第一篇：傳熱學試題

．對于過熱器中：高溫煙氣→外壁→內壁→過熱的傳熱過程次序為（a）A ．復合換熱、導熱、對流換熱 B ．導熱、對流換熱、復合換熱 C ．對流換熱、復合換熱、導熱 D ．復合換熱、對流換熱、導熱 2 ．溫度對輻射換熱的影響 對對流換熱的影響。（b）

A ．等于

B ．大于

C ．小于

D ．可能大于、小于

．對充換熱系數(shù)為 1000W/(m 2 · K)、溫度為 77 ℃的水流經(jīng) 27 ℃的壁面，其對流換熱的熱流密度為（d）

A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流體流過管內進行對流換熱時，當 l/d 時，要進行入口效應的修正。（c）A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．爐墻內壁到外壁的熱傳遞過程為（d）

A ．熱對流 B ．復合換熱 C ．對流換熱 D ．導熱 6 ．下述哪個參數(shù)表示傳熱過程的強烈程度？（a）A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷諾準則反映了 的對比關系？（b）A ．重力和慣性力 B ．慣性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．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 ．粗糙的沿

．在熱平衡的條件下，任何物體對黑體輻射的吸收率 同溫度下該物體的黑度。（c）A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．無法比較

．五種具有實際意義的換熱過程為：導熱、對流換熱、復合換熱、傳熱過程和（a）A ．輻射換熱 B ．熱輻射 C ．熱對流 D ．無法確定

第二部分 非選擇題

二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

．已知某大平壁的厚度為 10mm，材料導熱系數(shù)為 45W/(m · K)，則通過該平壁單位導熱面積的導熱熱阻為。

．已知某換熱壁面的污垢熱阻為 0.0003（m 2 · K），若該換熱壁面剛投入運行時的傳熱系數(shù)為 340W（m 2 · K），則該換熱壁面有污垢時的傳熱系數(shù)為。13 ．采用小管徑的管子是 對流換熱的一種措施。14 ．壁溫接近換熱系數(shù) 一側流體的溫度。

．研究對流換熱的主要任務是求解，進而確定對流換熱的熱流量。16 ．熱對流時，能量與 同時轉移。

．導熱系數(shù)的大小表征物質 能力的強弱。

．一般情況下氣體的對流換熱系數(shù) 液體的對流換熱系數(shù)。19 ．在一定的進出口溫度條件下，的平均溫差最大。20 ． 是在相同溫度下輻射能力最強的物體。

三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）21 ．穩(wěn)態(tài)導熱 22 ．穩(wěn)態(tài)溫度場 23 ．熱對流 24 ．傳熱過程 25 ．肋壁總效率

四、簡答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）

．不凝結氣體含量如何影響了蒸汽凝結時的對流換熱系數(shù)值？其影響程度如何？凝汽器如何解決這個問題？

．寫出直角坐標系中導熱微分方程的一般表達式，它是根據(jù)什么原理建立起來的？它在導熱問題的分析計算中有何作用？

五、計算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）

．兩塊平行放置的平板 1 和 2，相關尺寸如圖示。已知： t 1 =177 ℃、t 2 =27 ℃、ε 1 =0.8、ε 2 =0.4、X 1，2 ＝ 0.2。試用網(wǎng)絡法求：

? 兩平板之間的輻射換熱量；

? 若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少？

．一臺逆流式換熱器用水來冷卻潤滑油。流量為 2.5kg /s 的冷卻水在管內流動，其進出口溫度分別為 15 ℃ 和 60 ℃，比熱為 4174J/(kg · k)；熱油進出口溫度分別為 110 和 70，比熱為 2190 J/(kg · k)。傳熱系數(shù)為 400W（m 2 · k）。試計算所需的傳熱面積。

傳熱學

（二）參考答案

一、單項選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）1? A 2 ． B 3 ． D 4 ． C 5 ． D 6 ． A 7 ． B 8 ． C 9 ． C 10 ． A

二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

． 2.22 × 10 － 4（m 2 · k）/W（若沒寫單位，扣 0.5 分。）

． 308.5W/（m 2 · k）[ 或 309W/（m 2 · k）或 308W/（m 2 · k）]（若不寫單位，扣 0.5 分）13 ．強化 14 ．較大

．對流換熱系數(shù)（或α c 均可）16 ．質量（或物質）17 ．導熱 18 ．小于 19 ．逆流 20 ．黑體

三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）21 ． 【參考答案】

發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場內的導熱過程稱為穩(wěn)態(tài)導熱。

（或：物體中的溫度分布不隨時間而變化的導熱稱為穩(wěn)態(tài)導熱。）22 ．【參考答案】

溫度場內各點的溫度不隨時間變化。（或溫度場不隨時間變化。）23 ．【參考答案】

依靠流體各部分之間的宏觀運行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)象。24 ．【參考答案】

熱量由固體壁面一側的熱流體通過固體壁面?zhèn)鬟f給另一側冷流體的過程。25 ．【參考答案】

肋側表面總的實際散熱量與肋壁 測溫度均為肋基溫度的理想散熱量之比。

四、簡答題）本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）26 ．【參考答案及評分標準】

（1）因在工業(yè)凝汽器設備的凝結溫度下，蒸汽中所含有的空氣等氣體是不會凝結的，故稱這些氣體成分為不凝結氣體。當蒸汽凝結時，不凝結氣體聚積在液膜附近，形成不凝結氣體層，遠處的蒸汽在抵達液膜表面進行凝結前，必須以擴散方式穿過這個氣體層，這就使凝結換熱過程增加了一個熱阻，即氣相熱阻，所以 α c 降低。（3 分）

（2）在一般冷凝溫差下，當不凝結氣體含量為 1% 時，換熱系數(shù)將只達純凈蒸汽的 40% 左右，后果是很嚴重的。（3 分，答 50% 左右也可）

（3）這是凝汽器必須裝設抽氣器的主要原因之一。（2 分）27 ． 【參考答案及評分標準】

（1）直角坐標系中導熱微分方程的一般表達式為：（3 分）

（2）它是根據(jù)導熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來的。（2 分）

（3）作用：確定導熱體內的溫度分布（或溫度場）。（3 分）

五、計算題（本大題共 2 小題，每小題 12，共 24 分）28 ． 【參考答案及評分標準】

（1）(3 分)4

=1105.65W（1 分）

? 若兩表面為黑體表面，則

(2 分)（3 分）

=1492.63W（1 分）

（2 分）

若不寫單位，扣 0.5 分若直接把值代入而沒寫出公式，也可給分。29 ． 【參考答案及評分標準】

已知： q m2 =2.5kg/s

? 計算平均溫差

（2）計算水所吸收的熱量

（3 分）

（3）計算傳熱面積

由 得

(4 分)

（5 分）

若不寫單位，扣 0.5 分若沒寫公式，直接把值代入，也可給分。

傳熱學

（三）本試題分兩部分，第一部分為選擇題，1 頁至 2 頁，第二部分為非選擇題，3 頁至 7 頁。本試題共 7 頁；選擇題 20 分，非選擇題 80 分，滿分 100 分?？荚嚂r間 150 分鐘。

第一部分 選擇題

一、單項選擇題（本大題 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確項前的字母填在題后的括號內。1.在鍋爐的爐墻中：煙氣 內壁 外壁 大氣的熱過和序為 : 【 】 A.輻射換熱 , 導熱 , 復合換熱 B.導熱，對流換熱，輻射換熱 C.對流換熱淚盈眶，復合換熱，導熱 D.復合換熱，對流換熱，導熱

2.由表面 1 和表面 2 組成的封閉系統(tǒng)中： X 1,2 _____ X 2,1。A.等于 B.小于 C.可能大于，等于，小于 D.大于 3.流體流過短管內進行對流換熱時其入口效應修正系數(shù) 【 】 A.=1 B.>1 C.<1 D.=0 4.在其他條件相同的情況下 , 下列哪種物質的導熱能力最差 ? 【 】 A.空氣 B.水 C.氫氣 D.油 5.下列哪種物質中不可能產(chǎn)生熱對流 ? A.空氣 B.水 C.油 D.鋼板 6.Gr 準則反映了 ________ 的對比關系。A.重力和慣性力 B.慣性力和粘性力 C.重力和粘性力 D.角系數(shù) 7.表面輻射熱阻與 ________ 無關。A.表面粗糙度 B.表面溫度 C.表面積 D.角系數(shù)

8.氣體的導熱系數(shù)隨溫度的升高而 【 】 A.減小 B.不變

C.套管式換熱器 D.無法確定

9.下列哪種設備不屬于間壁式換熱器 ? 【 】 A.1-2 型管殼式換熱器 ? B.2-4 型管殼式換熱器 C.套管式換熱器 D.回轉式空氣預熱器 10.熱傳遞的三種基本方式為 【 】 A.導熱、熱對流和傳熱過熱 B.導熱、熱對流和輻射換熱 C.導熱、熱對流和熱輻射 D.導熱、輻射換熱和對流換熱

第二部分 非選擇題

二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

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 180 和 100，冷流體的進出口溫度分別為 40 和 80，則對數(shù)平均溫差為 ___________。

12.已知一灰體表面的溫度為 127，黑度為 0.5，則其車輛射力為 ____________。13.為了達到降低壁溫的目的，肋片應裝在 ________ 一側。14.灰體就是吸收率與 ________ 無關的物體。

15.冬季室內暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于 ________ 換熱。16.傳熱系數(shù)的物理意義是指 _________ 間溫度差為１時的傳熱熱流密度。17.黑度是表明物體 ________ 能力強弱的一個物理量。

18.肋壁總效率為 _______ 與肋壁側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，當壁面兩側換熱熱阻相差較多時，增大換熱熱阻 _______ 一側的換熱系數(shù)對于提高傳熱系數(shù)最有效。

20.１－２型管殼式換熱器型號中的“２”表示 _________。

三、名詞解釋（本大題５小題，每小題４分，共２０分）21.換熱器的效能（有效度）22.大容器沸騰 23.準穩(wěn)態(tài)導熱

24.黑體 25.復合換熱

四、簡答題（本大題共２小題，每小題８分，共１６分）26.氣體輻射有哪些特點？

27.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？

五、計算題（本大題２小題，每小題１２分，共２４分）

28.某爐墻由耐火磚和保溫板組成，厚度分別為 200mm 和 80mm，導熱系數(shù)分別為 0.8W/(m.K)和 0.11W/(m.K)，爐墻內外側壁溫分別為 600。C 和 70。C。求爐墻單位面積的熱損失和兩層材料間的溫度。

29.以 0.8m/s 的流速在內徑為 2.5cm 的直管內流動，管子內表面溫度為 60。C，水的平均溫度為 30。管長２ m。試求水所吸收的熱量。（已知 30。C 時 , 水的物性參數(shù)為： C p =4.17KJ/(kg.K), λ =61.8 × 10-2 W/(m.K), ρ =995.7kg/m 3 , μ =0.805 × 10-6 m 2 /s,）Pr=5.42, 水 60。C 時的 υ =469.9 × 10-6 kg/(m.s))。已知水在管內流動時的準則方程式為

（１）Nu f =0.027Re f 0.8 Pr f 0.4 ε 1 ε R 適用條件： Re f =10 4 — 1.2 × 10 5 , Rr f =0.6-120, 水與壁面間的換熱溫差 t ≤ 30C °（２）Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3(μ f / μ w)0.11 ε 1 ε R 適用條件： Re f =10 4 ~ 1.75 × 10 6 , Pr f = 0.6 ~ 700, 水與壁面間的換熱溫差 t > ３０ 以上兩個準則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度（μ w 的定性溫度為管內壁溫度）, 特性尺度為管內徑。

傳熱學

（三）參考答案

一、單項選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）1 ． A 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.D 8.C 9.D 10.C

二、填空題（本大題共 10 小題，每小 2 分，共 20 分）

． 61.7 ° C 或 61.7 ° C(若不寫單位 , 扣 0.5 分)12 ． 725.76W/m 2 或 726W/m 2(若不寫單位 , 扣 0.5 分)13 ．冷流體

．波長或 “ λ ” 復合 15.復合

．熱冷流體(或＂冷熱流體＂也可，＂熱流體和冷流體)也可)17.輻射 18.肋壁實際散熱量

19.較大或 “ 大＂、“較高” 20.管程數(shù)

三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）21 ．【參考答案及評分標準】

換熱器的實際傳熱量與最大可能傳熱量之比?；? 22 ．【參考答案及評分標準】

高于液體飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰。

? 【參考答案及評分標準】

物體內各點溫升速度不變的導熱過程。

? 【參考答案及評分標準】

吸收率等于 1 的物體。

? 【參考答案及評分標準】

對流換熱與輻射換熱同時存在的綜合熱傳遞過程。

四、簡答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）26 ．【參考答案及評分標準】

（1）氣體的輻射（和吸收）對波長有強烈的選擇性，即它只能輻射和吸收某些波長范圍內的能量。

（2）氣體的輻射（和吸收）是在整個容積中進行的。固體和液體不能穿透熱射線，所以它們的輻射（和吸收）只在表面進行。

評分標準：（1）答出 4 分：（2）答出 4 分。27 ．【參考答案及評分標準】

（1）因為在一定的進出口溫度條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，即采用逆流方式有利于設備的經(jīng)濟運行。

（2）但逆流式換熱器也有缺點，其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，不利于設備的安全運行。（3）所以高溫過熱器一般采用順流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。

評分標準：（1）答出 2 分；（2）答出 2 分；

（3）答出 3 分。

五、計算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）

? 28 ．【參考答案及評分標準】 29 ．【參考答案及評分標準】

第二篇：傳熱學試題

傳熱學

（二）本試題分兩部分，第一部分為選擇題，1 頁至 2 頁，每二部分為非選擇題，3 頁至 7 頁，共 7 頁；選擇題 20 分，非選擇題 80 分，滿分 100 分?？荚嚂r間 150 分鐘。

第一部分 選擇題

一、單項選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內。

．對于過熱器中：高溫煙氣→外壁→內壁→過熱的傳熱過程次序為（Ａ）A ．復合換熱、導熱、對流換熱 B ．導熱、對流換熱、復合換熱 C ．對流換熱、復合換熱、導熱 D ．復合換熱、對流換熱、導熱

．溫度對輻射換熱的影響 對對流換熱的影響。（Ｂ）

A ．等于

B ．大于

C ．小于

D ．可能大于、小于

．對充換熱系數(shù)為 1000W/(m 2 · K)、溫度為 77 ℃的水流經(jīng) 27 ℃的壁面，其對流換熱的熱流密度為（Ｄ）

A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流體流過管內進行對流換熱時，當 l/d 時，要進行入口效應的修正。（Ｃ）A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．爐墻內壁到外壁的熱傳遞過程為（Ｄ）A ．熱對流 B ．復合換熱 C ．對流換熱 D ．導熱 6 ．下述哪個參數(shù)表示傳熱過程的強烈程度？（Ａ）A ． k B ．λ C ．α c D ．α

．雷諾準則反映了 的對比關系？（Ｂ）A ．重力和慣性力 B ．慣性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．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 ．粗糙的沿

．在熱平衡的條件下，任何物體對黑體輻射的吸收率 同溫度下該物體的黑度。（Ｃ）A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．無法比較

．五種具有實際意義的換熱過程為：導熱、對流換熱、復合換熱、傳熱過程和（Ａ）A ．輻射換熱 B ．熱輻射 C ．熱對流 D ．無法確定

第二部分 非選擇題

二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

．已知某大平壁的厚度為 10mm，材料導熱系數(shù)為 45W/(m · K)，則通過該平壁單位導熱面積的導熱熱阻為。

．已知某換熱壁面的污垢熱阻為 0.0003（m 2 · K），若該換熱壁面剛投入運行時的傳熱系數(shù)為 340W（m 2 · K），則該換熱壁面有污垢時的傳熱系數(shù)為。13 ．采用小管徑的管子是 對流換熱的一種措施。14 ．壁溫接近換熱系數(shù) 一側流體的溫度。

．研究對流換熱的主要任務是求解，進而確定對流換熱的熱流量。16 ．熱對流時，能量與 同時轉移。

．導熱系數(shù)的大小表征物質 能力的強弱。

．一般情況下氣體的對流換熱系數(shù) 液體的對流換熱系數(shù)。19 ．在一定的進出口溫度條件下，的平均溫差最大。20 ． 是在相同溫度下輻射能力最強的物體。

三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）

．穩(wěn)態(tài)導熱 22 ．穩(wěn)態(tài)溫度場 23 ．熱對流 24 ．傳熱過程 25 ．肋壁總效率

四、簡答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）

．不凝結氣體含量如何影響了蒸汽凝結時的對流換熱系數(shù)值？其影響程度如何？凝汽器如何解決這個問題？

．寫出直角坐標系中導熱微分方程的一般表達式，它是根據(jù)什么原理建立起來的？它在導熱問題的分析計算中有何作用？

五、計算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）

．兩塊平行放置的平板 1 和 2，相關尺寸如圖示。已知： t 1 =177 ℃、t 2 =27 ℃、ε 1 =0.8、ε 2 =0.4、X 1，2 ＝ 0.2。試用網(wǎng)絡法求：

? 兩平板之間的輻射換熱量；

? 若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少？

．一臺逆流式換熱器用水來冷卻潤滑油。流量為 2.5kg /s 的冷卻水在管內流動，其進出口溫度分別為 15 ℃ 和 60 ℃，比熱為 4174J/(kg · k)；熱油進出口溫度分別為 110 和 70，比熱為 2190 J/(kg · k)。傳熱系數(shù)為 400W（m 2 · k）。試計算所需的傳熱面積。

傳熱學

（二）參考答案

一、單項選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

1? A 2 ． B 3 ． D 4 ． C 5 ． D 6 ． A 7 ． B 8 ． C 9 ． C 10 ． A

二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

． 2.22 × 10 － 4（m 2 · k）/W（若沒寫單位，扣 0.5 分。）

． 308.5W/（m 2 · k）[ 或 309W/（m 2 · k）或 308W/（m 2 · k）]（若不寫單位，扣 0.5 分）13 ．強化 14 ．較大

．對流換熱系數(shù)（或α c 均可）16 ．質量（或物質）17 ．導熱 18 ．小于 19 ．逆流 20 ．黑體

三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）

． 【參考答案】

發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場內的導熱過程稱為穩(wěn)態(tài)導熱。

（或：物體中的溫度分布不隨時間而變化的導熱稱為穩(wěn)態(tài)導熱。）22 ．【參考答案】

溫度場內各點的溫度不隨時間變化。（或溫度場不隨時間變化。）23 ．【參考答案】

依靠流體各部分之間的宏觀運行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)象。24 ．【參考答案】

熱量由固體壁面一側的熱流體通過固體壁面?zhèn)鬟f給另一側冷流體的過程。25 ．【參考答案】 肋側表面總的實際散熱量與肋壁 測溫度均為肋基溫度的理想散熱量之比。

四、簡答題）本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）

．【參考答案及評分標準】

（1）因在工業(yè)凝汽器設備的凝結溫度下，蒸汽中所含有的空氣等氣體是不會凝結的，故稱這些氣體成分為不凝結氣體。當蒸汽凝結時，不凝結氣體聚積在液膜附近，形成不凝結氣體層，遠處的蒸汽在抵達液膜表面進行凝結前，必須以擴散方式穿過這個氣體層，這就使凝結換熱過程增加了一個熱阻，即氣相熱阻，所以 α c 降低。（3 分）

（2）在一般冷凝溫差下，當不凝結氣體含量為 1% 時，換熱系數(shù)將只達純凈蒸汽的 40% 左右，后果是很嚴重的。（3 分，答 50% 左右也可）

（3）這是凝汽器必須裝設抽氣器的主要原因之一。（2 分）27 ． 【參考答案及評分標準】

（1）直角坐標系中導熱微分方程的一般表達式為：（3 分）

（2）它是根據(jù)導熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來的。（2 分）

（3）作用：確定導熱體內的溫度分布（或溫度場）。（3 分）

五、計算題（本大題共 2 小題，每小題 12，共 24 分）

． 【參考答案及評分標準】

（1）(3 分)(2 分)=1105.65W（1 分）

? 若兩表面為黑體表面，則（3 分）

（2 分）

=1492.63W（1 分）

若不寫單位，扣 0.5 分若直接把值代入而沒寫出公式，也可給分。29 ． 【參考答案及評分標準】

已知： q m2 =2.5kg/s

? 計算平均溫差

（2）計算水所吸收的熱量

（3 分）

（3）計算傳熱面積

由 得

（5 分）

(4 分)若不寫單位，扣 0.5 分若沒寫公式，直接把值代入，也可給分。

傳熱學

（三）本試題分兩部分，第一部分為選擇題，1 頁至 2 頁，第二部分為非選擇題，3 頁至 7 頁。本試題共 7 頁；選擇題 20 分，非選擇題 80 分，滿分 100 分?？荚嚂r間 150 分鐘。

第一部分 選擇題

一、單項選擇題（本大題 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確項前的字母填在題后的括號內。1.在鍋爐的爐墻中：煙氣 內壁 外壁 大氣的熱過和序為 : 【 】 A.輻射換熱 , 導熱 , 復合換熱 B.導熱，對流換熱，輻射換熱 C.對流換熱淚盈眶，復合換熱，導熱 D.復合換熱，對流換熱，導熱

2.由表面 1 和表面 2 組成的封閉系統(tǒng)中： X 1,2 _____ X 2,1。A.等于 B.小于 C.可能大于，等于，小于 D.大于 3.流體流過短管內進行對流換熱時其入口效應修正系數(shù) 【 】 A.=1 B.>1 C.<1 D.=0 4.在其他條件相同的情況下 , 下列哪種物質的導熱能力最差 ? 【 】 A.空氣 B.水 C.氫氣 D.油 5.下列哪種物質中不可能產(chǎn)生熱對流 ? A.空氣 B.水 C.油 D.鋼板 6.Gr 準則反映了 ________ 的對比關系。A.重力和慣性力 B.慣性力和粘性力 C.重力和粘性力 D.角系數(shù) 7.表面輻射熱阻與 ________ 無關。A.表面粗糙度 B.表面溫度 C.表面積 D.角系數(shù)

8.氣體的導熱系數(shù)隨溫度的升高而 【 】 A.減小 B.不變

C.套管式換熱器 D.無法確定

9.下列哪種設備不屬于間壁式換熱器 ? 【 】 A.1-2 型管殼式換熱器 ? B.2-4 型管殼式換熱器 C.套管式換熱器 D.回轉式空氣預熱器 10.熱傳遞的三種基本方式為 【 】 A.導熱、熱對流和傳熱過熱 B.導熱、熱對流和輻射換熱 C.導熱、熱對流和熱輻射 D.導熱、輻射換熱和對流換熱

第二部分 非選擇題

二、填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

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 180 和 100，冷流體的進出口溫度分別為 40 和 80，則對數(shù)平均溫差為 ___________。

12.已知一灰體表面的溫度為 127，黑度為 0.5，則其車輛射力為 ____________。13.為了達到降低壁溫的目的，肋片應裝在 ________ 一側。14.灰體就是吸收率與 ________ 無關的物體。

15.冬季室內暖氣壁面與附近空氣之間的換熱屬于 ________ 換熱。16.傳熱系數(shù)的物理意義是指 _________ 間溫度差為１時的傳熱熱流密度。17.黑度是表明物體 ________ 能力強弱的一個物理量。

18.肋壁總效率為 _______ 與肋壁側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，當壁面兩側換熱熱阻相差較多時，增大換熱熱阻 _______ 一側的換熱系數(shù)對于提高傳熱系數(shù)最有效。20.１－２型管殼式換熱器型號中的“２”表示 _________。

三、名詞解釋（本大題５小題，每小題４分，共２０分）

21.換熱器的效能（有效度）22.大容器沸騰 23.準穩(wěn)態(tài)導熱 24.黑體 25.復合換熱

四、簡答題（本大題共２小題，每小題８分，共１６分）

26.氣體輻射有哪些特點？

27.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？

五、計算題（本大題２小題，每小題１２分，共２４分）

28.某爐墻由耐火磚和保溫板組成，厚度分別為 200mm 和 80mm，導熱系數(shù)分別為 0.8W/(m.K)和 0.11W/(m.K)，爐墻內外側壁溫分別為 600。C 和 70。C。求爐墻單位面積的熱損失和兩層材料間的溫度。

29.以 0.8m/s 的流速在內徑為 2.5cm 的直管內流動，管子內表面溫度為 60。C，水的平均溫度為 30。管長２ m。試求水所吸收的熱量。（已知 30。C 時 , 水的物性參數(shù)為： C p =4.17KJ/(kg.K), λ =61.8 × 10-2 W/(m.K), ρ =995.7kg/m 3 , μ =0.805 × 10-6 m 2 /s,）Pr=5.42, 水 60。C 時的 υ =469.9 × 10-6 kg/(m.s))。已知水在管內流動時的準則方程式為

（１）Nu f =0.027Re f 0.8 Pr f 0.4 ε 1 ε R 適用條件： Re f =10 4 — 1.2 × 10 5 , Rr f =0.6-120, 水與壁面間的換熱溫差 t ≤ 30C °

（２）Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3(μ f / μ w)0.11 ε 1 ε R 適用條件： Re f =10 4 ~ 1.75 × 10 6 , Pr f = 0.6 ~ 700, 水與壁面間的換熱溫差 t > ３０ 以上兩個準則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度（μ w 的定性溫度為管內壁溫度）, 特性尺度為管內徑。

傳熱學

（三）參考答案

一、單項選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）

． A 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.D 8.C 9.D 10.C

二、填空題（本大題共 10 小題，每小 2 分，共 20 分）

． 61.7 ° C 或 61.7 ° C(若不寫單位 , 扣 0.5 分)12 ． 725.76W/m 2 或 726W/m 2(若不寫單位 , 扣 0.5 分)13 ．冷流體

．波長或 “ λ ” 復合 15.復合

．熱冷流體(或＂冷熱流體＂也可，＂熱流體和冷流體)也可)17.輻射 18.肋壁實際散熱量

19.較大或 “ 大＂、“較高” 20.管程數(shù)

三、名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 4 分，共 20 分）

．【參考答案及評分標準】

換熱器的實際傳熱量與最大可能傳熱量之比?；?/p>

．【參考答案及評分標準】

高于液體飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰。

? 【參考答案及評分標準】

物體內各點溫升速度不變的導熱過程。

? 【參考答案及評分標準】

吸收率等于 1 的物體。

? 【參考答案及評分標準】

對流換熱與輻射換熱同時存在的綜合熱傳遞過程。

四、簡答題（本大題共 2 小題，每小題 8 分，共 16 分）

．【參考答案及評分標準】

（1）氣體的輻射（和吸收）對波長有強烈的選擇性，即它只能輻射和吸收某些波長范圍內的能量。

（2）氣體的輻射（和吸收）是在整個容積中進行的。固體和液體不能穿透熱射線，所以它們的輻射（和吸收）只在表面進行。

評分標準：（1）答出 4 分：（2）答出 4 分。27 ．【參考答案及評分標準】

（1）因為在一定的進出口溫度條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，即采用逆流方式有利于設備的經(jīng)濟運行。

（2）但逆流式換熱器也有缺點，其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，不利于設備的安全運行。

（3）所以高溫過熱器一般采用順流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。

評分標準：（1）答出 2 分；（2）答出 2 分；

（3）答出 3 分。

五、計算題（本大題共 2 小題，每小題 12 分，共 24 分）

? 28 ．【參考答案及評分標準】 29 ．【參考答案及評分標準】

第三篇：傳熱學論文

地球的溫室效應分析：原因及其對策

內燃1301趙坤

摘要：地球自有人類出現(xiàn)至今，已為人類的生存提供了維持生命所必須的條件,但人類社會的發(fā)展和對地球的開發(fā)利用，使得地球正遭受著毀滅性破壞。工業(yè)化革命以來，人類的活動增加了大氣中的溫室氣體，導致了地球升溫，全球氣候不斷惡化??

關鍵詞：全球變暖 溫室效應 二氧化碳 對策

何為溫室效應

溫室效應，是指“大氣中的溫室氣體通過對長波輻射的吸收而阻止地表熱能耗散，從而導致地表溫度增高的現(xiàn)象”。溫室效應，又稱“花房效應”，是大氣保溫效應的俗稱。大氣中的二氧化碳濃度增加，阻止地球熱量的散失，使地球發(fā)生可感覺到的氣溫升高，這就是有名的“溫室效應”。破壞大氣層與地面間紅外線輻射正常關系，吸收地球釋放出來的紅外線輻射，就像“溫室”一樣，促使地球氣溫升高的氣體稱為“溫室氣體”。

溫室效應的一般機理

溫室效應是由太陽——大氣——地球系的物理學相互作用造成的,包含以下關鍵因素。

（1）太陽的溫度大約為5800K它外發(fā)射光線,產(chǎn)生許多波長的光,波譜范圍從紫外線到紅外線,在550μm左右的可見光部分最大。

（2）這些光線的大部分通過大氣傳到地面,其中一部分被陸地或海洋表面吸收。

（3）地球表面也發(fā)射輻射,地球輻射的波長范圍從接近紅外線區(qū)域到遠離紅外線區(qū)域,峰值大約為10μm,比太陽光的波長長得多。如果沒有大氣存在,這個通量將與太陽入射通量平衡。

（4）無云的大氣層對太陽光是相當透明的,但對于地球的紅外輻射的透明程度則小得多,因此,大氣被加熱了,隨后地球表面也顯著增暖。

（5）大氣中含有吸收紅外輻射的所謂“溫室氣體”,包括水汽、二氧化碳、甲烷、氧化氮、臭氧和一些濃度更低但仍強烈吸引紅外輻射的氣體,如氯氟烴類。所有這些溫室氣體都在一個或多個狹窄的波長范圍內吸收紅外輻射,形成紅外吸收帶。由于含有自然吸收紅外輻射氣體的大氣造成了大氣的整個較低部分變暖,升溫幅度超過30K,這一現(xiàn)象常常被稱為自然溫室效應。這種增溫還可以被認為是由于發(fā)射紅外輻射的有效高度增加而產(chǎn)生的。大氣低層對于紅外輻射不再是透明的,所以地球向外輻射就從更高的高度上發(fā)射,結果使得地球表面變得更暖。

溫室效應加劇的原因

人類活動使溫室氣體含量增加

大氣中的溫室氣體,主要有六種,包括:二氧化碳、一氧化二氟烴類物質。關于每種溫室氣體含量增加的原因,具體分析如下:（1）二氧化碳(CO2)。在對大氣釋放CO2方面,最重要的人類活動是交通、電力等部門對化石燃料的消耗,全球每年因此接受到的碳量19世紀中期為1億噸左右,到本世紀80年代已達57億噸。CO2增加的另一個原因是地球陸地植物系統(tǒng)的破壞,近幾十年來,森林的砍伐和破壞日益嚴重,導致大氣中CO2濃度增加。

（2）一氧化二氮(N2O)。海洋是一氧化二氮的一個重要來源。無機氮肥的大量使用和石化燃料及生物體的燃燒也能釋放出一定量的一氧化二氮。工業(yè)革命前一氧化二氮的濃度為288cm3·m-3,目前已增加到310cm3·m-3。據(jù)以往的觀測結果進行推斷,大氣中一氧化二氮的年增加率仍將保持在0.25%左右。

（3）甲烷最重要的來源是沼澤、稻田和反芻動物,這三項占總排放量的60%左右。天然氣、煤的采掘和有機廢棄物的燃燒等人類活動也產(chǎn)生甲烷。

（4）臭氧(O3)臭氧在大氣層的上部濃度最高,并且形成我們所熟悉的臭氧層，其可以吸收大氣中過量的紫外輻射,使生物的免疫系統(tǒng)免受損害。然而,近年來,在大氣層的下部,一定數(shù)量的人造物質聚集起來,生成了低空臭氧,并且還在不斷生成。

（5）氯氟烴(CFCS)氯氟烴完全是人工合成物質,因其無毒、有惰性,而被廣泛應用于滅火劑、制冷劑等化工產(chǎn)品的制造。從上個世紀來,人工合成的鹵素碳化物不斷大量排入大氣,使其在大氣中的濃度迅速上升, 它們不僅濃度高,保留時間也很長,因而其對環(huán)境的影響也是長期的。

人類活動導致溫室氣體被吸收量的減少

大氣中任何氣體的含量,都是由其排放量與被吸收量之間的平衡來決定的。但是,人類活動破壞了這種平衡,導致溫室氣體含量增加。如對CO2氣體,自然界主要是通過植物的光合作用進行吸收的。而人類對森林的大規(guī)?？撤?卻降低了自然界對CO2的吸收能力,破壞了CO2的排放量與被吸收量之間的平衡,導致CO2大氣含量增加。

溫室效應帶來的后果

自然災害

溫室效應加速，地球升溫，大氣惡化，必然氣候帶遷移，冰川消融，海面上漲，自然災害頻頻發(fā)生。一系列變化，人類和地球面臨嚴峻的威脅。溫室效應帶來的自然災害現(xiàn)總結為以下幾點：

(一)海平面上升今后50或100年內，全球溫度升高幾攝氏度，海洋發(fā)生膨脹，山地冰川融化，和格林蘭冰原南緣可能后退，海平面會升高0.2一1.5米。海平面升高，嚴重危及沿海地區(qū)的居住條件和生態(tài)系統(tǒng)。

(二)颶風和大風暴頻繁 海洋升溫，使其逐漸增多的水蒸氣在大氣中產(chǎn)生更強烈的對流，其結果咫風和大風暴更為頻繁。已知太平洋周圍易受臺風襲擊的地區(qū)在過去20年間大約增加了1/6。

（三）干旱地區(qū)增加 地球升溫加速水份蒸發(fā)而減少河流流量，也就是說大氣中水蒸氣增多，意味著某些地區(qū)干早概率增加，預計2030年，低緯地區(qū)酷暑季節(jié)干早的概率增加到每3年一次，而50年代僅20年一次。

（四）地震 環(huán)境因子太陽活動和氣象與地震之間存在某些聯(lián)系，對地震的發(fā)生常常起有調制和觸發(fā)的作用。溫度效應的加速，地溫升高大氣變化，以及太陽表面劇烈活動釋放的能量，無疑影響到地震發(fā)生的頻度和強度。

對生態(tài)的影響

有人曾經(jīng)說過,環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞比戰(zhàn)爭給人類帶來的威脅更大,而由溫室效應引起的地球表面溫度上升正在破壞著地球上的生態(tài)平衡,這主要表現(xiàn)在植物、動物和昆蟲出現(xiàn)遷移現(xiàn)象,以適應氣候變化;一些動植物因不適應環(huán)境而被毀滅，嚴重的影響著生物多樣性。另外，一些農作物的產(chǎn)量由于氣溫上升而下降,甚至無收;沙漠地區(qū)由此不斷擴大;森林面積不斷減小;干旱連年發(fā)生。這種生態(tài)平衡的破壞對人類社會的發(fā)展勢必產(chǎn)生不良影響。

促進疾病的蔓延

溫室效應造成的氣溫升高和臭氧層變薄而引起的紫外線輻射加強會使某些疾病蔓延,同時也會損害人體自身對疾病的預防能力。紫外線的輻射不僅會導致癌癥,而且還會改變或消除免疫系統(tǒng),加劇了一些與皮膚有關的疾病的產(chǎn)生,如麻瘋病、天花、皮膚潰瘍和皰疹等。例如，由于氣溫升高,在南美洲和中美洲由吸血蝙蝠傳染的狂犬病、登萊熱和黃熱病有可能傳播到北美洲。例外據(jù)證實,臭氧層的臭氧量減少1%,放射到地面的紫外線則增多2%,皮膚癌的發(fā)病率相應增多4%—6%,過量的紫外線還可以加速艾滋病的發(fā)病率,甚至引起天然電磁場的變化,影響人類的整個健康。

溫室效應的應對策略

溫室效應已引起全世界的密切關注并就此展開了熱烈討論。近年來各有關專家已相繼展開了一系列的地區(qū)性和國際性會議，共同商討具體措施和對策?，F(xiàn)總結如下：

（1）減少CO2的排放量 此是最有生命力的預防，能措施、替代能源(太陽能如光電池、生物質能)，或從煤、石油改為天然氣和其他含碳量低的然料，停止焚燒和砍伐森林并大面植樹造林。提出并制定“空氣法”，即向每個國家規(guī)定污染權，使二氧化碳等的排放量保持在一個全球標準之下。

（2）改變交通工具,完善機動車輛 汽車尾氣是大氣中CO2的主要來源,因而改變交通工具由機械代替機動對控制溫室效應將起重大作用；另外加速研究新的裝置安裝在各種機動車輛上來吸收、凈化其所排放的廢氣也是控制溫室效應的重要措施。

（3）限制氯氟烴的生產(chǎn),研制新的制冷劑,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣霧劑,是緩解溫室效應的途徑之一。另外，面對著如此嚴重的挑戰(zhàn)，僅僅是某一個個人或國家的努力是不可能取得成功的，它需要我們全世界全人類的共同努力，通力合作。溫室效應和臭氧層的破壞是全球性的“災難”,因此,各國有關的專家、學者應通力合作,共同研究,并制定出科學的方法,緩解現(xiàn)存問題,控制未來新的溫室效應的再形成。（4）保護森林的對策方案

今日以熱帶雨林為生的全球森林，正在遭到人為持續(xù)不斷的急劇破壞。有效的因應對策，便是趕快停止這種毫無節(jié)制的森林破壞，另一方面實施大規(guī)模的造林工作，努力促進森林再生。目前由於森林破壞而被釋放到大氣中的二氧化碳，根據(jù)估計每年約在1～2gt.碳量左右。倘若各國認真推動節(jié)制砍伐與森林再生計劃，到了二○五○年，可能會使整個生物圈每年吸收相當於0.7gt.碳量的二氧化碳。具結果得以降低七%左右的溫室效應。

（5）改善其他各種場合的能源使用效率 是要改善其他各種場合的能源使用效率。今日人類生活，到處都在大量使用能源，其中尤以住宅和辦公室的冷暖氣設備為最。因此，對於提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地，這對二○五○年為止的地球溫暖化，預計可以達到八%左右的抑制效果。

（6）鼓勵使用天然瓦斯作為當前的主要能源 因為天然瓦斯較少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯，此案則是希望更進一步推廣這種運動。惟其抑制溫暖化的效果并不太大，頂多只有一%的程度左右。（7）鼓勵使用太陽能

譬如推動所謂「陽光計劃」之類。這方面的努力能使化石燃料用量相對減少，因此對於降低溫室效應具備直接效果。不過，就算積極推動此項方案，對於二○五○年為止的溫暖化，只具四%左右的抑制效果。其效果似乎未如人們的期待。

（8）開發(fā)替代能源

利用生物能源(Biomass Energy)作為新的乾凈能源。亦即利用植物經(jīng)由光合作用制造出來的有機物充當燃料，藉以取代石油等既有的高污染性能源。燃燒生物能源也會產(chǎn)生二氧化碳，這點固然是和化石燃料相同，不過生物能源系從大自然中不斷吸取二氧化碳作為原料，故可成為重覆循環(huán)的再生能源，達到抑制二氧化碳濃度增長的效果。

結論

伴隨著人類社會文明進步而來的溫室效應已在無聲無息地危及著人類的生存環(huán)境，因此加速對其形成原因及后果的研究對實施合理的對策來緩和清除由此而產(chǎn)生的后果具有重要的實際意義。控制溫室氣體排放,保護大氣環(huán)境,不僅與我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標是一致，同時也是全世界人民的共同愿望。我們每個人的手里都緊握著珍貴的資源、能源,掌握著一份民族生息發(fā)展的“命脈”。已有52位諾貝爾獎獲得者和700多名美國權威科學家簽名上書政府，力促聯(lián)合各國通力合作，采取對策，以“穩(wěn)定”全球的氣候，“遏住”地球的危機。成之毀之、愛損之在于我們的一舉一動。為了我們的今天更為了我們后代的明天，為了地球的長久，全世界人民更應該團結起來，共同應對日益嚴重的溫室效應。

參考文獻：

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第四篇：傳熱學思考題

第1章 《緒論》思考題

1、一維大平壁穩(wěn)態(tài)導熱傅里葉定律的形式與牛頓冷卻公式頗相似，那么為什么導熱系數(shù)?是物性，表面

傳熱系數(shù)h卻不是物性？

2、導熱傅里葉定律的寫法（指負號）與問題中坐標的方位有沒有什么關系？思考題1.1附圖中兩種情形

所對應的熱流方程是否相同？

3、試分析一只普通白熾燈泡點亮時的熱量傳遞過程。

4、試分析一個灌滿熱水的暖水瓶的散熱全過程中所有環(huán)節(jié)，應如何提高它的保溫性能？

5、請說明“傳熱過程”和“復合換熱過程”這兩個概念的不同點和相同點？

6、對導熱熱流密度q和對對流換熱時熱流密度q的正負規(guī)定是否相同？為什么？

7、你能正確區(qū)別熱量，熱流量，熱流密度（或稱熱流通量）幾個不同稱呼的準確含義嗎？它們哪些是矢

量？在針對控制體積求和時，上述三個量是否處理方法相同？

8、把q寫成 ?/A，需要附加什么條件，還是無條件？

9、你認為100 ℃的水和100 ℃的空氣，哪個引起的燙傷更嚴重？為什么？

10、酷熱的夏天，用打開冰箱門的方法能不能使室內溫度有明顯的下降？

11、熱對流與對流換熱有何根本的區(qū)別？

12、列舉你所了解的生活中或工程領域中傳熱的若干應用實例，并分析他們的基本傳熱原理。

13、為什么針對控制容積和針對表面的能量平衡關系有根本的差別？

14、你認為傳熱學與熱力學的研究對象和研究內容有什么相同和不同？

15、三十多年以前，一名叫姆貝巴（Mpemba）的非洲學生曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，同等條件下放在冰箱中的熱冰琪淋

汁反而比冷冰琪淋汁先開始結冰。他請一位物理系的教授解釋這個現(xiàn)象。教授作了實測：用直徑45 mm，容積 100 cm3 的玻璃杯放入溫度不同的水在冰箱中凍結。實驗結果證明，在初始溫度30℃～80℃范圍內，溫度越高，結冰越早。你對這個問題如何認識？

16、一位家庭主婦告訴她的工程師丈夫說，站在打開門的冰箱前會感覺很冷。丈夫說不可能，理由是冰箱

內沒有風扇，不會將冷風吹到她的身上。你覺得是妻子說得對，還是丈夫說得對？

17、夏季會議室中的空調把室溫定在24℃，同一個房間在冬天供暖季內將室溫也調到24℃。但是夏季室

內人們穿短褲、裙子感覺舒適，冬天則必須穿長袖長褲甚至毛衣。請問這是為什么？

第五篇：中國科學技術大學傳熱學

中國科學技術大學2000年傳熱學

d2t

一、已知一根一維均質棒，在穩(wěn)態(tài)、無內熱源條件下，試驗發(fā)現(xiàn)2?0（式中T為溫

dx度，x為空間坐標），試判斷棒材的導熱系數(shù)??t?隨T增大呢，還是減小？（10分）

解：q???dtdtdtq???0(1?bt)?(1?bt)?? dxdxdx?0??dt?2?d2tdtdtd2t(1?bt)2?b??0?2??b???/?1?bt??

dxdxdxdx??dx????兩邊對x求導：

?dt?因為

1+bt>0，???0

?dx?d2t所以2?0?b?0，即導熱系數(shù)??t?隨T增大。

dx

二、將直徑為D，初始均溫Ti的金屬圓球懸掛在四周壁溫為Tw，空氣溫度為T?的大房間內。已知圓球表面發(fā)射率?，空氣對流系數(shù)h。如果對流換熱和輻射換熱兩者數(shù)量級相同，1能應用集總熱容法（即集總參數(shù)法）的準則；○2在上述準則下，圓球溫度T隨時試建立○間?變化的微分方程。（10分）

解：（1）純對流換熱條件下應用集總參數(shù)法的條件：Bi?2hr??0.1。

本題中物體的熱交換有對流換熱和輻射換熱，且兩者數(shù)量級相同，所以考慮輻射后的當量換熱系數(shù)是原換熱系數(shù)的2倍，則反映內外熱阻之比的準則條件為Bi'?2hr??0.1?Bi?0.05

（2）在符合上述準則條件下，內熱阻可以忽略，溫度與空間位置無關，只是時間的函數(shù)，由此得導熱微分方程

?cVdT?hA?T??T????ATw4?T4 d???對于球體：

V/A=D/6 微分方程

?cDdT?h?T??T?????Tw4?T4?

6d?初始條件

??0，T?Ti 三、一無限大平壁厚?，導熱系數(shù)?=常量，內熱源產(chǎn)熱率?均勻，且為常數(shù)，已知兩

1出現(xiàn)在平壁內部的最高溫度t2壁面溫度分別保持t1、t2（t1>t2）。求○max；○從兩壁面?zhèn)鞒?/p>

?的熱流密度值（或熱流量）。（10分）解：由題意可列出微分方程如下：

dt??2??0?t??x?c1x?c2 2dx?2?邊界條件與積分常數(shù)

????1??2????x?0,t?t1?c1??t2?t1?????2??? ????x??,t?t2???c2?t12??溫度分布的無量綱參數(shù)方程

???t?t1???2?1?x/???x?1? t2?t1?2??t2?t1?????（1）平壁內部的最高溫度tmax出現(xiàn)在dt?0處，解得 dxx??2??????t2?t1?

代入上式得

???1????2?2tmax?t1?t2???t2?t1??

2?4??????（2）熱流密度

dtt1?t2????q????????x??

dx?2??x?0,q1???t1?t2???????2 x??,q2???t1?t2?????

2四、何謂管內層流流動的入口段及充分發(fā)展段？求出密度?，常物性的流體在半徑r0的圓管內，進行穩(wěn)定不可壓流動的平均速度um及平均溫度Tm的表達式；回答管內流動的短管換熱器效率是否高于同管徑的長管換熱器？為什么？（10分）

答：（1）當流體與管壁之間有熱交換時，管子壁面上的熱邊界層有一個從零開始增長，直到匯合于管子中心線的過程，當流動邊界層及熱邊界層匯合于管子中心線后稱流動及換熱已經(jīng)充分發(fā)展，此后的換熱強度將保持不變，從進口到邊界層匯合點稱為入口段，其后稱為充分發(fā)展段。

（2）平均速度um?qm??r02（qm為質量流量）平均溫度Tm?T1?T2（T1為進口溫度，T2為出口溫度）

（3）管內流動的短管換熱器效率高于同管徑的長管換熱器，這是因為在短管換熱器中，入口段的影響相對較大，而入口段邊界層較薄使得平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。

五、假定不可壓，牛頓型流體，常物性，無內熱源，忽略摩擦產(chǎn)生的耗散熱，試寫出二維、穩(wěn)態(tài)對流換熱方程組，并說明其中各項的物理意義。（10）

解：換熱微分方程h????t?t?y|y?0（對流換熱量等于壁面處的導熱量）

?t?t?2t?2t能量方程

u???a(2?)2?x?y?x?y（微元體的內能變化量等于其邊界的導熱量）連續(xù)性方程?u????0（進出微元體的質量守恒）?x?y??u?u?P?2u?2u??)?Fx???(2?2)??(u?x?y?x?x?y?動量方程? 22??(u??????)?F??p??(?????)y??x?y?y?2x?y2?(慣性力=體積力+壓力+粘滯力)

六、畫出如下各加熱表面的自然對流流動示意圖：（1）兩平板傾斜，熱面在下，冷面在上；

（2）兩傾斜平板，上下面等溫Ts，置于大氣溫度T?（Ts>T?）中；

（3）兩豎壁組成的封閉有限矩形空間（上下表面絕熱）。（10分）答：見附錄B10圖1。

七、寫出黑體輻射能的光譜分布表達式，寫出輻射強度L的定義式，并證明L與方向無關的表面（即蘭貝特表面），其輻射力（即發(fā)射功率）E為πL。（10分）

答：黑體光譜輻射力Eb,??c1??5c2

e(?T)?1d?(?)輻射強度定義式L(?)?

dAd?cos?蘭內特表面：半球空間各個方向上的定向輻射強度相等。

E?? ??2?E(?)d???Lcos?d??L???2???2?cos?sin?d?d??L?2???0d??2cos?sin?d??L?2????0?1?L?

2八、在一個晴朗初冬也夜晚，有效天空溫度Tsky??70℃，微風引起的對流換熱系數(shù)h=28/(m?K),發(fā)現(xiàn)湖面上有一層薄冰出現(xiàn)，但檢測空氣溫度T?高于0℃，[假定為干空氣，水的長波發(fā)射率為1，水與大地絕熱，不計水蒸發(fā)，??5.67?10W/(m?K)]，試理論

?8242估算T?。（10分）

解：由題意知湖面與空氣的對流換熱量和湖面與天空的輻射換熱量相等。

44h?T??Tice???(Tice?Tsky)

28?(T??273)?5.67?10?8?2734?2034?T??280.8K

九、兩種不透明的漫射涂層，其光譜吸收率分布a?(?)如附錄B10圖2所示。試從中選擇屋頂材料，問那種涂層適合用夏天？那種適合用冬天？并示出理想的a?(?)的分布。

答：a?(?)為水平線的涂層適合冬天用，a?(?)為折線的涂層適合夏天用。理想分布：冬天a?(?)=1，夏天a?(?)=0。

十、相距很小，平行放置的兩塊很大的漫射一灰表面，如果發(fā)射率是0.8，為使兩塊表面的輻射傳熱速率減小到原來的1/10，需要放入一個薄防輻射層（遮熱板），其發(fā)射率應為多少？

解：設遮熱板的發(fā)射率為?2。在未放防輻射層前系統(tǒng)黑度

???s1?1?1?11??1?11

11??11.50.80.8?1放入防輻射層后系統(tǒng)黑度

?s2?11 ??11??2?2?0.5??????1???????1??1?1??2??2由

?s21???2?0.138 ?s110