传热学考研复习资料.docx

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1、传热学考研复习资料第一部分：必背的公式1 .通过单层平壁稳态导热热流量的计算公式=幽=(y 喧)3/)2 .通过单层圆筒壁稳态导热热流量的计算公式=Aq =127dA山(弓/八)3 .牛顿冷却公式D = Ah At4.对于两个漫灰表面组成封闭系统的辐射换热计算L2 = 1丁/*一m=印/,式E” - &2)dd-/向 4乂,222其中的特例：(1)表面1的面积小远远小于表面2的面积42，且X12=1，如一个物体被一个空间包容 的情况。 1,2 = |4(E - )(2)表面1的面积小等于表面2的面积A2,且Xi,2=l，如两块相近的平行平板之间的辐 射换热。_4(0一&),-2-i1 +1 2

2、5 .传热方程式=Ak(tfX - /y2)=Akktm6 .换热器计算的基本公式=kAAt、简单顺流和逆流：=牛 一 打,复杂布置情况：/,“=步(/“,)逆6=4加2c2”； 一 4)第二部分：必背的物理概念表达式或定义式1 .导热的傅立叶定律数学表达式q = 一故 radt = -2 ndn在直角坐标系中，X坐标方向上，7 = 一2三-或0 = 一2“3-2 .肋片效率1f =中突际理想肋片的理想散热量是指整个肋片均处在肋根温度卜的散热量。3 .毕渥数、傅立叶数和时间常数的表达式Bi = , Fo =Biv =, Fo/a i2a ar(/4)pVcTc =, hA4 .对流换热中表面传

3、热系数与流体温度场的关系式,4 dthx =Q.X 8小5 .对流换热中常见准则数及其物理意义(1) 努赛尔准则数= 壁面上流体的无量纲温度梯度。(2)普朗特数Pr = v/：动量扩散厚度与热量扩散厚的对比。(3) 雷诺数Re = W/u：惯性力与粘性力之比的度量。(4) 格拉晓夫数Gr = galt/v2：浮升力与粘性力之比的度量。6 .斯忒潘玻耳兹曼定律表达式= oT47 .服从兰贝特定律的辐射，其定向辐射强度与辐射力之间的关系式E = Ltv8 .辐射力和光谱辐射力的关系式E =怎取9 .维恩位移定律的表达式片2.9 XI0-3 m K10 .基尔霍夫定律的不同表达形式：光谱，定向：U,

4、a,e,7) = a(Ze，6,r),无条件成立光谱，半球：(47) = a(；l,T),仅对漫射表面全波段，半球：(7) =。(7),漫射灰体表面，或与黑体辐射且处于热平衡11 .吸收比、反射比、穿透比、发射率12 .角系数的性质， (1)角系数相对性的表达式= 42起,1(2)角系数完整性的表达式与+几+几+-一 +几=113 .有效辐射与物体辐射力、有效辐射与外界总辐射热流密度的关系式Ji=Ei+p/GE.-Jq =(1/f-1)14 .导热、对流换热、表面辐射热阻和空间辐射热阻的表达式_ 一g/八)_L匕AA 2R/1 AhAe qX215 .换热器的效能和传热单元数八 II max

5、;1一2叽in16 .常用材料物性参数的单位及其之间的关系导热系数入：W/ (m K)密度夕：kg/m3定压比热Cp： kJ/(kg K)热扩散率。:：m2/s动力粘度：112-，3|，则a、44d、4 411 .炉墙平壁用两层同样厚度的保温材料保温，两种材料的导热系数分别为4，否（4 4）, 4，%为常数，下列说法正确的是。a、将马的材料放在内侧，则保温效果好b、将4的材料放在内侧，则保温效果好c、无论保温材料怎么放置。保温效果一样D、无法确定12 .热力管道外用两层保温材料保温，两种材料的导热系数分别为4, 4（44），4，4为常数，下列说法正确的是。a、将4的材料放在内侧，则保温效果好B

6、、将4的材料放在内侧，则保温效果好c、无论保温材料怎么放置。保温效果一样D、无法确定13 .不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，关于差分方程，下列说法错误的是。A、显式差分格式是温度对时间的阶导数采用向前差分获得，具有稳定性条件B、隐式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向后差分获得，没有稳定性条件C、显式差分格式中温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得D、隐式差分格式中温度对位置的二阶导数采用向后差分获得14 .下列说法错误的是。A、傅里叶准则尸。是非稳态导热过程的无量纲时间：反映非稳态导热过程进行的深度B、毕渥准则人是表示物体内部导热热阻与物体表面对流换热热阻的比值，是和第三类 边界条件

7、有密切联系的无量纲准则C、肋片效率是衡量肋片散热有效程度的指标D、傅里叶定律，适合于一切材料的导热问题15 .当导热过程在两个直接接触的固体表面之间进行，为了减少接触热阻，下列做法错误的是。A、降低接触表面的粗糙度B、增大接触面上的挤压压力C、在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料D、在接触表面之间涂上层导热系数大的油脂A、气体 B、液体17.稳态导热是指 oA、温度不随时间变化 C、温度在各点值相等16 .单纯的导热发生在 中。C、固体 D、以上三种物体B、温度不随空间位置变化D、温度不随时间和空间位置变化18 .有一房间，外墙厚度400mm,室内墙表面温度为25,室外墙表面温度-15,

8、则外 墙的温度梯度为。A、25/m,方向垂直于外墙，指向室外B、25/m,方向垂直于外墙，指向室内C、100/m,方向垂直于外墙，指向室外 D、100C/m,方向垂直于外墙，指向室内19 .下列各参数中，属于物性参数的是。A、表面传热系数B、传热系数 C、导热系数D、热扩散率20 .直径为3mm电线包一层厚2.5mm、导热系数；I = 0.17% / （优-K）的橡胶，设包橡胶后其外表面与空气间的表面传热系数（表面传热系数）儿橡胶能起得 作用是。A、电绝缘 B、减少散热C、增强散热 D、减少电损失21 .已知一平壁传热过程的传热系数为100%/（加2.K）,热流体侧的表面传热系数为200田/此

9、K）,冷流体侧的表面传热系数为250 W/Q/.K）,则平壁的单位面积导热 热阻为。A、0.01 B、0.001 C、0.02 D、0.00222 .有一厚度为50mm的无限大平壁，其稳态温度分布为f = 200-ZOOOx?,单位为,大平壁材料的导热系数为WgK）,大平壁中的内热源强度为 Wi而。A、0 B、8000 C、-8000 D、16000023 . 一直径为0.5mm的热电偶，热电偶材料的X = 125沙/（加K）, p = 8930俯/,c = 4001/（彷-K）。热电偶初始温度为25,突然将其放入120C的气流中，热电偶表面可气流间的表面传热系数 = 95%/（加2 .K）,

10、求热电偶的过余温度达到初始过余 温度的1%时所需的时间为 s.A、8-12 B, 13-17 C、18-22 D、23-27 24,流体以层流掠过平板时，在x长度内的平均表面传热系数力ijx处局部换热系数为之比h: hx 为。A、1： 3 B、1： 2 C、2： 1 D、3： 125 .常物性流体在常热流边界条件下，管内流动进行对流换热，当进入热充分发展段时，表 面传热系数外将。A、不变 B、增大 C、减小 D、先增大再减小26 .水以相同的速度、相同的温度及相同的边界条件下沿不同管径的管内作受迫紊流换热， 两个管子的直径分别是4和4，其中44，管长与管径比大于10,当管壁温度大于流体温度，则

11、对应的表面传热系数分别是九和2，则和心的关系是 oa、/九=(4 /4), b、./%=(4/4),C、4 / , =(4 /Ds % /月 = (2 / 4 产27 .流体外掠光滑管束换热时;第一排管子的平均表面传热系数与后排管子平均表面传热系 数相比，第一排管子的平均表面传热系数 OA、最小 B、最大 C、与其他各排相同D、不确定28 .常物性流体管内受迫流动，沿管长流体的平均温度，在常热流边界条件下呈变化,在常壁温边界条件下呈规律变化。A、对数曲线，对数曲线B、对数曲线，线性C、线性，线性D、线性，对数曲线29 .常物性流体自然对流换热准则关联式的形式为。A、Nu = CGrn Prm(

12、 m) b、Nu = C(Gr-Pr)C、M/ = C(Gr Re)D、Nu = CRe Prn,30 .蒸汽沿向下方向外掠光滑管束凝结换热时，第排管子的平均凝结表面传热系数。 A、最小 B、最大 C、与其他各排相同D、不确定31 .无限空间自然对流，在常壁温或常热流边界条件下，当流态达到旺盛紊流时，沿程表面 传热系数叫将。A、增大B、不变C、减小D、开始减小，而后增大32 .由于蒸汽中存在空气，会使水蒸气凝结时表面传热系数 oA、不变B、增大C、减小D、不确定33 .在条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。A、Pr Pr = l D、不确定34 .下列说法错误的是 oA、Gr准则表征

13、了浮升力与黏滞力的相对大小，反映自然对流流态对换热的影响B、N”准则反映表征壁面法向无量纲过余温度梯度的大小，而梯度的大小，能反映对 流换热的强弱C、Pr准则反映了动量扩散和热量扩散的大小，Pr准则也称为物性准则。D、Re准则表征了惯性力与黏滞力的相对大小，反映自然对流流态对换热的影响35 .采用蒸汽和电加热器对水进行加热，下列说法正确的是。A、采用蒸汽对水进行加热易使容器烧毁B、采用电加热器对水进行加热易使容器烧毁C、采用蒸汽和电加热器对水进行加热，使容器烧毁的可能性一样D、采用蒸汽和电加热器对水进行加热，都不会使容器烧毁的36 .下列工质中Pr数值最小的是 oA、空气 B、水 C、变压器油

14、D、水银37 .判断同类现象是否相似的充分必要条件为。A、单值性条件相似，己定的同名准则相等B、物理条件和几何条件相似，已定的同名准则相等C、物理条件和边界条件相似，已定的同名准则相等D、几何条件和边界条件相似，已定的同名准则相等38 .夏季，有一锅热稀饭，为使稀饭凉的更快一些，可以使稀饭凉得最快。A、搅动锅中的稀饭B、把锅放入凉水中C、把锅放入凉水中，搅动锅中的稀饭 D、把锅放入凉水中，搅动凉水39 .管内受迫对流换热，当管内流速增加一倍时，表面传热系数增加比例最大的是。A、层流 B、过渡流 C、紊流光滑区D、紊流粗糙区40 .夏季在维持20的室内工作时般穿单衣感到舒适，而冬季在保持20的室

15、内工作却 必须穿绒衣才感觉舒适，这主要因为。A、冬季和夏季人的冷热感觉不一样B、在室内冬季人周围物体（墙体）的温度低于夏季人周围物体（墙体）的温度C、冬季房间的湿度小于夏季房间的湿度D、冬季房间的风速大于夏季房间的风速41 .同一流体以同一流速分别进行下列情况对流换热，表面传热系数最大的是 oA、横掠单管 B、在管内流动 C、纵掠平板D、纵掠单管42 .空气夹层的当量导热系数4,与空气的导热系数4之比为A、1 D、143 .随着沸腾换热表面过热度增加，气化核心逐渐增多，后增加的气化核心的大小较之于先 形成的核心大小要 oA、大 B、小C、相等 D、不确定44 .水受迫对流换热、水自然对流换热、

16、水沸腾换热、空气受迫对流换热、空气自然对流换热的表面传热系数分别为九，2，3，k 5,他们的大小顺序是.45 .对流换热以 作为基本计算公式。A、傅里叶定律B、牛顿冷却公式C、普朗克定律 D、热力学第一定律46 .大空间等温竖壁紊流自然对流换热的准则Nu = C（Gr Pr）中指数n等于A、0.8 B、1/4 C、1/3 D、0.247 .表面传热系数为8000%/（加2.K）、温度为20的水流经60的壁面，其对流换热的热流密度为 W/mC、6.4xlO5 D、6.4xlO4A、3.2xlO5B、3.2xlO448 .面积为4的空腔2与面积为4的内包小凸物1之间的角系数Xzj为A、1 B、At

17、/ A2C、4/4 D、24 / A249 .两表面发射率均为的无限大平行平板，若在其间加入两个表面发射率也为的遮热 板，则换热量减少为原来的。A、1/5 B、1/4 C, 1/3 D、1/250 .北方深秋季节，晴朗的早晨，树叶上常常可看到结了霜。则树叶结霜表面是。A、上表面B、下表面C、上、下表面D、有时上表面，有时下表面51 .内壁黑度为,温度为T ,直径为。的空腔黑体，球壁上有一直径为d （d 。）的小孔，该空腔通过小孔向外辐射的能量为。A、（yhTA7rD /4B、ahT47rD2 / 4 C、ahTA7rd2 /4 D、万屋/452 .若粗糙红砖、空气、表面氧化的铜管、磨光的铝室外

18、表面发射率分别为4，4，%，则有 oA、 2 i S4B、S2 4 3 C、t 3 4 2D、3 2 %53 .在辐射换热系统中，若表面J =g，或J a/，此表面不可能为。A、黑体 B、绝热面 C、无限大表面D、灰体54 .为了提高太阳灶的效率，在吸收能的表面上涂一层涂料，四种涂料的单色吸收特性如下 图，选择 种好。55 .等边三角形无限长柱孔，任意两相邻表面之间的角系数为A、1/3 B、1/4 C、1/8 D、1/256 .下列气体不是辐射气体的是。A、氧气 B、甲烷 C、水蒸气 D、二氧化碳57 .如图C-1所示，1为无限长圆柱表面，2为无限大平面，A、X. ? = 0.2 B、X)=0

19、.4 C、X)= 0.5 D、X9 =1.0 I,41,4I，/58 .减少保温瓶的散热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空，则主要可以减少 oA、辐射换热散热B、导热散热C、对流换热散热和辐射换热散热D、对流换热散热59 .如图C-2所示，一半球真空辐射炉，球心处有一尺寸不大的圆盘形辐射加热元件，加热元件的定向辐射强度和辐射量有 的关系。/A、I()A【OB，qA Qb B、/(1()C、I()a=1OBqA Qb D、Ioa = tOB,qA K水一水 K气一气B、K气一气 K水一气 K水.水C、K *.4 KIr K 加，tD、K 木一次 K 木_r K r.气64 .当通过固体壁面传热时，采

20、用加肋增强传热，说法正确的是。A、在流体表面传热系数小的一侧加肋，传热效果好B、在流体表面传热系数大的一侧加肋，传热效果好C、在两侧都加肋，传热效果好D、在两侧任何一侧加肋，传热效果一样好65 .有两平行相对的温度相等无限大平板，其中1为黑体，2为灰体，则。Em E?Ebi E?后出=E?Er - E2A、Jbx - J2B、Jb J2C、Jb J2D、Jb = J2Gb = G2Gbl G2Gh G2Gb = G266.空间辐射热阻与无关。A、表面粗糙度B、表面尺寸C、表面形状D、表面间的相对位置67.灰体表面热阻与_有关。A、表面粗糙度B、表面尺寸c、表面材料D、表面位置68.物体能够发射

21、热辐射的特点有。A、物体温度大于OKB、不需要传播介质C、具有较高的温度 D、黑表面69 .大气层能阻止地面上绝大部分的热辐射穿透过，这称之为大气层的。A、选择性 B、温室效应C、吸收性 D、反射性70 .两块平行放置的平板，板间距远小于板的面积比很小，两板的表面发射率均为0.8,温 度分别为227和127。两板辐射换热的热流密度为 W/mA、1395 B、90.5 C、80.5 D、138571 .接上题，板1的发射辐射、板1的有效辐射分别是 oA、2835%, 3195 B、2835/2,3195/ot2C、120%, 150% D、120%/加 2,150%/加 272 .接上题，对板1

22、的投入辐射和板1的反射辐射分别是：。A、1900%/加2,320%/加2b、1900%/忧 360%/C、1800% / 加2,320%/口、1800%/忧 360%/小73 .暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为 oA、纯对流换热B、纯辐射换热C、传热过程D、复合换热74 .在换热器中，重油从300冷却到200,使石油从20加热到180。顺流布置和逆 流布置时换热器的对数平均温差分别为。A、98.5, 148 B、148, 98.5C、148, 122,5 D、122.5, 14875 . 一套管式换热器，水从180冷却到100,油从80加热到120,该换热器的对数 平均温差和效能分别为。A

23、、49.7, 0.8 B、49.7, 0.6 C、36.4, 0.8 D、36.4, 0.676 .强化流体在管内对流换热的措施有 oA、在管内加内插物B、加大管内流体流速C、增大管径D、把圆管换成椭圆管77 .厚度为10cm的大平板，通过电流时大平板均匀发热，发热功率3x104%/,平板的 一个表面绝热，另一表面暴露于20的空气中。若空气与表面之间的表面传热系数为 60%/（小）,平板的导热系数为3%/（机）,试确定平板中的最高温度为 。A、70 B、20 C、170 D、12078 .在Gqm”x时易发生壁面被烧毁 的现象，而采用蒸气加热则不会？答：因为用电加热时，加热方式是控制表面的热流

24、密度，而采用蒸气加热则是壁面温度可控 的情形。由大容器饱和沸腾曲线可知，当加热功率q稍超过qmx值时，工况将沿qmax虚线 跳至稳定膜态沸腾，使壁面过热度猛升，易导致设备的烧毁。三.辐射1 . （10年一.6）太阳能集热器上加装透明的玻璃或塑料薄膜是减小热损失的有效途径，试 分析其原因。答：一方面，玻璃或塑料薄膜对太阳能的吸收具有强烈的选择性，大部分太阳辐射能穿过玻 璃或塑料薄膜进入有吸热面的腔内，而吸热面发出的常温下的长波辐射却被玻璃或塑料薄膜 阻隔在腔内，从而阻止了辐射能向外界的散失，即所谓温室效应；另一方面，覆盖的玻璃或 塑料薄膜也减少了表面的对流散热损失。2 .地球的温室效应。答：大量

25、对红外波段的辐射具有一定吸收率的气体（如CO2），聚集在地球的外围，好像给 地球罩了一层玻璃窗：以可见光为主的太阳能可以到达地球表面，而地球上一般温度下的物 体所发出的红外波段范围内的热辐射却大量被这些气体吸收，无法散发到宇宙空间中，使得 地球表面的温度逐渐升高。3 .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：霜会结在树叶的上表面。因为清晨，树叶上表面朝向太空，下表面朝向地面，而太空表 面的温度低于0,地球表面的温度一般在以上，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，所以树叶上表面温度比下表面低，且可能低于零度，因而容易 结霜。4

26、 .选择太阳能集热器的表面涂层时，该涂料表面光谱吸收比随波长的变化最佳曲线是什么？ 有人认为取暖用的辐射采暖片也需要涂上这种材料，你认为合适吗？答：最佳的曲线应是在短波部分（如X3um）光谱吸收比a （人户1,而在长波部分a （ X ）=0, 这样吸收太阳能最多，向外辐射散热最少。对于辐射采暖器，其表面温度不高，大部分辐射 位于长波范围，此时a （入尸0,由基尔霍夫定律知 （入尸0,反而阻碍其散热，因而涂上这 种材料不合适。5在两漫灰同心圆球壳之间插入一同心辐射遮热球壳，试间遮热球壳靠近外求壳还是内球壳 时，两球壳间的辐射散热量更大？答：插入辐射遮热球壳后，画出该辐射换热系统的辐射网络图可知，

27、Ri，R2. R5，&在遮 热球壳直径发生变化时保持不变，但R3=R4=l-3/e 3A3随遮热球壳半径的增加而减小。因 此，遮热球壳靠近外球壳即半径越大时辐射散热量更大。四.传热过程分析1. （09年一.5/07年一.3）有一台采暖用的散热器，用管内的热水来加热管外的空气。为了 提高散热器的散热效果，有人建议采用内螺纹管，并且在管外加装肋片，试从传热角度来 评价这个方案。答：该散热器管内为热水的对流换热，管外为空气的对流换热。就气体与液体而言，气体侧 的热阻常常是最主要的，所以该散热器传热过程的主要热阻在管外空气侧，在管外加装肋片 可强化换热,而采用内螺纹管虽然可以强化管内对流换热，但管内水

28、侧的热阻不是主要热阻, 因而无需采用内螺纹管。2. （07年一.1/05年一.10）讨论换热器顺流布置与逆流布置的优缺点。什么情况下没有差别？ 答：在各种流动型式中，相同的进、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，因而逆流布置时换热器的换热效果最好。但逆流布置也有缺点，即热流体和冷流体 的最高温度集中在换热器的同一侧，使得该处的壁温特别高，顺流则可以避免。当换热器一 侧流体温度恒定不变时，无所谓顺流和逆流。3. （03年一.6）热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。 经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对哪根管道的传热系数影

29、响更大？为什么？答：管外采用水冷却时，管道内外均为换热较强的水，两侧的换热热阻较小，因而水垢的产 生在传热过程总热阻中所占的比例较大。而采用空气冷却时，空气侧热阻较大，这时水垢的 产生对总热阻影响不大。故水垢的产生对采用水冷却的管道的传热系数影响较大。4. 传热的强化问题总结。要强化一个传热过程，必须首先比较各个环节的热阻，找出分热阻最大的环节，并采用强 化传热技术减小其热阻值，才能收到效果。就气体与液体而言，气体侧的热阻常常是最主要的；就有相变与无相变的两种换热情形而 言，无相变时的热阻常常比较大。强化的手段。增加壁面粗糙度：粗糙表面可以增强流体中的扰动与混合。采用肋片：既增加了换热面积，又

30、增加了流体中的扰动、切断边界层的发展。肋片（翅片）的另，个重要作用：能使壁面温度更接近同侧流体的温度，当该侧流体是换热 器中的低温流体时，可有效地降低金属表面温度，如蒸汽再热器的内肋片管。采用内外螺纹管：增加换热面积与流体的扰动。增加流速。各校传热学考研历年真题2010华电传热学考研真题考试科目：传热学 A考生注意：答案必须写在答题纸上以下为试题内容：1、请判断以卜逆流换热过程中两流体温度沿程变化的画法是否正确？为什么？（图中纵坐 标代表温度，横坐标代表流程）（15分）2、一空心圆柱，在r=Ti处tf ,在r=rz处t=tz A_=o（1+bt）, t为局部温度。试导 出圆柱中温度分布的表达式及导热量计算式。（20分）3、直径为1mm的金属丝置于温度为25P的恒温槽中，其电阻值为0.01C/m,设电流强度为 120A的电流突然流经此导线并保持不变，导线表面与油之间的表面传热系数为 550W/（mK）。