传热试题

一、计算题1、一根直径为1mm的铜导线，每米的电阻为31022.2。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？2、已知室外气温-12℃，室内温度20℃，室内对流换热系数25W/m2K，室外对流换热系数45W/m2K。砖墙厚240mm，导热系数0.56W/mK，用苯板保温，苯板后10mm，导热系数0.027W/mK，保温后的装饰层厚度3mm，导热系数0.93W/mK。假设砖墙内含有水分而且当温度低于0℃时就会结冰（结冰前后导热系数假设保持不变）。如图，试确定外保温和内保温情况下，那种保温方式会出现砖墙内结冰现象？为什么？室内室外室内室外装饰层苯板砖墙装饰层苯板砖墙(内保温)(外保温)3、热电厂有一水平放置的蒸汽管道，保温层外径为400mm,壁温为50℃，周围空气的温度为20℃。计算单位蒸汽管道外壁面的对流散热损失。（35℃的空气物性参数为：22.7210W/(mK)6216.5810m/sPr0.7）形状流态参数Cn横圆柱层流过渡湍流0.480.01650.111/40.421/34、管内壁温为100℃，水在管内流动，流量为0.5kg/s，水温从15℃升到45℃。管的内径为50mm，长4.5m。求管内流体与壁面间的平均换热系数。（水30℃时4174/()pcJkgK）5、两块平行放置的平板1和2，相关尺寸如图示。已知：1177t0C，227t0C，10.8，20.4，120.2XX。试用网络法求：(1)两平板之间的辐射换热量；(2)若两平板均为黑体表面，辐射换热量又等于多少?6、（25分）利用一同心套管式换热器，将流量为225kg/h、比热为4188J/kg·K的水由35℃加热至95℃，并用流量为225kg/h、比热2095J/kg·K和温度210kg/h的油作为热流体。若总传热系数为550W/（2m·K），且管外径为100mm。求（1）该换热器是逆流式还是顺流式；（2）换热器的长度。二、简答题7、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?8、应用准则关联式求管内对流换热系数时，定性温度如何确定？确定定性温度有何用处？9、其他条件相同时，同一根管子横向冲刷和纵向冲刷相比，哪一个的表面传热系数大，为什么？10、已知在短波（λ1μm）范围内，木板和铝板的光谱吸收比分别为αλ1、αλ2，且αλ1αλ2；在长波范围内则相反。当木板和铝板同时长时间地放在阳光下时，铝板温度比木板高。试解释这种现象。11、北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下去面的哪一面结箱?为什么?12、如图所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试指出①，②，③3处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设①，②，②处对球心所张立体角相同。13、横向冲刷管束与流体在管外纵向冲刷相比，横向冲刷的传热系数大,为什么?对管内强制对流换热，为什么采用短管和弯管可以强化流体换热？14、动力蒸汽管路，外径25cm，外面包上5cm厚的绝热材料，绝热材料导热系数0.1W/m.K，绝热层与环境间自然对流换热系数在50W/m2.K。试问为了进一步减少散热损失是否应增加绝热层厚度?并说明原因。15、液-气换热，管内是液，管外是气，现在要强化，可以增加管内流速，减少管壁导热系数，在管外加肋片，请问哪个最有效，为什么？一、计算题1、某平板节点划分如图所示，各网格边长均为0.1xm。导热系数50W/m℃，左、右、上边温度均为40℃，下边与80ft℃，1000W/m℃的流体进行对流换热。试写出节点的热平衡方程式，并求1、2、3的节点温度2、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sc1，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/(m2K)，热节点材料的物性参数为：导热系数为20W/(m·K)，8500kg/m3，400cJ/kg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？3、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。（10℃下水及R134a的物性参数各为：R134a：0.0888W/mK；620.201810m/s；3.91rp.水：0.574W/mK；621.30610m/s；9.52rp.）4、为20℃的空气，以10m/s的速度纵向流过一块长200mm，温度60℃的平板。求离平板前沿50mm,100mm处的流动边界层和热边界层厚度。并求得平板与流体之间的换热量。（平板宽为1mm）（40℃的空气物性参数为：0.0276/WmK，6216.9610m/sv，Pr0.699）5、试证明：在两个平行平板之间加上n块遮热板后，辐射换热量将减小到无遮热板时的)1/(1n。假设各板均为漫灰表面，且发射率相同，皆为，板的面积皆为A。6、（20分）质量流量为2000kg/h的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从1'80Ct。被冷却至130Ct。，其比定压热容12.093kJ/kgKpc（）。进口温度为8765432191011t0t0t0tfαtfα2'20Ct。的冷水在盘管外流动用来冷却变压器油。出口处水温225Ct。，水的比定压热容24.174kJ/kgKpc（）。水侧表面传热系数为2580W/mK（），油侧表面传热系数为2150W/mK（）。钢盘管的导热系数为40W/mK（），污垢热阻总共为20.0007mK/W（）。若盘管的直径为0.4m，管的外径壁厚为57mm3.5mm。求螺旋盘管的最小长度、盘数与水的质量流量。二、简答题7、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？同一种物体导热过程中的时间常数是不是不变的？8、试分析不凝性气体影响膜状凝结传热的原因。9、为什么电厂凝汽器中，水蒸气与管壁之间的传热可以不考虑辐射传热？10、气体辐射有哪些特点?11、角系数有哪些特性?12、灰体的含义？13、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。14、一冷凝器实验台，在充满工质前没有抽真空，试问这对冷凝器运行的传热性能有何影响？为什么？15、在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处？引入热路欧姆定律有何意义？（提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。）