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传热学复习题
一、填空
1. 热量总是自发地从_______温物体传向_______温物体，或由物体的高温部分传向低温部分。
2. 热量的三种传递方式为____________、_____________、____________。
3. 实际物体的辐射力同同温度下黑体辐射力的比值称为____________。
4. 要强化传热过程，必须降低热阻_________（最大还是最小）环节的热阻。
5. 锅炉水冷壁内结了一层水垢，当蒸汽参数及热流密度均不变时，管壁温度比无水垢时____________（高还是低）。
6. 不同温度的等温面不能____________。
7. 同一物质的三态中，固体的导热系数温度升高而______，液体的导热系数温度升高而_____，气体的导热系数温度升高而______。
8. 纯金属的导热系数温度升高而________；非金属材料的导热系数温度升高而________。
9. 一般绝热材料的导热系数随温度的升高而________，随湿度的增大而________。
10. 平均温度不高于350℃时，绝热材料的导热系数小于____________W/(m·K)。
11. 在圆筒壁外包热绝缘层时不一定总能减小散热。在一定的保温材料和换热条件下，使总热阻最小即散热量最大时的保温外层称为________。
12. 当肋片加载换热系数较小的一侧的目的是________，加载换热系数较大的冷流体侧的目的是________。
13. 肋片材料的导热系数越大，效率越___。
14. 在非稳态导热中，当物体的导热系数很________，或几何尺寸很________时即可以采用集总参数法。
15. 液体的粘度随温度升高而_________；气体的粘度随温度的升高________；
16. 电厂锅炉内的燃料燃烧释放出的热量主要以________方式传递给水冷壁。
17. 辐射换热过程中，不仅有能量的交换还有能量形式的________。
18. 辐射换热量与两个物体的热力学温度的________次方成正比。
19. 辐射换热中将____=1的物体称为黑体；_____=1物体称为镜体或白体；将____=1________成为透热体。
20. 普朗克定律揭示了真空中黑体在不同温度小单色辐射力和________的关系。
21. 维恩位移定律指出：最大的黑体单色辐射力对应的波长同相应温度的乘积为________（M·k）
22. 基尔霍夫定律表述为：在热平衡条件下任何物体的辐射力与它对黑体的吸收比恒等于同温度下黑体的________。
23. 由基尔霍夫定律可知：辐射力大的物体对同温度下黑体辐射能的吸收比也________。
24. 气体辐射和吸收对波长具有___________。
25. 太阳能的利用技术目前有________、________。（任举两个）
26. 在工程上，有时要削弱表面之间的辐射换热，采用高反射率（低黑度）的材料制成的金属薄板插入表面之间，称之为_______。
27. 流体流过与之温度不同的固体壁面时，与壁面之间发生的热量传递过程，称为_____________。
28. 热力发电厂的相变换热有_____________和_____________。
29. 按照流动的起因，对流换热可分为________和________。
30. 由泵、风机等外力引起的对流换热称为________。
31. 强迫对流的换热系数________于自然对流的换热系数；湍流换热系数________于层流换热系数；有相变的对流换热系数________于无相变的换热系数；液体的换热系数________于气体的换热系数。
32. 凡属同类现象，单值性条件相似，同名准则相等，则现象必________。
33. 用以确定各物性参数值的温度称为________。
34. 珠状凝结换热比膜状凝结换热________。（强还是弱）
35. 换热器按传热原理分为_____________、_____________、和_____________。
36. 只要有________差存在就会有热量的传递。
37. 传热学中的三大定律为：____________、_____________、____________。
38. 两个相互接触的物体或同一物体的各部分之间由于温度不同而引起的热传递现象，称为_____________。
39. 一般绝热材料的导热系数随温度升高而____________。
40. 物体的温度越高，辐射能力_____________。
41. 实际物体的辐射能力与同温度下黑体辐射能力的比值称为_____________，其值总是小于1。
42. 换热器传热过程包括三个环节：①为热从_______到高温壁面的热量传递；②为从______温壁面到低温壁面的热量传递；③为_______温壁面到冷流体的热量传递
二、名词解释
集总参数法 导热系数 热扩散率 辐射换热
辐射力 灰体 有效辐射 角系数X1,2
表面热阻 努塞尔总则 雷诺数 格拉晓夫准则
三、判断对错
² 只有管外径小于临界绝热直径时，铺设绝热层才能使热损失减小。（）
² 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。（）　
² 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度是处处相等的。（）
² 导温系数仅出现在非稳态热量传输过程中,导温系数越大,物体内各处温度越不均匀( ).
² 热量传输一般有导热,热对流及热辐射三种基本形式. ( ).
² 水平热壁面朝上布置时比朝下时的对流换热量大( ).
² 流体的物性参数μ愈小,λ愈大,流体对流换热能力愈大( ).
² 紊流运动粘度εm 与流体运动粘度υ都是流体的物性参数,与Re和紊流程度有关. ( ).
² 两物体之间的辐射换热必须通过中间介质才能进行,且热辐射过程中伴随着能量形式的二次转化( ).
² 与黑体一样,灰体也是一种理想物体,只是在数值上与黑体成折扣关系( ).
² 同温度下,物体辐射力越大,其吸收率越小( ).
² 角系数描述的是物体的空间位置和几何形状对辐射换热的影响,并与辐射物体本身的特性和温度有关( ).
² 当系统处于热平衡时,灰体的有效辐射等于同温度下的黑体辐射,并与灰体的表面黑度有关( ).
四、简答题
1. 对电厂常见的换热器（过热器、水冷壁、空气预热器、冷凝器）进行传热过程分析，它们各自是由哪些基本热量传递方式组合的。
2. 如果水冷壁内结了一层水垢，而蒸汽参数及热流密度均不变，试问管壁温度比无水垢时高还是低，为什么？
3. 壁面上敷设肋片的目的是什么？敷设肋片的原则是什么？
4. 试写出傅里叶定律的形式，并说明其中各符号的意义。
5. 什么是瞬态导热的正规状况阶段，有什么特点？
6. 何为非稳态导热的集总参数法？在什么条件可采用集总参数法？
7. 角系数是如何定义的？有什么性质及如何确定？
8. 流体沿平壁流动时，速度边界层和温度边界层有哪些特点？
9. 相似理论的基本内容是什么？
10. 试从传热学角度分析，在寒冷的北方地区，建房用砖采用多孔空心砖和实心砖哪种好？
11. 何为非稳态导热的集总参数法？在什么条件下可采用集总参数法？
12. 解释温室效应是如何形成的。
13. 角系数是如何定义的？有什么性质及如何确定？
14. 相似理论的基本内容是什么？
15. 遮热板是如何减少辐射换热量的？
16. 说明大容器沸腾的几个区域，各有什么特点？
17. 流体从管内流动时，速度边界层和温度边界层有哪些特点？
18. 换热器强化传热的原则是什么？
五、计算题
1、有一锅炉围墙由三层平壁组成，内层是厚度δ1=0.23m，λ1=0.63 W/(m·K)的耐火粘土砖，外层是厚度δ3=0.2,5m，λ3=0.56 W/(m·K)的红砖层，两层中间填以厚度为δ2=0.1m，λ2=0.08 W/(m·K)的珍珠岩材料。炉墙内侧与温度为tn=520℃的烟气接触，其换热系数为h1=35 W/(m2·K),炉墙外侧空气温度tf2=22℃，空气侧换热系数h2=15 W/(m2·K)，试求：1）通过炉墙单位面积的散热损失。
2）炉墙内外表面的温度以及层与层交界面的温度，并画出炉墙内的温度分布曲线。（5分）
2、外径为100mm的蒸汽管道，覆盖密度为20kg/m3的超细玻璃棉毡保温。已知蒸汽管道外壁温度为400℃，希望保温层外表面温度不超过50℃，且每米长管道上的散热量小于163W。试确定保温层厚度。
3、一个外径为50mm的钢管，外敷8mm厚、导热系数λ=0.25 W/(m·K)的石棉保温层，外面又敷了一层20mm厚、导热系数λ=0.045 W/(m·K)的玻璃棉，钢管外侧壁温为300℃，玻璃棉外侧表面温度为40℃，试求石棉保温层和玻璃棉层之间的温度。
4、炉墙由红砖和耐火砖两层组成，厚度均为250mm，导热系数分别为0.4 W/(m·K)和0.6 W/(m·K)。炉墙内外壁温度分别为700℃和90℃。
1）试求通过炉墙的热流密度。
2）其它条件不变，红砖层用导热系数为0.076 W/(m·K)的珍珠岩保温混凝土层代替，热流密度保持不变，试问该层的厚度应为多少？
5、一耐火砖炉墙，厚度δ=370mm的硅砖，已知内壁温度T1=1650℃，外壁面温度T2=300℃，若耐火砖的热导率λ=1.556W/(m·℃)，试求每平方米炉墙面积的散6、有一厚度为20mm的平面墙，其热导率为1.3 W/(m·℃)。为使墙的每平方米热损失不超过1500W，在外侧表面覆盖了一层0.1 W/(m·℃)的保温材料，已知复合壁两侧表面温度分别为750℃和55℃，试确定保温层的厚度。
7、黑度分别为0.3和0.5的两个平行大平板，其温度分别为800℃和370℃，在它们之间放置一两侧表面黑度均为0.05的遮热板，试计算：
1）没有遮热板，单位面积的换热量。
2）有辐射遮热板，单位面积的换热量又是多少？
3）辐射遮热板的平衡温度是多少？
8、相距甚近而平行放置的两等面积的黑体表面，温度各为1200℃和600℃，试计算它们之间的辐射换热量。如表面均为灰体，黑度各为0.8和0.6，辐射换热量又为多少？（10分）
9、两平行大平板间的辐射换热,平板的黑度各为0.5和0.8,如果中间加进一块铝箔遮热板,其黑度为0.05,试计算辐射热减少的百分率?并画出辐射网络图.
10、有两平行黑体表面,相距很近,他们的温度分别为1000℃与500℃,试计算它们的辐射换热量,如果是灰体表面,黑度分别为0.8和0.5, 它们间的辐射换热量是多少?
七、分析
1、锅炉再热器和省煤器加装肋片的目的各是什么？肋片应分别布置在哪一侧？
2、发电机水冷、氢冷、空冷相比较，哪一种冷却方式的冷却效果最好？哪一种最差？为什么？
3、在大气压下将同样的两滴水滴在表面温度分别为和的锅上，试问滴在哪种锅上的水先被烧干？为什么？
4、在北方的深秋季节的早晨，树叶面上常常结霜，试问树叶上下哪一面结霜，为什么？
5、试用传热学观点分析冰箱为什么要定期除霜？
6、从减小冷藏车冷量损失考虑分析冷藏车外壳上的油漆颜色深一点好，还是浅一点好？为什么？