫度為1000K。投入輻射G4按波長分布的情形示于附圖b。試：(1)計算單位表面積所吸收的輻射能；(2)計算該表面的發(fā)射率及輻射力；(3)確定在此條件下物體表面的溫度隨時間如何變化，設(shè)物體無內(nèi)熱源，沒有其他形式的熱量傳遞。

解：346MG湖二［企（兀燈-"3啟疽說-g（』比必-|從義炕我二］KMifH/m2）F：<I）0）4弓、?二叫F+s（4-%）二049=40677IV//n?4g⑵⑶L=40677>&股h所以在此條件卜物件表而的溫度隨時間的延長而降低/T、而，16、一臺逆流套管式換熱器在下列條件下運彳亍，傳熱系數(shù)保持不變，冷流體質(zhì)流量0.125kg/s,定壓比熱為4200J/kg?K,入口溫度40C，出口溫度95C。熱流體質(zhì)流量0.125kg/s，定壓比熱為2100J/kg-K,入口溫度210C,若冷、熱流體側(cè)的表面對流傳熱系數(shù)及污垢熱阻分別為2000W/m2?K、=40677IV//n?4g⑵⑶L=40677>&股h所以在此條件卜物件表而的溫度隨時間的延長而降低解：解:⑴確定換酒器最大可能的傳熱量=Q=七）,『（如一農(nóng)）=0,125x2100x（210—40）二44625（■汗）（2）確定換熱器的血積*根扼熱平衡方科?據(jù)g0）（虹-焰）=（叫％）（孔|也）確定熱流體出II溫.度，即:(叫％)〔七-心)0,125x42(X)x(95-40)0425x2100—2_Ilf"—IIliJ(_?0425x2100對數(shù)平均溫焰&二乂二欄=⑵卜的-⑴T二知110-40換熱量:Q=G虹c^)(/A1-^2)=0,125x2100x(210-110)=26250(VK)

換熱系數(shù):一+換熱系數(shù):一+匕+——十弓+0,UU04-h%、42000=107.14W/(hi2