传热学1-4章复习题

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λ)δ/()(21AttAqww2.通过单层圆筒壁稳态导热热流量的计算公式)/ln(21)(1221rrlttAqww3.牛顿冷却公式tAh5.传热方程式)(21ffttAkmtAk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nntgradtq在直角坐标系中，x坐标方向上，xtq或xtAΦ2.肋片效率理想实际f肋片的理想散热量是指整个肋片均处在肋根温度下的散热量。3.毕渥数、傅立叶数和时间常数的表达式hlBi，2laFo，)/(AVhBiV，2)/(AVaFoVhAVcc第三部分：应掌握的传热学基本概念和基本理论1．温度场、温度梯度、等温线。2．导热微分方程式中各项的意义，对一个具体的导热问题，如何描述？对常见的三类边界条件如何描述？3．非稳态导热中的非正规状况阶段和正规状况阶段。4．采用集总参数法分析非稳态导热的基本思想和方法。5．半无限大物体的概念。6．导热问题数值求解的基本思想和基本步骤。7．热平衡法建立节点离散方程。8．代数方程组迭代求解的基本过程。9．非稳态导热数值求解中显示差分格式和隐式差分格式及其优缺点。第四部分：应掌握的计算问题1.通单层平壁或圆筒壁的稳态导热计算。1.应用热阻概念对通过多层平壁或圆筒壁的导热问题和传热过程的分析和计算。2.对于一维非稳态导热，采用海斯勒图的计算。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：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样，物体发出和接收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，称为表面辐射传热，简称辐射传热。6．总传热过程：热量从温度较高的流体经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)。对流传热系数表示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)。辐射传热系数表示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)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为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，它的强烈程度用来衡量。(热量从温度较高的流体经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，单位是。（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；对流传热系数的单位是；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。（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／(m2·K)）7．单位面积热阻rt的单位是；总面积热阻Rt的单位是。（m2·K/W，K/W）8．单位面积导热热阻的表达式为。（δ/λ）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rt的关系为。（rt=1/K）11．总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为。（Rt=1/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/(m2.K)，对流传热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数为。（100W/(m2.K)）15．由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是。（热辐射）16．由烟气向空气预热器传热的主要方式是。（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100W/(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，导热热阻为。（5W/(m.K)，0.001(m2.K)/W）19．总传热方程式可表示为φ＝或q＝。（KAΔt，KΔt）20．已知平壁厚0.02m，热阻为0.02m2.K/W，其导热系数为。（1W/(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?(1)导热(2)对流(3)辐射(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，λ为导热系数，h为对流传热系数）：(1)q＝φA(2)q＝φ/A(3)q=λφ(4)q＝hφ3．如果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(2)提高(3)降低(4)随机改变4．下列哪一种表达式是错误的?()(1)q＝λΔt/δ(2)q＝hΔt(3)q＝kΔt(4)q＝rtΔt5．导热系数的单位是：()(1)W/(m2.K)(2)W/m2(3)W/(m·K)(4)m2.K/W6．在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比?()(1)传热面积(2)流体温差(3)传热系数(4)传热热阻7.在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段?()(1)增大系统热阻(2)增大传热面积(3)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?(1)从气体到气体传热(2)从气体到水传热(3)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78W／(m2.K)，则其单位面积对流传热热阻为多少?(1)78W/(m·K)(2)1/78m·K/W(3)1/78m2·K/W(4)78W／(m2·K)10．单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?(1)热流密度，q(2)热流密度，φ(3)热流量，q(4)热流量，φ11．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(3)热辐射(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?(1)导热基本定律(2)热路欧姆定律(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(3)斯蒂芬-波尔兹曼定律(4)热路欧姆定律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？()(1)K＝50W/(m2.K)，rt＝0.05m2.K/W(2)K＝0.02W/(m2.K)，rt＝50m2.K/W(3)K＝50W/(m2.K)，rt＝0.02m2.K/W(4)K＝50W/(m2.K)，rt＝0.05K/W15．平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?(1)δ/λ(2)δ/(KA)(3)1／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1～2个实际例子说明。（提示：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?（提示：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?（提示：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。）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。（提示：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。（提示：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交换过程来解释这一现象（主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)：由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。3．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1K／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，表示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：λ≤0.12W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。10．肋效率：肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。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，包括初始条件和边界条件。二、填空题1．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_____。（a=λ/cρ,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可能散热量之比。）5．按照导热机理，水的气、液、固三种状态中_______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.（λ≤0.12W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)）8．已知材料的导热系数与温度的关系为λ＝λ0(1+bt)，当材料两侧壁温分别为t1、t2时，其平均导热系数可取下的导热系数。(（t1+t2）/2)9．发电机水冷、氢冷、空冷三种方式中，以方式的效果最好，方式的效果最差。(水冷、空冷)10．第三类边界条件是指已知。(物体边界与周围流体间的表面传热系数h及周围流体的温度tf)11．及其单值性条件可以完整地描述一个具体的导热问题。(导热微分方程)12．第一类边界条件是。（给定物体边界上任何时刻的温度分布）13．初始条件是指。（如以某时刻作为时间的起算点，在该时刻导热物体内的温度分布）14．通过长圆筒壁导热时，圆筒壁内的温度呈分布规律.（对数曲线）15．温度梯度表示温度场内的某一地点等温面法线方向的。（温度变化率）16．第二类边界条件是指。（给定物体边界上任何时刻的热流密度qw分布）三、选择题1．当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧?()(1)传热系数较大的一侧（2）传热系数较小的一侧(3)流体温度较高的一侧（4）流体温度较低的一侧2．下列各参数中，属于物性参数的是：(1)肋化系数(2)导热系数（3）导温系数（4）传热系