汽轮机考工试题公用部分应知传热学知识

公用部分应知传热学知识

一．判断题

1. 直接接触物体各部分的热量传递现象叫对流 。( ) 答案：(×)

2. 流体与壁面间温差越大，换热面积越大，对流换热热阻越大，则换热量也就越大。 ( ) 答案：(×)

3. 导热系数在数值上等于沿着导热方向每米长度温差为1℃时，每小时通过壁面所传递的热量。 ( ) 答案：(√)

4. 如果物体的吸收率等于1，这种物体称绝对黑体。 ( ) 答案：(√)

5. 凡有温差的物体，就一定有热量的传递。 ( ) 答案：(√)

6. 主蒸汽管道保温后，可以防止热传递过程的发生。( ) 答案：(×)

7. 从辐射换热的角度上看，一个物体的吸收率大，则它的辐射能力也强。 ( ) 答案：(√)

8. 管子外壁加装肋片(俗称散热片)的目的是使热阻增加，传递热量减小。 ( ) 答案：(×)

二．选择题

1. 对同一种流体来说，沸腾放热的放热系数比无物态变化时的对流放热系数________。 A.小； B.大； C.相等。 答案：B.大。

2. 表面式换热器中，冷流体和热流体按相反方向平行流动则称为____________。 A.混合式； B.逆流式； C.顺流式。 答案：B.逆流式。

3. 实际物体的辐射力与同温度下绝对黑体的辐射力__________________。

A.前者大于后者； B.前者小于后者； C.二者相等。 答案：B.前者小于后者。

4. 汽轮机凝汽器铜管管内结垢可造成____________________________________。 A.传热增强，管壁温度升高； B.传热减弱，管壁温度降低； C.传热增强，管壁温度降低； D.传热减弱，管壁温度升高。 答案：D.传热减弱，管壁温度升高。

三．填空题

1. 物体在单位时间内、单位面积上所发射出去的辐射能称为____________。 答案：辐射力。

2. 热传导是由物体内部分子和原子的_____________________来转移热量的。 答案：微观热运动。

3. 热量的传递发生过程总是由物体的____________部分传向____________部分。 答案：高温；低温。

4. 管道外部加保温层的目的是_________管道的热阻，____________热量的传递。 答案：增加；减少。

5. 换热分为三种基本形式，即：____________、____________和____________。 答案：传导；对流；热辐射。

6. 平壁导热传递的热量与壁两面表面温度差成________，与壁面面积成__________，与壁厚成____________。

答案：正比；正比；反比。

7. 一般情况下，液体的对流放热系数比气体的_________，同一种液体，强迫流动放热比自由流动放热____________。 答案：高；强烈。

8. 水蒸汽凝结放热时，其温度__________，放热是通过蒸汽的凝结放出的__________而传递热量的。

答案：保持不变；汽化潜热。

四．计算题

1. 一台5万千瓦汽轮机的凝结器，其表面单位面积上的换热量q=23000W/m2，凝汽器铜管内、外壁温差为2℃，求水蒸气的凝结换热系数? 答案：解：q=a(t内-t外)

a= q/（t内-t外） =23000 /2=11500(W/m2℃)

答：水蒸气的凝结换热系数是11500(W/m2℃)。

2. 已知一物体吸收系数A=0.75，求当该物体温度t=127℃时，每小时辐射的热量? 答案：解：在同温下物体的A=a=0.75 E=aE0=aC0（T/100）4 E=0.75×5.67×[(273+127)/100]4 =0.75×5.67×256 =1089(W·m2)

答：该物体的辐射量是1089W·m2。

3. 水在某容器内沸腾，如压力保持1MPa，对应的饱和温度t饱=180℃，加热面温度保持205℃，沸腾放热系数为85700W/m2℃，求单位加热面上换热量? 答案：解：q=a(t壁-t饱) =85700×(205-180) =2142500(W/m2)

答：单位加热面上的换热量是2142500W/m2。

五．问答题

1. 影响传热的因素有哪些? 答案：由传热方程Q=K·F·△t可以看出，传热量是由三个方面的因素决定的，即冷、热流体传热平均温差(△t)、换热面积(F)和传热系数(K)。

2. 减少散热损失的方法有哪些?

答案：减少散热损失的方法有：增加绝热层厚度以增大导热热阻； 设法减小设备外表面与空气间总换热系数。

3. 影响凝结放热的因素有哪些? 答案：影响凝结放热的因素有： (1)蒸汽中含有不凝结气体。当蒸汽中含有空气时，空气附在冷却面上，影响蒸汽的通过，造成很大的热阻，使蒸汽凝结放热显著削弱。

(2)蒸汽流动速度和方向。如果蒸汽流动方向与水膜流动方向相同，因摩擦作用的结果会使水膜变薄而水膜热阻减小，凝结放热系数增大。反之，则凝结放热系数减小。但是如果蒸汽流速较高，将会把水膜吹离冷却壁面，使水蒸气与冷却表面直接接触，凝结放热系数反而会大大增加。 (3)冷却表面情况。冷却表面表现粗糙不平或不清洁时，会使凝结水膜向下流动阻力增加，从而增加了水膜厚度，热阻增大，使凝结放热系数减小。 (4)管子排列方式。管子排列方式有顺排、叉排、辐排等。

当管子排数相同时，下排管子受上排管子凝结水膜下落的影响为顺排最大，叉排最小，辐排居中。因此，叉排时放热系数最大。

4. 物体的黑度与吸收系数有何关系?

答案：某温度下的物体的黑度在数值上近似等于同温度下物体的吸收系数。

5. 什么叫表面式换热器?

答案：冷、热两种流体被壁面隔开，在换热过程中，两种流体互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。

6. 什么叫混合式换热器? 答案：混合式换热器内的热量交换是依靠热流体和冷流体直接接触和互相混合起来实现的。在热量传递的同时，伴随着质量的混合。

7. 什么叫蓄热式换热器?

答案：蓄热式换热器中的热量是通过壁面周期的加热和冷却来实现的。

8. 什么叫热阻叠加原则?

答案：热传递是通过一系列传热方式进行的，串联传递过程的总热阻等于串联各环节的分热阻之和。

9. 什么叫热传导(导热)?

答案：在同一物体中，热量自高温部分传至低温部分，或两个温度不同的固体彼此接触时，热量自高温部分传递给低温部分的过程称为热传导。

10. 什么叫对流放热(热对流)?

答案：流体(气、汽或液体)和固体壁面接触时，相互间的热传递过程称为对流放热。

11. 什么叫辐射换热?

答案：它是高温物质通过电磁波等把热量传递给低温物质的过程。这种热交换现象和热传导、热对流有本质上的不同，它不仅产生能量转移，而且还伴有能量形式的转换，即由热能转变为辐射能，再由辐射能转变为热能。

12. 影响辐射换热的因素有哪些?

答案：(1)黑度大小影响辐射能力吸收率。

(2)温度高、低影响辐射能力及传热量的大小。

(3)角系数由形状及位置而定，它影响有效辐射面积。 (4)物质不同，影响辐射传热。如气体与固体不同，气体辐射受到有效辐射层厚度的影响。

13. 影响对流放热的因素有哪些?

答案：(1)流体流动。强制对流使流体的流速高，放热好。自然对流流速度低，放热不好。 (2)流体有无相态变化。对同一种流体有相变时的对流放热比无相变时来得强烈。 (3)流体的流动状态。对同一种流体，紊流时的放热系数比层流时高。 (4)几何因素。流体所能触及的固体表面的几何状态、大小及流体与固体表面的相对位置。 (5)流体的物理性质。如比重、比热、动力粘性系数、导热系数、体积膨胀系数、汽化潜热等。

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