传热学复题答案（Ⅰ部分）
概念题
1试分析室暖气片散热程环节热量传递方式？暖气片走热水例
答：换热环节传热方式：
（1） 热水暖气片道壁热传递方式强制流换热
（2） 暖气片道壁外壁热传递方式固体导热
（3） 暖气片道外壁室空气热传递方式然流换热辐射换热
2试分析冬季建筑室空气室外空气通墙壁换热程环节热量传递方式？
答：换热环节传热方式：
（1） 室空气墙体壁热传递方式然流换热辐射换热
（2） 墙壁外壁热传递方式固体导热
（3） 墙外壁室外空气热传递方式流换热辐射换热
3谓非稳态导热正规阶段？写出特点
答：物体加热冷程中物体处温度时间变化率具定规律物体初始温度分布影响逐渐消失阶段称非稳态导热正规阶段
4分写出NuRePrBi数表达式说明物理意义
答：（1）努塞尔(Nusselt)数表示表面量纲温度梯度（2）雷诺(Reynolds)数表示惯性力粘性力相
（3）普朗特数表示动量扩散厚度量扩散厚度相
（4）毕渥数表示导热体部热阻外部热阻相
5竖壁倾斜凝结换热表面传热系数增加减？什？
答：竖壁倾斜液膜壁面流动力重力重力部分液膜流
动变慢热阻增加表面传热系数减外表面传热系数公式知公式中换成h减
6导热机理水气液固三种状态中种状态导热系数？
答：根导热机理知固体导热系数液体导热系数液体导热系数气体导热系数水气液固三种状态导热系数次增
7热扩散系数表征什物理量？导热系数区什？
答：热扩散率 导热系数样物性参数表征物体传递温度力称导温系数热扩散率取决导热系数 综合影响导热系数反映物体导热力物性参数般情况稳态导热温度分布取决物体导热系数非稳态导热温度分布仅取决物体导热系数取决物体导温系数
8集总参数法适条件什？满足集总参数法物体部温度分布特点？
答：集总参数法适条件Bi<01应物体导热系数相者尺寸表面传热系数极低特点物体部导热热阻远外部流换热热阻时物体部时刻均处温度物体部温度仅时间函数位置关
9灰体含义？
答：灰体指物体单色辐射力温度黑体单色辐射力波长变化曲线相似单色发射率波长变化物体单色吸收波长关物体单色吸收常数物体
10漫射表面？
答：通常服兰贝特定律表面称漫射表面该表面定辐射强度方关物体发射辐射强度方关性质漫辐射具样性质表面称漫射表面
11气体热边界层流动边界层相？
答：气体说气体热边界层厚度流动边界层厚度
12沸腾换热界热流密度含义什？
答：泡态沸腾阶段时液体温度壁面温度差进步增汽泡表面生成长引浮力作离开表面沸腾液体体温度时定热度汽泡通液体层时会继续加热膨胀直逸出液面气泡量迅速生成剧烈运动换热强度剧增热流密度提高急剧增直达热流密度峰值时热流密度称界热流密度进步增时热流密度开始降
13影响强制流换热表面换热系数素？
答：影响强制流换热表面换热系数素流态流体物性换热表面素等函数表示
14利冰箱储存相物质时试问结霜冰箱耗电量未结霜冰箱耗电量？什？
答：条件相时冰箱结霜相冰箱蒸发器冰箱冷冻室（冷藏室）间增加附加热阻冷冻室（冷藏室）达相温度必须求蒸发器处更低温度结霜冰箱耗电量
16圆界热绝缘直径素关？
答：圆界热绝缘直径根公式加分析（略）
17什珠状凝结表面换热系数膜状凝结表面换热系数？
答：膜状凝结换热时
整壁面形成层液膜重力作流动凝结放出汽化潜热必须通液膜液膜厚度直接影响热量传递
珠状凝结换热时
凝结液体浸润壁面仅壁面形成许液珠时壁面部分表面蒸汽直接接触换热速率远膜状凝结换热
18凝结气体表面凝结换热强弱影响？
答：凝结气体存方面凝结表面附蒸汽分压力降低蒸汽饱温度降低传热驱动力温差减方面凝结蒸汽穿凝结气体层达壁面扩散增加阻力述两方面原导致凝结换热时表面传热系数降低
19空气横掠垂直束时流动方排数越换热越强蒸汽水束外凝结时液膜流动方排数越换热强度降低什？
答：空气横掠垂直束时流动方排数越气流扰动越强换热越强蒸汽水束外凝结时液膜流动方排数越凝结液膜越厚凝结换热热阻越换热强度降低
20写出时间常数表达式时间常数什导热问题中定义出？素关？
答：时间常数表达式非稳态导热问题中定义出仅取决参数物性参数取决换热条件h
21什物体表面发射率？素关？
答：实际物体辐射力温度黑体辐射力称该物体发射率物体发射率取决物体表面特性（物体种类表面状况温度）外界条件关
22什物体表面吸收（率）？素关？
答：物体投入辐射吸收百分数称该物体吸收（率）物体吸收（率）取决物体表面特性（物体种类表面状况温度）全波长特性投射量波长分布关关
23谓遮热板（罩）？
答：插入两辐射换热表面间削弱两表面间辐射换热薄板罩
24黑体辐射包括定律？
答：普朗克定律维恩位移定律斯蒂芬－玻尔兹曼定律兰贝特定律
25条件相时根子横刷刷相表面换热系数？什？
答：根子横刷刷相表面换热系数刷时相外掠板流动热边界层较厚热阻较横刷时热边界层较薄边界层分离产生旋涡增加流体扰动换热增强
26列三种关联式描述种流换热？
答：描述相变强迫流换热然流忽略
描述然流忽略相变强迫流换热描述然流换热
27写出辐射换热中两表面间均角系数表达式说明物理意义
答：均角系数X12 表示A1表面发射出辐射中直接落表面A2百分数者表示离开A1表面辐射中直接落表面A2百分数
28表面辐射热阻
答：物体表面黑体时该表面全部吸收外投射辐射量相表面存热阻该热阻称表面辐射热阻常表示
29效辐射
答：单位时间离开单位面积总辐射该表面效辐射J
包括辐射表面身辐射E该表面投射辐射G反射辐射
30换热器污垢热阻
答：换热设备运行段时间壁产生污垢层污垢导热系数较热阻忽略种污垢生成产生热阻称污垢热阻
31寒冷北方区建房砖采实心砖孔空心砖？什？
答：采空心砖较空心砖部充满着空气空气导热系数相较热阻较空心砖导热性较实心砖差条件空心砖房间散热量保温性
32列材料中导热系数
（ 纯铜 ）
(a) 纯铜 (b)纯铁 (c)黄铜 (d)天然金刚石
33什雷诺类律（写出表达式）？应条件什？答：雷诺类率：条件：Pr1
34列工质普朗特数
（液态金属）
(a)水 (b) 空气 (c)液态金属 (d)变压器油
35什层壁中温度分布曲线条连续直线条折线？
36壳式换热器说两种工质列种情况种工质走种工质走外？
(1) 清洁清洁工质(2)腐蚀性工质(3)高温低温工质
(2) 答：（1）清洁流体应壳侧清洗较困难拆开端盖进行清洗（2）腐蚀性流体走更换束代价更换壳体低腐蚀性流体走壳程腐蚀仅壳体子外侧
（3）温度低流体置壳侧样减换热器散热损失
37北方深秋季节清晨树叶叶面常常结霜试问树叶表面面容易结霜？什？
答：霜会容易结树叶表面树叶表面太空太空表面温度会低摄氏零度表面面球表面温度般零度相表面说树叶表面外辐射热量较温度降快旦低零度时便会结霜
38什物体发射率吸收率？二者什条件相等？
答：实际物体辐射力温度黑体辐射力称该物体发射率投射物体表面总量中吸收量占份额物体吸收率基尔霍夫定律知：物体表面漫灰表面时二者相等
39窗玻璃红外线透什隔着玻璃晒太阳感暖？
答：窗玻璃红外线透见光透隔着玻璃晒太阳时太阳光穿玻璃进入室室物体发出红外线阻隔室房间温度越越高感暖
40流换热程微分方程式导热程第三类边界条件表达式什处？
答：流换热程微分方程式导热程第三类边界条件表达式式表示前者导热系数流体导热系数表面传热系数h未知者导热系数固体导热系数表面传热系数h已知
41写出竖壁膜状凝结冷凝雷诺数表达式
答：冷凝雷诺数： 者中
42什电加热时容易发生电热壁烧毁现象？采蒸汽加热时会？
答：电加热时加热方式属表面热流密度控制采蒸汽加热时属壁面温度控制情形容器饱沸腾曲线知热流密度旦超界热流密度时工况快跳稳定膜态沸腾表面温度快速升超壁面烧毁温度时会导致设备烧毁采蒸汽加热壁面温度控制容易控制壁面温升避免设备壁面温度度升高温度始终低设备烧毁温度
43热电偶监测气流温度时间变化规律时应选择热电偶节点？
答：条件相时热电偶节点越温度变化定幅度需吸收（放出）热量越时然节点换热表面积增增幅度体积增幅度综合讲节点热电偶相时间吸收热量产生温升定义知节点半径显然节点半径越时间常数越热电偶相应速度越快
44导热微分方程知非稳态导热热扩散率关导热系数关认？
答：描述导热问题完整数学表达仅包括控制方程包括定解条件然非稳态导热控制方程热扩散率关边界条件中包括导热系数述观点正确
45流换微分方程知该式中没出现流速认表面传热系数流体速度场关认？
答：种说法正确描述流动量方程中流项含流体速度获流体温度场必须先获流体速度场流换热中流动换热密分流换热表面传热系数流体速度关
46什等温线？连续温度场中等温线特点什？
47壁等温介质中冷冷率素关
48谓集总参数法？应条件什？应样选择定型尺寸？
答：集总参数法忽略物体部导热热阻简化分析方法应物体导热系数相者尺寸表面传热系数极低集总参数法适条件板Bi<01圆柱Bi<005球Bi<0033
49写出计算维等截面直肋散热量公式
50简述遮热罩削弱辐射换热基思想
51判定两物理现象相似条件什？
1名定特征数相等2单值性条件相似
52试述强化流体流换热采方法简述理
54影响膜状凝结换热热阻什？
55空间饱沸腾三种状态？什沸腾换热界热负荷？
答：核态沸腾渡沸腾稳定膜态沸腾容器饱沸腾曲线知热流密度旦超界热流密度时工况快跳稳定膜态沸腾表面温度快速升超壁面烧毁温度时会导致设备烧毁界热负荷沸腾换热界热负荷
56写出傅立叶定律数学表达式解释物理意义
57简说明太阳集热器采选择性表面应具备性质作原理
58试传热学理解释热水瓶保温原理
59热源常物性二维导热物体某瞬时温度分布t＝2y2cosx试说明该导热物体x＝0y1处温度时间增加逐渐升高逐渐降低
答：导热控制方程：
时该点温度时间增加升高
60工程中应孔性材料作保温隔热时应注意什问题什
答：应注意防潮保温材料特点常呈孔状者具纤维结构中热量传递导热流换热热辐射三种传热机理联合作综合程果保温材料受潮水分代孔隙中空气样仅水分导热系数高空气流换热强度幅度增加样材料保温性会急剧降
61套温度计测量容器流体温度减测温误差套材料选铜锈钢
答：套温度计套视维等截面直助减测温误差(套顶部温度tH量接流体温度tf)应量减套长度流容器壁面热量增该方热阻套树料说应采导热系数更锈钢
62两种尺寸完全相等截面直肋完全相流环境(表面传热系数流体温皮均相)肋高方温度分布曲线图示请判断两种材料导热系数肋效率高低
答：维肋片导热系数越高时肋高方热阻越肋高方温度变化(降落升)越曲线1应导热系数材料．曲线2应导热系数材料肋效率定义知曲线1肋效率高曲线2
63维热源壁稳态导热温度场图示试说明导热系数λ温度增加增加温度增加减
答傅立叶里叶定律
图中x增加减2增加x增加温度tx增加降低导热系数温度增加减
64夏季维持20℃室工作穿单衣感舒适冬季保持22℃室工作时必须穿绒衣觉舒服试传热观点分析原
答：首先冬季夏季区室外温度夏季室外温度室气温高通墙壁热量传递方出室外传室冬季室外气温室低通墙壁热量传递方室传室外冬季夏季墙壁表面温度夏季高冬季低冬季室温度(22℃)夏季略高(20℃)体冬季通辐射墙壁散热夏季高根题体冷感感受散热量原理冬季散热量穿厚绒衣
65冬天白天太阳底晒棉晚盖起感暖拍效果更加明显试解释原
答：棉晾晒棉花空隙里进更空气空气狭棉絮空间里热量传递方式导热空气导热系数较(20℃101325×105Pa时空气导热系数00259W(m·K)具良保温性拍棉更空气进入效果更明显
66流换热微分方程知该式中没出现流速出结：表面传热系数h流体速度场关试判断种说法正确性
答：种说法正确描述流动量微分方程中流项含流体速度获流体温度场必须先获速度场流动换热密分表面传热系数必流体速度场关
67流体温度边界层中处温度梯度绝值什说定表面传热温差种流体贴壁处温度梯度绝值判断表面传热系数h认
答：温度边界层中贴壁处流体温度梯度绝值壁面流体间热量交换通贴壁处动薄流体层里换热剧烈流换热微分方程定表面传热温差种流体λ△t均保持常数绝值判断表面传热系数h
68简述边界层理基点
答：边界层厚度δδt壁尺寸l相极值
边界层壁面速度梯度温度梯度
边界层流动状态分层流紊流紊流边界层紧贴壁面处层流称层流底层
流场划分两区：边界层区（粘滞力起作）流区温度样场划分两区：边界层区（存温差）流区（等温区域）
流换热热阻集中热边界层区域导热热阻层流边界层热阻整边界层导热热阻紊流边界层热阻层流底层导热热阻
69干类物理现象样说明单值性条件相似试设想什方法实现物体表面温度恒定表面热流量恒定边界条件
答：谓单值条件指包含准中已知物理量影响程特点条件──时间条件物理条件边界条件谓单值性条件相似首先时间条件相似(稳态程存条件)然条件边界条件物理条件分成例采饱蒸汽（饱液体）加热（冷）实现物体表面温度恒定边界条件采电加热实现表面热流量恒定边界条件
70皆强制流换热采短弯强化流体换热
答：采短利流体换热处入口段温度边界层较薄换热强特点谓入口效应强化换热弯流体流弯时离心力作横截面产生二次环流增加扰动强化换热
71球表面某实验室设计然流换热实验太空中否然效什？
答：该实验太空中法面实验结果然流流体部温度差引起密度差重力作引起太空中实验装置格处失重状态法形成然流法顶期实验结果
72流温度差相条件夏季冬季屋顶天花板表面流放热系数否相什
答：夏季冬季两种情况然流温差相表面流放热系数定相等原夏季tf＜tw冬季tf＞tw夏季温度较高水壁面温度较低空气然流易产生放热系数较低反冬季温度较低水壁面温度较高空气然流运动较强烈放热系数较高
73试述沸腾换热程中热量传递途径
答：半径R≥Rmin汽泡核心处形成着进步加热体积断增时热量导热方式输入 途径汽泡周围热液体通汽液界面输入 直接汽泡面汽固界面输入液体导热系数远蒸汽热量传递途径前者 汽泡离开壁面升入液体周围热液体继续进行加热直逸出液面进入蒸汽空间
74两滴完全相水滴气压分滴表面温度120℃400℃铁板试问滴块板水滴先烧干什
答：气压发生沸腾换热时述两水滴热度分℃℃容器饱沸腾曲线前者表面发生核态沸腾者发生膜态沸腾然前者传热温差表面传热系数表面热流反者水滴滴120℃铁板先烧干
75—台放置室外冷库减冷库冷量损失角度出发冷库外壳颜色应涂成深色浅色
答：减少冷库冷损须少吸收外界热量外释放热量冷库败取较浅颜色吸收见光量较少外发射红外线较
76谓漫─灰表面实际意义
答：漫─灰表面研究实际物体表面时建立理想体模型漫辐射漫反射指物体表面辐射反射时方相 灰表面指温度表面辐射光谱黑体辐射光谱相似吸收率取定值漫─灰表面实际意义物体辐射反射吸收等性质理想化应热辐射基定律部分工程材料作漫辐射表面红外线波长范围似作灰体基尔霍夫定律应辐射换热计算中
77某楼房室白灰粉刷 晴朗白天 远眺该楼房窗口时 总觉里面黑洞洞 什
答：窗口相室面积说较 射线(见光射线等)窗口进入室时室次反复吸收反射 极少见光射线窗口反射出 观察点距离窗口远 窗口反射出见光达观察点份额 难反射远眺眼里 觉窗口里面黑洞洞
78黑体表面重辐射面相均JEb否意味着黑体表面重辐射面具相性质？
答：然黑体表面重辐射面均具JEb特点二者具性质黑体表面温度赖参辐射表面相源热势重辐射面温度浮动取决参辐射表面
79增强物体间辐射换热提出发射率ε材料根基尔霍夫定律漫灰表面ε＝α发射率物体时吸收率出结：增发射率ε方法法增强辐射换热请判断种说法正确性说明理
答：条件变时物体表面热阻知ε越时物体表面辐射热阻越增强辐射换热述说法正确
80壳式换热器说两种流体列情况种走种走外？
(1)清洁清洁(2)腐蚀性(3)温度高低(4)压力(5)流量(6)粘度
答：(1)清洁流体应壳侧清洗较困难定期折开端盖清洗(2)腐蚀性流体走更换束代价更换壳体低腐蚀性强流体置壳侧腐蚀仅壳体子(3)温度低流体置壳侧样减换热器散热损失(4)压力流体置侧耐压高低压流体置壳侧时利减阻力损(5)流量流体放外横刷束表面传热系数增加(6)粘度流体放外外侧表面传热系数增加
二计算题
（）计算题解题方略
1稳态导热问题
（1）截面直肋肋片传热量肋端温度求解
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（2）单层层壁第三类边界条件
（7）
（8）
（9）
导热问题计算
（3）单层层圆筒壁第三类边界条件导热
米供热道散热损失
2非稳态导热问题
（1）集总参数法求解意形状物体（热电偶）瞬态冷加热问题
（2）公式法诺谟图法求解意形状物体（热电偶板）瞬态冷加热问题
3流换热问题
（1）外掠板强制流换热问题流态换热分析计算
（2）横掠单束然强制流换热问题计算
4辐射换热问题
（1）两三非凹面组成封闭腔体表面间辐射换热问题计算（2）两行板间辐射换热问题计算
5注意事项
（1） 流换热问题中流体气流时时需时考虑流辐射换热
（2） 长直园换热问题计算单位长换热量
（3） 强迫流换热问题应注意层流紊流时实验关联式选取流体定性温度边界条件（常壁温常热流边界条件）确定方法两种：算数均法数均法
（4） 注意非凹面组成封闭腔体表面间辐射换热问题计算中某表面净辐射热量意两表面间辐射换热量区联系
（二）计算题例题
1室根水放置限长蒸汽道 保温层外径d583 mm外表面实测均温度空气温度分 时空气道外表面间然流换热表面传热系数h342 W (m2 K) 墙壁温度似取室空气温度保温层外表面发射率
问：（1） 道外壁换热必须考虑热量传递方式
（2）计算米长度道外壁总散热量(12分)
解：
（1）道外壁换热辐射换热然流换热两种方式
（2）道米长度散热量记
仅考虑然流时单位长度然流散热
似取墙壁温度室空气温度米长度道外表面室物体墙壁间辐射：
总散热量
x
t
O
2图示墙壁导热系数50W(m·K)厚度50mm稳态情况墙壁维温度分布：t2002000x2式中t单位0Cx单位m试求：
(1)墙壁两侧表面热流密度
(2)墙壁单位体积热源生成热量
解：(1)傅立叶定律：
墙壁两侧热流密度：
(3) 导热微分方程：
3根直径1mm铜导线米电阻导线外包厚度05mm导热系数015W(m·K)绝缘层限定绝缘层高温度650C绝缘层外表面温度受环境影响假设400C试确定该导线允许电流少？
解：(1)长度L导线例导线通电生成热量中部分热量导线升温热量：部分热量通绝热层导热传气中热量：
根量守恒定律知：
(2)导线达高温度时导线处稳态导热
4
解：长度L导线例通电生成热量I2RL生成热量部分通绝缘层导热方式传递气中部分热量导线温度升高
(1) 导热热量
(2) 温度升高需热量
(3)根量守恒定律：
(4)时导线处高温度
4初温250C热电偶置温度2500C气流中设热电偶节点似成球形时间常数问热节点直径？忽略热电偶引线影响热节点气流间表面传热系数h300W (m2 K)热节点材料物性参数：导热系数20W(m·K)果气流热节点间存着辐射换热保持热电偶时间常数变需热节点直径影响？
解：（1）
解：热电偶直径较般满足集总参数条件时间常数
热电偶直径：
验证毕渥数Bi否满足集总参数法：
满足集总参数法条件
(2)热节点气流间存辐射换热总表面传热系数h（包括流辐射）增加知保持变增加热节点直径增加
5空气10ms速度外掠08m长板
热电偶直径：
验证Bi数否满足集总参数法：
说明述假设正确
5空气10ms速度外掠08m长板计算该板界雷诺数全板均表面传热系数换热量（层流时板表面局部努塞尔数紊流时板表面局部努塞尔数板宽1m已知定性温度时物性参数：）
解：(1)根界雷诺数求解层流转变紊流时界长度
时空气物性参数：
板长08m整板表面边界层流态皆层流
(2)板长08m时整板表面边界层雷诺数：
解：界长度
板长08m整板表面流动边界层流态皆层流时
板长度08m时雷诺数
全板均表面传热系数
全板均表面换热量
6厚度2δ限壁导热系数λ常量壁具均匀热源Φ(单位Wm3)边界条件x＝0ttw1x2δttw2tw1＞tw2试求壁稳态温度分布t(x)高温度位置xtmax画出温度分布示意图
解建立数学描述：
高温度位置xtmax
温度分布示意图见图
7金属实心长棒通电加热单位长度热功率等Φl(单位Wm)材料导热系数λ表面发射率ε周围气体温度tf辐射环境温度Tsur表面传热系数h均已知棒初始温度t0试出导热问题数学描述
解：导热问题数学描述
8热处理工艺中常银球测定淬火介质冷力两直径均20mm银球加热650℃分置20℃静止水20℃循环水容器中两银球中心温度均650℃变化450℃时热电偶分测两种情况降温速率分180℃／s360℃／s述温度范围银物性参数ρ＝10 500 kg／m3c＝2．62×102J／(kg·K)＝360w／(m·K)试求两种情况银球水间表面传热系数
解：题表面传热系数未知Bi数未知参数法判断否满足集总参数法条件．先假定满足集总参数法条件然验算
(1)静止水情形
：
验算Bi数：
满足集总参数条件
(2)循环水情形理
验算满足集总参数法条件改诺谟图
时
查图
：
9初始温度300℃直径12cm高12cm短钢柱体置温度30℃油槽中全部表面均受油冷冷程中钢柱体油表面传热系数300w／(m2·K)钢柱体导热系数＝48W／(m·K)热扩散率a1×105 m2s试确定5min钢柱体中温差
解：题属二维非稳态导热问题采相应限长圆柱体限板积解求解显然圆柱体高温度位柱体中心低温度位柱体边角处
限长圆柱：
查教材附录2图l：附录2图2：
中表示表面温度
：
限板：
教材图3—6：教材图3—7：
短圆柱中低温度：
：℃
短圆柱中高温度：
℃
5min钢柱体中温差：℃
10温度50℃压力101325×105Pa空气行掠块表面温度100℃板表面板表面绝热板流动方长度02m宽度01m板长度计算Re数4×l04试确定：
(1)板表面空气间表面传热系数传热量
(2)果空气流速增加倍压力增加101325×105Pa板表面空气表面传热系数传热量
解：题空气外掠板强制流换热问题
(1)Re＝4×104＜5×105属层流状态：
空气定性温度：℃
空气物性参数Pr070
：
W（m2K）
散热量W
(2)流速增加倍压力
：：
：属湍流
教材式(5—42b)961
W（m2·K）
散热量：W
11热线风速仪测定气流速度试验中．直径01mm电热丝流方垂直放置流温度25℃电热丝温度55℃测电加热功率20W／m假定流外热损失忽略计试确定时流速度
解题空气外掠圆柱体强制流换热问题
题意＝20 Wm牛顿冷公式
W（m2·K）
定性温度：℃
空气物性值：m2s
：
假设Re数值范围404000：中C0683n0466
：Re23312符合述假设范围
：ms
12顶屋屋面材料厚δ＝02m导热系数λw06W(m·K)屋面两侧材料发射率ε均09冬初室温度维持tf1＝18℃室四周墙壁18℃面积远顶棚面积天空效辐射温度60℃室顶棚表面流表面传热系数h1＝0529W(m2·K)屋顶流表面传热系数h2211W(m2·K)问室外气温降少度时屋面开始结霜(tw2＝0℃)时室顶棚温度少题否算出复合换热表面传热系数传热系数
解：⑴求室顶棚温度tw1
稳态时热衡应关系式成立：
室复合换热量Φ’导热量Φ室复合换热量Φ
Φ’Φ结霜时℃：
解：℃
⑵求室外气温tf2
ΦΦ：
：
℃
⑶注意传热方求出复合换热系数hf1hf2
⑷求传热系数K
13蒸汽冷凝器侧ts110℃干饱蒸汽汽化潜热r2230外侧冷水进出口水温分30℃80℃已知外侧换热系数分1043000该冷凝器面积A2m2现强化传热外侧加肋肋壁面积原面积4倍肋壁总效率η09忽略冷凝器身导热热阻求单位时间冷凝蒸汽量
解：数均温差：℃℃
℃
传热系数
单位时间冷凝蒸汽量：
14台逆流套式换热器列条件运行传热系数保持变冷流体质流量0125kgs定压热4200Jkg℃入口温度40℃出口温度95℃热流体质流量0125kgs定压热2100Jkg℃入口温度210℃ (1)该换热器传热量效分少？(2)冷热流体侧流换热系数污垢热阻分2000Wm2℃00004m2℃W120Wm2℃00001m2℃W忽略壁导热热阻试利数均温差法确定该套式换热器换热面积
解：（1）确定换热器传热量：
确定换热器效：
根热衡方程式确定热流体出口温度：
℃
确定换热器面积：
数均温差：℃℃
℃
1．热交换器总传热系数传热方程：
量守恒方程(计散热损失)：
该式般传热方程区传热温差程变化
2．数均温差干简化假设条件出换热器程传热温差积分均值种流动布置形式换热器ε△t称温差修正系数
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概念题
1试分析室暖气片散热程环节热量传递方式？暖气片走热水例
答：换热环节传热方式：
（1） 热水暖气片道壁热传递方式强制流换热
（2） 暖气片道壁外壁热传递方式固体导热
（3） 暖气片道外壁室空气热传递方式然流换热辐射换热
2试分析冬季建筑室空气室外空气通墙壁换热程环节热量传递方式？
答：换热环节传热方式：
（1） 室空气墙体壁热传递方式然流换热辐射换热
（2） 墙壁外壁热传递方式固体导热
（3） 墙外壁室外空气热传递方式流换热辐射换热
3谓非稳态导热正规阶段？写出特点
答：物体加热冷程中物体处温度时间变化率具定规律物体初始温度分布影响逐渐消失阶段称非稳态导热正规阶段
4分写出NuRePrBi数表达式说明物理意义
答：（1）努塞尔(Nusselt)数表示表面量纲温度梯度（2）雷诺(Reynolds)数表示惯性力粘性力相
（3）普朗特数表示动量扩散厚度量扩散厚度相
（4）毕渥数表示导热体部热阻外部热阻相
5竖壁倾斜凝结换热表面传热系数增加减？什？
答：竖壁倾斜液膜壁面流动力重力重力部分液膜流
动变慢热阻增加表面传热系数减外表面传热系数公式知公式中换成h减
6导热机理水气液固三种状态中种状态导热系数？
答：根导热机理知固体导热系数液体导热系数液体导热系数气体导热系数水气液固三种状态导热系数次增
7热扩散系数表征什物理量？导热系数区什？
答：热扩散率 导热系数样物性参数表征物体传递温度力称导温系数热扩散率取决导热系数 综合影响导热系数反映物体导热力物性参数般情况稳态导热温度分布取决物体导热系数非稳态导热温度分布仅取决物体导热系数取决物体导温系数
8集总参数法适条件什？满足集总参数法物体部温度分布特点？
答：集总参数法适条件Bi<01应物体导热系数相者尺寸表面传热系数极低特点物体部导热热阻远外部流换热热阻时物体部时刻均处温度物体部温度仅时间函数位置关
9灰体含义？
答：灰体指物体单色辐射力温度黑体单色辐射力波长变化曲线相似单色发射率波长变化物体单色吸收波长关物体单色吸收常数物体
10漫射表面？
答：通常服兰贝特定律表面称漫射表面该表面定辐射强度方关物体发射辐射强度方关性质漫辐射具样性质表面称漫射表面
11气体热边界层流动边界层相？
答：气体说气体热边界层厚度流动边界层厚度
12沸腾换热界热流密度含义什？
答：泡态沸腾阶段时液体温度壁面温度差进步增汽泡表面生成长引浮力作离开表面沸腾液体体温度时定热度汽泡通液体层时会继续加热膨胀直逸出液面气泡量迅速生成剧烈运动换热强度剧增热流密度提高急剧增直达热流密度峰值时热流密度称界热流密度进步增时热流密度开始降
13影响强制流换热表面换热系数素？
答：影响强制流换热表面换热系数素流态流体物性换热表面素等函数表示
14利冰箱储存相物质时试问结霜冰箱耗电量未结霜冰箱耗电量？什？
答：条件相时冰箱结霜相冰箱蒸发器冰箱冷冻室（冷藏室）间增加附加热阻冷冻室（冷藏室）达相温度必须求蒸发器处更低温度结霜冰箱耗电量
16圆界热绝缘直径素关？
答：圆界热绝缘直径根公式加分析（略）
17什珠状凝结表面换热系数膜状凝结表面换热系数？
答：膜状凝结换热时
整壁面形成层液膜重力作流动凝结放出汽化潜热必须通液膜液膜厚度直接影响热量传递
珠状凝结换热时
凝结液体浸润壁面仅壁面形成许液珠时壁面部分表面蒸汽直接接触换热速率远膜状凝结换热
18凝结气体表面凝结换热强弱影响？
答：凝结气体存方面凝结表面附蒸汽分压力降低蒸汽饱温度降低传热驱动力温差减方面凝结蒸汽穿凝结气体层达壁面扩散增加阻力述两方面原导致凝结换热时表面传热系数降低
19空气横掠垂直束时流动方排数越换热越强蒸汽水束外凝结时液膜流动方排数越换热强度降低什？
答：空气横掠垂直束时流动方排数越气流扰动越强换热越强蒸汽水束外凝结时液膜流动方排数越凝结液膜越厚凝结换热热阻越换热强度降低
20写出时间常数表达式时间常数什导热问题中定义出？素关？
答：时间常数表达式非稳态导热问题中定义出仅取决参数物性参数取决换热条件h
21什物体表面发射率？素关？
答：实际物体辐射力温度黑体辐射力称该物体发射率物体发射率取决物体表面特性（物体种类表面状况温度）外界条件关
22什物体表面吸收（率）？素关？
答：物体投入辐射吸收百分数称该物体吸收（率）物体吸收（率）取决物体表面特性（物体种类表面状况温度）全波长特性投射量波长分布关关
23谓遮热板（罩）？
答：插入两辐射换热表面间削弱两表面间辐射换热薄板罩
24黑体辐射包括定律？
答：普朗克定律维恩位移定律斯蒂芬－玻尔兹曼定律兰贝特定律
25条件相时根子横刷刷相表面换热系数？什？
答：根子横刷刷相表面换热系数刷时相外掠板流动热边界层较厚热阻较横刷时热边界层较薄边界层分离产生旋涡增加流体扰动换热增强
26列三种关联式描述种流换热？
答：描述相变强迫流换热然流忽略
描述然流忽略相变强迫流换热描述然流换热
27写出辐射换热中两表面间均角系数表达式说明物理意义
答：均角系数X12 表示A1表面发射出辐射中直接落表面A2百分数者表示离开A1表面辐射中直接落表面A2百分数
28表面辐射热阻
答：物体表面黑体时该表面全部吸收外投射辐射量相表面存热阻该热阻称表面辐射热阻常表示
29效辐射
答：单位时间离开单位面积总辐射该表面效辐射J
包括辐射表面身辐射E该表面投射辐射G反射辐射
30换热器污垢热阻
答：换热设备运行段时间壁产生污垢层污垢导热系数较热阻忽略种污垢生成产生热阻称污垢热阻
31寒冷北方区建房砖采实心砖孔空心砖？什？
答：采空心砖较空心砖部充满着空气空气导热系数相较热阻较空心砖导热性较实心砖差条件空心砖房间散热量保温性
32列材料中导热系数
（ 纯铜 ）
(a) 纯铜 (b)纯铁 (c)黄铜 (d)天然金刚石
33什雷诺类律（写出表达式）？应条件什？答：雷诺类率：条件：Pr1
34列工质普朗特数
（液态金属）
(a)水 (b) 空气 (c)液态金属 (d)变压器油
35什层壁中温度分布曲线条连续直线条折线？
36壳式换热器说两种工质列种情况种工质走种工质走外？
(1) 清洁清洁工质(2)腐蚀性工质(3)高温低温工质
(2) 答：（1）清洁流体应壳侧清洗较困难拆开端盖进行清洗（2）腐蚀性流体走更换束代价更换壳体低腐蚀性流体走壳程腐蚀仅壳体子外侧
（3）温度低流体置壳侧样减换热器散热损失
37北方深秋季节清晨树叶叶面常常结霜试问树叶表面面容易结霜？什？
答：霜会容易结树叶表面树叶表面太空太空表面温度会低摄氏零度表面面球表面温度般零度相表面说树叶表面外辐射热量较温度降快旦低零度时便会结霜
38什物体发射率吸收率？二者什条件相等？
答：实际物体辐射力温度黑体辐射力称该物体发射率投射物体表面总量中吸收量占份额物体吸收率基尔霍夫定律知：物体表面漫灰表面时二者相等
39窗玻璃红外线透什隔着玻璃晒太阳感暖？
答：窗玻璃红外线透见光透隔着玻璃晒太阳时太阳光穿玻璃进入室室物体发出红外线阻隔室房间温度越越高感暖
40流换热程微分方程式导热程第三类边界条件表达式什处？
答：流换热程微分方程式导热程第三类边界条件表达式式表示前者导热系数流体导热系数表面传热系数h未知者导热系数固体导热系数表面传热系数h已知
41写出竖壁膜状凝结冷凝雷诺数表达式
答：冷凝雷诺数： 者中
42什电加热时容易发生电热壁烧毁现象？采蒸汽加热时会？
答：电加热时加热方式属表面热流密度控制采蒸汽加热时属壁面温度控制情形容器饱沸腾曲线知热流密度旦超界热流密度时工况快跳稳定膜态沸腾表面温度快速升超壁面烧毁温度时会导致设备烧毁采蒸汽加热壁面温度控制容易控制壁面温升避免设备壁面温度度升高温度始终低设备烧毁温度
43热电偶监测气流温度时间变化规律时应选择热电偶节点？
答：条件相时热电偶节点越温度变化定幅度需吸收（放出）热量越时然节点换热表面积增增幅度体积增幅度综合讲节点热电偶相时间吸收热量产生温升定义知节点半径显然节点半径越时间常数越热电偶相应速度越快
44导热微分方程知非稳态导热热扩散率关导热系数关认？
答：描述导热问题完整数学表达仅包括控制方程包括定解条件然非稳态导热控制方程热扩散率关边界条件中包括导热系数述观点正确
45流换微分方程知该式中没出现流速认表面传热系数流体速度场关认？
答：种说法正确描述流动量方程中流项含流体速度获流体温度场必须先获流体速度场流换热中流动换热密分流换热表面传热系数流体速度关
46什等温线？连续温度场中等温线特点什？
47壁等温介质中冷冷率素关
48谓集总参数法？应条件什？应样选择定型尺寸？
答：集总参数法忽略物体部导热热阻简化分析方法应物体导热系数相者尺寸表面传热系数极低集总参数法适条件板Bi<01圆柱Bi<005球Bi<0033
49写出计算维等截面直肋散热量公式
50简述遮热罩削弱辐射换热基思想
51判定两物理现象相似条件什？
1名定特征数相等2单值性条件相似
52试述强化流体流换热采方法简述理
54影响膜状凝结换热热阻什？
55空间饱沸腾三种状态？什沸腾换热界热负荷？
答：核态沸腾渡沸腾稳定膜态沸腾容器饱沸腾曲线知热流密度旦超界热流密度时工况快跳稳定膜态沸腾表面温度快速升超壁面烧毁温度时会导致设备烧毁界热负荷沸腾换热界热负荷
56写出傅立叶定律数学表达式解释物理意义
57简说明太阳集热器采选择性表面应具备性质作原理
58试传热学理解释热水瓶保温原理
59热源常物性二维导热物体某瞬时温度分布t＝2y2cosx试说明该导热物体x＝0y1处温度时间增加逐渐升高逐渐降低
答：导热控制方程：
时该点温度时间增加升高
60工程中应孔性材料作保温隔热时应注意什问题什
答：应注意防潮保温材料特点常呈孔状者具纤维结构中热量传递导热流换热热辐射三种传热机理联合作综合程果保温材料受潮水分代孔隙中空气样仅水分导热系数高空气流换热强度幅度增加样材料保温性会急剧降
61套温度计测量容器流体温度减测温误差套材料选铜锈钢
答：套温度计套视维等截面直助减测温误差(套顶部温度tH量接流体温度tf)应量减套长度流容器壁面热量增该方热阻套树料说应采导热系数更锈钢
62两种尺寸完全相等截面直肋完全相流环境(表面传热系数流体温皮均相)肋高方温度分布曲线图示请判断两种材料导热系数肋效率高低
答：维肋片导热系数越高时肋高方热阻越肋高方温度变化(降落升)越曲线1应导热系数材料．曲线2应导热系数材料肋效率定义知曲线1肋效率高曲线2
63维热源壁稳态导热温度场图示试说明导热系数λ温度增加增加温度增加减
答傅立叶里叶定律
图中x增加减2增加x增加温度tx增加降低导热系数温度增加减
64夏季维持20℃室工作穿单衣感舒适冬季保持22℃室工作时必须穿绒衣觉舒服试传热观点分析原
答：首先冬季夏季区室外温度夏季室外温度室气温高通墙壁热量传递方出室外传室冬季室外气温室低通墙壁热量传递方室传室外冬季夏季墙壁表面温度夏季高冬季低冬季室温度(22℃)夏季略高(20℃)体冬季通辐射墙壁散热夏季高根题体冷感感受散热量原理冬季散热量穿厚绒衣
65冬天白天太阳底晒棉晚盖起感暖拍效果更加明显试解释原
答：棉晾晒棉花空隙里进更空气空气狭棉絮空间里热量传递方式导热空气导热系数较(20℃101325×105Pa时空气导热系数00259W(m·K)具良保温性拍棉更空气进入效果更明显
66流换热微分方程知该式中没出现流速出结：表面传热系数h流体速度场关试判断种说法正确性
答：种说法正确描述流动量微分方程中流项含流体速度获流体温度场必须先获速度场流动换热密分表面传热系数必流体速度场关
67流体温度边界层中处温度梯度绝值什说定表面传热温差种流体贴壁处温度梯度绝值判断表面传热系数h认
答：温度边界层中贴壁处流体温度梯度绝值壁面流体间热量交换通贴壁处动薄流体层里换热剧烈流换热微分方程定表面传热温差种流体λ△t均保持常数绝值判断表面传热系数h
68简述边界层理基点
答：边界层厚度δδt壁尺寸l相极值
边界层壁面速度梯度温度梯度
边界层流动状态分层流紊流紊流边界层紧贴壁面处层流称层流底层
流场划分两区：边界层区（粘滞力起作）流区温度样场划分两区：边界层区（存温差）流区（等温区域）
流换热热阻集中热边界层区域导热热阻层流边界层热阻整边界层导热热阻紊流边界层热阻层流底层导热热阻
69干类物理现象样说明单值性条件相似试设想什方法实现物体表面温度恒定表面热流量恒定边界条件
答：谓单值条件指包含准中已知物理量影响程特点条件──时间条件物理条件边界条件谓单值性条件相似首先时间条件相似(稳态程存条件)然条件边界条件物理条件分成例采饱蒸汽（饱液体）加热（冷）实现物体表面温度恒定边界条件采电加热实现表面热流量恒定边界条件
70皆强制流换热采短弯强化流体换热
答：采短利流体换热处入口段温度边界层较薄换热强特点谓入口效应强化换热弯流体流弯时离心力作横截面产生二次环流增加扰动强化换热
71球表面某实验室设计然流换热实验太空中否然效什？
答：该实验太空中法面实验结果然流流体部温度差引起密度差重力作引起太空中实验装置格处失重状态法形成然流法顶期实验结果
72流温度差相条件夏季冬季屋顶天花板表面流放热系数否相什
答：夏季冬季两种情况然流温差相表面流放热系数定相等原夏季tf＜tw冬季tf＞tw夏季温度较高水壁面温度较低空气然流易产生放热系数较低反冬季温度较低水壁面温度较高空气然流运动较强烈放热系数较高
73试述沸腾换热程中热量传递途径
答：半径R≥Rmin汽泡核心处形成着进步加热体积断增时热量导热方式输入 途径汽泡周围热液体通汽液界面输入 直接汽泡面汽固界面输入液体导热系数远蒸汽热量传递途径前者 汽泡离开壁面升入液体周围热液体继续进行加热直逸出液面进入蒸汽空间
74两滴完全相水滴气压分滴表面温度120℃400℃铁板试问滴块板水滴先烧干什
答：气压发生沸腾换热时述两水滴热度分℃℃容器饱沸腾曲线前者表面发生核态沸腾者发生膜态沸腾然前者传热温差表面传热系数表面热流反者水滴滴120℃铁板先烧干
75—台放置室外冷库减冷库冷量损失角度出发冷库外壳颜色应涂成深色浅色
答：减少冷库冷损须少吸收外界热量外释放热量冷库败取较浅颜色吸收见光量较少外发射红外线较
76谓漫─灰表面实际意义
答：漫─灰表面研究实际物体表面时建立理想体模型漫辐射漫反射指物体表面辐射反射时方相 灰表面指温度表面辐射光谱黑体辐射光谱相似吸收率取定值漫─灰表面实际意义物体辐射反射吸收等性质理想化应热辐射基定律部分工程材料作漫辐射表面红外线波长范围似作灰体基尔霍夫定律应辐射换热计算中
77某楼房室白灰粉刷 晴朗白天 远眺该楼房窗口时 总觉里面黑洞洞 什
答：窗口相室面积说较 射线(见光射线等)窗口进入室时室次反复吸收反射 极少见光射线窗口反射出 观察点距离窗口远 窗口反射出见光达观察点份额 难反射远眺眼里 觉窗口里面黑洞洞
78黑体表面重辐射面相均JEb否意味着黑体表面重辐射面具相性质？
答：然黑体表面重辐射面均具JEb特点二者具性质黑体表面温度赖参辐射表面相源热势重辐射面温度浮动取决参辐射表面
79增强物体间辐射换热提出发射率ε材料根基尔霍夫定律漫灰表面ε＝α发射率物体时吸收率出结：增发射率ε方法法增强辐射换热请判断种说法正确性说明理
答：条件变时物体表面热阻知ε越时物体表面辐射热阻越增强辐射换热述说法正确
80壳式换热器说两种流体列情况种走种走外？
(1)清洁清洁(2)腐蚀性(3)温度高低(4)压力(5)流量(6)粘度
答：(1)清洁流体应壳侧清洗较困难定期折开端盖清洗(2)腐蚀性流体走更换束代价更换壳体低腐蚀性强流体置壳侧腐蚀仅壳体子(3)温度低流体置壳侧样减换热器散热损失(4)压力流体置侧耐压高低压流体置壳侧时利减阻力损(5)流量流体放外横刷束表面传热系数增加(6)粘度流体放外外侧表面传热系数增加
二计算题
（）计算题解题方略
1稳态导热问题
（1）截面直肋肋片传热量肋端温度求解
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（2）单层层壁第三类边界条件
（7）
（8）
（9）
导热问题计算
（3）单层层圆筒壁第三类边界条件导热
米供热道散热损失
2非稳态导热问题
（1）集总参数法求解意形状物体（热电偶）瞬态冷加热问题
（2）公式法诺谟图法求解意形状物体（热电偶板）瞬态冷加热问题
3流换热问题
（1）外掠板强制流换热问题流态换热分析计算
（2）横掠单束然强制流换热问题计算
4辐射换热问题
（1）两三非凹面组成封闭腔体表面间辐射换热问题计算（2）两行板间辐射换热问题计算
5注意事项
（1） 流换热问题中流体气流时时需时考虑流辐射换热
（2） 长直园换热问题计算单位长换热量
（3） 强迫流换热问题应注意层流紊流时实验关联式选取流体定性温度边界条件（常壁温常热流边界条件）确定方法两种：算数均法数均法
（4） 注意非凹面组成封闭腔体表面间辐射换热问题计算中某表面净辐射热量意两表面间辐射换热量区联系
（二）计算题例题
1室根水放置限长蒸汽道 保温层外径d583 mm外表面实测均温度空气温度分 时空气道外表面间然流换热表面传热系数h342 W (m2 K) 墙壁温度似取室空气温度保温层外表面发射率
问：（1） 道外壁换热必须考虑热量传递方式
（2）计算米长度道外壁总散热量(12分)
解：
（1）道外壁换热辐射换热然流换热两种方式
（2）道米长度散热量记
仅考虑然流时单位长度然流散热
似取墙壁温度室空气温度米长度道外表面室物体墙壁间辐射：
总散热量
x
t
O
2图示墙壁导热系数50W(m·K)厚度50mm稳态情况墙壁维温度分布：t2002000x2式中t单位0Cx单位m试求：
(1)墙壁两侧表面热流密度
(2)墙壁单位体积热源生成热量
解：(1)傅立叶定律：
墙壁两侧热流密度：
(3) 导热微分方程：
3根直径1mm铜导线米电阻导线外包厚度05mm导热系数015W(m·K)绝缘层限定绝缘层高温度650C绝缘层外表面温度受环境影响假设400C试确定该导线允许电流少？
解：(1)长度L导线例导线通电生成热量中部分热量导线升温热量：部分热量通绝热层导热传气中热量：
根量守恒定律知：
(2)导线达高温度时导线处稳态导热
4
解：长度L导线例通电生成热量I2RL生成热量部分通绝缘层导热方式传递气中部分热量导线温度升高
(1) 导热热量
(2) 温度升高需热量
(3)根量守恒定律：
(4)时导线处高温度
4初温250C热电偶置温度2500C气流中设热电偶节点似成球形时间常数问热节点直径？忽略热电偶引线影响热节点气流间表面传热系数h300W (m2 K)热节点材料物性参数：导热系数20W(m·K)果气流热节点间存着辐射换热保持热电偶时间常数变需热节点直径影响？
解：（1）
解：热电偶直径较般满足集总参数条件时间常数
热电偶直径：
验证毕渥数Bi否满足集总参数法：
满足集总参数法条件
(2)热节点气流间存辐射换热总表面传热系数h（包括流辐射）增加知保持变增加热节点直径增加
5空气10ms速度外掠08m长板
热电偶直径：
验证Bi数否满足集总参数法：
说明述假设正确
5空气10ms速度外掠08m长板计算该板界雷诺数全板均表面传热系数换热量（层流时板表面局部努塞尔数紊流时板表面局部努塞尔数板宽1m已知定性温度时物性参数：）
解：(1)根界雷诺数求解层流转变紊流时界长度
时空气物性参数：
板长08m整板表面边界层流态皆层流
(2)板长08m时整板表面边界层雷诺数：
解：界长度
板长08m整板表面流动边界层流态皆层流时
板长度08m时雷诺数
全板均表面传热系数
全板均表面换热量
6厚度2δ限壁导热系数λ常量壁具均匀热源Φ(单位Wm3)边界条件x＝0ttw1x2δttw2tw1＞tw2试求壁稳态温度分布t(x)高温度位置xtmax画出温度分布示意图
解建立数学描述：
高温度位置xtmax
温度分布示意图见图
7金属实心长棒通电加热单位长度热功率等Φl(单位Wm)材料导热系数λ表面发射率ε周围气体温度tf辐射环境温度Tsur表面传热系数h均已知棒初始温度t0试出导热问题数学描述
解：导热问题数学描述
8热处理工艺中常银球测定淬火介质冷力两直径均20mm银球加热650℃分置20℃静止水20℃循环水容器中两银球中心温度均650℃变化450℃时热电偶分测两种情况降温速率分180℃／s360℃／s述温度范围银物性参数ρ＝10 500 kg／m3c＝2．62×102J／(kg·K)＝360w／(m·K)试求两种情况银球水间表面传热系数
解：题表面传热系数未知Bi数未知参数法判断否满足集总参数法条件．先假定满足集总参数法条件然验算
(1)静止水情形
：
验算Bi数：
满足集总参数条件
(2)循环水情形理
验算满足集总参数法条件改诺谟图
时
查图
：
9初始温度300℃直径12cm高12cm短钢柱体置温度30℃油槽中全部表面均受油冷冷程中钢柱体油表面传热系数300w／(m2·K)钢柱体导热系数＝48W／(m·K)热扩散率a1×105 m2s试确定5min钢柱体中温差
解：题属二维非稳态导热问题采相应限长圆柱体限板积解求解显然圆柱体高温度位柱体中心低温度位柱体边角处
限长圆柱：
查教材附录2图l：附录2图2：
中表示表面温度
：
限板：
教材图3—6：教材图3—7：
短圆柱中低温度：
：℃
短圆柱中高温度：
℃
5min钢柱体中温差：℃
10温度50℃压力101325×105Pa空气行掠块表面温度100℃板表面板表面绝热板流动方长度02m宽度01m板长度计算Re数4×l04试确定：
(1)板表面空气间表面传热系数传热量
(2)果空气流速增加倍压力增加101325×105Pa板表面空气表面传热系数传热量
解：题空气外掠板强制流换热问题
(1)Re＝4×104＜5×105属层流状态：
空气定性温度：℃
空气物性参数Pr070
：
W（m2K）
散热量W
(2)流速增加倍压力
：：
：属湍流
教材式(5—42b)961
W（m2·K）
散热量：W
11热线风速仪测定气流速度试验中．直径01mm电热丝流方垂直放置流温度25℃电热丝温度55℃测电加热功率20W／m假定流外热损失忽略计试确定时流速度
解题空气外掠圆柱体强制流换热问题
题意＝20 Wm牛顿冷公式
W（m2·K）
定性温度：℃
空气物性值：m2s
：
假设Re数值范围404000：中C0683n0466
：Re23312符合述假设范围
：ms
12顶屋屋面材料厚δ＝02m导热系数λw06W(m·K)屋面两侧材料发射率ε均09冬初室温度维持tf1＝18℃室四周墙壁18℃面积远顶棚面积天空效辐射温度60℃室顶棚表面流表面传热系数h1＝0529W(m2·K)屋顶流表面传热系数h2211W(m2·K)问室外气温降少度时屋面开始结霜(tw2＝0℃)时室顶棚温度少题否算出复合换热表面传热系数传热系数
解：⑴求室顶棚温度tw1
稳态时热衡应关系式成立：
室复合换热量Φ’导热量Φ室复合换热量Φ
Φ’Φ结霜时℃：
解：℃
⑵求室外气温tf2
ΦΦ：
：
℃
⑶注意传热方求出复合换热系数hf1hf2
⑷求传热系数K
13蒸汽冷凝器侧ts110℃干饱蒸汽汽化潜热r2230外侧冷水进出口水温分30℃80℃已知外侧换热系数分1043000该冷凝器面积A2m2现强化传热外侧加肋肋壁面积原面积4倍肋壁总效率η09忽略冷凝器身导热热阻求单位时间冷凝蒸汽量
解：数均温差：℃℃
℃
传热系数
单位时间冷凝蒸汽量：
14台逆流套式换热器列条件运行传热系数保持变冷流体质流量0125kgs定压热4200Jkg℃入口温度40℃出口温度95℃热流体质流量0125kgs定压热2100Jkg℃入口温度210℃ (1)该换热器传热量效分少？(2)冷热流体侧流换热系数污垢热阻分2000Wm2℃00004m2℃W120Wm2℃00001m2℃W忽略壁导热热阻试利数均温差法确定该套式换热器换热面积
解：（1）确定换热器传热量：
确定换热器效：
根热衡方程式确定热流体出口温度：
℃
确定换热器面积：
数均温差：℃℃
℃
1．热交换器总传热系数传热方程：
量守恒方程(计散热损失)：
该式般传热方程区传热温差程变化
2．数均温差干简化假设条件出换热器程传热温差积分均值种流动布置形式换热器ε△t称温差修正系数
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