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1、 传热学考试试题库汇总第一章概论一、名词解释1 .热流量:单位时间内所传递的热量2.热流密度:单位传热面上的热流量3.导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。5.辐射传热:物体不断向周边空间发出热辐射能,并被周边物体吸取。同时,物体也不断接受周边物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接受过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射
2、传热,简称辐射传热。6.总传热过程:热量从温度较高的流体通过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。7.对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位 为 W/(m2 K)。对流传热系数表达对流传热能力的大小。8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量,单位 为 W/(m2-K)0辐射传热系数表达辐射传热能力的大小。9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位 为 W/(m2-K)。复合传热系数表达复合传热能力的大小。10.总传热系数:总传热过程中热量
3、传递能力的大小。数值上表达传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。二、填空题1 .热量传递的三种基本方式为(热传导、热对流、热辐射)2.热 流 量 是 指 单 位 是。热 流 密 度 是 指,单位是。(单位时间内所传递的热量,W,单位传热面上的热流量,W/m2)3.总传热过程是指(热量从温度较高的流体通过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数)4.总传热系数是指(传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量,W/(m2.K)5.导热系数的单位是;传热系数的单位是。(W/(m-K),W/(m2 K),W/(m2-K)6.复合传热是指,复合传热系数等于之和,单 位 是。
4、(对流传热与辐射传热之和,对流传热系数与辐射传热系数之和,W/(mZK)7.单位面积热阻r t 的单位是;总面积热阻R t 的单位是。(m 2-K/W,K/W)8.单位面积导热热阻的表达式为(8/X)9.单位面积对流传热热阻的表达式为(1/h)10.总传热系数K 与单位面积传热热阻r t 的关系为。(rt=l/K)11.总传热系数K 与总面积A 的传热热阻R t 的关系为。(Rt=l/KA)12.稳态传热过程是指(物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。)13.非稳态传热过程是指(物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。)14.某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(
5、m2.K),对流传热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数为。(100 W/(m2.K)15.由炉膛火焰向水冷壁传热的重要方式是(热辐射)16.由烟气向空气预热器传热的重要方式是(热对流)17.已知一传热过程的热阻为0.035K/W,温压为70,则其热流量为。(2kW)18.一大平壁传热过程的传热系数为IOOW/(m2.K),热流体侧的传热系数为200W/(m2.K),冷流体侧的传热系数为250W/(m2.K),平壁的厚度为5mm,则该平壁的导热系数为阻 为。(5 W/(m.K),0.001(m2.K)/W)19.总传热方程式可表达为(p=q=o(KAAt,KAt)20.已知平壁厚0.02
6、m,热阻为0.02m 2.K/W,其导热系数为。(1 W/(m-K)三、选择题1 .下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?(2)对流(4)复合传热2.热流密度q 与热流量的关系为(以下式子A 为传热面积,X为导热系数,h 为对流传热系数):(l)q=(pA(3)q=kp(4)q=h(p3.假如在水冷壁的管子里结了一层水垢,其他条件不变,管壁温度与无水垢时相比将:(1)不变(3)减少(4)随机改变4.下列哪一种表达式是错误的?()(l)q=XAt/8(2)q=hAt(3)q=kAt5.导热系数的单位是:()(l)W/(m2.K)(2)W/m2(4)m2.K/W6.在传热过程中,系统传热量与下
7、列哪一个参数成反比?()(1)传热面积(2)流体温差(3)传热系数7 .在稳态传热过程中,传热温差一定,假如希望系统传热量增大,则不能采用下述哪种手段?()(2)增大传热面积增大传热系数(4)增大对流传热系数8 .试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小?(2)从气体到水传热从油到水传热(4)从凝结水蒸气到水传热9.若已知对流传热系数为7 8 W/(m2.K),则其单位面积对流传热热阻为多少?(l)7 8 W/(m.K)(2)l/7 8 m-K/W2(4)7 8 W/(m2.K)10.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表达?(2)热流密度,(p(3)热流量,q(4)热流量,
8、(p11.太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?(1)导热(2)热对流(4)以上几种都不是12.热流量与温差成正比,与热阻成反比,此规律称为什么?导热基本定律(3)牛顿冷却公式(4)传热方程式13.传热过程热路图的原理是什么?(1)傅里叶定律(2)牛顿冷却公式斯蒂芬-波尔兹曼定律(4)14.某一传热过程的热流密度q=500W/m2,冷、热流体间的温差为10,其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少?()(l)K=50W/(m2.K),r t=0.05m 2.K/W(2)K=0.02W/(m2.K),r t=50m 2.K/W22(4)K=50W/(m2.K),r t=0.05K/W15.
9、平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?(2)8/(KA)(3)l/h(4)1/(KA)四、简答题1.试述三种热量传递基本方式的差别,并各举上2 个实际例子说明。(提醒:从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式)2.请说明在传热设备中,水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止?(提醒:从传热过程各个环节的热阻的角度,分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况)3.试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别,它们各自的单位是什么?(提醒:写出三个系数的定义并比较,单位分别为W/(m-K),W/(m2.K),W/(m2.K)4.在分析传热过程时引入热阻的概念有
10、何好处?引入热路欧姆定律有何意义?(提醒:分析热阻与温压的关系,热路图在传热过程分析中的作用。)5.结合你的工作实践,举一个传热过程的实例,分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。(提醒:学会分析实际传热问题,如水冷式内燃机等)6.在空调房间内,夏季与冬季室内温度都保持在22左右,夏季人们可以穿短袖衬衣,而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。(提醒:从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温,以及人体与墙表面的热互换过程来解释这一现象(重要是人体与墙面的辐射传热的不同)第二章热传导一、名词解释1.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称。一般来说,它是空间坐标和时间坐标的函数。2.等温面(线
11、):由物体内温度相同的点所连成的面(或线)o3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。4.热导率:物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值,数值上等于1 K/m 的温度梯度作用下产生的热流密度。热导率是材料固有的热物理性质,表达物质导热能力的大小。5.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。6.稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。7 .非稳态导热:物体中各点温度随时间而改变的导热过程。8 .傅里叶定律:在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。9.保温(隔热)材料M0.12 W/(m-K)(平均温度不高于3 50时)的材料。10.肋效
12、率:肋片实际散热量与肋片最大也许散热量之比。11.接触热阻:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。12.定解条件(单值性条件):使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件,涉及初始条件和边界条件。二、填空题I .导热基本定律是 定律,可表述为(傅立叶,)2.非稳态导热时,物体内的 场和热流量随 而变化。(温度,时间)3 .导 温 系 数 的 表 达 式 为,单位是,其物理意义为 o(a=X/cp,m2/s,材料传播温度变化能力的指标)4.肋 效 率 的 定 义 为。(肋片实际散热量与肋片最大也许散热量之比。)5.按照导热机理,水的气、液、固三种状态中
13、态下的导热系数最小。(气)6.一般,材料的导热系数与 和 有关。(种类,温度)7.保温材料是指 的材料.(X0,tw=fw(x,r)第二类边界条件:T0,),(T入x fn t ww=H 1 U-第三类边界条件:T0,Ofwws tth n t-=IJ l V od-4.在一根蒸汽管道上需要加装一根测温套管,有三种材料可选:铜、铝、不锈钢。问选用哪种材料所引起的测温误差最小,为什么?为减小测量误差,在套管尺寸的选择上还应注意哪些问题?(提醒:与简答题2的第(2)点类似,套管材料应选用不锈钢,因给出的三种材料中,不锈钢的导热系数最小)5.什么是接触热阻?减少固体壁面之间的接触热阻有哪些方法?(提
14、醒:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻称为接触热阻,接触热阻的存在使相邻的两个表面产生温降(温度不连续)。接触热阻重要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周边介质的物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法,此外,也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。)第三章对流传热一、名词解释I.速度边界层:在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。2.温度边界层:在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。3.定性温度:拟定换热过程中流体物性的温度。4.特性尺度:对于对流传热起决定作用的几何尺寸。5.相似准则(如 Nu
15、,Re,Pr,Gr,Ra):由几个变量组成的无量纲的组合量。6.逼迫对流传热:由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动。7.自然对流传热:流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。8.大空间自然对流传热:传热面上边界层的形成和发展不受周边物体的干扰时的自然对流传热。9.珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(090。)时,凝结液在壁面上形成许多液滴,而不形成连续的液膜。10.膜状凝结:当液体能润湿壁面时,凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经 液 体 到 壁 面 的 交 角 凝 结 液 在 壁 面 上 形 成 一 层 完 整 的 液 膜。H.核态沸腾:在加热面上产生汽泡,换热温差
16、小,且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度,汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增长。1 2.膜态沸腾:在加热表面上形成稳定的汽膜层,相变过程不是发生在壁面上,而是汽液界面上,但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数,因此表面传热系数大大下降。二、填空题1.影 响 自 然 对 流 传 热 系 数 的 主 要 因 素启、O(流动起因,流动速度,流体有无相变,壁面的几何形状、大小和位置,流体的热物理性质)2.速度边界层是指(在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。)温度边界层是指。(在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。)3.流 体 刚 刚 流 入 恒 壁 温 的 管 道 作
17、层 流 传 热 时,其 局 部 对 流 传 热 系 数 沿 管 长逐渐,这是由于。(减小,边界层厚度沿管长逐渐增厚)4.温度边界层越对流传热系数越小,强化传热应使温度边界层越。(厚,簿)5.流体流过弯曲的管道或螺旋管时,对流传热系数会,这是由于。(增大,离心力的作用产生了二次环流增强了扰动)6.流体横掠管束时,一般情况下,布置时高。(叉排,顺排)7.管外流动传热,有纵向冲刷和横向冲刷之分,在其他条件相同时,以冲刷方向传热更为强烈。(横向)8.对流传热微分方程式的表达式为。其中,ax 是,九是,A t是,0=I I J 1 l ddy y t 是。(0=1 U I (aaA-=y x y t t
18、 h入,局部换热系数,流体导热系数,主流流体温度与壁温之差,贴壁处流体的法向温度变化率)9.纯净饱和蒸气膜状凝结的重要热阻是(液膜的导热热阻)10.大容器饱和沸腾曲线可分为个区域,其中 具有温差小、热流大的传热特点。(自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾,核态沸腾)11.雷诺比拟采用P r=条件下与实验解相吻合.(单层,1)12.沸腾的临界热通量是指(当壁面过热度大到某一限度时,汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜,即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡,出现临界点的热流密度)13.格拉晓夫准则的物理意义G r=。(流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量,23vac v tl g A)14.减
19、 小 管 内 湍 流 对 流 传热 热 阻 的 方 法 有 、。(增长流速,采用短管。改变流体物性,增长换热面积,扰流,采用导热系数大的流体用小管径等)15.反映对流传热强度的准则称为(努塞尔)16.普朗特准则P r的数学表达式为它表征了对大小。(v/a,动量传递与热量传递)17.管内充足发展湍流的传热系数与平均流速U 的.,与内径D 的 次方成 比。(0.8,正,0.2,反)18.大空间自然对流处在湍流状态时有自模化特性,此 时 传 热 系 数 与(尺寸)19.自然对流传热在L 的自模化现象.。(湍流)20.在蒸汽的凝结过程中,(珠状,膜状)21.自然对流传热是指。(流体在浮升力作用下的对流
20、传热)22,管槽内对流传热的入口效应是指(流体入口段由于热边界层较薄而具有较高的对流传热系数)23.流体在大空间沿竖壁作自然对流传热时,对于湍流工况,其对流传热系数正比于竖壁高度的次方。(0)24.大容器沸腾曲线分为、四个区段。(自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾)三、选择题1.下列各参数中,属于物性参数的是:(1)传热系数K 吸 取 率 a 普 朗 特 数 Pr(4)传热系数h c2.流体纯自然对流传热的准则方程可写成 N u=f(R e,Pr)(3)N u=f(R e,Gr,Pr)(4)N u=f(Bi,Fo)3 .流体掠过平板对流传热时,在下列边界层各区中,温度降重要发生在:(1)主
21、流区(2)湍流边界层缓冲区湍流核心区4.空气自然对流传热系数与逼迫对流时的对流传热系数相比:(2)要大得多(3)十分接近(4)不可比较5.沸腾的临界热流量q c 是:(1)从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点从自由流动过渡到核态沸腾的转折点从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点(4)从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点6.流体在大空间沿竖壁自然对流传热时,在湍流状态下;对流传热系数正比于竖壁高度的()(2)0.8次 方(3)1/4次 方(4)1/3次方7.液体沸腾时,汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力,重要由于下列哪个因素导致的?(1)传热温差(3)浮升力(4)重力8.定型准则是指:(1)包含定型尺
22、寸的准则(3)具 有 待 求 量 的 准 则(4)待定准则9.工程中,较为常用的沸腾工况是指:(1)膜态沸腾(3)自然对流沸腾(4)以上都不是10.下述哪种手段对提高对流传热系数无效?(1)提高流速(3)采 用 入 口 效 应(4)采用导热系数大的流体11.已知某气体的密度为1.26kg/m3,比热为1.02kJ/(kg-K),导热系数为0.025W/(m-K),粘度为 15.1xl0-6m2/s,其 Pr(普朗特)准则数为多少?()(2)0.02(3)0.7(4)0.6212.Nu(努谢尔特)准则反映:()(1)惯性力和粘滞力的相对大小(3)浮升力和粘滞力的相对大小(4)导热能力大小1 3.
23、描述浮升力与黏滞力的相对大小的准则数称为:(1)Re(2)Gr(3)Pr(4)Ra14.当管长远大于管径时,圆管横向布置时的管外膜状凝结传热系数与竖放时相比如何?(1)横放时大(2)两者差不多(3)竖放时大(4)无法比较15.无量纲组合23vatl g v 称为什么准则?雷 诺 Re(2)普朗特Pr(3)努谢尔特Nu 1 6.判断管内湍流强制对流是否需要进行人口效应修正的依据是什么?(l)I/d70(2)Re104(4)l/d10417.对流传热以(1)傅 里 叶 定 律(3)普 朗 克 定 律(4)欧姆定律18.从传热角度看,下面几种冷却方式中,哪种方式的冷却效果会最佳?水 冷 氢 冷 气
24、冷19.相变传热的特性为工质比体积变化较大汽化潜热(4)工质比体积较大20.冷却液润湿壁面的能力取决于(1)液体的表面张力(2)液体与壁面间的附着力(4)(1)或(2)21.在饱和沸腾时,随着的增高,将会出现不同的区域。(2)壁面过热度,6(3)热流密度,4(4)热流密度,622.对流传热微分方程组共有几类方程?(1)2(2)3 (4)523 .凝结液能很好的润湿壁面,形成完整的膜向下流动,称为 凝 结 珠 状 凝 结(4)稳态凝结24.下列哪个不是影响对流传热的重要因素?(1)流动起因;tw;(4)换热面的几何形状。25.对于Pr数,下列说法哪个是错误的?(1)它是动力粘度与热扩散率的比值;
25、(2)它是研究对流传热最常用的重要准则;(3)对于层流流动,当 Pr=l时,6=泄26启由对流传热的流态重要取决于(l)Pr(2)Fo(3)R e27.假如流体的流动是由流体内部温差产生的密度差引起的,称为(1)逼迫对流(3)湍流对流(4)层流对流28.对流传热微分方程组涉及I、付立叶定律H、对流传热微分方程川、基尔霍夫定律IV、连续性方程V、动量微分方程VI、能量微分方程(1)IIIIIIVV(2)I IIIIIIV(4)niIVVVI29.Nu m 其特性温度为。(1)流体温度(3)壁面温度(4)不定30.当流体外掠圆管时,10Re50(或 60)时,短管的上述影响可忽略不计,当 I/d
26、02e3o 所以处辐射热流最大,处最小。3、有一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,须尽也许少地吸取外界热量,而尽也许多地向外释放热量。因此冷库败取较浅的颜色,从而使吸取的可见光能量较少,而向外发射的红外线较多。4、何 谓“漫一灰表面”?有何实际意义?答广 漫一灰表面”是研究实际物体表面时建立的抱负体模型.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,吸取率也取定值.“漫一灰表面”的实际意义在于将物体的辐射、反射、吸取等性质抱负化,可应用热辐射的基本定律了。大部分
27、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。5、你认为下述说法:“常温下呈红色的物体表达此物体在常温下红色光的单色发射率较其它色光(黄、绿、兰)的单色发射率为高。“对 吗?为什么?(注:指无加热源条件下)答:这一说法不对。由于常温下我们所见到的物体的颜色,是由于物体对可见光的反射导致的.红色物体正是由于它对可见光中的黄、绿、蓝等色光的吸取率较大,对红光的吸取率较 小,反射率较大形成的.根据基而霍夫定律以=a儿故常温下呈红色的物体,其常温下的红色光单色发射率较其他色光的单色光发射率要小。6、某楼房室内是用白灰粉刷的,但即使在晴朗的白天,远
28、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通过多次反复吸取、反 射,只有很少的可见光射线从窗口反射出来,由于观测点距离窗口很远,故从窗口反射出来的可见光到达观测点的份额很小,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.7、实际物体表面在某一温度T 下的单色辐射力随波长的变化曲线与它的单色吸取率的变化曲线有何联系?如巳知其单色辐射力变化曲线如图所示,试定性地画出它的单色吸取率变化曲线。答:从图中可以分析出,该物体表面为非灰体,根据基尔霍夫定律,6=儿即为同一波长线与线之比。该物体单色吸取率
29、变化曲线如图所示。二、定量计算涉及建立辐射换热的能量守恒关系式,兰贝特定律的应用,运用物体的光辐(即单色)射特性计算辐射换热,等等。1、白天,投射到一 大的水平屋顶上的太阳照度Gx=H00W/m2,室外空气温反t 1=27,有风吹过时空气与屋顶的表面传热系数为h=25W/(m2.K),屋顶下表面绝热,上表面发射率=0 2 且对太阳辐射的吸取比=0.6。求稳定状态下屋顶的温度。设太空温度为绝对零度。解:如图所示,稳态时屋顶的热平衡:对流散热量辐射散热量太阳辐射热量代入中得采用试凑法,解 得 2、已知太阳可视为温度Ts=5800 K 的黑体。某选择性表面的光谱吸取比随波长A 变化的特性如图所示。当
30、太阳的投入辐射G s=800 W/m2时,试计算该表面对太阳辐射的总吸取比及单位面积上所吸取的太阳能量。解:先计算总吸取比。单位面积上所吸取的太阳能:3、有一漫射表面温度T=1500K,已知其单色发射率随波长的变化如图所示,试计算表面的全波长总发射率和辐射力。解:,即查教材P208表 8-1得,所以辐射换热计算部分一、基本概念重要涉及:角系数的定义及性质;漫灰表面辐射换热特点;遮热板原理及其应用;气体辐射及太阳辐射特点等。1、简述辐射换热封闭空腔网络法。答:求解辐射换热问题时与电学中的欧姆定律相比拟,得出一个封闭空腔网络法。由任意放置的两黑体表面间的辐射换热计算公式:,式 中(Ebi-Eb2)
31、相称于电位差,相称于电阻,叫空间热阻;又由灰表面间的某表面净辐射换热公式:,式 中(Ebi-Eb2)相称于电位差,相称于电阻,叫表面热阻。具体环节为:一方面所有表面必须形成封闭系统,再绘制热阻网络图,其具体方法为:每一个物体表面为1个节点(该物体表面应具有相同的温度和表面辐射吸取特性),其热势为有效辐射Ji:每两个表面间连接一个相应的空间热阻;每个表面与接地间连接一个表面热阻和“电池”(黑体辐射力Eb);若某角系数为0,即空间热阻-oo,则相应两个表面间可以断开,不连接空间热阻;若某表面绝热,则其为浮动热势,不与接地相连。2、黑体表面与重辐射面相比,均有J=Ebo 这是否意味着黑体表面与重辐射
32、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,但两者具有不同的性质。黑体表面的温度不依赖于其他参与辐射的表面,相称于源热势。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。3、要增强物体间的辐射换热,有人提出用发射率大的材料。而根据基尔霍夫定律,对漫灰表面=a,即发射率大的物体同时其吸取率也大。有人因此得出结论:用增大发射率8 的方法无法增强辐射换热。请判断这种说法的对的性,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,上述说法不对的。4、如图所示,两漫灰同心圆球壳之间插入一同心辐射遮热球壳,试问
33、遮热球壳靠近外球壳还是靠近内球壳时,球 壳1和球壳2表面之间的辐射散热量越大?答:插入辐射遮热球壳后,该辐射换热系统的辐射网络图如图所示。显然,图中热阻R 1 ,R2,R5,R6在遮热球壳直径发生变化时保持不变,但R3=R4=随遮热球壳半径的增长而减小。因此,遮热球壳靠近外球壳即半径越大时辐射散热量越大。5、气体辐射有什么特点?答:1)不同气体有着不同的辐射及吸取特性,即只有部分气体具有辐射及吸取能力;2)具有辐射及吸取性气体对波长具有选择性,如CO 2、H20 都各有三个光带一光谱不连续。3)辐射与吸取在整个容积中进行。6、太阳能集热器吸热表面选用品有什么性质的材料为宜?为什么?答:太阳能集
34、热器是用来吸取太阳辐射能的,因而其表面应能最大限度地吸取投射来的太阳辐射能,同时又保证得到的热量尽少地散失,即表面尽也许少的向外辐射能。但太阳辐射是高温辐射,辐射能量重要集中于短波光谱(如可见光),集热器自身是低温辐射,辐射能量重要集中于长波光谱范围(如红外线)。所以集热器表面应选择具有对短波吸取率很高,而对长波发射(吸 取)率极低这样性质的材料。二、定量计算涉及:角系数的计算;漫灰表面封闭辐射系统的换热计算;多漫灰表面(重要是三表面)封闭辐射系统的换热计算等。1、求如图所示空腔内壁面2 对开口 1的角系数。解:运用角系数的互换性和完整性即可求出。由于壁面2 为凹表面,,所 以,但,由角系数的互换性得:。2、两块平行放置的平板的表面发射宰均为0.8,温度分别为tl=527 及 t2=27,板间距远小于板的宽度与高度。试计算:板1的自身辐射;对板1的投入辐射;(3)板1的反射辐射;(4)板1的有效辐射;(5)板2的有效辐射;(6)板1、2间的辐射换热量。解:由于两板间距极小,可视为两无限大平壁间的辐射换热,辐射热阻网络如图。