工程传热及应用

第一章 填空题

1. 已知平壁厚0.02m，热阻为0.02m2.K/W，其导热系数为1 W/(m·K). 2. 总传热方程式可表示为φ＝KAΔt 或q＝KΔt . 3. 一大平壁传热过程的传热系数为100W/(m2.K)，热流体侧的传热系数为200W/(m2.K)，

冷流体侧的传热系数为250W／(m2.K)，平壁的厚度为5mm，则该平壁的导热系数为 ，导热热阻为 。5 W/(m.K)，0.001(m2.K)/W

4. 已知一传热过程的热阻为0.035K/W，温压为70℃，则其热流量为 。2kW 5. 由烟气向空气预热器传热的主要方式是 。热对流

6. 由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是 。热辐射

7. 总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为 。Rt=1/KA 8. 总传热系数K与单位面积传热热阻rt的关系为 。rt=1/K 9. 单位面积对流传热热阻的表达式为 。1/h 10. 单位面积导热热阻的表达式为 。δ/λ

11. 单位面积热阻rt的单位是 ；总面积热阻Rt的单位是 。m2·K/W，K/W

12. 导热系数的单位是 ；对流传热系数的单位是 ；传热系数的单位是 。W／(m·K)，W／

(m2·K)，W／(m2·K)

13. 总传热系

传热学实际现象应用

1.热传导

（1）为什么冬天晒过的棉被盖上去暖和，拍打后效果更好。

要点：导热系数小保温材料

答：棉被经过晾晒后，可使棉花空隙中进入更多的空气，而空气在狭小的棉絮空间里热量的传递方式主要是导热，由于空气的导热系数小，具有良好的保温性能，拍打后让更多的空气进入，效果明显。

（2）在夏天，20℃的室温感到舒适，而冬天同样20℃的室温感到冷。

要点：热传导，辐射换热，对流换热

答：冬夏最大的区别就是室外温度不同。夏季室外温度高，因此通过墙壁的传热方向是室外传到室内，而冬季室外气温比室内低，通过墙壁热量传递的方向是室内到室外。因此冬季墙壁表面温度低于夏季。人体在室内主要是与周围的空气发生对流换热，和墙壁发生辐射换热，人在冬季通过辐射换热与墙壁的散热比夏季高得多，因此冬季感觉到冷。

（3）用套管式温度计测量管道中流体的温度，为减小测量误差，若有铜和不锈钢两种材料，哪一种做套管较好？套管温度计安装在那个位置好？

要点：套筒式温度计

答：1.选择不锈钢。温度计套管产生误差的主要原因是由于沿肋高（即套管长度方向）有热量导出和套管表面与流体之间存在换热热阻。因而要减小温度计套管的误差，要选择导热系数小的材料，增加导热热阻，故选择不锈钢。

2011年春季学期《传热学》（A卷）答案

一．（10分）外直径为50mm的蒸汽管道外表面温度为400℃，其外包裹有厚度为40mm、导热系数为0.11W/(m·K)的矿渣棉。矿渣棉外又包有厚为45mm的煤灰泡沫砖，导热系数为0.12W/(m·K)，煤灰泡沫砖外表面温度为50℃，试求通过每米长该保温层的热损失，并给出矿渣棉外表面温度。

解：由多层圆筒壁的导热热流量公式可知：

??2?l?t1?t3?ln?d2d1??1?ln?d3d2??2（3分）

其中t1?400℃,t3?50℃,l?1m,d1?50mm,d2?130mm,d3?220mm （2分） K),?2? 0.12W/(m·K) ?1?0.11W/(m·

带入公式，可得：??168.25W（1分）

设矿渣棉外表面温度为t2，则由能量守恒定律可知：

??2?l?t1?t2?ln?d2d1??1（3分），代入数据，可得：t2?167.39℃（1分）

二．（10分）直径为12mm、初始温度为1150K的钢球，突然被放置于温度为325K、

表面传热系数为20W/(m2·K)的空气中冷却。已知钢球的物性如下：?=40W/(m·K)，

3

?=7800kg/m，c=600J/(kg·K)。试确定钢球中心

传热学试题

（环境科学与工程学院2003级使用）

班级 姓名 学号 成绩

一、概念题（34分）

得分 1.（6分）非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个阶段，它们各自有什么特征? 答：非周期性的加热或冷却过程可以分为初始状况阶段和正规状况阶段（2分）。前者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。 得分 2.（6分）时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？同一种物体导热过程中的时间常数是不是不变的？ 答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为

不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。因此，同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。 3.（10分）写出对流换热过程中的无量纲准则Re数、Pr数、Pe数和Gr数的物理量组得分 成，指出它们各自表

吉林大学汽车工程学院本科课程考试试卷

考试课程与试卷类型：工程传热学A 姓名： 学年学期：2008-2009-2 学号： 考试时间：2009-06-02 班级： 一、填空题（每空1分，共10分） 1．

2．导热微分方程是所有导热物体的温度场都应该满足的通用方程，它是根据 和 建立起来的，直角坐标系中一维常物性导热微分方程的形式是 。 3．角系数的三个性质分别是 、 、 。 4．集总参数法中时间常数的定义是?c? 。 5．试写出右图所示的三个非凹灰体表面构成的系统当中， 角系数X1,2? 。 二、判断题（每题1分，共5分） 1．肋效率越大越好（ ）

2．“水自然对流表面传热系数”的实验当中形成的自然对流是一个有限空间的自然对流（ ） 3．温度场中

化工原理天津大学第二版

传热习题及答案 一、选择题：

1、关于传热系数K下述说法中错误的是（ ）C A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值； B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异；

C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手；

2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程的有（ ）。Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、Ｆ

Ａ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流体； Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流体； 3、影响对流传热系数的因素有( )。A、B、C、D、E

A、产生对流的原因；B、流体的流动状况；C、流体的物性；D、流体有无相变；E、壁面的几何因素；

4、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是：A

A、不可行的；B、可行的；C、可能行，也可能不行；D、视具体情况而定； 解：原因是：流量不变 du 常数 当管径增大时，a. u l/d， u综合以上结果， A 1/d根据

1.82

0.8

2

/d

0.2

1/d

1.8

传热原理及设备

2 0 1 2. 0 8. 杭 州

1

传热原理及设备 1. 概述

1.1热量传递的条件和方向 1.2研究传热过程的目的与任务 1.3换热器在空分中重要性 1.4低温换热器特点 2. 换热器分类 2.1按工作原理分 2.2按结构分 3. 板翅式换热器 3.1概述

3.1.1发展概况

3.1.2板翅式换热器特奌 3.1.3板翅式换热器的应用 3.2结构

3.2.1基本结构

3.2.2翅片选择与形式 3.2.3翅片参数 3.2.4整体结构 4.设计计算

4.1热量传递三种基本方式及组合 4.1.1热传导和热导率 4.1.2对流放热和放热系数 4.1.3辐射

4.1.4多种传热方式组合 4.2传热设计

4.2.1传热过程分析 4.2.2传热方程 4.3放热系数确定

4.3.1无相变对流放热系数 4.3.2相变时放热系数

4.3.3两相流换热器传热计算 4.4多股流传热计算 4.5阻力计算

4.6空分中常用传热系数 5.结构设计与強度计算 5..1结构设计 5.2強度计算

6.板翅式换热器制造工艺 7. 检査试验与修补、存放 7.1检查试验 7.2修补存放

8. 空分设备中几个典型换热器介绍9. 谈几点工作中体会

传热原理及设备

2 0 1 2. 0 8. 杭 州

1

传热原理及设备 1. 概述

1.1热量传递的条件和方向 1.2研究传热过程的目的与任务 1.3换热器在空分中重要性 1.4低温换热器特点 2. 换热器分类 2.1按工作原理分 2.2按结构分 3. 板翅式换热器 3.1概述

3.1.1发展概况

3.1.2板翅式换热器特奌 3.1.3板翅式换热器的应用 3.2结构

3.2.1基本结构

3.2.2翅片选择与形式 3.2.3翅片参数 3.2.4整体结构 4.设计计算

4.1热量传递三种基本方式及组合 4.1.1热传导和热导率 4.1.2对流放热和放热系数 4.1.3辐射

4.1.4多种传热方式组合 4.2传热设计

4.2.1传热过程分析 4.2.2传热方程 4.3放热系数确定

4.3.1无相变对流放热系数 4.3.2相变时放热系数

4.3.3两相流换热器传热计算 4.4多股流传热计算 4.5阻力计算

4.6空分中常用传热系数 5.结构设计与強度计算 5..1结构设计 5.2強度计算

6.板翅式换热器制造工艺 7. 检査试验与修补、存放 7.1检查试验 7.2修补存放

8. 空分设备中几个典型换热器介绍9. 谈几点工作中体会

考试课程与试卷类型：工程传热学A

一、填空题（每空1分，共10分）

姓名：

1．凝结传热有两种不同的凝结形式，它们分别是 凝结和 凝结。

2．导热微分方程是所有导热物体的温度场都应该满足的通用方程，它是根据 和 建立起来的，直角坐标系中一维常物性导热微分方程的形式是 。 3．角系数的三个性质分别是 、 、 。 4．集总参数法中时间常数的定义是?c? 。 5．试写出右图所示的三个非凹灰体表面构成的系统当中，

角系数X1,2? 。 二、判断题（每题1分，共5分） 1．肋效率越大越好（ ）

2．“水自然对流表面传热系数”的实验当中形成的自然对流是一个有限空间的自然对流（ ） 3．温度场中等温线不可相交、不可中断（ ）

4．不凝结气体有利于凝结换热，不利于沸腾换热（ ） 5．只有黑体符合兰贝特定律。（ ） 三、简答题（共23分）

1．说

二维稳态导热数值计算,matlab

传热学

二维稳态导热问题的数值解法

杨达文2011151419 赵树明2011151427 杨文晓2011151421 吴鸿毅2011151416

二维稳态导热数值计算,matlab

第一题：

a=linspace(0,0.6,121); t1=[60+20*sin(pi*a/0.6)]; t2=repmat(60,[80 121]); s=[t1;t2]; %构造矩阵

for k=1:10000000 %理论最大迭代次数，想多大就设置多大 S=s;

for j=2:120 for i=2:80

S(i,j)=0.25*(S(i-1,j)+S(i+1,j)+S(i,j-1)+S(i,j+1)); end end

if norm(S-s)<0.0001

break; %如果符合精度要求，提前结束迭代 else s=S; end end

S %输出数值解

数值解数据量太大，这里就不打印出来，只画出温度分布。

画出温度分布： figure(1)

xx=linspace(0,0.6,121); yy=lin