《传热学》试题库

传热学试题库第一章概论一、名词解释1.热流量 :单位时间内所传递得热量。热流密度 : 单位传热面上得热流量3导热：当物体内有温度差或两个不同温度得物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移得情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子）得热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 .对流传热 :流体流过固体壁时得热传递过程,就就是热对流与导热联合用得热量传递过程,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得热能。这样,物体发出与接收过程得综合结果产生了物体间通过热辐射而进行得热量传递,称为表面辐射传热，简称辐射传热。6。总传热过程 :热量从温度较高得流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体得过程,称为总传热过程 ,简称传热过程。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就是得对流传热量，单位为 W/ （ 2 K) 。对流传热系数表示对流传热能力得大小。.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 就是得辐射传热量 ,单位为 W/(m 2K). 辐射传热系数表示辐射传热能力得大小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 就是得复合传热量 ,单位为 W/(m 2K) 复合传热系数表示复合传热能力得大小。10。总传热系数 :总传热过程中热量传递能力得大小。数值上表示传热温差为1K时 ,单位传热面积在单位时间内得传热量。二、填空题1 热量传递得三种基本方式为、。(热传导、热对流、热辐射）2 热流量就是指，单位就是。热流密度就是指,单位就是。(单位时间内所传递得热量，W,单位传热面上得热流量，W/m 2)3 总传热过程就是指,它得强烈程度用来衡量。(热量从温度较高得流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体得过程，总传热系数)4 总传热系数就是指,单位就是。(传热温差为 K 时 ,单位传热面积在单位时间内得传热量,W （K)）5 导热系数得单位就是;对流传热系数得单位就是;传热系数得单位就是.(W ( K), / （m K） ,W （ m2 K） )6 复合传热就是指，复合传热系数等于之与，单位就是。（对流传热与辐射传热之与，对流传热系数与辐射传热系数之与,W/( 2 K) ）7 单 位 面 积 热 阻 t 得 单 位 就 是； 总 面 积 热 阻 Rt 得 单 位 就是。（ 2K W, /）8 单位面积导热热阻得表达式为。( / ）9 单位面积对流传热热阻得表达式为。(1/ )10 总传热系数 K 与单位面积传热热阻r 得关系为.(r t=1/ ）11 总传热系数 K 与总面积得传热热阻Rt 得关系为(Rt=1/KA)12 稳态传热过程就是指.(物体中各点温度不随时间而改变得热量传递过程。)13 非稳态传热过程就是指。(物体中各点温度随时间而改变得热量传递过程。）14 某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热得辐射传热系数为、 ),对流传热系/( 数为 70 /（ m2、 K） ,其复合传热系数为。(100 /( 2、 K ）15。由炉膛火焰向水冷壁传热得主要方式就是（热辐射 )16。由烟气向空气预热器传热得主要方式就是(热对流 )17.已知一传热过程得热阻为0、 035K/W, 温压为 7 ,则其热流量为。(2kW)18.一大平壁传热过程得传热系数为100W/(m 2、 K) ，热流体侧得传热系数为00W/（ m2、K), 冷流体侧得传热系数为、 K），平壁得厚度为m ,则该平壁得导热系数50W/( 为,导热热阻为.（ 5 W/(m 、 K),0 、 001(m2、 K） /W)19.总传热方程式可表示为或 q=。(KA t,K t)20。已知平壁厚 0、0 m,热阻为 0、 2m2、 /，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得宏观运动?（ 1）导热（ 2）对流（3)辐射(4）复合传热2。热流密度q 与热流量得关系为（以下式子A 为传热面积，为导热系数，h 为对流传热系数 ):( )q=(2)q= / （ 3）q( )q h3。如果在水冷壁得管子里结了一层水垢(1）不变()提高,其她条件不变，管壁温度与无水垢时相比将(）降低（）随机改变:4.下列哪一种表达式就是错误得？(1)q= /（ 2)q=h()(3） q=kt(4)q=r t5。导热系数得单位就是:()(1） W/(m 2、 K）(2） W 2(3） /(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（传热热阻4)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得传热系数最小?（1）从气体到气体传热(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、 K)，则其单位面积对流传热热阻为多少?78W/(m（ 1)78W/( )（ )1 78 K/W(3）1/7 2（ 4)7 W/(m K)0。单位时间通过单位面积得热量称为什么?一般用什么符号表示 ?(1）热流密度， q(2) 热流密度 ,(3) 热流量 ,q( )热流量 ,1。太阳与地球间得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)以上几种都不就是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(2)热路欧姆定律(3）牛顿冷却公式（ 4）传热方程式13。传热过程热路图得原理就是什么？( )傅里叶定律（ )牛顿冷却公式（ 3)斯蒂芬波尔兹曼定律(4) 热路欧姆定律14。某一传热过程得热流密度=500 / ,冷、热流体间得温差为10，其传热系数与单位面积得总传热热阻各为多少？()(1)K 50W （ m2、 K ） ,r =0、 5m 、 K/W(2) 、 02W （ m2、 K),r = 0m2、 K/W（ 3)=50 /（ 2、K) ，r t0、022 、/W(4) =50W/(m、 K) ， rt、 0 /W .平板得单位面积导热热阻得计算式应为哪一个?(1） /(2) /（ A)（ ) h(4) /(KA ）四、简答题1。试述三种热量传递基本方式得差别,并各举 12 个实际例子说明。（提示 :从三种热量传递基本方式得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、灰垢得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得热阻得角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面得影响情况 )3、 试比较导热系数、对流传热系数与总传热系数得差别,它们各自得单位就是什么？(提示 :写出三个系数得定义并比较，单位分别为W (m K） ,W/(m 2 K), /（ m2 )在分析传热过程时引入热阻得概念有何好处？引入热路欧姆定律有何意义?( 提示：分析热阻与温压得关系，热路图在传热过程分析中得作用.）5。结合您得工作实践 ,举一个传热过程得实例 ,分析它就是由哪些基本热量传递方式组成得。（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2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得传热过程与壁温，以及人体与墙表面得热交换过程来解释这一现象 (主要就是人体与墙面得辐射传热得不同）五 计算题1 有一大平壁，厚度为,材料得导热系数为，平壁一侧得对流传热系数为h1,流体温度为 f,另一侧得复合传热系数为2f2，对于通过平壁得传热过程 ,h ,环境温度为试分析下列六种情形下壁温tw1、 tw 得情况 :( ) / -0;（2） h ;(3)h2 ;(4) 0， 1=h2 ;( ) / 0， h ;（ 6） / 0，h=0 、 5h2。(1 ）w1 t ；（ 2） t1=t ; （3) w t;( )t1 tw2 ( tf1+)/2;w2f1f2f2(5)t w1 =tw2 =2/ f1 / tf； (6)t1 =tw2 1 t f1 2/ tf2 )2 有一测量板状材料导热系数得仪器,一侧为加热面 ,另一侧为冷却面 ,两侧温度维持均匀、恒定 ,板状材料得两面与热面与冷面接触良好，无温度降,并且四周绝热良好 ,无散热。已知热面温度为150 ,冷面温度为80 ,热流量为58、 ,板状材料厚为 2 mm,表面积为、 m2。试确定板状材料得导热系数。( =0、 079 W/(m K)3 墙由耐火砖与保温板组成，厚度分别为=2 0m与 2 80m,导热系数分别为 1=0.8W/(m 、K) 与 、 1W/( K), 炉墙内、外两侧表面温度分别为t 1=600 与 tw 50。试求炉墙单位面积得热损失、（ q= 2、 8 m2）4 一暖房玻璃得表面积为m2 ,内、外表面温度分别为 w1=10与 tw2 5 ,玻璃厚度为 3、 5m ,玻璃得导热系数为、 W (m K) 、试求通过玻璃得散热量、( 0kW ）5 一暖房玻璃得表面积为1 m2,玻璃厚度为 3、5 m,玻璃得导热系数为1、4 (m、K） ,玻璃内侧空气温度为tf1 1 ,对流传热系数 1 5 /( 2、 K） ,外侧空气温度为 t2=2 ,对流传热系数h2=0W/(m 2、 K) 、试求通过玻璃得散热量及内、外侧玻璃表面得温度。(= 3、 , tw1 = 5、 33 ,t 2=5 、）6 有一根长度为 50、外径（直径)为 300mm 得热力管道在室外 ,测得其外表面温度为 8、5， 室外空气温度为 5已知管外壁与空气得复合传热系数为1 W ( 2、 K ） ,试计算该热力管道得散热量、( =12、 75k )7 平均温度为 120得过热蒸汽在直径（内径）为60mm 得管道内流动，已知管内单位长度得散热热流密度为m，蒸汽与管壁得对流传热系数为5 0W/( 2、） ,试求管内壁面温度。（ tw =1 、 4）8 有一表面积为 1、 5 m2、表面黑度为得散热片在宇宙飞船得舱外向温度为K 得宇宙空间散热 ,已知散热片得表面温度为87,试求其散热量。（ 42、）9 有一表面积为、m2、表面黑度为1 得物体在壁温为 25得大型真空舱内，已知该物体得表面温度为1 0，试分别求该物体向外发射得总辐射能及与真空舱壁面得净辐射传热量。（ =90、 6， 净 = 8、 07 )10 有一表面积为 m2、表面黑度为 l 得平板型物体， 一侧表面 (表面温度为 15 ) 面向温度恒为 5得大型冷却舱，已知该表面与冷却舱内空气得对流传热系数为 W/ （ m、 K ） ,平板厚度为 15m，平板得导热系数为 1、 1 W/ （m） , 试求：(1)该平板面向冷却舱一侧表面得复合传热系数；(2）该平板另一侧得表面温度。( =5、 5 W/(m 2、 )， tw2 = 8、 6 )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得总称。 一般来说 ,它就是空间坐标与时间坐标得函数。2。等温面（线)：由物体内温度相同得点所连成得面（或线）.。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得比值，产生得热流密度。热导率就是材料固有得热物理性质数值上等于1 /m 得温度梯度作用下,表示物质导热能力得大小。5。导温系数 :材料传播温度变化能力大小得指标.6。稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变得导热过程。非稳态导热:物体中各点温度随时间而改变得导热过程. .傅里叶定律 :在各向同性均质得导热物体中 ,通过某导热面积得热流密度正比于该导热面法向温度变化率 .。保温 (隔热 )材料 :、 2 W/ （ K)( 平均温度不高于35时 ) 得材料 .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得粗糙度使相接触得表面之间存在间隙，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得附加条件，包括初始条件与边界条件 .二、填空题1导热基本定律就是_ _定律 ,可表述为。(傅立叶 ,)2非稳态导热时 ,物体内得(温度 ,时间）3导温系数得表达式为_场与热流量随_ _而变化。_ ,单位就是 _ _，其物理意义为_（ a= /c ,m2/s，材料传播温度变化能力得指标 ) 4 肋效率得定义为 _。(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 ,水得气、液、固三种状态中_ _态下得导热系数最小。(气 )6 一般，材料得导热系数与 _ _与 _有关。（种类，温度）7 保温材料就是指_得材料、( 0、 2 W/(m K)( 平均温度不高于5时 )128 已知材料得导热系数与温度得关系为= (1+bt) ，当材料两侧壁温分别为时，t 、其平均导热系数可取下得导热系数 .(t1+2)/2）9 发电机水冷、氢冷、空冷三种方式中,以方式得效果最好，方式得效果最差。(水冷、空冷）10 第三类边界条件就是指已知。（物体边界与周围流体间得表面传热系数h 及周围流体得温度)t11及其单值性条件可以完整地描述一个具体得导热问题。(导热微分方程）12 第一类边界条件就是。（给定物体边界上任何时刻得温度分布）13 初始条件就是指。（如以某时刻作为时间得起算点,在该时刻导热物体内得温度分布)14 通过长圆筒壁导热时，圆筒壁内得温度呈分布规律、（对数曲线 )15 温度梯度表示温度场内得某一地点等温面法线方向得。( 温度变化率 )16 第二类边界条件就是指.（给定物体边界上任何时刻得热流密度q w 分布 )三、选择题1 当采用加肋片得方法增强传热时，最有效得办法就是将肋片加在哪一侧? ()（ 1)传热系数较大得一侧(2)传热系数较小得一侧（ )流体温度较高得一侧(4）流体温度较低得一侧2下列各参数中 ,属于物性参数得就是：(1)肋化系数(）导热系数(3）导温系数(4) 传热系数3导温系数得物理意义就是什么?（ 1） 表明材料导热能力得强弱（ 2） 反映了材料得储热能力（ 3） 反映材料传播温度变化得能力（ 4） 表明导热系数大得材料一定就是导温系数大得材料4常温下，下列物质中哪一种材料得导热系数较大?（）纯铜(2) 碳钢（ 3)不锈钢（ 4)黄铜5温度梯度表示温度场内得某一点等温面上什么方向得温度变化率?(1)切线方向（ 2）法线方向(3)任意方向（ 4）温度降低方向6接触热阻得存在使相接触得两个导热壁面之间产生什么影响?()出现温差( )促进传热（2）出现临界热流( )没有影响7下述哪一点不就是热力设备与冷冻设备加保温材料得目得?（ 1）防止热量(或冷量)损失（）提高热负荷（ 3）防止烫伤(或冻伤)(）保持流体温度8某热力管道采用两种导热系数不同得保温材料进行保温将哪种材料放在内层？（ 1）导热系数较大得材料(2）导热系数较小得材料,为了达到较好得保温效果，应(）任选一种均可(4)无法确定9金属含有较多得杂质，则其导热系数将如何变化？(1 ）变大（2)变小（ 3)不变(4）可能变大,也可能变小10 下列材料中 ,导热材料较差得材料就是什么?(）铝合金（ )铸铁（ 3）不锈钢(4）普通玻璃11 物体之间发生热传导得动力就是什么?(1）温度场（)温差(3）等温面( )微观粒子运动12 下面哪种物质材料具有较大得导热系数？（ 1)水（2）空气（ 3）水蒸气（ )冰块13 通过大平壁导热时,大平壁内得温度分布规律就是下述哪一种?(1）直线(2）双曲线(）抛物线(4）对数曲线14 若已知某种气体得密度为、,比热为、 122k (kgK), 导热系数为6 7 g m0、 4 4W/ （ m、 K), 则其导温系数就是多少?（)（） 14、 3 2/s（） 9、910-6 /s s ( )1、 3 04 2/s(3） 0、 69 m15 已知某一导热平壁得两侧壁面温差就是30 ,材料得导热系数就是(、 K ） ,通过得热流密度就是 3 0W 2,则该平壁得壁厚就是多少?（）（ 1） 220m（2)2 m(3）2、2m（ 4)0、 216 第二类边界条件就是什么 ?（1）已知物体边界上得温度分布（2）已知物体表面与周围介质之间得传热情况。（3）已知物体边界上得热流密度。（4）已知物体边界上流体得温度与流速.17 冬天用手分别触摸置于同一环境中得木块与铁块,感到铁块很凉,这就是什么原因？（ 1）因为铁块得温度比木块低(2) 因为铁块摸上去比木块硬(3）因为铁块得导热系数比木块大(4）因为铁块得导温系数比木块大18 什么情况下圆筒壁导热可以按平壁处理?（ 1)当其长度大于其外半径得10 倍时（）当其外径大于倍得内径时（ 2）当其长度就是其壁厚得10 倍时(）当其外径大于其壁厚得4 倍时19 温度升高时 ,气体得导热系数一般随温度会发生怎样得变化？(1）增大(2) 减小(3）不变(4）可能增大也可能减小(）20 一般情况下 ,对于材料得导热系数,下述哪种说法就是错误得？(1）合金小于纯金属(2）气体小于固体(3)液体小于固体（4)导电体小于非导电体21下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化？(1）内燃机启动过程(2)内燃机停机（ )内燃机变工况运行(4)内燃机定速运行22.在稳态导热中,已知三层平壁得内外表面温度差为120 ,三层热阻之比、 R2、 R3=1:2 ： 3, 则各层得温度降为。（） 6、 40、 0(）70、40、10 (3)20、0、60( )10、 40、 7 .材料得导热能力与吸热能力之比称为。(1)放热系数（ 2)传热系数(3)导热系数(）导温系数24。蒸汽管道得内外直径分别为68m与 10mm，导热系数 1=6 W (m、），内表面温度为 140。今采用玻璃棉垫料保温，=、 53W/（ m、）。若要求保温层外表面得温度不超过5 , 且蒸汽管道允许得热损失q =50 m,则玻璃棉垫料保温层得厚度至少为（ 1)41mm(） 54mm25 导热体中不同温度得等温面将(） 9mm。( ) 1 4mm(1)互相相交(） 互不相交 (）互相相切(4)不定26 材料得导温系数就是材料与得比值 .(1)吸热能力导热能力（ 2） 导热能力 / 吸热能力 (3)比热容导热系数(4)导热系数 / 比热容27 固体壁面上敷设肋片后，其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下得散热量得比值为.（ 1)肋壁效率(2) 肋化系数（3）肋片效率( )无明确得专用名称28 忽略物体内部导热热阻得分析方法称为。(1）正规状况法 (2）数学分析法（ )数值解法()集总参数法29下列哪个就是非稳态导热得表达式？30(） =f(x ， y,z)( )=f （， )（ 3)t=f （，下列那个表示非稳态导热过程得无因次时间?y）(4) = (z, )( )Bi(2）Fo( )(4）四、简答题1试解释材料得导热系数与导温系数之间有什么区别与联系。( 提示：从两者得概念、物理意义、表达式方面加以阐述，如从表达式瞧系数成正比关系 （ a= c）,但导温系数不但与材料得导热系数有关储热能力 )也有关；从物理意义瞧 ,导热系数表征材料导热能力得强弱温度变化得能力得大小，两者都就是物性参数。),导温系数与导热,还与材料得热容量(或,导温系数表征材料传播2试用所学得传热学知识说明用温度计套管测量流体温度时如何提高测温精度。( 提示 :温度计套管可以瞧作就是一根吸热得管状肋(等截面直肋 ),利用等截面直肋计算肋端温度 t 得结果，可得采用温度计套管后造成得测量误差t 为t tf th=,其中 ,欲使测量误差 t 下降 ,可以采用以下几种措施：(1)降低壁面与流体得温差(t f t0)，也就就是想办法使肋基温度t0 接近t f，可以通过对流体通道得外表面采取保温措施来实现。( )增大（ )值，使分母 h（ mH）增大。具体可以用以下手段实现：增加H ，延长温度计套管得长度；减小,采用导热系数小得材料做温度计套管,如采用不锈钢管 ,不要用铜管。因为不锈钢得导热系数比铜与碳钢小。降低，减小温度计套管得壁厚,采用薄壁管。提高增强温度计套管与流体之间得热交换。）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得导热微分方程表达式；并请说明导热问题常见得三类边界条件。（ 提示：直角坐标系下一维非稳态无内热源导热问题得导热微分方程式第一类边界条件： 0,t w= (x， )第二类边界条件 : 0,第三类边界条件：，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得测温误差最小,为什么 ?为减小测量误差,在套管尺寸得选择上还应注意哪些问题？（提示 :与简答题 2 得第 (2）点类似 ,套管材料应选用不锈钢，因给出得三种材料中,不锈钢得导热系数最小 )5 什么就是接触热阻 ?减少固体壁面之间得接触热阻有哪些方法？(提示 : 材料表面由于存在一定得粗糙度使相接触得表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻称为接触热阻 ,接触热阻得存在使相邻得两个表面产生温降(温度不连续 )。接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质得物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻得方法，此外，也可在固体接触面之间衬以导热系数大得铜箔或铝箔等以减少接触热阻。 )6. 管外包两种不同导热系数材料以减少热损失，若,试问如何布置合理？7. 某一维导热平板 ,平板两侧表面温度分别为与 ,厚度为。在这个温度范围内导热系数与温度得关系为，求平板内得温度分布？8. 有人认为，傅里叶定律并不显含时间，因此不能用来计算非稳态导热得热量您认为对吗 ?9. 导热就是由于微观粒子得扩散作用形成得。迄今为止,描述物质内部导热机理得物理模型有哪些 ?用它们可以分别描述哪些物质内部得导热过程?10.用稳定法平板导热仪对某厂提供得保温试材得导热系数进行测定，试验时从低温开始，依次在 6 个不同温度下测得6 个导热系数值 .这些数据表明该材料得导热系数随温度升高而下降 ,这一规律与绝热保温材料得导热机理不符,经检查未发现实验装置有问题,试分析问题可能出在哪里?11. 在超低温工程中要使用导热系数很低得超级保温材料.如果要您去研制一种这样得新保温材料， 试从导热机理出发设计一种超级保温材料,列出您为降低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得热量迁移与在金属中自由电子热运动产生得能量迁移这两个物理模型得共同点与差异之处。13.在任意直角坐标系下，对于以下两种关于第三类边界条件得表达形式,您认为哪个对,哪个不对 ,或者无法判别?陈述您得判断与理由。14. 一维常物性稳态导热中 ,温度分布与导热系数无关得条件有哪些?15.发生在一个短圆柱中得导热问题，在哪些情况下可以按一维导热问题来处理?16.扩展表面中得导热问题可以按一维处理得条件什么?有人认为 ,只要扩展表面细长,就可以按一维问题处理，您同意这种观点吗?17. 某材料导热系数与温度得关系为 ,式中为常数 ,若用这种材料制成平板， 试求其单位面积得热阻表达式 .18.对于如图所示得两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换得方式有何不同?如果要通过实验来测定夹层中流体得导热系数，应采用哪一种布置?热面冷面（a) 夹层冷面在下() 夹层热面在下19. 在测量金属导热系数得实验中 , 为什么通常把试件制作成细而长得棒？20.高温下气体导热系数得测定有何困难？在实际中能否用常温下得数据来替代?21. 肋化系数 ,肋效率与肋壁效率就是如何定义得?在选用与设计肋片时它们有何用途?22. 有两根材料不同 ,厚度均为 2 得等截面直肋与 ,处于相同得换热环境中， 肋基温度均为 ,肋端绝热，它们得表面均被温度为、对流换热系数h 为常数得流体所冷却，且.现测得材料 A 与 B 内得温度分布如图所示,试分析材料A 与 B 导热系数得大小。TTT0TATffxx23. 为测量管道内流体得温度 ,可采用温度计套管。 实用中常常布置成如图所示得斜插形式, 试从传热学得角度解释其合理性。24. 覆盖热绝缘层就是否在任何情况下都能减少热损失？保温层就是否越厚越好？25. 对室内冷冻管道与热力管道得保温层设计有何不同?26. 在管道内部贴上一层保温材料 ,就是否存在某一临界绝热直径 ?为什么 ?27.非稳态导热得正规状况阶段或充分发展阶段在物理过程及数学处理上有什么特点?28.有人认为，当非稳态导热过程经历时间很长时,采用诺模图计算所得到得结果就是错误得。理由就是 :这个图表明， 物体中各点得过余温度与中心截面过余温度得比值仅与几何位置与毕渥数有关 ,而与时间无关。但当时间趋于无限大时,物体中各点得温度应趋于流体温度 ,所以两者就是有矛盾得 .您如何瞧待这一问题?29. 有人这样分析： 在一维无限大平板中心温度得诺模图中, 当 越小时 , 越小，此时其她参数不变时 , 越小 ,即表明越小 ,平板中心温度就越接近于流体温度。这说明物体被流体加热时 ,其越小（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 Fo 0、时，能否用诺模图求解有关得非稳态导热问题?五、 计算题1 某炉墙由耐火砖与红砖组成,厚度分别为 20 mm 与 80mm,导热系数分别为0、 8(mK) 与 0、5W/（ mK ）,内层为耐火砖 ,炉墙内外侧壁面温度分别为6 0与 5 ,试计算 :1) 该炉墙单位面积得热损失 ;2) 耐火砖与红砖之间得温差。假设红砖与耐火砖接触紧密。3) 若以导热系数为 0 1l /(m K) 得保温板代替红砖 ,其她条件不变 ,若要炉墙单位面积热损失不高于 800 /m2,保温板得厚度最少要多厚？（提示 :这就是一个一维稳态通过双层平壁得导热问题。答案:q=1341 W m2;twm 2 4 6 , 。 0 8m.)2外径为 50 m 得钢管， 若在其外表面包以、5 m 石棉 ( 1 0、 66W (mK ）),再在其外包以 mm得玻璃纤维 ( 0、 043W/ （ m K ） ),玻璃纤维外表面温度为38，钢管温度为5 ,求单位长度钢管得热损失与两保温层界面得温度.= (提示 :这就是一个一维通过双层圆筒壁得导热问题。答案 :q=39 .8W/m, m95。6 。由于钢管得管径比较大，保温层厚度相对较薄,可忽略管径曲率得影响,若用平壁公式计算，则答案为ql= 4。 8 m,t w =97。 5，热流密度得误差为 1。5 ,壁温得误差为+0.0064，由此可见，用平壁公式计算圆筒壁得导热问题,要求管径足够大或 d 外 d内 .当然 ,在一般得工程计算中,该误差就是可以接受得。3有一厚为 5mm 得平面红砖墙,导热系数为0、5 W/（、 ),在其外表面上覆盖了一层导热系数为0、W （K) 、厚为 3m得抹面材料 ,为使墙面得散热损失小于200W/m，在砖墙内侧再加一层导热系数为 0、 l W ( K) 得保温材料 ,墙体与环境接触得两个表面温度分别为 5与 - 0、问 :1) 内层所加保温材料应为多厚才能达到要求？2) 若将外表面得抹面材料厚度从3m增加到 5mm,其她条件不变 ,则单位面积散热量为多少？，通过墙面将损失多少热量?3) 若墙体总面积为 500（提示：这就是一个一维稳态通过三层平壁得导热问题。答案 : 。 011m,189.2W m2； =283.8kW 。 )4 某热力管道得外径 (直径）为 100mm, 壁温为 3 0，在管道外包有一层50mm 厚、导热系数为 0、05W (mK) 得微孔硅酸钙制品作为保温材料，现测得保温材料得外表面温度为 ,问 10 0m 长得管道每小时得热损失就是多少?若折合成标煤 (发热量70 kcal/k ） ,每年将损失多少标煤 ?(提示 : 这就是一个一维稳态通过单层圆筒壁得导热问题。答案 :=4。 57 1 5kJ h,热损失折合标煤16.6 吨 /年。 )5 外径（直径）为1 0mm、壁温为 350得某热力管道 ,为了降低其散热损失，需要重新进行保温设计 ,设计要求保温层外表面温度不超过50，散热量按标煤( 发热量 700kcal/ g)计算 ,每公里长管道热损失不超过每年100 吨标煤得发热量 ,保温材料采用导热系数为 0、04 /（ m K ）得微孔硅酸钙制品，问需要保温层得厚度就是多少？（提示 :这就是一个一维稳态通过单层圆筒壁得导热问题。答案 :保温层厚度至少 8 .4m。6 对于某一大平壁， 有三种保温方案可以选择:采用三层材料保温:5 mm 厚得膨胀珍珠岩,导热系数为、0 W/ （ mK) ，20m厚得粉煤灰砖 ,导热系数 0、2W （ m、K), mm 厚得水泥，导热系数为0、 8W/(m K） ;采用两层材料保温：0厚得矿渣棉，导热系数为0、 06W/(m K ）， 5m厚得混凝土板，导热系数为0、 79 W/（m、K); 三层材料保温 :25m 得轻质耐火砖 ,导热系数为、3 W/(m 、K),30m 厚得玻璃棉毡 ,导热系数、 04W (m、） , mm 厚得红砖， 导热系数为、49 W/（ m、）。问单纯从减少热损失得角度分析,采用哪种方案最好 ?(提示 : 这就是一个计算多层平壁导热热阻得问题，导热热阻越大,其热损失越小 .答案：这三种方案中 ,采用第二种方案得散热损失最少。 ）7 一外径为 25mm 得碳钢管外装有高为12、5mm、厚 mm 得等厚度环肋 (碳钢制 ,导热系数取 4 W/(m K) ），肋片间距为5mm,肋片与管外流体得对流传热系数为55W/(m 2、K) ，问 :1) 环肋得肋效率为多少 ?2) 若管长为 1m，相当于整根管子肋侧传热面积 ,其总面积肋效率又为多少？3) 加肋前后传热面积增大了几倍？(提示 : 这就是一个计算等厚度环肋得肋效率得问题,可通过查肋效率图得到肋片效率,再计算相对于总换热面积得总面积肋效率(等于肋片换热面积乘肋片效率加上肋基光壁面积 ,除以管子得总换热面积）。答案： ( ) f=7%， ( ) 0=78 。 %;(3) 加肋前后换热面积增大了8。7 倍。）8已知外径为25mm 得碳钢管外装有高为12、 5mm 、厚 1mm 、肋效率为76得等厚度度为 1 0,管外流体温度为300 ,问 :1) 每米长管子得传热量为多少？2) 与光管相比传热量增大了几倍 ?(提示 :这就是一个计算等厚度环肋肋管总换热量得问题,可以将肋片换热量与肋基光壁得换热量分别计算相加得到总换热量，也可通过计算总面积肋效率后得到总换热量,这两种方法得结果就是一样得,后者常用于计算通过肋壁得传热中.答案 :(1) .405W/m;(2 ）换热量与末加肋前相比增大了6.8 倍。）9.外直径为 50mm 得蒸汽管道外表面温度为40，其外包裹有厚度为 40 ,导热系数为、 11W/(）得矿渣棉，矿渣棉外又包有厚为5mm 得煤灰泡沫砖 ,其导热系数与砖层平均温度得关系为 :。煤灰泡沫砖外表面温度为50，已知煤灰泡沫砖最高耐温为30，试检查煤灰泡沫砖得温度有无超过最高温度?并求单位管长得热损失 .10.输电得导线可以瞧作为有内热源得无限长圆柱体。假设圆柱体壁面有均匀恒定得温度,内热源与导热系数为常数，圆柱体半径为。试求在稳态条件下圆柱体内得温度分布。11. 一根圆截面得不锈钢肋片，导热系数 =20 /（mK ），直径为 20m ,长度为 10 mm, 肋基温度为 3 0 ,周围流体温度为 50,对流换热系数为 ,肋尖端面就是绝热得。 试求： 肋片得传热量 ,肋端温度， 不用肋片时肋基壁面得传热量， 用导热系数为无限大得假想肋片代替不锈钢肋片时得传热量。12. 喷气涡轮发动机最后几个透平级中之一得一个静止叶片,叶片高 75mm,横截面积 A 为 160 2，周长为 5mm。除叶片得底表面，即叶片与透平连接得叶片根部外,叶片整个表面上流过 540得气体。气体与叶片表面之间得平均对流换热系数约为460W/ K ，叶片材料得导热系数为1 0W/mK 。假设允许作准一维分析，要使叶片端部温度不超过80，试计算叶片根部必须保持得温度。13. 外径 40mm 得管道，壁温为 20,外装纵肋 12 片 ,肋厚 0、8 m,高 20mm，肋得导热系数为 95W/ K, 周围介质温度为 2 ,对流换热系数为 20W/m 2 ,求每米管长散热量。14. 如图所示就是平板式太阳能热水器得一种简单得吸热板结构,吸热板面向太阳得一面涂有一层对太阳辐射吸收率很高得材料,吸热板得背面设置了一组平行得管子，其内通以冷却水以吸收太阳辐射,管子之间则充满绝热材料。吸热板得正面在接受太阳辐射得同时受到环境得冷却 .设净吸收得太阳辐射为,表面对流换热系数为h，空气温度为,管子与吸热板结合处得温度为，试写出确定吸热板中温度分布得数学描写并求解之。分析： (1） 简化，两根管子得温度一致,取 s2 吸热平板作为研究对象T0s/2(2) 吸热板背面绝热 ,相当于对称面T02（ 3） 建立数学模型吸热板示意图15. 在模拟涡轮叶片前缘冲击冷却试验中，用温度为2得冷空气冲击模型试件。试件几何尺寸如图所示：冲击表面积为,体积为，300得