传热学模拟试题三一。选择恰当的答案填入空格中（每题 2 分，共 30 分）1. 截面为正方形的管道，其中流水的水位分别为管道高度的四分之三、二分之一，两种情况下当量直径的关系是（ ）。① 一样大；②前者小于后者；③前者大于后者；④后者大于前者。2. 凝结液与凝结表面润湿良好，凝结后在凝结表面形成一层完整的液膜，称为（ ）。① 膜状凝结；②润湿凝结；③表面凝结；④珠状凝结。3. 一切温度高于（ ）的物体都有热运动，所以都向外发出辐射，同时也接收投射到它上面的热辐射，并把吸收的辐射能重新转变成热能。① 冰点；②绝对零度（0K）；③环境温度；④地球最低温度。4. 热辐射的电磁波波长包括（ ）的范围。任何物体发射的热辐射的电磁波波长覆盖整个电磁波谱。① 从可见光到微波；②从紫外线到红外线；③从可见光到红外线；④从 0 到无穷大5. 物体表面接到的热辐射，无论哪个波段，都与可见光一样，被做了三种方式的处理。一种是（ ）Q，一种是（ ）Q，一种是（ ）Q。① 紫外化，可见化，红外化；②吸收，反射，穿透（透射）；③反射，吸收，穿透6. 普朗克定律是维恩公式和瑞利-金斯公式插值导出的结果，是描述黑体光谱辐射力的公式，也是的（ ）开端。① 量子力学；②麦克斯韦电磁场理论；③广义相对论；④狭义相对论。7. 相对于非凹表面，另一表面面积很大，以至于从非凹表面发出落到该表面的辐射经多次反射后，返回非凹表面的机会仍很小，同人工黑体腔类似，此时与非凹表面相对的另一表面可视为黑体。这类辐射换热问题称为（ ）。① 重辐射问题；②温室效应问题；③包壳问题；④耦合问题。8. 传热过程中，尤其是稳态传热过程中，可以通过任意一个传热环节来计算确定传热过程的热流量。但确定传热过程的热流量需要知道（ ），而流体温度比壁面温度容易较为准确地测量，所以传热过程计算在工程上比单纯的导热、对流等计算更有实用价值。① 流速；②温度；③热流量；④热物性。9. 两壁面之间只有接触的地方才直接导热，在不接触处存在空隙，热量是通过充满空隙的流体的导热、对流和辐射的方式传递的，因而存在传热阻力，称为（ ）。 ① 接触热阻；②流动热阻；③折合面积热阻；④辐射热阻。10. 导热微分方程式的建立依据是（ ）。① 微积分原理和牛顿运动定律；②能量守恒定律和傅立叶定律；③斯忒藩-波尔兹曼定律和基尔霍夫定律；④纳维-斯托克斯定律和傅立叶定律。11. 肋效率沿肋高（肋的伸展）方向逐渐（ ）。① 先升高后降低；②先降低后升高；③不变；④减少。12. 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）远远小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）。13. 一般认为，导热问题的数值解法是为了使用（ ）求解导热问题而提出的。① 算盘；②算筹；③手摇计算机；④电子计算机。14. 对流换热过程是热对流与导热的综合作用的结果，这种说法是（ ）。① 错误的；②正确的；③不完善的；④否正确，视实际情况而定。15. 通常规定 θ=tw－t＝x(tw－tf)处作为热边界层的界限，其厚度用 δt表示。其中 x=（）。①0.5；② 0.75；③ 0.95；④ 0.99。16. 相似理论是用来解决对流换热实验研究所存在诸多困难的。相似理论指导下的实验可以达到使（ ）能够反映实物真实物理过程的目的。① 无量纲特征数；②模型实验或模拟实验；③工业实验；④实物实验。二。回答下列问题（每题 5 分，共 20 分）1. 写出导温系数（热扩散率）的定义式并简述其物理意义。2. 试简述充分发展的管内流动与换热这一概念的含义。3. 何谓漫–灰表面？将实际表面视为漫–灰表面有何实际意义？4. 什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。三。计算题（共 50 分）1. 一根外径为 100mm 的钢管横穿过室温为 27℃的大房间，管外壁温度为 100℃，表面黑度为 0.85。试确定单位管长上的热损失。管外壁与环境之间的自然对流换热可采用公式 Nu=0.53(GrPr)1/4计算。（20 分）空气物性参数表t, ℃, kg/m3cp,kJ/(kgK)102,W/(m℃)106,kg/(ms)106,m2/sPr 60 1.060 1.005 2.90 20.1 18.97 0.69670 1.029 1.009 2.96 20.6 20.02 0.6942. 外径为 6mm，电阻为 2.2810-4/m 的输电线（通常是绞合线，认为近似于圆形面的单股线），流过 200A 的电流。现有温度为 20℃，速度为 10m/s 的风垂直电线吹过的情况下，求电线的表面温度？空气的物性参数取为：=0.15610-4m2/s， =0.026W/(m℃)，横掠单管的准则方程式中，c 取 0.174，n 取 0.618。空气的 Pr 数为 0.703。（15 分）3. 一温度为 20℃的圆钢，长 0.3m，直径为 0.06m，导热系数为 35 W/(mK)，密度为 7800kg/m3，比热为 460J/(kgK)。通过长 6m，温度为 1250℃的加热炉时，表面传热系数为 100 W/(m2K)，如欲将圆钢加热到 850℃，试求圆钢通过加热炉的速度。（15 分） 传热学模拟试题三答案一。选择恰当的答案填入空格中（每题 2 分，共 30 分）17. 截面为正方形的管道，其中流水的水位分别为管道高度的四分之三、二分之一，两种情况下当量直径的关系是（ ）。① 一样大；②前者小于后者；③前者大于后者；④后者大于前者。18. 凝结液与凝结表面润湿良好，凝结后在凝结表面形成一层完整的液膜，称为（ ）。① 膜状凝结；②润湿凝结；③表面凝结；④珠状凝结。19. 一切温度高于（ ）的物体都有热运动，所以都向外发出辐射，同时也接收投射到它上面的热辐射，并把吸收的辐射能重新转变成热能。① 冰点；②绝对零度（0K）；③环境温度；④地球最低温度。20. 热辐射的电磁波波长包括（ ）的范围。任何物体发射的热辐射的电磁波波长覆盖整个电磁波谱。① 从可见光到微波；②从紫外线到红外线；③从可见光到红外线；④从 0 到无穷大21. 物体表面接到的热辐射，无论哪个波段，都与可见光一样，被做了三种方式的处理。一种是（ ）Q，一种是（ ）Q，一种是（ ）Q。① 紫外化，可见化，红外化；②吸收，反射，穿透（透射）；③反射，吸收，穿透22. 普朗克定律是维恩公式和瑞利-金斯公式插值导出的结果，是描述黑体光谱辐射力的公式，也是的（ ）开端。① 量子力学；②麦克斯韦电磁场理论；③广义相对论；④狭义相对论。23. 相对于非凹表面，另一表面面积很大，以至于从非凹表面发出落到该表面的辐射经多次反射后，返回非凹表面的机会仍很小，同人工黑体腔类似，此时与非凹表面相对的另一表面可视为黑体。这类辐射换热问题称为（ ）。① 重辐射问题；②温室效应问题；③包壳问题；④耦合问题。24. 传热过程中，尤其是稳态传热过程中，可以通过任意一个传热环节来计算确定传热过程的热流量。但确定传热过程的热流量需要知道（ ），而流体温度比壁面温度容易较为准确地测量，所以传热过程计算在工程上比单纯的导热、对流等计算更有实用价值。① 流速；②温度；③热流量；④热物性。 25. 两壁面之间只有接触的地方才直接导热，在不接触处存在空隙，热量是通过充满空隙的流体的导热、对流和辐射的方式传递的，因而存在传热阻力，称为（ ）。① 接触热阻；②流动热阻；③折合面积热阻；④辐射热阻。26. 导热微分方程式的建立依据是（ ）。① 微积分原理和牛顿运动定律；②能量守恒定律和傅立叶定律；③斯忒藩-波尔兹曼定律和基尔霍夫定律；④纳维-斯托克斯定律和傅立叶定律。27. 肋效率沿肋高（肋的伸展）方向逐渐（ ）。① 先升高后降低；②先降低后升高；③不变；④减少。28. 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）远远小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）。29. 一般认为，导热问题的数值解法是为了使用（ ）求解导热问题而提出的。① 算盘；②算筹；③手摇计算机；④电子计算机。30. 对流换热过程是热对流与导热的综合作用的结果，这种说法是（ ）。① 错误的；②正确的；③不完善的；④否正确，视实际情况而定。31. 通常规定 θ=tw－t＝x(tw－tf)处作为热边界层的界限，其厚度用 δt表示。其中 x=（）。①0.5；② 0.75；③ 0.95；④ 0.99。32. 相似理论是用来解决对流换热实验研究所存在诸多困难的。相似理论指导下的实验可以达到使（ ）能够反映实物真实物理过程的目的。① 无量纲特征数；②模型实验或模拟实验；③工业实验；④实物实验。二。回答下列问题（每题 5 分，共 20 分）5. 写出导温系数（热扩散率）的定义式并简述其物理意义。答：导温系数（热扩散率）的定义式： 。导温系数属于组合的物性参数，它表征物体传递温度变化的能力，亦称热扩散率。导温系数取决于 和c 的综合影响。例如，在 20℃时，尽管水的导热系数约为空气的 23 倍，但(c)空气=1211 J/(kgK) <<(c)水≈4.2×106J/(kgK)，因此，在不考虑对流时，在非稳态导热状态下，同样厚度的水层和空气层要达到相同的温度场，空气层要比水层快 160 倍。一般说来，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则不仅取决于导热系数，还取决于导温系数。 6. 试简述充分发展的管内流动与换热这一概念的含义。答：由于流体由大空间进入管内时，管内形成的边界层由零开始发展直到管子的中心线位置，这种影响才不发生变化，同样在此时表面传热系数（对流换热系数）才不受局部对流换热系数的影响。7. 何谓漫–灰表面？将实际表面视为漫–灰表面有何实际意义？答：漫射表面指服从兰贝特定律（定向辐射强度与方向无关的规律）的表面。灰体表面指光谱吸收比与波长无关的物体表面。漫–灰表面指具有漫辐射性质的灰体表面。–漫 灰表面是一种理想表面，对其可直接应用基尔霍夫定律（=），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。8. 什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如：三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁，对于各个传热环节的传热面积不相等，可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。三。计算题（共 50 分）4. 一根外径为 100mm 的钢管横穿过室温为 27℃的大房间，管外壁温度为 100℃，表面黑度为 0.85。试确定单位管长上的热损失。管外壁与环境之间的自然对流换热可采用公式 Nu=0.53(GrPr)1/4计算。（20 分）空气物性参数表t, ℃, kg/m3cp,kJ/(kgK)102,W/(m℃)106,kg/(ms)106,m2/sPr60 1.060 1.005 2.90 20.1 18.97 0.69670 1.029 1.009 2.96 20.6 20.02 0.694解：散热损失由辐射散热和对流散热两部分组成。12=1A1 (Eb1–Eb2) =1dl（TW4-T4）=0.850.115.6710-8(3734-3004)=170.44Wtf = =63.5℃所 以 ：=1.04915kg/m3， cp=1.0064kJ/(kgK) ，=2.92110-2W/(m℃) ，=19.337510-6m2/s，Pr=0.6953 Gr = =5691015∴ Nu=0.53(GrPr)1/4 =0.53(56910150.6953)1/4=23.638∴ h= =6.905W/(m2K)对流=hA(tw-t)= h dl(tw-t)=6.9050.11(100-27)=158.35W∴  =辐射+对流=170.44+158.35=328.79W5. 外径为 6mm，电阻为 2.2810-4/m 的输电线（通常是绞合线，认为近似于圆形面的单股线），流过 200A 的电流。现有温度为 20℃，速度为 10m/s 的风垂直电线吹过的情况下，求电线的表面温度？空气的物性参数取为：=0.15610-4m2/s， =0.026W/(m℃)，横掠单管的准则方程式中，c 取 0.174，n 取 0.618。空气的 Pr 数为 0.703。（15 分）解：考虑单位长度电缆，则有发热量 =I2R=20022.2810-4=9.12W电线外表面积 A=dl=0.006雷诺数 Re= 横掠单管的准则方程式为 Nu=0.174Re0.618Pr1/3所以 Nu=0.174Re0.618Pr1/3 =0.1743846.150.6180.7031/3=25.41h= =110.13 W/(m2K)tw= =24.39℃6. 一温度为 20℃的圆钢，长 0.3m，直径为 0.06m，导热系数为 35 W/(mK)，密度为 7800kg/m3，比热为 460J/(kgK)。通过长 6m，温度为 1250℃的加热炉时，表面传热系数为 100 W/(m2K)，如欲将圆钢加热到 850℃，试求圆钢通过加热炉的速度。（15 分）解：BiV= =0.03896<0.1M=0.05可以使用集总参数法=0.3252根据 ，得： = =549.6s圆钢通过加热炉的速度=0.011m/s