东北大学17年12月《传热学》考核作业及答案

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        传热学           试 卷（作业考核 线下） B 卷（共        页）
总分
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十


得分












一．选择恰当的答案填入空格中（每题2分，共30分）
1．传热学是研究（      ）的科学。
① 热胀冷缩规律；② 热量传递规律；③ 流体流动规律；④ 材料热处理规律。
2．综合传热过程是指在工程中，热量从一种流体通过固体壁传递给另一侧的另一种流体。在用烟气的余热加热水时，（                                               ）。
① 烟气到水壶金属壁的传热强于通过金属壁的传热强于金属壁向水的传热；
② 金属壁向水的传热强于通过金属壁的传热强于烟气到水壶金属壁的传热；
③ 通过金属壁的传热强于金属壁向水的传热强于烟气到水壶金属壁的传热；
④ 通过金属壁的传热强于烟气到水壶金属壁的传热强于金属壁向水的传热。
3．物体发生纯导热时其内部一定不存在（             ）。
①分子运动；    ②电子移动；    ③晶格振动；   ④宏观位移。
4．（          ）远远小于（          ）是肋片导热的必要条件，反过来的话肋片不仅不增大传热，反而削弱传热。
①肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻；
②肋基接触热阻、肋片内导热热阻；
③肋基导热热阻、肋片内导热热阻；  
④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。
5．集总参数法使用条件是（                                      ）。
①物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻；
② 物体内部单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻；
③物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远大于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻）；
④物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻），即Bi很小（<0.1）。
6．导数（微商）是有限差分（有限差商）的步长趋近于（         ）的结果。所以，当步长（         ）时，用有限差分代替导数误差不会很大，这就是微分方程有限差分方法求解的起源。
①足够小、无限小；            ②无限小、足够小；
③离散点、距离离散点很近；    ④映射点、距离映射点很近。
7．流体的流动状态是影响对流换热的重要因素之一：（         ）时流体微团沿着主流方向做有秩序的分层流动，而（         ）时流体各部分之间发生剧烈的掺混，导致在其它条件相同时后者有着比前者强烈的换热。
①逆流，顺流；   ②层流，湍流（紊流）；   ③对流，错流；   ④分流，混流。
8．努塞尔特数代表了壁面上流体的（                  ），也代表了热量通过贴近壁面的无滑移层导热热阻与界面上对流换热热阻的比较。
①对流换热强度； ②无量纲温度梯度；③ 表面传热系数的大小；④对流换热的等级
9．单位时间内离开表面的单位面积的总辐射能称为（        ），以J表示。包括自身辐射和反射辐射。
①自身辐射；   ②有效辐射；   ③投入辐射；   ④反射辐射。
10．（            ）给出了光谱辐射力最大处的波长(m随温度变化的规律。可通过在一定温度T下对求关于(的极值而得到。
①韦伯定理；     ②维恩位移定律；     ③维恩定律；     ④韦达定理。
11．漫–灰表面是一种理想表面，对其可直接应用（                ）（(=(），兰贝特定律（E=(L）和斯忒藩-玻耳兹曼定律（Eb=(T4）等基本定律和角系数的概念进行辐射换热计算。大多数工程材料的表面可近似作为漫-灰表面处理，这种简化处理给辐射换热的分析与计算带来很大的方便。
①基尔霍夫定律；②基努李维斯定律；③汤姆克鲁斯定律；④基辛格定律。
12．对于一个稳态的传热过程，通过每个截面的热流量都相等，热阻越小的串联环节温降越小，该环节两端节点的温度越（          ）。由此可以近似地判断各个节点的温度高低，这在工程实践中很有用。
①升高；     ②降低；     ③疏远；     ④接近。
13．如下页图所示的两种水平夹层，a）中热量交换的方式主要为（           ），（b）中热量交换的方式主要有（                          ）。

         

（a）                        （b）
①热传导和自然对流、热传导；②热传导和自然对流、热辐射；
③热传导、热传导和自然对流；④热传导、热传导和热辐射。
14．对流换热问题完整的数字描述应包括（                                ）？
①对流换热微分方程组及定解条件，定解条件包括，（1）初始条件，（2）边界条件 （速度、压力及温度）。
②纳维-斯托克斯方程组及定解条件，定解条件包括，（1）初始条件，（2）边界条件 （速度、压力及温度）。
③对流换热微分方程组及定解条件，定解条件包括，（1）几何条件，（2）物理条件 （速度、压力及温度）。
④纳维-斯托克斯方程组及定解条件，定解条件包括，（1）几何条件，（2）物理条件 （速度、压力及温度）。
15．对流换热微分方程
（或写作
）与导热问题中的第三类边界条件表达式
很相似，但两者代表的物理意义不同，前者的意义是通过贴壁无滑移层流体的导热热流等于对流换热热流，后者的意义是（                                                          ）。
①壁面处导热体的对流换热热流等于周围流体的导热热流；
②壁面处导热体的导热热流等于周围流体的对流换热热流；
③壁面处导热体的沸腾热流等于周围流体的对流换热热流；
④壁面处导热体的凝聚热流等于周围流体的对流换热热流；


二．回答下列问题（每题4分，共20分）
1．一般说来，金属的导热系数远大于非金属的导热系数，为什么？




2．何为实际物体的黑度和吸收率，各自取决于哪些因素？





3．热处理炉用红外电加热管发热，炉膛内充满起保护作用的氮气，厚重的金属锻件在炉内从常温被加热到500℃。问有哪几个传热环节，如何组成综合传热过程的？






4．测量热力设备内高温气体的温度时，测温元件表面与周围物体表面间的辐射换热，会使温度计产生测温误差，试阐明误差形成的原因以及减少这一误差的办法。







5．试用简明的语言说明热边界层的概念。





三．计算题（共50分）
1．新建住宅楼的双层玻璃窗系由两层厚为4mm的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为4mm。假设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度分别为20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍？如果是三层呢？玻璃窗的尺寸为60cm×120cm。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为0.78 W/(m(K)。（20分）









2．水以1.2m/s的平均流速流过内径为19mm的长直管。如果（1）管子壁温为75℃，水从20℃加热到70℃，（2）管子壁温为15℃，水从70℃冷却到20℃，试计算两种情形下的表面传热系数，并讨论造成差别的原因。（15分）
水的物性参数表
t ℃
( (kg/m3)
cp (kJ/(kg(℃))
((102
W/(m(℃)
((106
(m2/s)
Pr
((106
kg/(m(s)

10
999.7
4.183
59.9
1.306
9.52
1306.0

30
995.7
4.174
61.8
0.805
5.42
801.5

60
983.1
4.179
65.9
0.478
2.99
469.9

90
965.32
4.208
68.0
0.326
1.95
314.9












3．在两个平行辐射板1和2间，插入一块薄金属板3作为遮热板。辐射板和遮热板的温度、吸收比（即吸收率）已标注于图中，设三者均为灰体，且(1=(2=(3=(，求稳态条件下的辐射热流密度q1,2，并简述遮热板的作用。（15分）
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