三、选择题
1． 下列各参数中，属于物性参数的是： （1） 传热系数K （2） 吸收率α
（3） 普朗特数Pr （4） 传热系数hc
2． 流体纯自然对流传热的准则方程可写成
(1)Nu＝f(Re，Pr) (2)Nu＝f(Gr，Pr) (3)Nu＝f(Re，Gr，Pr) (4)Nu＝f(Bi，Fo)
3． 流体掠过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降主要发生在：
(1)主流区 (2)湍流边界层 (3)层流底层 (4)缓冲区 (5)湍流核心区
4． 空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：
(1)要小的多 (2)要大得多 (3)十分接近 (4)不可比较 5． 沸腾的临界热流量qc是：
（1） 从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点 （2） 从自由流动过渡到核态沸腾的转折点
（3） 从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点 （4） 从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点
6． 流体在大空间沿竖壁自然对流传热时，在湍流状态下；对流传热系数正比于竖壁高度的
( )
(1)0次方 (2)0.8次方 (3)l/4次方 (4)l/3次方
7． 液体沸腾时，汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的?
(1)传热温差 (2)表面张力 (3)浮升力 (4)重力 8． 定型准则是指：
(1)包含定型尺寸的准则 (2)全部由已知量构成的准则 (3)含有待求量的准则 (4)待定准则 9． 工程中，较为常用的沸腾工况是指：
(1)膜态沸腾 (2)核态沸腾 (3)自然对流沸腾 （4）以上都不是 10． 下述哪种手段对提高对流传热系数无效?
(1)提高流速 (2)增大管径 (3)采用入口效应 (4)采用导热系数大的流体
11． 已知某气体的密度为1.26kg/m3，比热为1.02kJ/(kg·K)，导热系数为0.025W/(m·K)，
粘度为15.1×10-6m2/s，其Pr(普朗特)准则数为多少? ( ) (1)0.78 (2)0.02 (3)0.7 (4)0.62 12． Nu(努谢尔特)准则反映： ( )
(1)惯性力和粘滞力的相对大小 (2)对流传热强度 (3)浮升力和粘滞力的相对大小 (4)导热能力大小 13． 描述浮升力与黏滞力的相对大小的准则数称为：
（1）Re (2)Gr (3)Pr (4)Ra
14． 当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结传热系数与竖放时相比如何?
11
（1） 横放时大 （2） 两者差不多 （3） 竖放时大 （4） 无法比较 15．
无量纲组合
g?v?tl3?2称为什么准则？
(1)雷诺Re (2)普朗特Pr (3)努谢尔特Nu (4)格拉晓夫Gr
16． 判断管内湍流强制对流是否需要进行人口效应修正的依据是什么?
(1)l/d≥70 (2)Re≥104 (3)l/d<50 (4)l/d<104
17． 对流传热以 作为基本计算式。
(1)傅里叶定律 (2)牛顿冷却公式 (3)普朗克定律 (4)欧姆定律
18． 从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好?
(1)水冷 (2)氢冷 (3)气冷 (4)水沸腾冷却 19． 相变传热的特征为 。
(1)工质比体积变化较大 (2) 汽化潜热 (3) (1)+(2) (4)工质比体积较大 20． 冷却液润湿壁面的能力取决于 。
(1)液体的表面张力 (2)液体与壁面间的附着力 (3) (1)+(2) (4) (1)或(2)
21． 在饱和沸腾时，随着 的增高，将会出现 个换热规律全然不
同的区域。
(1)壁面过热度 ，4 (2)壁面过热度，6 (3)热流密度 ，4 (4)热流密度，6 22．对流传热微分方程组共有几类方程？
(1) 2 (2) 3 (3) 4 (4)5
23． 凝结液能很好的润湿壁面，形成完整的膜向下流动，称为 。
(1)凝结 (2)膜状凝结 (3) 珠状凝结 (4)稳态凝结
24．下列哪个不是影响对流传热的主要因素？ (1)流动起因； (2)tw； (3)ε； (4)换热面的几何形状。
25．对于Pr数，下列说法哪个是错误的？
(1)它是动力粘度与热扩散率的比值；
(2)它是研究对流传热最常用的重要准则； (3)对于层流流动，当Pr=1时，δ=δt；
(4)它反映了流体中热量扩散和动量扩散的相对程度。 26．自由对流传热的流态主要取决于 的数值。
(1)Pr (2)Fo (3)Re (4)Gr
27．如果流体的流动是由流体内部温差产生的密度差引起的，称为 。
(1)强迫对流(2)自由运动 (3)湍流对流(4)层流对流
12
28．对流传热微分方程组包括 。
Ⅰ、付立叶定律 Ⅱ、对流传热微分方程 Ⅲ、基尔霍夫定律 Ⅳ、连续性方程 Ⅴ、动量微分方程 Ⅵ、能量微分方程
(1) ⅡⅢⅣⅤ (2) ⅠⅡⅢⅣ (3)ⅡⅣⅤⅥ (4) ⅢⅣⅤⅥ 29．Num其特征温度为 。
(1)流体温度 (2) 平均温度 (3)壁面温度 (4)不定
30．当流体外掠圆管时，10 (1) 湍流，1400，低 (2) 层流，1400，高 (3) 湍流，820，低 (4) 层流，820 ，低 31．自然对流传热的准则方程为 。 (1) 10.14de?3??f????Nuf?1.86??RefPrfL????????w?13 (2). 112Pr3Num?0.664Remm (3)Num1?0.53(GrPr)3 (4). Num?0.943?Ga.Ja.Pr? 32．影响膜状换热系数的主要因素是 。 (1)蒸汽流速 (2)不凝结气体 (3)表面粗糙度 (4) (1) + (2) 四、 简答题 1． 影响强迫对流传热的流体物性有哪些?它们分别对对流传热系数有什么影响? （提示：影响强迫对流换热系数的因素及其影响情况可以通过分析强迫对流传热实验关联式，将各无量纲量展开整理后加以表述。） 2． 试举几个强化管内强迫对流传热的方法(至少五个)。 （提示：通过分析强迫对流换热系数的影响因素及增强扰动、采用人口效应和弯管效应等措施来提出一些强化手段，如增大流速、采用机械搅拌等。） 3． 试比较强迫对流横掠管束传热中管束叉排与顺排的优缺点。 （提示：强迫对流横掠管束换热中，管束叉排与顺排的优缺点主要可以从换热强度和流 动阻力两方面加以阐述：(1)管束叉排使流体在弯曲的通道中流动，流体扰动剧烈，对流换热系数较大，同时流动阻力也较大；(2)顺排管束中流体在较为平直的通道中流动，扰动较弱，对流换热系数小于叉排管束，其流阻也较小；(3)顺排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。） 4． 为什么横向冲刷管束与流体在管外纵向冲刷相比，横向冲刷的传热系数大? （提示：从边界层理论的角度加以阐述：纵向冲刷容易形成较厚的边界层，其层流层较厚 且不易破坏。有三个因素造成横向冲刷比纵向冲刷的换热系数大：①弯曲的表面引起复杂的流动，边界层较薄且不易稳定；②管径小，流体到第二个管子时易造成强烈扰动；②流体直接冲击换热表面。） 5． 为什么电厂凝汽器中，水蒸气与管壁之间的传热可以不考虑辐射传热? （提示：可以从以下3个方面加以阐述：(1)在电厂凝汽器中，水蒸气在管壁上凝结，凝结换热系数约为4500—18000W／(m2．K)，对流换热量很大；(2)水蒸气与壁面之间的温差较小，因而辐射换热量较小；(3)与对流换热相比，辐射换热所占的份额可以忽略不计。） 6． 用准则方程式计算管内湍流对流传热系数时，对短管为什么要进行修正? 13 （提示：从热边界层厚度方面加以阐述：(1)在入口段，边界层的形成过程一般由薄变厚；(2)边界层的变化引起换热系数由大到小变化，考虑到流型的变化，局部长度上可有波动，但总体上在入口段的换热较强（管长修正系数大于1）；(3)当l／d＞50(或60)时，短管的上述影响可忽略不计，当l／d＜50(或60)时，则必须考虑入口段的影响。 7． 层流时的对流传热系数是否总是小于湍流时的对流传热系数?为什么? （提示：该问题同样可以从入口效应角度加以阐述。在入口段边界层厚度从零开始增厚， 若采用短管，尽管处于层流工况，由于边界层较薄，对流换热系数可以大于紊流状况。） 8． 什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机? （提示：用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例，(1)沸腾过程中，随着壁面过热度Δt的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段，临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应的最大热流密度；(2)当加热热流大于临界热流密度时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇集形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数迅速下降，传热恶化；(3)汽膜的存在使壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000℃以上(水)，使设备烧毁。） 9． 试述不凝性气体影响膜状凝结传热的原因。 （提示：少量不凝性气体的存在就将使凝结换热系数减小，这可以从换热热阻增加和蒸 汽饱和温度下降两方面加以阐述。(1)含有不凝性气体的蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层，将蒸汽隔开，蒸汽凝结必须穿过气层，使换热热阻大大增加；(2)随着蒸汽的凝结，液膜表面气体分压力增大，使凝结蒸汽的分压力降低，液膜表面蒸汽的饱和温度降低，减少了有效冷凝温差，削弱了凝结换热。） 第四章 辐射传热 一、 名词解释 1．热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动状态改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。 2．吸收比：投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。 3．反射比：投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。 4．穿透比：投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。 5．黑体：吸收比α= 1的物体。 6．白体：反射比ρ=l的物体(漫射表面) 7．透明体：透射比τ= 1的物体 8．灰体：光谱吸收比与波长无关的理想物体。 9．黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值，即物体发射能力接近黑体的程度。 10．辐射力：单位时间内物体的单位辐射面积向外界(半球空间)发射的全部波长的辐射能。 11．漫反射表面：如果不论外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投 入，物体表面在半球空间范围内各方向上都有均匀的反射辐射度Lr，则该表面称为漫反射表面。 12．角系数： 从表面1发出的辐射能直接落到表面2上的百分数。 13．有效辐射：单位时间内从单位面积离开的总辐射能，即发射辐射和反射辐射之和。 14．投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能。 15．定向辐射度：单位时间内，单位可见辐射面积在某一方向p的单位立体角内所发出的总辐 14 射能(发射辐射和反射辐射)，称为在该方向的定向辐射度。 16．漫射表面：如该表面既是漫发射表面，又是漫反射表面，则该表面称为漫射表面。 17．定向辐射力：单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射的辐射能。 18．表面辐射热阻：由表面的辐射特性所引起的热阻。 19．遮热板：在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以削弱辐射传热。 20．重辐射面：辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。 二、填空题 1． 热辐射是由于 产生的电磁波辐射。热辐射波长的单位是 ，在工 业范围内，热辐射的波段主要集中于 区段。 (热的原因，μm，红外) 2． 太阳与地球间的热量传递属于 传热方式。 (辐射) 3． 黑体是指 的物体，白体是指 的物体，透明体是指 的 物体。灰体是 的物体。 （吸收比为0，反射比为0，投射比为0，光谱吸收比与波长无关的） 4． 基尔霍夫定律表明，善于辐射的物体也善于 ，在同温度下，黑体具有 的 辐射力，实际物体的吸收率永远 1。 （吸收，最大，小于） 5． 有效辐射是 之和。 （发射辐射和反射辐射） 6． 一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知A1=0.5A2,X1,2=0.6，则X2,1= 。 （0.3） 7． 将任意形状气体的辐射折合成一个假想的当量半球，半球内气体与所研究的气体具 有 ，球内气体对球心的辐射效果等于 ，该当量半球的半径称为 。 (相同的温度、压力和成份，所研究的气体对指定地点的辐射，平均射线行程) 8． 物体的光谱辐射力与同温度下 之比，称为物体的光谱发射率。 (黑体的光谱辐射力) 9． 角系数具有 、 、 的特性。 （相对性、完整性、分解性） 10． 表面辐射热阻应用于 辐射传热计算，其值可用数学式表示 为 。 1??（灰漫表面(或灰表面即可)，） ?A11． 气体辐射具有2个特点： ① ；② 。 （气体的辐射和吸收对波长具有明显的选择性，气体的辐射和吸收在整个容积中进行） 12． 基尔霍夫定律指出了物体的 与 之间的关系。 （辐射力，吸收碧） 13． 辐射传热的空间热阻主要与 有关。 （两个表面之间的角系数及辐射换热面积） 14． 辐射减弱系数是指射线经过单位长度时 的能量与 的能量 15
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