传热学复习题及其答案经典总结.docx

1、试分析室内暖，片的散焦过程，各个环节有哪些编量传递方式？以暖气片管内走热水为例.答I有以下换热环节及传熬方式I(I)由熟水到暧气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热；(2)由暧气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导谓：(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偏和幅射换热2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过埴壁的换热过程，各个环节有乘些林量传递方式？答：有以下换热环节及传候方式：<1)室内空，到墙体内壁，热传递方式为自然对流换焦和辐射换热；(2)埴的内壁到外壁，热传递方式为固体导牯；(3)墙的外星到室外空气，热传递方式有对流换给和辑射换热.3、何谓非稔态导编的正规阶段？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改变率具有肯定的规律，物体初始温度分布的影响渐渐消逝，这个阶段称为非稳态导热的正规阶段.4、分别写出N.、R八P,、B1.数的表i式，并说明其物理意义.答，(I)努塞尔(Nusse1.t)数，NU=?，它表示表面上无量的温度梯度的大小.(2)雷诺(Rcy1.W1.ds)数，Re=吼，它衰示惯性力和粘性力的相对大小.V(3)普朗特效，Pr=-,它表示动加扩散耳度和能扩散厚度的相对大小.a(4)毕海数，B.=y,它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小.5、竖壁财后其款聚换端衰面传谓系数是增加还是减小？为什么？答：竖壁修斜后，使液膜顺壁面流消的力不再是力而是力的一部分，液膜1.4%",-5动变慢，从而热阻增加，表面传热系数求小.另外，从表面传热系数公式知,公式中的N亦要换成,”in，从而h减小.6、依据导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？答I依羯导热机理可知，固体导熬系数大于液体导熔系数I液体导热系数大于气体导热系数.所以水的气、液、固三种状态的导焦系数依次增大.7、焦扩散系数是表征什么的物理量？它与导热系数的区分是什么？答1焦扩散率a=,与导热系数一样都是物性弁数，它是表征物体传递温度的实力大小，亦称为导温系数，热扩散率取决于导热系数大和氏的综合影响I而导热系数是反映物体的导焦实力大小的物性弁数.一般状况下，稳态导熬的温度分布取决于物体的导效系数，但非稳态导羯的温度分布不仅取决于物体的导热系数，还取决于物体的导系数.8、集总弁数法的适用条件是什么？满;*集总叁效法的物体，其内部温度分布有何特点？答：集总弁效法的适用条件是B<0.1,应用于物体的导热系数相当大，或者几何尺寸很小，或表面传热系数极低；其特点是当物体内部导编焦阻远小于外部对流换热热阻时，物体内部在同一时刻均处于同一温度，物体内部的温度仅是时间的函数，而与位置无关.9、灰体的含义？灰体是指物体单色幅射力与同温度黑体单色相射力陂波长的改变曲线相像,或它的单色放射率不随波长改变的物体.或单色汲取比与波长无关的物体，即单色汲取比为常数的物体.10、漫射表面？答I通常把听从兰贝特定律的表面称为漫射表面，即该表面的定向福射强度与方向无关.或物体放射的搐射强度与方向无关的性质叫漫制射，具有这样性质的表面称为漫射表面.IK气体的铸边界层与流淌边界层的相对大小？答I由于6/6,=£"3,对于，体来说*0.7,所以气体的热边界层的厚度大于流淌边界层的厚度.12、沸!换效的临界热流密度的含义是什么？答：在泡态沸腐阶段时，液体温度与壁面温度之差Z若进一步增大，汽泡在表面上生成、长大，随后引因浮力作用而离开表面.沸的液体主体温度这时有肯定的过羯度，故汽泡通过液体层时还会接着被加热、国胀，直到逸出液面，由于气泡的大量快速生成和它的狼烈运动，换热强度剧增，热流密度随加的提高而急剧增大，宜到达到端流密度的峰值，此时的络流密度称为临界隽流密度.当/进一步增大时，热流密度又起先下降.13、影响强制对流换优的表面换热系数的因素有哪些？答：影响强制对流换箱的表面换博系数的因素有流态、流体的物性、换热表面的几何因素等，用函Ifc表示为力=f(.w.f,c1.,.p.a.).14、；利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜冰箱耗电大？为什么？答：在其它条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱的蒸发号和冰箱的冷冻室（成冷雕室）之间增加了一个附加的焦阻，因此，冷冻室（或冷源塞）要达到相同的温度，必须要求蒸发器处于更低的温度。所以，结霜的冰箱的耗电量要大.16、园管临界然绝缘直径与哪些因素有关？答：四管临界焦绝缘直径4=手，依据公式加以分析（略）.17、为什么珠状凝聚表面换热系数比膜状凝聚表面换热系数大？答：膜状凝聚换焦时沿整个壁面形成一层液膜，并且在力的作用下流消，凝聚放出的汽化潜热必需通过液膜，因此，液膜厚度干M影响了热量传递.珠状凝聚换热时，凝聚液体不能很好的浸润壁面，仅在壁面上形成很多小液珠,此时星面的部分表面与蒸汽干腌接触，因此，换热速率远大于膜状凝聚换热.18、不凝聚气体对表面凝聚换偏强弱有何影响？答I不凝聚气体的存在，一方面便凝聚表面旁边蒸汽的分压力降低，从而蒸汽饱和温度降低，使得传热驱动力即温差亿-1.）小I另一方面，凝聚蒸汽穿过不凝聚气体层到达壁面依靠的是扩It从而增加了阻力.因此，上述两方面缘由导致凝聚换热时的表面传热系数降低.19、空气横掠垂宜管束时，沿流淌方向管排数越多，换热越强，而蒸汽在水平管束外凝聚时，沿液膜流潴方向管排数越多，换焦强度降低，为什么？答I空气横掠垂直管束时，沿流淌方向管排数越多，流扰动越强，换热越强,而蒸汽在水平管束外凝聚时，沿液膜流淌方向管排数越多，凝聚液膜起厚，凝聚换焦焦阳越大，换掠强度降低.20、写出时间常数的表达式，时间常数是从什么导热问Je中定义出来的？它与哪些因素有关？答：时间常数的表达式为r,，是从非稳态导热问题中定义出来的，它不ItA仅取决于几何V/A参数和物性弁ffc,还取决于换战条件h21、什么是物体表面的放射率？它与哪些因素有关？答I实际物体的幅射力与同温度下黑体箱射力之比称为读物体的放射率，物体的放射率只取决于物体的表面特性（物体的种类、表面状况和湿度），而与外界条件无关.22、什么是物体表面的汲取比（率）？它与乘些因素有关？答：物体对投入制射所汲取的百分数称为该物体的汲取比（率），物体的汲取比(率)只取决于物体的表面特性(物体的种类、表面状况和温度)，对于全波长的特性还与投射能量的波长分布有关关.23、何谓逑据板(罩)?答：插入两个相射换焦表面之间的用于减弱两个表面之间福射换羯的薄板或罩.24、黑体辐射包括募几个定律？答：普朗克定律、堆即位移定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、兰贝特定律.25、其它条件相同时，同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比，算个的表面换热系数大？为什么？答：同一根管子横向冲刷比纵向冲刷相比的表面换热系数大.因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流淌，羯边界层较厚，热阻较大；而横向冲刷时焦边界层较苒且在边界层由于分别而产生的旋涡，增加了流体扰动，因而换热增加.26、下列三种关联式描述的是那种对流换热？N1.1.=f(R,Pf.Gr),Nu=f(Rt,Pr)tNy=f(P,Gr)答IM=/(/.G)描述的是无相变的强迫对流换熟，且自然对流不行忽视IM="4/)描述的是自然对流可忽视的无相交的强迫对流换焦；M=/(/：.Gr)描述的是自然对流换熟.27、写出福射换热中两表面间的平均角系数的表达式，并说明其物理意义.新平均角系数XU=J至零%Ad&,它表示A1.表面放射出的辐射能中干脆落到另一表面1上的百分皴或者它襄示离开A1.表面的福射能中干脆落到另一表面Az上的百分数.28、表面福射热阻答：当物体衰面不是黑体时，该表面不能全部汲取外来投射的幅射能量，这相当于表面存在热阻，该热阻称为表面辆射羯阻，常以F表示.A29、有效辐射:单位时间内离开单位面积的总幅射能为该表面的有效制射J,它包括幅射表面的自身的辐射E和该表面对投射幅射G的反射福射PG,BPJ=K+.30、换据卷的污垢焦阻答：换热设备运行一段时间以后，在管壁产生污垢层，由于污垢的导热系数较小，蒸阻不行以忽视，这种由于污垢生成的产生的熬阻称为污垢热阻.31、在寒冷的北方地区，建房用破采纳实心稀还是多孔的空心砖好？为什么？答：采纳空心破较好，因为空心醇内部充溢着空气，而空气的导热系数相对较小，热阻较大，空心破导焦性较之实心稀差，同一条件下空心破的房间的散然量小保温性好.32、下列材料中导热系数最大的是（纯铜）（八）钝铜（b）纯铁（C）黄铜自然金刚石33、什么是窗诺类比律（写出表达式）？它的应用条件是什么？答：窗诺类比率：St=Cf/21条件tPr=1.34、下列工质的普朗特教小的是（液态金属）（八）水（b）空气（C）液志金属（d）变压器油36、对管壳式换熟器来说，两种工质在下列哪种状况下，何种工质走管内，何种工质走管外？（1）清洁的和不清洁的工质（2）腐蚀性大与小的工质（3）高温与低温的工质（2）答，（1）不清洁流体应在管内，因为无Ig清洗比较困难，而管内可以拆开墙Ii进行清洗；（2）腐蚀性大的流体走管内，因为更换管束的代价比更换壳体要低，且如将腐蚀性大的流体走光程，被腐蚀的不仅是壳体，还有管子外侧.（3）温度低的流体置于壳便，这样可以减小换热器的散热损失.37、北方深秋季节的早晨，树叶叶面上常常结霜.试问树叶上、下表面的骞一面上简单结霜？为什么？答；霜会简单结在树叶的上表面，因为树叶上表面朝向太空，而太空表面的温度会低于摄氏零度I下表面朝向地面，而地球表面的温度一般在零度以上.相对于下表面来说，树叶上表面对外辐射热量较多，温度下降的快，一旦低于零度时便会结霜.38、什么是物体的放射率和汲取率？二者在什么条件下相等？答：实际物体的幅射力与同温度下黑体的懵射力之比称为读物体的放射率：投射到物体表面的总能量中被汲取的能量所占的份额是物体的汲取率.由基尔霍夫定律可知I当物体表面为漫灰表面时，二者相等.39、窗玻璃对红外线几乎是不透过的，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到温煦？窗玻璃对红外线几乎不透过，但对可见光则是可透过的，当隔着玻璃晒太阳时，太阳光可以穿过玻璃进入室内，而室内物体发出的缸外线却被阻隔在室内，因房间内温度越来越高，从而感到温敷.40、对流换给过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式有什么不同之处？答：对流换端过程微分方程式与导焦过程的第三类边界条件表达式都可以用下式表示儿=-一一M,但是，前者的导赫系数2为流体的导焦系数，而且表面传掠系数h是未知的：后者的导热系«U为固体的导焦系数，而且表面传熬系数h是已知的.41、写出竖平鼻上膜状凝聚的冷凝雷诺数的表达式.答，冷凝雷诺数，Rer=4z”,或者Re=也应=丝，其中MJ加，一九）r42、为什么用电加羯时简单发生电焦管壁被烧毁的现象？而采纳蒸汽加焦时则不会？答I用电加燃时，加热方式属于表面热流密度可限制的，而采纳蒸汽加熬时则属于壁面温度可限制的情形.由大容器饱和沸I1.曲线可知，当然流密度一旦超过临界热流密度时，工况就有可能很快跳至稽定的膜态沸使得表面温度快速上升，当超过壁面得烧毁温度时，就会导致设备的烧Sb采纳蒸汽加霜由于壁面温度可限制，就简单限制壁面的温升，避开设备壁面温度过度上升，使其温度始终低于设备的烧毁温度.43、用热电偶监测气流温度随时间改变规律时，应如何选獐效电偶节点的大小？答，在其它条件相同时，热电偶节点越大，它的温度改变肯定幅度所须要汲取（或放出）的热量越多，此时虽然节点换输衰面积也有所增大，但其增大的幅度小于体积增大的幅度