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1、传热学试题库四、简答题1试述三种热量传递基本方式的差异，并各举12个实际例子阐明。（提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来辨别这三种热传递方式）2请阐明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?怎样预防? （提示：从传热过程各个步骤的热阻的角度，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异，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/(mK)，W/(m2K)，W/(m2K)）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
2、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，夏季人们能够穿短袖衬衣，而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 （提示：从分析不一样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一样）四、简答题1 试解释材料的导热系数与导温系数之间有什么区分和联系。 （提示：从二者的概念、物理意义、体现式方面加以论述，如从体现式看，导温系数与导热系数成正比关系(a=/c)，但导温系数不但与材料的导热系
3、数有关，还与材料的热容量(或储热能力)也有关；从物理意义看，导热系数表征材料导热能力的强弱，导温系数表征材料传输温度变化的能力的大小，二者都是物性参数。）2 试用所学的传热学知识阐明用温度计套管测量流体温度时怎样提升测温精度。 （提示：温度计套管能够看作是一根吸热的管状肋(等截面直肋)，利用等截面直肋计算肋端温度th的成果，可得采取温度计套管后导致的测量误差t为t=tf-th=，其中，欲使测量误差t下降，能够采取如下几个措施： (1)减少壁面与流体的温差(tf-t0)，也就是想措施使肋基温度t0接近tf，能够通过对流体通道的外表面采取保温措施来实现。 (2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增
4、大。详细能够用如下伎俩实现：增加H，延长温度计套管的长度；减小，采取导热系数小的材料做温度计套管，如采取不锈钢管，不要用铜管。因为不锈钢的导热系数比铜和碳钢小。减少，减小温度计套管的壁厚，采取薄壁管。提升h增强温度计套管与流体之间的热互换。)3 试写出直角坐标系中，一维非稳态无内热源常导热系数导热问题的导热微分方程体现式；并请阐明导热问题常见的三类边界条件。 ( 提示：直角坐标系下一维非稳态无内热源导热问题的导热微分方程式第一类边界条件：0,tw=fw(x, )第二类边界条件：0,第三类边界条件：0,4 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
5、的测温误差最小，为何?为减小测量误差，在套管尺寸的选择上还应注意哪些问题?（提示：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措施? （提示：材料表面因为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、温度及周围介质的物性等有关，因此能够从这些方面考虑减少接触热阻的措施，另外，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。）6. 管外包两种不一
6、样导热系数材料以减少热损失，若，试问怎样布置合理？7. 某一维导热平板，平板两侧表面温度分别为和，厚度为。在这个温度范围内导热系数与温度的关系为，求平板内的温度分布？8. 有人以为，傅里叶定律并不显含时间，因此不能用来计算非稳态导热的热量。你以为对吗？9. 导热是因为微观粒子的扩散作用形成的。迄今为止，描述物质内部导热机理的物理模型有哪些？用它们能够分别描述哪些物质内部的导热过程？10. 用稳定法平板导热仪对某厂提供的保温试材的导热系数进行测定，试验时从低温开始，依次在6个不一样温度下测得6个导热系数值。这些数据表白该材料的导热系数随温度升高而下降，这一规律与绝热保温材料的导热机理不符，经检查
7、未发觉试验装置有问题，试分析问题也许出在哪里？11. 在超低温工程中要使用导热系数很低的超级保温材料。假如要你去研制一个这么的新保温材料，试从导热机理出发设计一个超级保温材料，列出你为减少导热系数采取了哪些措施？并解释其物理原因？12. 试对比分析在气体中由分子热运动产生的热量迁移与在金属中自由电子热运动产生的能量迁移这两个物理模型的共同点和差异之处。13. 在任意直角坐标系下，对于如下两种有关第三类边界条件的体现形式，你以为哪个对，哪个不对，或者无法判别？陈述你的判断和理由。 14. 一维常物性稳态导热中，温度分布与导热系数无关的条件有哪些？15. 发生在一个短圆柱中的导热问题，在哪些情况下
8、能够按一维导热问题来处理？16. 扩展表面中的导热问题能够按一维处理的条件什么？有人以为，只要扩展表面细长，就能够按一维问题处理，你同意这种观点吗？17. 某材料导热系数与温度的关系为，式中为常数，若用这种材料制成平板，试求其单位面积的热阻体现式。18. 对于如图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量互换的方式有何不一样？假如要通过试验来测定夹层中流体的导热系数，应采取哪一个布置？热面 冷面 (a) 夹层冷面在下 (b) 夹层热面在下19. 在测量金属导热系数的试验中，为何一般把试件制作成细而长的棒？20. 高温下气体导热系数的测定有何困难？在实际中能否用常温下的数据来替代？21. 肋化系
9、数，肋效率和肋壁效率是怎样定义的？在选用和设计肋片时它们有何用途？22. 有两根材料不一样，厚度均为2的等截面直肋A和B，处在相同的换热环境中，肋基温度均为，肋端绝热，它们的表面均被温度为、对流换热系数h为常数的流体所冷却，且。现测得材料A和B内的温度分布如图所示，试分析材料A和B导热系数的大小。T T T0 T0 B A Tf Tf x x23. 为测量管道内流体的温度，可采取温度计套管。实用中常常布置成如图所示的斜插形式，试从传热学的角度解释其合理性。24. 覆盖热绝缘层是否在任何情况下都能减少热损失？保温层是否越厚越好？25. 对室内冷冻管道和热力管道的保温层设计有何不一样？26. 在管
10、道内部贴上一层保温材料，是否存在某一临界绝热直径？为何？27. 非稳态导热的正规情况阶段或充足发展阶段在物理过程及数学处理上有什么特点？28. 有人以为，当非稳态导热过程经历时间很长时，采取诺模图计算所得到的成果是错误的。理由是：这个图表白，物体中各点的过余温度与中心截面过余温度的比值仅与几何位置和毕渥数有关，而与时间无关。但当初间趋于无限大时，物体中各点的温度应趋于流体温度，因此二者是有矛盾的。你怎样看待这一问题？ 29. 有人这么分析：在一维无限大平板中心温度的诺模图中，当l越小时，越小，此时其他参数不变时，越小，即表白越小，平板中心温度就越接近于流体温度。这阐明物体被流体加热时，其l越小
11、（一定）反而温升越快，与事实不符。请指出上述分析错误在什么地方？ 30. 试分析当Fo0.2时，能否用诺模图求解有关的非稳态导热问题？五、 计算题1 某炉墙由耐火砖和红砖组成，厚度分别为200mm和80mm，导热系数分别为0.8W (mK)和0.5W(mK)，内层为耐火砖，炉墙内外侧壁面温度分别为600和50，试计算： 1) 该炉墙单位面积的热损失；2) 耐火砖与红砖之间的温差。假设红砖与耐火砖接触紧密。3) 若以导热系数为01lW(mK)的保温板替代红砖，其他条件不变，若要炉墙单位面积热损失不高于800Wm2，保温板的厚度最少要多厚?（提示：这是一个一维稳态通过双层平壁的导热问题。答案：q1
12、3415Wm2；twm=2646，0048m。）2 外径为250mm的钢管，若在其外表面包以6.5mm石棉(10.166W(mK)，再在其外包以25mm的玻璃纤维(20.043W(mK)，玻璃纤维外表面温度为38，钢管温度为315，求单位长度钢管的热损失和两保温层界面的温度。(提示：这是一个一维通过双层圆筒壁的导热问题。 答案：ql=3998Wm，twm=2956。因为钢管的管径比较大，保温层厚度相对较薄，可忽视管径曲率的影响，若用平壁公式计算，则答案为ql3948Wm，twm=2975，热流密度的误差为-125，壁温的误差为+00064，由此可见，用平壁公式计算圆筒壁的导热问题，要求管径足够
13、大或d外d内2。当然，在一般的工程计算中，该误差是能够接收的。3 有一厚为25mm的平面红砖墙，导热系数为0.5 W(m.K)，在其外表面上覆盖了一层导热系数为0.2W(mK)、厚为3mm的抹面材料，为使墙面的散热损失小于200Wm2，在砖墙内侧再加一层导热系数为0.l W(mK)的保温材料，墙体与环境接触的两个表面温度分别为25和-10.问： 1) 内层所加保温材料应为多厚才能达成要求?2) 若将外表面的抹面材料厚度从3mm增加到5mm，其他条件不变，则单位面积散热量为多少? 3) 若墙体总面积为1500m2，通过墙面将损失多少热量?(提示：这是一个一维稳态通过三层平壁的导热问题。 答案：0
14、011m，q1892W/m2；2838kW。) 4 某热力管道的外径(直径)为100mm，壁温为350，在管道外包有一层50mm厚、导热系数为0.05 W(mK)的微孔硅酸钙制品作为保温材料，现测得保温材料的外表面温度为70，问1000m长的管道每小时的热损失是多少?若折合成标煤(发热量7000kcalkg)，每年将损失多少标煤?(提示：这是一个一维稳态通过单层圆筒壁的导热问题。 答案：457105kJh，热损失折合标煤1366吨年。)5 外径(直径)为100mm、壁温为350的某热力管道，为了减少其散热损失，需要重新进行保温设计，设计要求保温层外表面温度不超出50，散热量按标煤(发热量7000kcalkg)计算，每公里长管道热损失不超出每年100吨标煤的发热量，保温材料采取导热系数为0.048W(mK)的微孔硅酸钙制品，问需要保温层的厚度是多少?(提示：这是一个一维稳态通过单层圆筒壁的导热问题。答案：保温层厚度最少824mm。6 对于某一大平壁，有三种保温方案能够选择：采取三层材料保温：50mm厚的膨胀珍珠岩，导热系数为0.08 W(mK)，20mm厚的粉煤灰砖，导热系数0.2
