传热学复习提纲范文

第一篇：传热学复习提纲范文

传热学课程考试复习提纲

第一章 基本概念：传热学的研究内容;热能传递的三种基本方式;传热过程和传热系数。

计算：传热过程和传热系数的计算。

第二章基本概念：导热基本定律 —— 傅立叶定律温度场;等温面、等温线;导热系数;

导热问题的数学描述;导热微分方程的推导及物理意义;热扩散率;接触热阻。计算：典型一维稳态导热问题的分析解;等截面直肋的计算。

第三章基本概念：非稳态导热过程的特点和类型;Bi准则数;第三类边界条件下Bi准则

数对平板中温度分布的影响;集中参数法的条件。

计算：集中参数法温度场的分析解及应用。

第五章基本概念：对流换热的影响因素;表面传热系数的物理意义;对流换热问题完整的

数学描述;流动边界层、热边界层。

第六章基本概念：相似原理与量纲分析;P241 表6-1;变物性影响的修正及原因;流体

横掠单管流动的特点——边界层的分离(用图定性分析);

计算：管槽内湍流强制对流传热关联式的应用

Nuf0.023RefPrf加热流体，n=0.4;冷却流体，n=0.3此式适用于流体与壁面温度具有中等温差的场合。

采用流体平均温度tf为定性温度，取管内径d为特征长度。

实验验证范围为Ref10~1.210,Prf0.7~120,l/d60。

第七章 基本概念：凝结传热的模式;努塞尔的纯净蒸汽层流膜状凝结的分析解推导的思路。

注意相关的假设条件。(难点);水平管外凝结与竖直管外凝结的比较。(P307，第四版);不凝结气体对膜状凝结和沸腾换热的影响。大容器饱和沸腾的三个区域及特点;临界热流密度及其工程意义。

第八章 基本概念：热辐射的概念;固、液、气的吸收率、透过率和反射率;如何理解黑体

模型;黑体热辐射的基本定律及计算公式;辐射力、光谱辐射力、定向辐射强度之间的区别。实际物体的发射率、吸收率，光谱发射比、光谱吸收比的定义及计算式。如何理解实际物体的吸收比;灰体的定义及重要意义;吸收比与发射率的关系——基尔霍夫定律建立的严格条件、它与灰体的提出的意义;加深对教材(第四版：表8-3)的理解。

计算：三个基本定律的应用;黑体辐射函数表的应用。

第九章 基本概念：辐射传热的角系数;有效辐射的定义;重辐射面;表面热阻;空间热阻;

多表面封闭网络法求解的实施步骤。

计算：两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热公式及计算;两表面换热系统的辐射

网络图;多表面封闭系统网络图。

第十章 基本概念：通过圆筒壁的传热分析及计算公式的特点;通过肋壁的传热过程分析计

算公式的特点;临界热绝缘直径的意义;顺流、逆流的区别;平均温差的计算;换热器设计的类型和要求;换热器设计的方法及主要步骤。

任课老师：欧阳莉2014年6月16日 450.8n

第二篇：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Nu、Re、Pr、Bi数的表达式，并说明其物理意义。

答：(1)努塞尔(Nusselt)数，，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。(2)雷诺(Reynolds)数，，它表示惯性力和粘性力的相对大小。

(3)普朗特数，，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，，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，公式中的亦要换成，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。所以水的气、液、固三种状态的导热系数依次增大。

7、热扩散系数是表征什么的物理量?它与导热系数的区别是什么?

答：热扩散率

，与导热系数一样都是物性参数，它是表征物体传递温度的能力大小，亦称为导温系数，热扩散率取决于导热系数

和

的综合影响;而导热系数是反映物体的导热能力大小的物性参数。一般情况下，稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数，但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数，还取决于物体的导温系数。

8、集总参数法的适用条件是什么?满足集总参数法的物体，其内部温度分布有何特点?

答：集总参数法的适用条件是Bi<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热热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?

答：灰体是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似，或它的单色发射率不随波长变化的物体;或单色吸收比与波长无关的物体，即单色吸收比为常数的物体。

10、漫射表面?

答：通常把服从兰贝特定律的表面称为漫射表面，即该表面的定向辐射强度与方向无关。或物体发射的辐射强度与方向无关的性质叫漫辐射，具有这样性质的表面称为漫射表面。

11、气体的热边界层与流动边界层的相对大小?

答：由于，对于气体来说，所以气体的热边界层的厚度大于流动边界层的厚度。

12、沸腾换热的临界热流密度的含义是什么?

答：在泡态沸腾阶段时，液体温度与壁面温度之差若进一步增大，汽泡在表面上生成、长大，随后引因浮力作用而离开表面。沸腾的液体主体温度这时有一定的过热度，故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀，直到逸出液面，由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动，换热强度剧增，热流密度随的提高而急剧增大，直到达到热流密度的峰值，此时的热流密度称为临界热流密度。当进一步增大时，热流密度又开始下降。

13、影响强制对流换热的表面换热系数的因素有哪些?

答：影响强制对流换热的表面换热系数的因素有流态、流体的物性、换热表面的几何因素等，用函数表示为。

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量大?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器和冰箱的冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加的热阻，因此，冷冻室(或冷藏室)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、圆管临界热绝缘直径与哪些因素有关?

答：圆管临界热绝缘直径，根据公式加以分析(略)。

17、为什么珠状凝结表面换热系数比膜状凝结表面换热系数大?

答：膜状凝结换热时

沿整个壁面形成一层液膜，并且在重力的作用下流动，凝结放出的汽化潜热必须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响了热量传递。

珠状凝结换热时，

凝结液体不能很好的浸润壁面，仅在壁面上形成许多小液珠，此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触，因此，换热速率远大于膜状凝结换热。

18、不凝结气体对表面凝结换热强弱有何影响?

答：不凝结气体的存在，一方面使凝结表面附近蒸汽的分压力降低，从而蒸汽饱和温度降低，使得传热驱动力即温差减小;另一方面，凝结蒸汽穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散，从而增加了阻力。因此，上述两方面原因导致凝结换热时的表面传热系数降低。

19、空气横掠垂直管束时，沿流动方向管排数越多，换热越强，而蒸汽在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管排数越多，换热强度降低，为什么?

答：空气横掠垂直管束时，沿流动方向管排数越多，气流扰动越强，换热越强，而蒸汽在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管排数越多，凝结液膜越厚，凝结换热热阻越大，换热强度降低。

20、写出时间常数的表达式，时间常数是从什么导热问题中定义出来的?它与哪些因素有关?

答：时间常数的表达式为，是从非稳态导热问题中定义出来的，它不仅取决于几何参数和物性参数，还取决于换热条件h。

21、什么是物体表面的发射率?它与哪些因素有关?

答：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比称为该物体的发射率，物体的发射率只取决于物体的表面特性(物体的种类、表面状况和温度)，而与外界条件无关。

22、什么是物体表面的吸收比(率)?它与哪些因素有关?

答：物体对投入辐射所吸收的百分数称为该物体的吸收比(率)，物体的吸收比(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、何谓遮热板(罩)?

答：插入两个辐射换热表面之间的用于削弱两个表面之间辐射换热的薄板或罩。

24、黑体辐射包括哪几个定律?

答：普朗克定律、维恩位移定律、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，哪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动，热边界层较厚，热阻较大;而横向冲刷时热边界层较薄且在边界层由于分离而产生的旋涡，增加了流体扰动，因而换热增强。

26、下列三种关联式描述的是那种对流换热?，，

答：描述的是无相变的强迫对流换热，且自然对流不可忽略;

描述的是自然对流可忽略的无相变的强迫对流换热;描述的是自然对流换热。

27、写出辐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。

答：平均角系数X1,2=

，它表示A1表面发射出的辐射能中直接落到另一表面A2上的百分数。或者它表示离开A1表面的辐射能中直接落到另一表面A2上的百分数。

28、表面辐射热阻

答：当物体表面不是黑体时，该表面不能全部吸收外来投射的辐射能量，这相当于表面存在热阻，该热阻称为表面辐射热阻，常以表示。

29、有效辐射

答：单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射J

，它包括辐射表面的自身的辐射E和该表面对投射辐射G的反射辐射，即。

30、换热器的污垢热阻

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，热阻不可以忽略，这种由于污垢生成的产生的热阻称为污垢热阻。

31、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：采用空心砖较好，因为空心砖内部充满着空气，而空气的导热系数相对较小，热阻较大，空心砖导热性较之实心砖差，同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。

32、下列材料中导热系数最大的是

(

纯铜

)

(a)

纯铜

(b)纯铁

(c)黄铜

(d)天然金刚石

33、什么是雷诺类比律(写出表达式)?它的应用条件是什么?答：雷诺类比率：，条件：Pr=1，

34、下列工质的普朗特数最小的是

(液态金属)

(a)水

(b)

空气

(c)液态金属

(d)变压器油

35、为什么多层平壁中的温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折线?

36、对管壳式换热器来说，两种工质在下列哪种情况下，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，因为壳侧清洗比较困难，而管内可以拆开端盖进行清洗;(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壳程，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侧，这样可以减小换热器的散热损失。

37、北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜?为什么?

答：霜会容易结在树叶的上表面，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;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，树叶上表面向外辐射热量较多，温度下降的快，一旦低于零度时便会结霜。

38、什么是物体的发射率和吸收率?二者在什么条件下相等?

答：实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比称为该物体的发射率;投射到物体表面的总能量中被吸收的能量所占的份额是物体的吸收率。由基尔霍夫定律可知：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暖和?

答：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，而室内物体发出的红外线却被阻隔在室内，因房间内温度越来越高，从而感到暖和。

40、对流换热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：对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式都可以用下式表示，但是，前者的导热系数为流体的导热系数，而且表面传热系数h是未知的;后者的导热系数为固体的导热系数，而且表面传热系数h是已知的。

41、写出竖平壁上膜状凝结的冷凝雷诺数的表达式。

答：冷凝雷诺数：,

或者，其中

42、为什么用电加热时容易发生电热管壁被烧毁的现象?而采用蒸汽加热时则不会?

答：用电加热时，加热方式属于表面热流密度可控制的，而采用蒸汽加热时则属于壁面温度可控制的情形。由大容器饱和沸腾曲线可知，当热流密度一旦超过临界热流密度时，工况就有可能很快跳至稳定的膜态沸腾，使得表面温度快速上升，当超过壁面得烧毁温度时，就会导致设备的烧毁;采用蒸汽加热由于壁面温度可控制，就容易控制壁面的温升，避免设备壁面温度过度升高，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变化规律时，应如何选择热电偶节点的大小?

答：在其它条件相同时，热电偶节点越大，它的温度变化一定幅度所需要吸收(或放出)的热量越多，此时虽然节点换热表面积也有所增大，但其增大的幅度小于体积增大的幅度。故综合地讲，节点大的热电偶在相同的时间内吸收热量所产生的温升要小一些。由定义知，，为节点的半径，显然，节点半径越小，时间常数越小，热电偶的相应速度越快。

44、由导热微分方程可知，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。你认为对吗?

答：由于描述一个导热问题的完整数学表达，不仅包括控制方程，还包括定解条件。虽然非稳态导热控制方程只与热扩散率有关，但边界条件中却有可能包括导热系数。因此，上述观点不正确。

45、由对流换微分方程可知，该式中没有出现流速，有人因此认为表面传热系数与流体速度场无关。你认为对吗?

答：这种说法不正确，因为在描述流动的能量方程中，对流项含有流体速度，要获得流体的温度场，必须先获得流体的速度场，在对流换热中流动与换热是密不可分的。因此，对流换热的表面传热系数与流体速度有关。

46、什么是等温线?在连续的温度场中，等温线的特点是什么?

47.大平壁在等温介质中冷却的冷却率与哪些因素有关

48、何谓集总参数法?其应用的条件是什么?应怎样选择定型尺寸?

答：集总参数法是忽略物体内部导热热阻的简化分析方法。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。集总参数法的适用条件是对于平板Bi<0.1，对于圆柱Bi<0.05，对于球Bi<0.033。

49、写出计算一维等截面直肋散热量的公式。

50、简述遮热罩削弱辐射换热的基本思想。

51、判定两个物理现象相似的条件是什么?

1.同名的以定特征数相等;2.单值性条件相似

52、试述强化管内流体对流换热采用的方法，并简述理由。

54、影响膜状凝结换热的主要热阻是什么?

55、大空间饱和沸腾有哪三种状态?什么是沸腾换热的临界热负荷?

答：核态沸腾、过渡沸腾、稳定膜态沸腾。由大容器饱和沸腾曲线可知，当热流密度一旦超过临界热流密度时，工况就有可能很快跳至稳定的膜态沸腾，使得表面温度快速上升，当超过壁面得烧毁温度时，就会导致设备的烧毁，这个临界热负荷为沸腾换热的临界热负荷。

56、写出傅立叶定律的数学表达式，并解释其物理意义。

57、简要说明太阳能集热器采用的选择性表面应具备的性质和作用原理。

58、试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。

59、无内热源，常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为t=2y2cosx。试说明该导热物体在x=0，y=1处的温度是随时间增加逐渐升高，还是逐渐降低。

答：由导热控制方程，得：

当时，，故该点温度随时间增加而升高。

60、工程中应用多孔性材料作保温隔热,使用时应注意什么问题?为什么?

答：应注意防潮。保温材料的一个共同特点是它们经常呈多孔状，或者具有纤维结构，其中的热量传递是导热、对流换热、热辐射三种传热机理联合作用的综合过程。如果保温材料受潮，水分将替代孔隙中的空气，这样不仅水分的导热系数高于空气，而且对流换热强度大幅度增加，这样材料保温性能会急剧下降。

61、用套管温度计测量容器内的流体温度，为了减小测温误差，套管材料选用铜还是不锈钢?

答：由于套管温度计的套管可以视为一维等截面直助，要减小测温误差(即使套管顶部温度tH尽量接近流体温度tf)，应尽量减小沿套管长度流向容器壁面的热量，即增大该方向的热阻。所以，从套管树料上说应采用导热系数更小的不锈钢。

62、两种几何尺寸完全相同的等截面直肋，在完全相同的对流环境(即表面传热系数和流体温皮均相同)下，沿肋高方向温度分布曲线如图所示。请判断两种材料导热系数的大小和肋效率的高低?

答：对一维肋片，导热系数越高时，沿肋高方向热阻越小，因而沿肋高方向的温度变化(降落或上升)越小。因此曲线1对应的是导热系数大的材料.曲线2对应导热系数小的材料。而且，由肋效率的定义知，曲线1的肋效率高于曲线2。

63、一维无内热源、平壁稳态导热的温度场如图所示。试说明它的导热系数λ是随温度增加而增加，还是随温度增加而减小?

答:由傅立叶里叶定律，

图中随x增加而减小，因而随2增加x而增加，而温度t随x增加而降低，所以导热系数随温度增加而减小。

64、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析原因。

答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。而冬季室外气温比室内低，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。根据上题人体对冷感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。

65、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。

答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进人更多的空气。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(20℃，1.01325×105Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m·K)，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。

66、由对流换热微分方程知，该式中没有出现流速，有人因此得出结论：表面传热系数h与流体速度场无关。试判断这种说法的正确性?

答：这种说法不正确，因为在描述流动的能量微分方程中，对流项含有流体速度，即要获得流体的温度场，必须先获得其速度场，“流动与换热密不可分”。因此表面传热系数必与流体速度场有关。

67、在流体温度边界层中，何处温度梯度的绝对值最大?为什么?有人说对一定表面传热温差的同种流体，可以用贴壁处温度梯度绝对值的大小来判断表面传热系数h的大小，你认为对吗?

答：在温度边界层中，贴壁处流体温度梯度的绝对值最大，因为壁面与流体间的热量交换都要通过贴壁处不动的薄流体层，因而这里换热最剧烈。由对流换热微分方程，对一定表面传热温差的同种流体λ与△t均保持为常数，因而可用绝对值的大小来判断表面传热系数h的大小。

68、简述边界层理论的基本论点。

答：边界层厚度δ、δt与壁的尺寸l相比是极小值;

边界层内壁面速度梯度及温度梯度最大;

边界层流动状态分为层流与紊流,而紊流边界层内,紧贴壁面处仍将是层流,称为层流底层;

流场可以划分为两个区：边界层区(粘滞力起作用)和主流区，温度同样场可以划分为两个区：边界层区(存在温差)和主流区(等温区域);

对流换热热阻主要集中在热边界层区域的导热热阻。层流边界层的热阻为整个边界层的导热热阻。紊流边界层的热阻为层流底层的导热热阻

69、有若干个同类物理现象,怎样才能说明其单值性条件相似。试设想用什么方法对以实现物体表面温度恒定、表面热流量恒定的边界条件?

答：所谓单值条件是指包含在准则中的各已知物理量，即影响过程特点的那些条件──时间条件、物理条件、边界条件。所谓单值性条件相似,首先是时间条件相似(稳态过程不存在此条件)。然后,几何条件、边界条件及物理条件要分别成比例。采用饱和蒸汽(或饱和液体)加热(或冷却)可实现物体表面温度恒定的边界条件，而采用电加热可实现表面热流量恒定的边界条件。

70、对皆内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热?

答：采用短管，主要是利用流体在管内换热处于入口段温度边界层较薄，因而换热强的特点，即所谓的“入口效应”，从而强化换热。而对于弯管，流体流经弯管时，由于离心力作用，在横截面上产生二次环流，增加了扰动，从而强化了换热。

71、在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，到太空中是否仍然有效，为什么?

答：该实验到太空中无法得到地面上的实验结果。因为自然对流是由流体内部的温度差从而引起密度差并在重力的作用下引起的。在太空中实验装置格处于失重状态，因而无法形成自然对流，所以无法得到顶期的实验结果。

72、在对流温度差大小相同的条件下,在夏季和冬季,屋顶天花板内表面的对流放热系数是否相同?为什么?

答：在夏季和冬季两种情况下,虽然它们的对流温差相同,但它们的内表面的对流放热系数却不一定相等。原因:在夏季tftw,即在夏季,温度较高的水平壁面在上,温度较低的空气在下,自然对流不易产生,因此放热系数较低.反之,在冬季,温度较低的水平壁面在上,而温度较高的空气在下,自然对流运动较强烈,因此,放热系数较高。

73、试述沸腾换热过程中热量传递的途径。

答：半径R≥Rmin的汽泡在核心处形成之后,随着进一步地的加热,它的体积将不断增大,此时的热量是以导热方式输入,

其途径一是由汽泡周围的过热液体通过汽液界面输入,

另一是直接由汽泡下面的汽固界面输入,由于液体的导热系数远大于蒸汽,故热量传递的主要途径为前者。

当汽泡离开壁面升入液体后,周围过热液体继续对它进行加热,直到逸出液面,进入蒸汽空间。

74、两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为120℃和400℃的铁板上，试问滴在哪块板上的水滴先被烧干，为什么?

答：在大气压下发生沸腾换热时，上述两水滴的过热度分别是℃和℃，由大容器饱和沸腾曲线，前者表面发生的是核态沸腾，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。

75、有—台放置于室外的冷库，从减小冷库冷量损失的角度出发，冷库外壳颜色应涂成深色还是浅色?

答：要减少冷库冷损，须尽可能少地吸收外界热量，而尽可能多地向外释放热量。因此冷库败取较浅的颜色，从而使吸收的可见光能量较少，而向外发射的红外线较多。

76、何谓“漫─灰表面”?有何实际意义?

答：“漫─灰表面”是研究实际物体表面时建立的理想体模型.漫辐射、漫反射指物体表面在辐射、反射时各方向相同.

灰表面是指在同一温度下表面的辐射光谱与黑体辐射光谱相似,吸收率也取定值.“漫─灰表面”的实际意义在于将物体的辐射、反射、吸收等性质理想化,可应用热辐射的基本定律了。大部分工程材料可作为漫辐射表面,并在红外线波长范围内近似看作灰体.从而可将基尔霍夫定律应用于辐射换热计算中。

77、某楼房室内是用白灰粉刷的,

但即使在晴朗的白天,

远眺该楼房的窗口时,

总觉得里面黑洞洞的,

这是为什么?

答：窗口相对于室内面积来说较小,

当射线(可见光射线等)从窗口进入室内时在室内经过多次反复吸收、反射,

只有极少的可见光射线从窗口反射出来,

由于观察点距离窗口很远,

故从窗口反射出来的可见光到达观察点的份额很小,

因而就很难反射到远眺人的眼里,

所以我们就觉得窗口里面黑洞洞的.

78、黑体表面与重辐射面相比，均有J=Eb。这是否意味着黑体表面与重辐射面具有相同的性质?

答：虽然黑体表面与重辐射面均具有J=Eb的特点，但二者具有不同的性质。黑体表面的温度不依赖于其他参与辐射的表面，相当于源热势。而重辐射面的温度则是浮动的，取决于参与辐射的其他表面。

79、要增强物体间的辐射换热，有人提出用发射率ε大的材料。而根据基尔霍夫定律，对漫灰表面ε=α，即发射率大的物体同时其吸收率也大。有人因此得出结论：用增大发射率ε的方法无法增强辐射换热。请判断这种说法的正确性，并说明理由。

答：在其他条件不变时，由物体的表面热阻可知，当ε越大时，物体的表面辐射热阻越小，因而可以增强辐射换热。因此，上述说法不正确。

80、对壳管式换热器来说，两种流体在下列情况下，何种走管内，何种走管外?

(1)清洁与不清洁的;(2)腐蚀性大与小的;(3)温度高与低的;(4)压力大与小的;(5)流量大与小的;(6)粘度大与小的。

答：(1)不清洁流体应在管内，因为壳侧清洗比较困难，而管内可定期折开端盖清洗;(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，且如将腐蚀性强的流体置于壳侧，被腐蚀的不仅是壳体，还有管子;(3)温度低的流体置于壳侧，这样可以减小换热器散热损失;(4)压力大的流体置于管内，因为管侧耐压高，且低压流体置于壳侧时有利于减小阻力损;(5)流量大的流体放在管外，横向冲刷管束可使表面传热系数增加;(6)粘度大的流体放在管外，可使管外侧表面传热系数增加。

二、计算题

（一）计算题解题方略

1、稳态导热问题

(1)截面直肋肋片的传热量和肋端温度的求解。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(2)单层及多层平壁在第三类边界条件

(7)

(8)

(9)

下导热问题的计算，

(3)单层及多层圆筒壁在第三类边界条件下导热

每米供热管道的散热损失。

2、非稳态导热问题

(1)集总参数法求解任意形状物体(如热电偶)的瞬态冷却或加热问题。

(2)公式法或诺谟图法求解任意形状物体(如热电偶或平板)的瞬态冷却或加热问题。

3、对流换热问题

(1)外掠平板或管内强制对流换热问题在不同流态下的换热分析及计算。

(2)横掠单管或管束的自然或强制对流换热问题的计算。

4、辐射换热问题

(1)两个和三个非凹面组成的封闭腔体，各个表面之间的辐射换热问题的计算，(2)两个平行平板之间的辐射换热问题的计算。

5、注意事项

(1)

对流换热问题中，当流体为气流时，有时需要同时考虑对流和辐射换热;

(2)

对于长直的园管换热问题，往往要计算单位管长的换热量;

(3)

对于管内强迫对流换热问题，应注意层流和紊流时的实验关联式的选取，而且流体定性温度的在不同边界条件下(如常壁温和常热流边界条件)确定方法有两种：算数平均法和对数平均法。

(4)

注意多个非凹面组成的封闭腔体，各个表面之间的辐射换热问题的计算中的某个表面的净辐射热量与任意两个表面之间的辐射换热量的区别与联系。

（二）计算题例题

1、室内一根水平放置的无限长的蒸汽管道，

其保温层外径d=583

mm，外表面实测平均温度及空气温度分别为

，此时空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数h=3.42

W

/(m2

K),

墙壁的温度近似取为室内空气的温度，保温层外表面的发射率

问：(1)

此管道外壁的换热必须考虑哪些热量传递方式;

(2)计算每米长度管道外壁的总散热量。(12分)

解：

(1)此管道外壁的换热有辐射换热和自然对流换热两种方式。

(2)把管道每米长度上的散热量记为

当仅考虑自然对流时，单位长度上的自然对流散热

近似地取墙壁的温度为室内空气温度，于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射为：

总的散热量为

x

t

O

2、如图所示的墙壁，其导热系数为50W/(m·K),厚度为50mm，在稳态情况下的墙壁内的一维温度分布为：t=200-2000x2，式中t的单位为0C，x单位为m。试求：

(1)墙壁两侧表面的热流密度;

(2)墙壁内单位体积的内热源生成的热量。

解：(1)由傅立叶定律：

所以墙壁两侧的热流密度：

(3)

由导热微分方程得：

3、一根直径为1mm的铜导线，每米的电阻为。导线外包有厚度为0.5mm，导热系数为0.15W/(m·K)的绝缘层。限定绝缘层的最高温度为650C，绝缘层的外表面温度受环境影响，假设为400C。试确定该导线的最大允许电流为多少?

解：(1)以长度为L的导线为例，导线通电后生成的热量为,其中的一部分热量用于导线的升温，其热量为：一部分热量通过绝热层的导热传到大气中，其热量为：。

根据能量守恒定律知：

即

(2)当导线达到最高温度时，导线处于稳态导热，

，，

4、解：以长度为L的导线为例，通电后生成的热量为I2RL。所生成的热量，一部分通过绝缘层以导热方式传递到大气中，另一部分热量则用于导线温度的升高。

(1)

导热热量

(2)

温度的升高所需要的热量

(3)根据能量守恒定律有：

(4)当时，导线处于最高温度。于是，，即

4、初温为250C的热电偶被置于温度为2500C的气流中，设热电偶节点可以近似看成球形，要使其时间常数，问热节点的直径为多大?忽略热电偶引线的影响，且热节点与气流间的表面传热系数为h=300W

/(m2

K)，热节点材料的物性参数为：导热系数为20W/(m·K)，，如果气流与热节点间存在着辐射换热，且保持热电偶时间常数不变，则对所需热节点直径大小有和影响?

解：(1)

解：由于热电偶的直径较小，一般满足集总参数条件，时间常数为

,

故热电偶直径：

验证毕渥数Bi是否满足集总参数法：

满足集总参数法条件。

(2)若热节点与气流间存在辐射换热，则总的表面传热系数h(包括对流和辐射)将增加，由知，要保持不变，可以使增加，即热节点的直径增加。

5、空气以10m/s速度外掠0.8m长的平板，

故热电偶的直径：

验证Bi数是否满足集总参数法：

说明上述假设是正确的。

5、空气以10m/s速度外掠0.8m的长平板，,，计算该平板在临界雷诺数下的、全板平均表面传热系数以及换热量。(层流时平板表面局部努塞尔数，紊流时平板表面局部努塞尔数，板宽为1m，已知，定性温度时的物性参数为：，，)

解：(1)根据临界雷诺数求解由层流转变到紊流时的临界长度

,此时空气得物性参数为：

，，

由于板长是0.8m，所以，整个平板表面的边界层的流态皆为层流

(2)板长为0.8m时，整个平板表面的边界层的雷诺数为：

解：临界长度

由于板长为0.8m，所以整个平板表面的流动边界层流态皆为层流。此时

当平板长度为0.8m时，雷诺数

全板平均表面传热系数:

全板平均表面换热量

6、一厚度为2δ的无限大平壁，导热系数λ为常量，壁内具有均匀的内热源Φ(单位为W/m3)，边界条件为x=0，t=tw1;x=2δ，t=tw2;tw1>tw2。试求平壁内的稳态温度分布t(x)及最高温度的位置xtmax，并画出温度分布的示意图。

解建立数学描述如下：

，，

，，

据可得最高温度的位置xtmax，即。

温度分布的示意图见图。

7、金属实心长棒通电加热,单位长度的热功率等于Φl(单位是W/m)，材料的导热系数λ，表面发射率ε、周围气体温度为tf，辐射环境温度为Tsur，表面传热系数h均已知，棒的初始温度为t0。试给出此导热问题的数学描述。

解：此导热问题的数学描述

8、热处理工艺中，常用银球来测定淬火介质的冷却能力。今有两个直径均为20mm的银球，加热到650℃后分别置于20℃的静止水和20℃的循环水容器中。当两个银球中心温度均由650℃变化到450℃时，用热电偶分别测得两种情况下的降温速率分别为180℃/s及360℃/s。在上述温度范围内银的物性参数ρ=10

500

kg/m3，c=2.62×102J/(kg·K)，=360w/(m·K)。试求两种情况下银球与水之间的表面传热系数。

解：本题表面传热系数未知，即Bi数为未知参数，所以无法判断是否满足集总参数法条件。为此.先假定满足集总参数法条件，然后验算。

(1)对静止水情形，由

且，，

故：

验算Bi数：

满足集总参数条件。

(2)对循环水情形，同理，

验算，不满足集总参数法条件。改用诺谟图。

此时，，。

查图得，

故：

9、初始温度为300℃，直径为12cm，高为12cm的短钢柱体，被置于温度为30℃的大油槽中，其全部表面均可受到油的冷却，冷却过程中钢柱体与油的表面传热系数为300w/(m2·K)。钢柱体的导热系数=48W/(m·K)，热扩散率a=1×10-5

m2/s。试确定5min后钢柱体中的最大温差。

解：本题属二维非稳态导热问题，可采用相应的无限长圆柱体和无限大平板的乘积解求解。显然，圆柱体内最高温度位于柱体中心，最低温度位于柱体的上、下边角处。

对无限长圆柱：，

查教材附录2图l，得：，由附录2图2，得：，

其中表示表面过于温度。

所以：

对无限大平板：

由教材图3—6得：，由教材图3—7得：

所以

所以短圆柱中的最低温度：

即：℃

短圆柱中最高温度：

℃

故5min后钢柱体中最大温差：℃

10、温度为50℃，压力为1.01325×105Pa的空气，平行掠过一块表面温度为100℃的平板上表面，平板下表面绝热。平板沿流动方向长度为0.2m，宽度为0.1m。按平板长度计算的Re数为4×l04。试确定：

(1)平板表面与空气间的表面传热系数和传热量;

(2)如果空气流速增加一倍，压力增加到10.1325×105Pa，平板表面与空气的表面传热系数和传热量。

解：本题为空气外掠平板强制对流换热问题。

(1)由于Re=4×104<5×105，属层流状态。故：

空气定性温度：℃

空气的物性参数为，Pr=0.70

故：

W/(m2.K)

散热量W

(2)若流速增加一倍，，压力，则，，

而：，故：

所以：，属湍流。

据教材式(5—42b)=961

W/(m2·K)

散热量：W

11、用热线风速仪测定气流速度的试验中.将直径为0.1mm的电热丝与来流方向垂直放置，来流温度为25℃，电热丝温度为55℃，测得电加热功率为20W/m。假定除对流外其他热损失可忽略不计。试确定此时的来流速度。

解本题为空气外掠圆柱体强制对流换热问题。

由题意，=20

W/m，由牛顿冷却公式

W/(m2·K)

定性温度：℃

空气的物性值：，m2/s，

由此得：

假设Re数之值范围在40-4000，有：，其中C=0.683，n=0.466

即：，得Re=233.12符合上述假设范围。

故：m/s

12、一所平顶屋，屋面材料厚δ=0.2m，导热系数λw=0.6W/(m·K)，屋面两侧的材料发射率ε均为0.9。冬初，室内温度维持tf1=18℃，室内四周墙壁亦为18℃，且它的面积远大于顶棚面积。天空有效辐射温度为-60℃。室内顶棚表面对流表面传热系数h1=0.529W/(m2·K)，屋顶对流表面传热系数h2=21.1W/(m2·K)，问当室外气温降到多少度时，屋面即开始结霜(tw2=0℃)，此时室内顶棚温度为多少?此题是否可算出复合换热表面传热系数及其传热系数?

解：⑴求室内顶棚温度tw1

稳态时由热平衡，应有如下关系式成立：

室内复合换热量Φ’=导热量Φ=室内复合换热量Φ”

;

因Φ’=Φ，且结霜时℃，可得：

，即

解得：℃。

⑵求室外气温tf2

因Φ”=Φ，可得：

，即：

℃

⑶注意到传热方向，可以求出复合换热系数hf1、hf2

依据，得

依据，得

⑷求传热系数K

13、一蒸汽冷凝器，内侧为ts=110℃的干饱和蒸汽，汽化潜热r=2230，外侧为冷却水，进出口水温分别为30℃和80℃，已知内外侧换热系数分别为104，及3000，该冷凝器面积A=2m2，现为了强化传热在外侧加肋，肋壁面积为原面积的4倍，肋壁总效率η=0.9，若忽略冷凝器本身导热热阻，求单位时间冷凝蒸汽量。

解：对数平均温差：℃，℃

℃

传热系数

单位时间冷凝蒸汽量：

14、一台逆流套管式换热器在下列条件下运行，传热系数保持不变，冷流体质流量0.125kg/s，定压比热为4200J/kg℃，入口温度40℃，出口温度95℃。热流体质流量0.125kg/s，定压比热为2100J/kg℃，入口温度210℃，

(1)该换热器最大可能的传热量及效能分别是多少?(2)若冷、热流体侧的对流换热系数及污垢热阻分别为2000W/m2℃、0.0004m2℃/W、120W/m2℃、0.0001m2℃/W，且可忽略管壁的导热热阻，试利用对数平均温差法确定该套管式换热器的换热面积。

解：(1)确定换热器最大可能的传热量：

确定换热器的效能：

根据热平衡方程式确定热流体出口温度，即：

℃

确定换热器的面积：

对数平均温差：℃，℃

℃

1.热交换器的总传热系数与传热方程：。

能量守恒方程(不计散热损失)：

该式与一般传热方程的区别在于传热温差是沿程变化的。

2.对数平均温差是在若干简化假设条件下得出的换热器沿程传热温差的积分平均值。对各种不同流动布置形式的换热器有，ε△t称为温差修正系数。

第三篇：传热学总复习试题及答案第五版考研必备..

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 :

1 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

2 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 :

40 ℃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 :

11 .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

第四篇：初中物理热学部分复习整理

热学复习整理资料

一、分子动理论

1. 物质由__组成2. 一切物质分子不停地做___运动3. 分子间同时存在____力和____力

扩散现象：两种物质互相接触，彼此进入对方的现象

例1：闻到花香、汤放盐后变咸等表明：分子__________ 例2.下列事例中属于分子扩散现象的是()

A、春天，柳絮飞扬B、夏天，槐花飘香C、秋天，黄沙扑面 D、冬天，雪花飘飘

二、内能

1. 定义：物体内部所有分子做无规则运动的______能和___能之和 2. 影响因素：温度、分子数、质量、体积分子的活跃程度等对于同一个物体温度越高内能越大 3. 改变内能的方法：___和___(两种方法是等效的)

►特别注意：一切物体在任何时候都具有内能，即内能不可能为0。 内能的利用

例1.(1)生火煮饭、炒菜、烧水是通过___方式改变内能的

(2)柴油机发动后可以运转、钻木取火是通过___方式改变内能

►特别注意：内能是物体本身所具有的，一切物体都有内能，热量是是热传递过程中传递内能的多少，因此不能说具有、含有之类的话。

例2.温度高的物体比温度低的物体()

A 具有的内能多A 具有的热量多D 分子间距小C 分子运动激烈 例3.两物体间不发生热传递，它们一定具有 ()

B 相同的内能A 相同的质量C 相同的温度D 相同的热量

三、比热容

1. 定义：单位质量的某种物质每升高1℃时所吸收的热量2. 用字母“__”表示3. 单位：____

4. 计算式: Q=cm△t(其中“△t”是指变化的温度)5. 水的比热容最大，为______

物理意义：它表示每1Kg的水温度每升高1℃所吸收的热量是4.2×103J水比热较大(吸热能力强)的应用：调节气温、作为发动机的冷却液等 ►特别注意：比热容是物质的一种属性，只由物质的种类决定

例

1、质量为3千克的石油，用去1/3后，剩下石油的密度、比热容和热值情况为()

A、密度、比热容变为原来的2/3，热值不变B、密度、比热容不变，热值变为原来的2/3C、密度、比热容和热值变为原来的2/3D、密度、比热容和热值都不变 例

2、 酒精的比热容是2.4×103_____________(填单位)，1kg的酒精温度由20℃升高到21℃吸收的热量是_____________J. 1kg的酒精温度由61℃降低到60℃放出的热量___________J.

四、热值

1. 定义：单位质量的某种燃料完全燃烧后所放出的热量2. (用字母“__”表示)3. 单位：___

►特别注意：比热值是物质的一种属性，只由物质的种类决定4. 计算式：Q放=mq (固体、液体燃料)Q放=mv(气体燃料)

小结： 热量及计算

单位：__

1.物质热传递中吸收或放出热量计算式:Q=cm△t

2. 燃料燃烧放出热量计算式:

Q放=mq (固体、液体燃料)Q放=mv(气体燃料)

例

1、已知水的比热容c=4.2×103__________(填单位)，把2kg水从20℃开始加热100℃，水的温度升高__________℃，水吸收的热量为____________J.

五、热机

1. 热机：(消耗燃料)将燃料燃烧得到的__能转化为机械能的机器。包括：内燃机、蒸汽机、汽轮机

2. 内燃机：燃料(汽油或柴油)直接在汽缸里燃烧生成高温高压的燃气推动活塞做__。包括：汽油机和柴油机

四个冲程：___冲程、___冲程、___冲程和___冲程。

3. 热机的效率：3.热机的效率： 用来做有用机械功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量这比。

►特别注意：热机的效率永远不可能达到100%。

例. 你能根据图判断四个冲程吗?

第五篇：传热学答案

2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料A及B组成，且A2B(见附图)。已知A0.1W/(m.K),B0.06W/(m.K),烘箱内空气温度tf1400℃，内壁面的总表面传热系数h150W/(m.K)。为安全起见，希望烘箱炉门的 外表面温度不得高于50℃。设可把炉门导热作为一维问题处理，试决定所需保温材料的厚度。环境温度tf225℃，外表面总传热系数h29.5W/(m.K)。

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%。

6-

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

6-2

7、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

2 x5105,x17.95104050.50.224m， 416.5，

Nu0.664RePr1/30.6645100.6981/

3 h416.50,0283/0.22452.62W/mK,

2 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，

3 凝结水量G94.336002334.11030.1454kg/h。

6-3

3、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。

6-

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，

2 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

17014.1℃84，测温误差：.4184.4100％7.8％