传热学试题答案

传热学试题答案（精选6篇）

篇1：传热学试题答案

基本概念 :

薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体的温度 , 则该物体称为----.•

传热 : 由热力学第二定律 , 凡是有温差的地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起的热量转移过程统称为------.•

导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时 , 发生的热量传输的现象.•

对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象.•

对流换热 : 指流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为------.•

强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起的流动.•

自然对流 : 由于流体各部分温度不同 , 致使各部分密度不同引起的流动.•

流动边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度.这一流体层即为-----.•

温度边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体的温度基本达到主流温度.这一流体层即为-----.•

热辐射 : 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为------.•

辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量.•

单色辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的波长在 λ--λ +d λ范围内 的辐射能量.•

立体角 : 是一个空间角度 , 它是以立体角的角端为中心 , 作一半径为 r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2 的比值作为------的大小.•

定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为----.•

传质 : 在含有两种或两种以上组分的流体内部 , 如果有浓度梯度存在 , 则每一种组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀的趋势.物质由高浓度向低浓度方转移过程称为----.•

分子扩散传质 : 静止的流体中或在垂直于浓度梯度 方向 作层流流动的流体中的 传质 , 有微观分子运动所引起 , 称为----.•

对流流动传质 : 在流体中由于对流掺混引起的质量传输.•

有效辐射 : 单位时间内 , 离开所研究物体单位表面积的总辐射能.•

灰体 : 单色吸收率 , 单色黑度与波长无关的物体.•

角系数 : 有表面 1 投射到表面 2 的辐射能量 Q 1 → 2 占离开表面 1 的总能量 Q 1 的份数 , 称为表面 1 对表面 2 的角系数.•

辐射换热 : 物体之间通过相互辐射和吸收辐射能而产生的热量交换过程.填空题 :

当辐射投射到固液表面是表面辐射，投射到气体表面是----------辐射。容积 •

气体常数 R 量纲是-------------。[ L 2 t-2 T-1 ] •

当辐射物体是--------------时，辐射力是任何方向上定向辐射强度的--------倍。漫辐射表面 , Л

强制对流换热的准数方程形式为-----------------.Nu=f(Re,Pr)•

描述流体运动方法有-------------和------------------两种方法.拉氏法 , 欧拉法 •

对于一个稳态的流动传热现象而言 , 其准数方程式可表示为------------------.Nu=f(Re,Pr,Gr)•

自然对流换热的准数方程式可表示为------------------.Nu=f(Pr,Gr)•

热辐射过程中涉及到的三种理想物体有---------------.黑体 , 透明体 , 镜体 •

实际上大部分工程材料在----------------范围内 , 都表现出灰体性质.红外线 •

善于发射的物体同时也善于-----------.吸收

角系数是一个与----------------------有关的纯几何量.辐射物体的尺寸 , 空间位置 •

实际物体的辐射力与------------的比值恒等于-----------的黑体的辐射力.辐射来自于黑体的吸收率 , 同温度下

灰体与其他物体辐射换热时 , 首先要克服-----------达到节点 , 而后再克服----------进行辐射换热.表面热阻 , 空间热阻

黑体的有效辐射就是---------.黑体的自身辐射

为增加辐射换热系统的换热量 , 可通过------辐射换热物体表面的黑度来实现.增加 •

对流流动传质的准数方程为-----------------------.Sh=f(Re,Sc)

判断并改错 :

只有管外径小于临界绝热直径时，铺设绝热层才能使热损失减小。（ⅹ）•

热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。（ⅹ）

通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度是处处相等的。（ⅹ）•

导温系数仅出现在非稳态热量传输过程中 , 导温系数越大 , 物体内各处温度越不均匀(ⅹ).•

热量传输一般有导热 , 热对流及热辐射三种基本形式.(√).•

水平热壁面朝上布置时比朝下时的对流换热量大(√).•

流体的物性参数μ愈小 , λ愈大 , 流体对流换热能力愈大(√).•

紊流运动粘度ε m 与流体运动粘度υ都是流体的物性参数 , 与 Re 和紊流程度有关.(ⅹ).• Pr t = ε m / ε h , 紊流的普朗特数不表示流体的物性参数 , 表示紊流时热量和动量传递过程的程度和状态(√).•

两物体之间的辐射换热必须通过中间介质才能进行 , 且热辐射过程中伴随着能量形式的二次转化(ⅹ).•

金属表面在空气中被氧化后 , 在相同温度下 , 其辐射能力比原来争强了(√).•

与黑体一样 , 灰体也是一种理想物体 , 只是在数值上与黑体成折扣关系(√).•

同温度下 , 物体辐射力越大 , 其吸收率越小(ⅹ).•

角系数描述的是物体的空间位置和几何形状对辐射换热的影响 , 并与辐射物体本身的特性和温度有关(ⅹ).•

当系统处于热平衡时 , 灰体的有效辐射等于同温度下的黑体辐射 , 并与灰体的表面黑度有关(ⅹ).•

当一铸件在车间内加热时 , 其辐射换热量的大小与车间大小有关(ⅹ).•

当一铸件在车间内加热时 , 其辐射换热量的大小取决于铸件面积和本身黑度.(√).问答题 :

热量传输有哪几种基本方式？ •

温度场有哪几种表示方法？

能量微分方程的几种形式均用于哪些条件？ •

导温系数表达式及物理意义？ •

何谓单值性条件？包括哪些？ •

边界条件分为哪几类？各自数学描述？

通过平壁的一维稳态导热数学描述及第一；三边界条件数学描述？温度分布？热流密度？（单；多层;λ 为常;变量时）

通过圆筒壁的一维稳态导热数学描述及第一；三边界条件数学描述？温度分布？热流密度？（单；多层）

热阻有何应用？推导临界直径公式并分析影响临界直径的因素 ?

答 : ⒈ 热阻的应用 : ⑴ 利用热阻可将某些热量传输问题转换成相应的模拟电路来分析.⑵ 分析热阻组成 , 弄清各个环节的热阻在总热阻中所占的地位 , 能有效地抓住过程的主要矛盾.⒉ 公式推导 : 已知一管道的内径为 d 1 外径为 d 2 , 设在管道外面包一层绝缘层 , 其直径为 d x, 圆筒内为热流体其对流换热系数为 α 1 , 穿越筒壁向外冷流体(对流换热系数为 α 2)散热.此时单位管长的总热阻 :

r ∑ 仅是 d x 的函数 , 只与划线部分的热阻有关.通过分析得知 , r ∑ 与 d x 间存在极值.r ∑ 取得极值的条件是 其中 d c 为临界绝热层直径

此时管道向外散热最多.∴当 d x =d c 时 ,r ∑ 为极小值.分析影响临界直径的因素 : 当 d x ≥ d c 时 , 敷设绝热层会使散热减少.d c 与 λ x 有关 , 可通过选用不同绝热材料改变 d c 值.•

何谓薄材？厚材？如何判别？

集总系统导热特点？数学描述？温度分布及瞬时热流量？ • Bi 及 Fo 定义式及物理意义？

答 :

物理意义 : 物体内部热阻与外部热阻之比.•

求解对流给热系数的方法有哪几种 ? •

影响对流换热系数的因素有哪些？如何作用？ •

求解对流换热系数的基本方法是什么？ •

边界层微分方程求解 α 思路是什么？ 边界层微分方程求解 α 思路 : Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

由 Ⅰ 式和 Ⅱ 式求解流场的速度分布得 V X ,V Y , 代入 Ⅲ 式得温度场的分布 T, 再求温度梯度代入 Ⅳ 式求得 α 值.•

类比法求解 α 思路 ? 推导过程 ? •

试比较类比法和边界层微分方程组法 ? 答 : 边界层微分方程组法只能求解绕流平板的边界层内的层流问题 , 计算较烦.类比法即适用于边界层内也适用于边界层外 , 还适用于圆管内的流动 , 即适用于层流也 适用于紊流.且推导和计算也较方便.•

建立动量边界层和热量边界层厚度受那些因素的影响 ? •

建立动量传递和热量传递的目的是什么 ? 类比解推导过程 ?

答 : ⒈ 建立动量传递和热量传递的目的 :

⑴ 认为动量热量;传递规律是类同的 , 用数学式子把两现象联系起来.⑵ 用已由理论分析或实测得到的阻力规律 C F 来求解换热规律α层流中 :

紊流中 : 当 P r =1 时 , C p = 此二式相同.即也是雷诺类比解成立的条件.•

试说明 Nu;Pr 及 Gr 的物理意义及定义式 ? 答 : 努谢尔特准数 Nu 定义式 : 热量传递的比较.反映了对流换热的强度.物理意义 : 表示实际流体热量传递与导热分子

普朗特准数 Pr 定义式 : 物理意义 : 反映了动量扩散与热量扩散的相对大小.格拉晓夫准数 Gr 定义式 :

滞力的乘积得到的.物理意义 : 是由浮升力 / 粘滞力和惯性力 / 粘

流动边界层;温度边界层;层流底层;紊流边界层定义及边界层特性 ? •

热辐射定义及其特点是什么 ? 其波长主要集中在哪些波长范围内 ? •

黑体概念及研究黑体的意义是什么 ? 辐射力;单色辐射力;立体角及定向辐射力和辐射强度的概念有何区别 ? •

黑体辐射的基本规律有哪几个 ? 都分别揭示了哪些规律 ? •

什么是物体表面的吸收率;反射率和透过率 ? •

什么是绝对黑体;白体和透明体 ? •

试说明兰贝特定律的几种表达形式及适用条件 ? •

什么是物体表面的黑度 ? 受哪些因素影响 ? •

什么是灰体 ? 有何特性 ? •

实际物体的辐射特性与灰体有何不同 ? •

什么基尔霍夫定律 ? 它的适用条件是什么 ? •

什么是辐射角系数 ? 它有什么性质 ? •

两面;三面封闭系统角系数的基本计算方法及线交叉法计算任意两面间的角系数的方法 ? •

什么是有效辐射和净辐射热流密度 ? •

试汇出由两面或三面灰体组成的封闭系统的辐射网络图 ? •

试列出三面灰体组成的封闭系统各面有效辐射的方程式 ?

什么是重辐射面 ? 它有什么特点 ? •

试汇出具有辐射绝热面的三面辐射系统的网络图 ? •

在两面平行板间的换热系统中间加一块与平板黑度相同的遮热板时 , 两面间辐射换热减少多少 ? 并会出辐射网络图.•

传质概念及分子扩散传质和对流扩散传质定义 ? •

二种传质方式的传质量基本计算公式 ? •

质量传输平衡法方程式及简化形式和单值性条件 ? •

分之扩散传质中 , 气体通过间壁的扩散通量;金属园管的扩散通量及静止介质中通过半无限大物体的浓度分布和传质通量 ? •

分子扩散传质系数 D 的影响因素有哪些 ? •

对流流动传质模型有哪几种 ? •

层流;紊流流动时各自的浓度分布及平均传质系数准数方程形式 ? •

流体通过单个球体及流过填充床时的传质系数计算公式 ? •

流体在园管内流动时的传质计算 ? •

动量与热量比拟解(雷诺;柯尔朋)? •

动量与质量比拟解(雷诺;柯尔朋)? •

类比关系准数有哪些各准数间关系怎样 ? •

动量边界层;热量边界层和质量边界层间类比关系怎样 ? 计算题 : 有一直径为 5cm 的钢球，初始温度为 450 ℃，将其突然置于温度为 30 ℃空气中，设钢球表面与周围环境间的总换热系数为 24w/(m 2.℃)，试计算钢球冷却到 300 ℃所需的时间。已知钢球的 c =0.48kJ/(kg..℃), ρ =7753kg/m 3 , λ =33w/(m..℃).（8 分）

解 : 先验算 Bi 准数 , 钢球的特征尺寸为 :

故可以按薄材加热处理.∴τ =57.0s=0.158h 具有内热源并均匀分布的平壁，壁厚为２ S，假定平壁的长宽远大于壁厚，平壁两表面温度恒为 t w，内热源强度为 q v，平壁材料的导热系数为常数，试推出稳态导热时，平壁内的温度分布和中心温度。１０分

解 : 因平壁的场 , 宽远大于厚度 , 故此平壁的导热可认为是一维稳态导热.导热微分方程为 :

边界条件为 : x=s ,t=t w

x=-s , t=t ∞

求解上述微分方程 , 得

由边界条件确定积分常数 :

∴平壁内的温度分布 :

当 X=0, 则得平壁中心温度 :

3.将初始温度为 80 ℃ , 直径为 20mm 的紫铜棒突然横置于气温为 20 ℃ , 流速为 12m/s 的风道之中 , 五分钟后 , 紫铜棒温度降到 34 ℃.试计算气体与紫铜棒之间的换热系数α.已知紫铜棒密度ρ =8954kg/m 3 , 比热 C=383.1J/(kg ·℃), 导热系数λ =386W/(m ·℃)

解 : 先假定可以用集总系统法分析紫铜棒的散热过程

其中 τ =5 × 60=300s

验算 Bi:

4.一蒸汽管道 , 内 , 外径分别为 150mm 和 159mm.为了减少热损失 , 在管外包有三层保温材料 : 内层为λ 2 =0.11, 厚δ 2 =5mm 的石棉白云石;中间为λ 3 =0.1, 厚δ 3 =80mm 的石棉白云石互状预制板;外壳为λ 4 =0.14, 厚δ 4 =5mm 的石棉硅藻土灰泥;钢管壁的λ 1 =52, 管内表面和保温层外表面的温度分别为 170 ℃和 30 ℃.求该蒸汽管每米管长的散热量 ?

解 : 已知 d 1 =0.15m, d 2 =0.159m, d 3 =0.169m, d 4 =0.339m

各层每米管长热阻分别为 :

⑴ 管壁 :

⑵ 石棉内层 :

⑶

石棉预制瓦 :

⑷ 灰泥外壳 :

蒸汽管道每米长散热量为

5.压力为 1.013bar,20 ℃空气以速度 V=35m/s 掠过平板 , 板长 L=70cm, 壁面温度 t w =60 ℃ , 试求该板的换热系数及换热量(板宽按 1m 计算)? 已知 :40 ℃空气物性参数为 : λ =0.0271W/m ·℃ υ =16.97 × 10-6 m 2 /s Pr=0.711

解 : 按壁面与流体温度的算术平均值做为定性温度确定物性 :

查附录 得空气物性为 : λ =0.0271w/m ℃ υ =16.97 × 10-6 m 2 /s Pr=0.711

则

对于紊流纵掠平板时 , 局部摩擦系数为 :

∴为紊流

6.20 ℃的空气在常压下以 10m/s 的速度流过平板 , 板面温度 t w =60 ℃ , 求距前缘 200mm 处的速度边界层和温度边界层以及α x, α和单宽换热量 , 再用类比法求局部摩擦系数 C f.已知 :40 ℃空气物性参数为 : λ =0.0271W/m ·℃ υ =16.97 × 10-6 m 2 /s Pr=0.711 ρ =1.127kg/m 3 C p =1.009 × 10 3 J/kg ·℃

解 : 边界层内空气的定性温度 :

由题已知 40 ℃空气物性参数为 : λ =0.0271W/m ·℃ υ =16.97 × 10-6 m 2 /s Pr=0.711

∴为层流边界层.则

局部换热系数 :

单位宽度的换热量 :

℃空气物性参数为 : ρ =1.127kg/m 3 C p =1.009 × 10 3 J/kg ·℃

7.两平行大平板间的辐射换热 ,平板的黑度各为 0.5 和 0.8, 如果中间加进一块铝箔遮热板 , 其黑度为 0.05, 试计算辐射热减少的百分率 ? 并画出辐射网络图.解 : 未加遮热板时 , 两大平板单位面积间的辐射换热量为 :

设置遮热板后 :

加入遮热板后的辐射换热量减少的百分率为 :

8.有两平行黑体表面 , 相距很近, 他们的温度分别为 1000 ℃与 500 ℃ , 试计算它们的辐射换热量 , 如果是灰体表面 , 黑度分别为 0.8 和 0.5, 它们间的辐射换热量是多少 ?

解 : 两黑体表面间的辐射换热量是 :

两灰体表面间的辐射换热量是 :

9.两个互相平行且相距很近的大平面 , 已知 t 1 =527 ℃ , t 2 =27 ℃ , 其黑度ε 1 = ε 2 =0.8, 若两表面间按放一块黑度为ε p =0.05 的铝箔遮热板 , 设铝箔两边温度相同 , 试求辐射换热量为未加隔热板时的多少成 ? 若隔热板的黑度为 0.8, 辐射换热量又为多少 ?

解 : 未加遮热板时 , 两大平板间的辐射换热量为 :

设置遮热板后 :

10.有两个平行钢板 , 温度各保持 t 1 =527 ℃ , t 2 =27 ℃ , 其黑度ε 1 = ε 2 =0.8, 两钢板间的距离比起钢板的宽和高相对很小 , 试求这两块钢板的自身辐射 , 有效辐射 , 净辐射热流 , 反射辐射 , 投射辐射和吸收辐射热流 ?

解 : 两大平板间的辐射换热量为 :

处于热平衡时 :

自身辐射 :

有效辐射 :

反射辐射 : R 1 G=J 1-E 1 =19430-18579.4=850.56w/m 2

总投入辐射 : ．已知平板稳流边界层内的速度分布为，并有

及 n =1/9, , 试推导出边界层厚度的计算式。

解：由湍流圆管内的知识可知

当

时，光滑管中的湍流流动的近似 1/9

又∵ 以 代替，以 代替

∴

（1-1）

又∵（1-2）

将（1-1）和（1-2）代入边界层动量积分方程：

=（1-3）

又∵

代入（1-3）得

分离变量积分得：

∵

∴

∴

12.已知平板层流边界层内的速度解

式.层流边界层动量积分方程

试导出边界层厚度和摩擦阻力系数的公

.解：由层流的边界层动量积分方程可知：

（1-1）式

y=0（1-2）式

又 ∵ y=0 =

=

带入 1-2 式得：

分离变量积分得：

∴

F Δ = =0。738

C f =

=1.46Re l-1/2

篇2：传热学试题答案

A ．等于

B ．大于

C ．小于

D ．可能大于、小于

．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K)、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（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。（c）A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（d）

A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（a）A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了 的对比关系？（b）A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ c A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿

．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率 同温度下该物体的黑度。（c）A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较

．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（a）A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定

第二部分 非选择题

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

．已知某大平壁的厚度为 10mm，材料导热系数为 45W/(m · K)，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。

．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003（m 2 · K），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为 340W（m 2 · K），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。13 ．采用小管径的管子是 对流换热的一种措施。14 ．壁温接近换热系数 一侧流体的温度。

．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。16 ．热对流时，能量与 同时转移。

．导热系数的大小表征物质 能力的强弱。

．一般情况下气体的对流换热系数 液体的对流换热系数。19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。20 ． 是在相同温度下辐射能力最强的物体。

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率

四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）

．不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？

．写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？它在导热问题的分析计算中有何作用？

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）

．两块平行放置的平板 1 和 2，相关尺寸如图示。已知： t 1 =177 ℃、t 2 =27 ℃、ε 1 =0.8、ε 2 =0.4、X 1，2 ＝ 0.2。试用网络法求：

• 两平板之间的辐射换热量；

• 若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少？

．一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为 2.5kg /s 的冷却水在管内流动，其进出口温度分别为 15 ℃ 和 60 ℃，比热为 4174J/(kg · k)；热油进出口温度分别为 110 和 70，比热为 2190 J/(kg · k)。传热系数为 400W（m 2 · k）。试计算所需的传热面积。

传热学

（二）参考答案

一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 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、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

． 2.22 × 10 － 4（m 2 · k）/W（若没写单位，扣 0.5 分。）

． 308.5W/（m 2 · k）[ 或 309W/（m 2 · k）或 308W/（m 2 · k）]（若不写单位，扣 0.5 分）13 ．强化 14 ．较大

．对流换热系数（或α c 均可）16 ．质量（或物质）17 ．导热 18 ．小于 19 ．逆流 20 ．黑体

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ． 【参考答案】

发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。

（或：物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热。）22 ．【参考答案】

温度场内各点的温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。）23 ．【参考答案】

依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象。24 ．【参考答案】

热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程。25 ．【参考答案】

肋侧表面总的实际散热量与肋壁 测温度均为肋基温度的理想散热量之比。

四、简答题）本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）26 ．【参考答案及评分标准】

（1）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以 α c 降低。（3 分）

（2）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1% 时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右，后果是很严重的。（3 分，答 50% 左右也可）

（3）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。（2 分）27 ． 【参考答案及评分标准】

（1）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为：（3 分）

（2）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。（2 分）

（3）作用：确定导热体内的温度分布（或温度场）。（3 分）

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12，共 24 分）28 ． 【参考答案及评分标准】

（1）(3 分)4

=1105.65W（1 分）

• 若两表面为黑体表面，则

(2 分)（3 分）

=1492.63W（1 分）

（2 分）

若不写单位，扣 0.5 分若直接把值代入而没写出公式，也可给分。29 ． 【参考答案及评分标准】

已知： q m2 =2.5kg/s

• 计算平均温差

（2）计算水所吸收的热量

（3 分）

（3）计算传热面积

由 得

(4 分)

（5 分）

若不写单位，扣 0.5 分若没写公式，直接把值代入，也可给分。

传热学

（三）本试题分两部分，第一部分为选择题，1 页至 2 页，第二部分为非选择题，3 页至 7 页。本试题共 7 页；选择题 20 分，非选择题 80 分，满分 100 分。考试时间 150 分钟。

第一部分 选择题

一、单项选择题（本大题 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确项前的字母填在题后的括号内。1.在锅炉的炉墙中：烟气 内壁 外壁 大气的热过和序为 : 【 】 A.辐射换热 , 导热 , 复合换热 B.导热，对流换热，辐射换热 C.对流换热泪盈眶，复合换热，导热 D.复合换热，对流换热，导热

2.由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中： 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.流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数 【 】 A.=1 B.>1 C.<1 D.=0 4.在其他条件相同的情况下 , 下列哪种物质的导热能力最差 ? 【 】 A.空气 B.水 C.氢气 D.油 5.下列哪种物质中不可能产生热对流 ? A.空气 B.水 C.油 D.钢板 6.Gr 准则反映了 ________ 的对比关系。A.重力和惯性力 B.惯性力和粘性力 C.重力和粘性力 D.角系数 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.气体的导热系数随温度的升高而 【 】 A.减小 B.不变

C.套管式换热器 D.无法确定

9.下列哪种设备不属于间壁式换热器 ? 【 】 A.1-2 型管壳式换热器 ? B.2-4 型管壳式换热器 C.套管式换热器 D.回转式空气预热器 10.热传递的三种基本方式为 【 】 A.导热、热对流和传热过热 B.导热、热对流和辐射换热 C.导热、热对流和热辐射 D.导热、辐射换热和对流换热

第二部分 非选择题

二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）

11.在一台顺流式的换热器中，已知热流体的进出口温度分别为 180 和 100，冷流体的进出口温度分别为 40 和 80，则对数平均温差为 ___________。

12.已知一灰体表面的温度为 127，黑度为 0.5，则其车辆射力为 ____________。13.为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 ________ 一侧。14.灰体就是吸收率与 ________ 无关的物体。

15.冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于 ________ 换热。16.传热系数的物理意义是指 _________ 间温度差为１时的传热热流密度。17.黑度是表明物体 ________ 能力强弱的一个物理量。

18.肋壁总效率为 _______ 与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。

19.在一个传热过程中，当壁面两侧换热热阻相差较多时，增大换热热阻 _______ 一侧的换热系数对于提高传热系数最有效。

20.１－２型管壳式换热器型号中的“２”表示 _________。

三、名词解释（本大题５小题，每小题４分，共２０分）21.换热器的效能（有效度）22.大容器沸腾 23.准稳态导热

24.黑体 25.复合换热

四、简答题（本大题共２小题，每小题８分，共１６分）26.气体辐射有哪些特点？

27.为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？

五、计算题（本大题２小题，每小题１２分，共２４分）

28.某炉墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为 200mm 和 80mm，导热系数分别为 0.8W/(m.K)和 0.11W/(m.K)，炉墙内外侧壁温分别为 600。C 和 70。C。求炉墙单位面积的热损失和两层材料间的温度。

29.以 0.8m/s 的流速在内径为 2.5cm 的直管内流动，管子内表面温度为 60。C，水的平均温度为 30。管长２ m。试求水所吸收的热量。（已知 30。C 时 , 水的物性参数为： 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 时的 υ =469.9 × 10-6 kg/(m.s))。已知水在管内流动时的准则方程式为

（１）Nu f =0.027Re f 0.8 Pr f 0.4 ε 1 ε R 适用条件： Re f =10 4 — 1.2 × 10 5 , Rr f =0.6-120, 水与壁面间的换热温差 t ≤ 30C °（２）Nu f =0.027Re f 0.2 Pr f 1/3(μ f / μ w)0.11 ε 1 ε R 适用条件： Re f =10 4 ~ 1.75 × 10 6 , Pr f = 0.6 ~ 700, 水与壁面间的换热温差 t > ３０ 以上两个准则方程式的定性温度均为流体的平均温度（μ w 的定性温度为管内壁温度）, 特性尺度为管内径。

传热学

（三）参考答案

一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 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、填空题（本大题共 10 小题，每小 2 分，共 20 分）

． 61.7 ° C 或 61.7 ° C(若不写单位 , 扣 0.5 分)12 ． 725.76W/m 2 或 726W/m 2(若不写单位 , 扣 0.5 分)13 ．冷流体

．波长或 “ λ ” 复合 15.复合

．热冷流体(或＂冷热流体＂也可，＂热流体和冷流体)也可)17.辐射 18.肋壁实际散热量

19.较大或 “ 大＂、“较高” 20.管程数

三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分）21 ．【参考答案及评分标准】

换热器的实际传热量与最大可能传热量之比。或 22 ．【参考答案及评分标准】

高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。

• 【参考答案及评分标准】

物体内各点温升速度不变的导热过程。

• 【参考答案及评分标准】

吸收率等于 1 的物体。

• 【参考答案及评分标准】

对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程。

四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）26 ．【参考答案及评分标准】

（1）气体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸收某些波长范围内的能量。

（2）气体的辐射（和吸收）是在整个容积中进行的。固体和液体不能穿透热射线，所以它们的辐射（和吸收）只在表面进行。

评分标准：（1）答出 4 分：（2）答出 4 分。27 ．【参考答案及评分标准】

（1）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。

（2）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器，不利于设备的安全运行。（3）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式，即在烟温较高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。

评分标准：（1）答出 2 分；（2）答出 2 分；

（3）答出 3 分。

五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分）

篇3：盼“国考”公布试题答案

试题和答案都不公布的考试, 公布的成绩和录取线有多大的实际意义?其中又有多少“躲猫猫”的成分?是否有改错弄错的试卷?这些问题本身就需要一个满意的答复, 毕竟, 对于考公务员的人来说, 这些是他参与考试应该获得的知情权的一部分。人非圣贤, 孰能无过———即便多次改卷, 也并不意味着就不可能发生“错误”。过而能改, 善莫大焉———如果能够像高考那样透明, 学生便可估分, 感觉出入甚大的, 交一定的费用, 还可以查卷看看是否改错分数了。如此一来才能令人信服。

事实上, 国人对“国考”的关注和议论事实上是一种民主意识的表达, 民主思想进步的表现。因为每个人都希望有一个“阳光”的环境, 让任何猫腻无处藏身, 让以权谋私、钱权勾结的现象完全曝光于众, 同时加强问责, 以儆效尤, 给公众营造一个公平的环境, 这也是构建民主社会的民意诉求。那么, 作为“国考”, 到了一定成熟的时机, 譬如改卷完毕之后就应该及时地公布试卷与答案, 如此, 才能平息公众的质疑。

篇4：热学竞赛试题的分析

【关键词】物理竞赛 热学 出题趋势 竞赛辅导

全国中学生物理竞赛是在中国科学技术协会领导下，由中国物理学会主办，是物理学习比较优秀的中学生自愿参加的课外科技活动。举办这一竞赛的目的在于促进中学生提高学习物理的兴趣和积极性，改进学习方法，增强学习能力，同时促进学校开展物理课外活动，活跃校内学习氛围，以及发现物理学习特别优秀的中学生，进行因材施教，以便更好地培养他们。

从瓦特发明了蒸汽机以来，人们对热学的应用越来越关注。同时，热学理论也日趋完善。这种理论和实践的不断发展也反映到竞赛试题上来，下面来讨论竞赛试题中的热学问题。

一、热学在竞赛试题中所占分值及特点

1、从二十届至二十四届物理竞赛复赛试题中可以看出，热学分值的比重并不是很高，由表1我们发现，每届试题中都有一道热学题，题目出现在前三题中。热学的分值在15分到25分之间，占整个试卷总分的10.714%至16.429%。

2、热学部分虽然占的分值较少，但试题的难度系数也较小，因此，它的难度与分值是成正比例的。并且，题目中所用到的知识点也相对较少。在第二十届复赛试题中，先分析温度为T2时空气的体积和压强，根据理想气体状态方程求出T2；然后通过分析温度继续上升气柱中的空气作等压变化，利用盖—吕萨克定律 ，求出气柱中空气温度缓慢升高到t=97℃时空气的体积。在第二十一届复赛试题中，主要运用理想气体状态方程pV=nRT，求出经过2小时，薄膜下部增加的空气的摩尔数 ，从而求得该薄膜材料在0℃时对空气的透气系数。在第二十二届复赛试题中，第一个过程是等容过程，根据热力学第一定律△U=Q+W和等容过程方程 求出Q与T的关系；第二个过程是等压过程，根据热力学第一定律和状态方程，求出Q与T的关系。在第二十三届复赛试题中，主要运用热力学第一定律，通过内能、温度与做功的关系从而求出气体原来所处的状态A与另一已知状态B之间的内能之差。在第二十四届复赛试题中，第一问根据热力学第一定律和理想气体状态方程可以求出a室中气体达到平衡时的温度；第二问因系统绝热又无外界做功，气体内能不变，所以温度不变（仍为），而体积增大为原来的2倍．由状态方程知，气体压强变为原来的一半。又根据理想气体状态方程和热力学第一定律，求出在推动活塞过程中，隔板对a室气体所作的功。

通過对以上试题的分析，可以得出结论，热力学问题在竞赛试题中的知识点包括以下几点：（1）玻意耳定律—等温变化PV=C；（2）查理定律—等容变化P=CT；（3）盖—吕萨克定律V=CT；（4）理想气体状态方程；（5）热力学第一定律△U=Q+W。因此，要想拿到热学题的分数，必须对这几个知识点理解并熟练掌握。

二、热学部分的出题趋势

物理竞赛的主要目的是提高学生分析问题解决问题的能力，对物理过程的分析，体现了学生的思维连贯性和灵活性，提高了学生物理思维能力,锻炼了学生的抽象思维、形象思维和直觉思维。通过以上讨论可知，热学部分的知识点相对较少且易于理解。因此，今后热学部分的试题将以分析物理过程为主，运用知识点解决问题。上述五个方面的知识点都非常重要，在今后的竞赛试题中将继续围绕这些知识点出题。

三、竞赛辅导时应注意的问题

1.加强基础理论的辅导，提高能力

（1）加强基础知识的教学。这是参加物理竞赛的基础。全国物理竞赛试卷分析表明，约有20的试题属于基础知识的范畴，25%左右的试题也与高考水平相当，还有一些试题用到基础知识，因此，教师只有加强基础知识的教学和辅导，才有可能培养出具有竞争能力的学生。

（2）加强分析问题能力的培养。对竞赛的学生特别要注意分析综合能力的培养。即对每个物理问题都能洞察整个物理过程，形成清晰的物理图象。能对问题进行科学的想象、分析、综合、判断与推理，并运用数学知识和方法求得解答。善于将问题化繁为简，能分析出隐蔽条件，能排除思维定势的干扰，能根据条件变换视角考虑问题，能逆向求索，掌握恒法思路和多路思考。

（3）重视创造性思维能力的培养。创造性思维能力有发散性思维和收敛性思维两种。发散性思维是二种推测、想象和创造的思维的过程。收敛性思维是综合多种信息找出最佳方案的思维过程。在物理竞赛中，有些问题初看起来是见所未见、闻所未闻的新知识、新课题，似乎是“超纲”了，但是，具有创造性思维的学生，不难从已学的基础知识中找到解决问题的方案，求得解答。

2.加强非智力因素的培养与辅导

所谓非智力因素，就是一个人的兴趣、志向、意念、热情、毅力等方面的心理品质要素。在竞赛的辅导中首先就是要激发学生参赛的兴趣。这就要求教师能善于因人因校制宜，采取适当的形式和方法去进行，使他们对参赛始终保持高度的热情、愉快而轻松地竞赛。其次，教师要教导参赛学生树立志向，具有为班级、为学校、为祖国争光的意图和决心，一步一个脚印，去努力拼搏。再次，要培养毅力。参赛学生在备赛过程中，由于多种原因，往往难以集中精力去想某一个问题或去做某个实验，尤其是碰到困难或挫折时，就容易泄气。这时，老师就要热情鼓励他们坚持干下去，帮助他们分析疑难、寻找原因，解决问题。有的辅导教师联系实际向学生讲解科学家经过多次失败，顽强地坚持探索，最后获得成功的事例，启发学生自觉地培养毅力，取得了良好的效果。

参考文献

[1]田世昆，胡卫平：物理思维论.广西教育出版社，1996年12月第1版

篇5：传热学答案

qtf1tfw2AABBh1tf1th2ttf2解：热损失为又tfw50

℃；AB

3联立得A0.078m;B0.039m

2-16 一根直径为3mm的铜导线，每米长的电阻为2.2210。导线外包有厚为1mm导热系数为0.15W/(m.K)的绝缘层。限定绝缘层的最高温度为65℃，最低温度为0℃。试确定在这种条件下导线中允许通过的最大电流。

Q2lq2l(t1t2)ln(r2/r1)210.15650ln2.5/1.5119.8W解：根据题意有：

119.86IR 解得：I232.36A

-40 试由导热微分方程出发，导出通过有内热源的空心柱体的稳态导热热量计算式及壁中的温度分布。为常数。

解：有内热源空心圆柱体导热系数为常数的导热微分方程式为

1tr0rrr

2经过积分得

tc1lnrc2rr

r3/t0tw0lnr01r3因为所以得 trr0,ttw;r0,tt0r3/t0tw0lnr01lnrt0对其求导得

2-53 过热蒸气在外径为127mm的钢管内流过，测蒸气温度套管的布置如附图所示。已知套管外径d=15mm，壁厚＝0.9mm，导热系数49.1W/(m.K)。蒸气与套管间的表面传热系数h=105有的长度。W/(m.K)2。为使测温误差小于蒸气与钢管壁温度差的0.6％，试确定套管应

h01chmh0.6100, 解：按题意应使h00.6%，chmh166.7，查附录得：mharcch(166.7)5.81，mhU。

3－7 如图所示，一容器中装有质量为m、比热容为c的流体，初始温度为tO。另一流体在管内凝结放热，凝结温度为t。容器外壳绝热良好。容器中的流体因有搅拌器的作用而可认为任一时刻整个流体的温度都是均匀的。管内流体与容器中流体间的总传热系数k及传热面积A均为以知，k为常数。试导出开始加热后任一时刻t时容器中流体温度的计算式。

解：按集总参数处理，容器中流体温度由下面的微分方程式描述 A10549.10.910348.75，H5.8148.750.119mhA(TT1)cvtt1dtd

kA此方程的解为 t0t1exp(c)

0

03－10 一热电偶热接点可近似地看成为球形，初始温度为25C，后被置于温度为200C地气流中。问欲使热电偶的时间常数c1s热接点的直径应为多大？以知热接点与气流间的表面传热系数为35W/(mK)，热接点的物性为：20W/(mk)，c400J/(kgk)，8500kg/m32，如果气流与热接点之间还有辐射换热，对所需的热接点直径有何影响？热电偶引线的影响忽略不计。

解：由于热电偶的直径很小，一般满足集总参数法，时间常数为：V/AR/3tch1350850040010.29105ccvhA

5 故cm

0.617m 热电偶的直径： d2R2310.2910 验证Bi数是否满足集总参数法 Bivh(V/A)35010.2910205 0.00180.0333

故满足集总参数法条件。

若热接点与气流间存在辐射换热，则总表面传热系数h（包括对流和辐射）增加，由ccvhA知，保持c不变，可使V/A增加，即热接点直径增加。

3－12 一块单侧表面积为A、初温为t0的平板，一侧表面突然受到恒定热流密度q0的加热，另一侧表面受到初温为t的气流冷却，表面传热系数为h。试列出物体温度随时间变化的微分方程式并求解之。设内阻可以不计，其他的几何、物性参数均以知。解：由题意，物体内部热阻可以忽略，温度只是时间的函数，一侧的对流换热和另一侧恒热流加热作为内热源处理，根据热平衡方程可得控制方程为: dtcvhA(tt)Aqw0d t/t0t0

引入过余温度tt则: cvddhAAqw0 /t00

hABecvqwh 上述控制方程的解为:B0qw 由初始条件有：

h，故温度分布为: tt0exp(hAcv)qwh(1exp(hAcv))

3－13 一块厚20mm的钢板，加热到5000C后置于200C的空气中冷却。设冷却过程中钢板两侧面的平均表面传热系数为35W/(mK),钢板的导热系数为45W/(mK)，若扩散率为1.37510522m/s。试确定使钢板冷却到空气相差100C时所需的时间。2 解：由题意知BihA0.00780.1

故可采用集总参数法处理。由平板两边对称受热，板内温度分布必以其中心对称，建立微分方程，引入过余温度，则得： dcvhA0d(0)tt0

 解之得：00exp(hAcv)exp(hc(V/A))exp(h)

当10C时，将数据代入得，＝3633s

3－24 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，气流与两端面间的表面传热系数均为50W/(mK)。圆柱体导热系数20W/(mk)，热扩散率5.6106m2/s。试确定圆柱体中心过余温度下降到初值

2一半时间所需的时间。解：因四周表面绝热，这相当于一个厚为20.4m的无限大平壁的非稳态导热问题，m00.5,Bih500.2200.5 F01.7,F0由图3-6查得

2a1.70.2265.61012142s3.37h6－

11、已知：平均温度为100℃、压力为120kPa的空气，以1.5m/s的流速流经内径为25mm电加热管子。均匀热流边界条件下在管内层流充分发展对流换热区Nu=4.36。

求：估计在换热充分发展区的对流换热表面传热系数。

pRT1200002873731.121kg/m3解：空气密度按理想气体公式计算，空气的与压力关系甚小，仍可按一物理大气压下之值取用，100℃时：

21.9106

kg/ms,Re1.1211.521.90.025100.03210.025619192300，故为层流。按给定条件得：

h4.36d4.365.6W/mK2。

6－

13、已知：一直管内径为16cm，流体流速为1.5m/s，平均温度为10℃，换热进入充分发展阶段。管壁平均温度与液体平均温度的差值小于10℃，流体被加热。

求：试比较当流体分别为氟利昂134a及水时对流换热表面传热系数的相对大小。解：由附录10及13，10℃下水及R134a的物性参数各为：

R134a：0.0888W/mK,0.201810水：0.574W/mK,1.30610对R134a：

Re1.50.0160.2018100.86626m/s,Pr3.915；

2m/s,Pr9.52；

1.1893100.45,2531.3W/mKh0.0231189303.9150.08880.0162

对水：

Re1.50.0161.306100.8618376,0.4h0.023183769.520.5740.0165241W/mK2

对此情形，R134a的对流换热系数仅为水的38.2%。

25、已知：冷空气温度为0℃，以6m/s的流速平行的吹过一太阳能集热器的表面。该表面尺寸为1m1m，其中一个边与来流方向垂直。表面平均温度为20℃。

求：由于对流散热而散失的热量。

tf020210解：℃

610℃空气的物性 14.1610Reul61.014.1610112,2.511052,Pr0.705

x64.2372810

Nu0.664RehPr3384.68

2384.682.51101.0

29.655w(mk)2

s111.0m

hs(twt0)9.655(200)193.1

6-27、已知：一个亚音速风洞实验段的最大风速可达40m/s。设来流温度为30℃，平板壁温为70℃，风洞的压力可取1.01310Pa。

求：为了时外掠平板的流动达到510的Rex数，平板需多长。如果平板温度系用低

55压水蒸气在夹层中凝结来维持，平板垂直于流动方向的宽度为20cm时。试确定水蒸气的凝结量。

tm7030250解：℃，查附录8得：

6

0.0283W/mK,17.9510Re40x17.95100.56m/s,Pr0.698，1 x5105,x17.95104050.50.224m，416.5，Nu0.664RePr1/30.6645100.6981/h416.50,0283/0.22452.62W/mK, 2hAt52.620.20.224703094.3W，在t70℃时，气化潜热r2334.110J/kg，凝结水量G94.336002334.11030.1454kg/h。

6-33、已知：直径为0.1mm的电热丝与气流方向垂直的放置，来流温度为20℃，电热丝温度为40℃，加热功率为17.8W/m。略去其它的热损失。

求：此时的流速。

解：

qlhdtwtf,hdtwtf30ql17.80.110540202833W/mK2

定性温度tm20402℃，60.0267W/mK,1610Nu28330.02670.1101/0.4663m/s,Pr0.701

210.61。先按表5-5中的第三种情况计算，10.610.6836NuRe0.683侧u2.1459360，符合第二种情形的适用范围。

57.6m/sd故得：Re161036030.110。

34、已知：可以把人看成是高1.75m、直径为0.35m的圆柱体。表面温度为31℃，一个马拉松运动员在2.5h内跑完全程（41842.8m），空气是静止的，温度为15℃。不计柱体两端面的散热，不计出汗散失的部分。

求：此运动员跑完全程后的散热量。

u41842.842.536004.649m/s

解：平均速度，定性温度

62tm3115223℃，空气的物性为：0.0261W/mK,15.3410Re4.6490.3515.3416m/s,Pr0.702，1060724104，按表5-5.有：

0.02661060720.805 Nu0.0266Re0.805295.5，h295.50.0261/0.3522W/mK, Aht3.14160.351.75223115677.3W

在两个半小时内共散热2.53600677.360959606.09610J6-

37、已知：如图，最小截面处的空气流速为3.8m/s，tf2635℃，肋片的平均表面温度为65℃，98W/mK,肋根温度维持定值:s1/ds2/d2,d10mm,规定肋片的mH值不应大于1.5.在流动方向上排数大于10.求：肋片应多高

解：采用外掠管束的公式来计算肋束与气流间的对流换热，定性温度“

tm3565250℃，0.0283W/mK,17.951021176m/s，Re3.80.0117.95106，由表（5-7）查得C0.482,m0.556，34.050.02830.0196.4W/mKNu0.48221170.55634.05,h

，d980.018-

15、已知材料AB的光谱发射率与波长的关系如附图所示，试估计这两种材料的发射率m4h496.419.83,H1.随温度变化的特性，并说明理由。

解：A随稳定的降低而降低；B随温度的降低而升高。理由：温度升高，热辐射中的短波比例增加。9—30、已知：如图，（1）所有内表面均是500K的黑体；（2）所有内表面均是＝0.6的漫射体，温度均为500K。求：从小孔向外辐射的能量。解：设小孔面积为2A2，内腔总表面壁为

2A1，则：

2A2r13.14160.0168.0410m1，A1r2d1Hr2r12222223.14160.020.040.040.020.016x1,2A2A18.0410436.736103m，42

4x2,11，6.736100.11941,2A20T1T2。，4411/21x2,11/11x1,2211,28.0410（1）1,1,25.6752.85W4；

8.04105.6754（2）21，10.6，10.11941/0.612.64W9-

45、已知：用裸露的热电偶测定圆管气流的温度，热电偶的指示值为t1＝170℃。管壁温度tw＝90℃，气流对热节点的对流换热系数为h＝50W/（m·K），热节点表面发射率为＝0.6。求：气流的真实温度及测温误差。解：htft10T1Tw442

，tft14C0T1h40.65.67Tw441704.433.6350100100

184.41704

篇6：传热学试题答案

1、一滴水滴到120度和400度的板上，哪个先干？试从传热学的角度分析？

答：在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△t=tw–ts=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。

2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，为什么？ 答：是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。

3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。为什么？

答：这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉，而内壁的热又一下子传不出来，外壁冷却很快的收缩，内壁却还很热，没什么收缩，加以陶瓷特别脆，所以往往裂开。

或者：烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。

4、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。为什么？

答：因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。

5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。为什么？ 答：因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。

6、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。为什么？

答：这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。

7、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。

答：这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。

8、某些表演者赤脚踩过炽热的木炭，从传热学角度解释为何不会烫伤？不会烫伤的基本条件是什么？

答：因为热量的传递和温度的升高需要一个过程，而表演者赤脚接触炽热木炭的时间极短，因此在这个极短的时间内传递的温度有限，不足以达到令人烫伤的温度，所以不会烫伤。

基本条件：表演者接触炽热木炭的时间必须极短，以至于在这段时间内所传递的热量不至于达到灼伤人的温度

9、我们许多人都喜欢在冬天有暖暖阳光时晒被子，我们都会深有体会，冬天经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来会觉得很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。为什么？

答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。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，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。

10、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？

答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时）。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。

11、在冬季的晴天，白天和晚上空气温度相同，但白天感觉暖和，晚上却感觉冷。为什么？

答：白天和晚上人体向空气传递的热量相同，且均要向温度很低的太空辐射热量。但白天和晚上的差别在于：白天可以吸收来自太阳的辐射能量，而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。

12、夏季在维持20℃室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季保持在22℃的室内工作时，为什么必须穿绒衣才觉得舒服？

答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高，因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。而冬季室外气温比室内气温低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室

外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。

13、我们国家北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜，、为什么霜会结在树叶上表面？

答：这是因为清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表面的温度低于摄氏零度，而地球表面温度一般在零度以上。由于相对树叶下表面来说，其上表面需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面温度较高，而上表面温度较低且可能低于零度，因而容易结霜。

14、窗玻璃对红外线几乎不透明，但是隔着玻璃依然会被太阳晒到的发热？为什么？

答：虽说窗玻璃对红外线不透明，但对可见光却是透明的，因而隔着玻璃晒太阳，太阳光可以穿过玻璃进入室内，而室内物体发出的红外线却被阻隔在窗内，因而房间内温度越来越高，因而感到暖和。

15、在寒冷的北方地区，现在建房越来越多的人开始采用多孔的空心砖。为什么？

答：在其他条件相同时，实心砖材料如红砖的导热系数约为0.5W/（m〃K）（35℃），而多孔空心砖中充满着不动的空气，空气在纯导热（即忽略自然对流）时其导热系数很低，是很好的绝热材料。

16、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行感觉更冷？

答：强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。皮手套和护膝，由于导热系数小且有一定厚度，增加了一层较大的导热热阻，使总传热热阻增大，从而可降低散热量，从而起到保护作用。

17、绿色住宅的一种节能方式（夏天少用空调冬天多用暖气）就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木，尝试从传热学角度说明大树的作用。

答：夏天室内热负荷主要来自太阳辐射，如房屋前栽种几棵大树，枝叶繁茂会遮挡阳光，使房屋处于树荫下，可以凉快些，从而减少使用空调。到了冬天，树叶落光，太阳光线可直射到房屋上，因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。这样便可达到节能的目的。

18、滚热的食物盛在砂锅里比在铝锅里不容易冷,为什么？ 答：这是由于陶瓷的砂锅比金属的铝锅传热慢,锅壁又比较厚,热不容易传出来。

19、冬天时，用手摸72度的铁和600度的木材感觉一样吗，为什么？请用传热学的知识解释

答：一样，因为人手感觉到的冷暖实质是热量传递的快慢，而铁的导温系数远远大于木头的导温系数。不同的温差和不同的导热系数产生相同的热流密度,故导热效果相同。冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来为什么感到很暖和？并且经过拍打以后，为什么效果更加明显？

答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。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，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？

答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时）。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。夏季在维持20℃室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季保持在22℃的室内工作时，为什么必须穿绒衣才觉得舒服？

答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高，因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。而冬季室外气温比室内气温低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。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的冰箱耗电量大？

答：当其它条件相同时，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。有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉得更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？ 答：从稀饭到凉水是一个传热过程。显然，稀饭和水的换热在不搅动时属自然对流。而稀饭的换热比水要差。因此要强化传热增加散热量，应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？

答：在其他条件相同时，实心砖材料如红砖的导热系数约为0.5W/（m〃K）（35℃），而多孔空心砖中充满着不动的空气，空气在纯导热（即忽略自然对流）时其导热系数很低，是很好的绝热材料。因而用多孔空心砖好。电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。试从传热学的观点解释这一现象。答：杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量，而罗丝在筏上其身体与空气之间产生自然对流。在其他条件相同时，水的自然对流强度要远大于空气，因此杰克身体由于自然对流散失能量的速度比罗丝快得多。因此杰克被冻死而罗丝却幸免于难。27 人造地球在卫星在返回地球表面时为何容易被烧毁？

答：卫星在太空中正常运行时，其表面的热量传递方式主要依靠与太空及太阳等星体的辐射。而在卫星返回地面的过程中，由于与大气层之间的摩擦，产生大量的热量，无法及时散失，因而易被烧毁。28 北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜，试问树叶上、下表面的哪一面结霜？为什么？

答：霜会结在树叶上的表面。因为清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表面的温度低于摄氏零度，而地球表面温度一般在零度以上。由于相对树叶下表面来说，其上表面需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面温度较高，而上表面温度较低且可能低于零度，因而容易结霜。窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和？

答：窗玻璃对红外线不透明，但对可见光却是透明的，因而隔着玻璃晒太阳，太阳光可以穿过玻璃进入室内，而室内物体发出的红外线却被阻隔在窗内，因而房间内温度越来越高，因而感到暖和。30 在太阳系中地球和火星距太阳的距离相差不大，但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球要大得多？

答：由于火星附近没有大气层，因而在白天，太阳辐射时火星表现温度很高，而在夜间，没有大气层的火星与温度接近于绝对零度的太空进行辐射换热，因而表面温度很低。而地球附近由于大气层（主要成份是CO2和水蒸气）的辐射作用，夜间天空温度比太空高，白天大气层又会吸收一部分来自太阳的辐射能量，因而昼夜温差较小。31 在冬季的晴天，白天和晚上空气温度相同，但白天感觉暖和，晚上却感觉冷。试解释这种现象。

答：白天和晚上人体向空气传递的热量相同，且均要向温度很低的太空辐射热量。但白天和晚上的差别在于：白天可以吸收来自太阳的辐射能量，而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。32 住新房和旧房的感觉一样吗？