14 指出热射线的波长范围，它主要由哪两种射线组成？请解释我们为什么称它们是热射 线？
15 什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关? 什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素
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传热学复习题
相关? 它们之间有什么区别?
16 什么是定向辐射强度？满足兰贝特定律的辐射表面是什么样的表面？试列举几种这样 的表面。
11 什么是热边界层？能量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的 简化有何好处？
12 在导热过程中产生了 Bi 数，而在对流换热过程中产生了 Nu 数，写出它们的物理量组成， 并指出它们之间的差别是什么？
13 写出对流换热过程中的无量纲准则 Re 数、Pr 数和 Gr 数的物理量组成，并指出它们各自 表示的物理意义。
t
' f
=20℃。试计算出口处空气温度
t
'' f
= 60 ℃时所需的管长。这里
由
tf
=
t
' f
+
t
'' f
2
= 20 + 60 = 40 2
℃查得
空气物
性 值 ： λ=0.0276[w/(m⋅℃)]
，
ν=16.96×10-6[m2/s]，cP=1005[J/(kg⋅℃)，Pf =1.128[kg/m3]，Prf =0.699。
3 边界层中温度变化率的绝对值何处最大？对于一定换热温差的同一流体，为何能用
(
∂t ∂y
)
y
=0
绝对值的大小来判断对流换热系数的大小？
4 有一个长圆柱形的金属棒，直径为 D 长度为 L，其同心内孔孔径为 d，放入电加热器， 对金属棒进行绝热加热，加热功率为 P。当到达一定温度 T0 之后将其放入空气中冷却， 此时加热器继续工作，空气与金属棒 之间的换热系数为 α，空气温度为 T∞。试写出金 属棒的一维非稳态导热过程的数学模型，如果金属棒导热系数 λ 很大，而换热系数较小， 其数学模型又是何种形式？在此情况下当达到热稳定时请导出金属棒温度的表达式。
5 在大气压力下，温度为 Tf=52℃的空气以 u∞=10m/Sd1 速度流过壁面温度 Tw=148℃的平 板。试求距前沿 50mm 处的速度边界层厚度、热边界层厚度、局部换热系数和平均换热 系数。
6 空气在内径 d1=12mm、管壁温度 tw=200℃直管内流动， 已知入口处空气的平均流速
u′m=25m/s、入口温度
4 不同温度的等温面(线)不能相交，热流线能相交吗？热流线为什么与等温线垂直？
5 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?
6 什么是集总参数系统，它有什么特征?
7 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？
8 对流换热系数是怎样定义的？它与哪些因素有关？常用哪些途径去求解对流换热问 题？
传热学复习题
《传热学》考前辅导题
一， 简答题 1 热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理任何？自然界是否存在单一的热量
传递方式？试举例说明。
2 什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映 的物理实质是什么？
3 导热系数和热扩散系数各自从什么地方产生？它们各自反映了物质的什么特性？并指 出它们的差异？
3
传热学复习题
7 水以 m& = 0.8kg / S 的流量在内径 d = 25mm 的管内流动，管子内壁面的温度保持
Tw = 90°C ，水的进口温度T f′ = 20°C 。试求水被加热到T f′′ = 40°C 时的管子长度。
给
出
水
的
物
性
量
为
:
c p = 4.174kJ /(kg°C);λ = 61.8 ×10−2W /(m°C); ρ = 995.7kg / m3; Pr = 5.42; ν = 0.805 ×10−6 m2 / S; µ f = 801.5 ×10−6 kg /(mS); µw = 314.9 ×10−6 kg /(mS)
射屏的铝管温度。
4
3 直径为 10mm 的钢棒，初始温度为 400℃，突然将它放入 38℃的流体中冷却，冷却时表 面的换热系数为 17.5 W/(m2⋅℃)，钢棒的导热系数为 47 W/(m⋅℃)，热扩散率为 1.28×10-5 m2/s ，试求 6 分钟后棒的温度。
4 为了减少热损失和保证安全工作条件，在外直径为 133mm 的蒸汽管外侧覆盖保温层。 蒸汽管外壁温度为 400℃，按电厂操作规定，保温材料外侧温度不得超过 50℃。如果采 用导热系数为 0.0887 W/(m⋅℃)的水泥珍珠岩制品做保温材料，并把每米管道的热损失 Q/L 控制在 465 W/m 以下，保温层厚度应为多少毫米？
炉盖 炉底
10 有一面积为 3m × 3m 的方形房间，地板（表面 1） 的温度为 25℃，天花板（表面 2）的温度为 13℃， 四面墙壁部（表面 3）是绝热的。房间高 2.5m，所有表面的发射率为 0.8。今查出表面 1 对表面 2 的角系数为 0.25 试求地板与天花板之间的辐射换热量，以及墙壁的平衡温度。
11 有一同心长套管，其内、外管的直径分别为 d1=50mm 和 d2=0.3m，温度分别为 T1=277℃ 和 T2=27℃,发射率分别为ε1=0.6 和ε2=0.28。如果用直径 d3=150mm 发射率ε3=0.2 的薄铝 管作为辐射屏插入内、外管之间，试求①内、外管间单位管长的辐射换热量；②作为辐
2
传热学复习题
dБайду номын сангаас
L 5 一半球形真空辐射炉，球心处有一个尺寸不大的圆盘
形黑体辐射加热元件，如图所示。试指出图中 A、B、 C 三处中何处辐射强度最大？何处辐射热流密度最 大？
D
A B C
三， 计算题
1 厚度为 10cm 的大平板，通过电流时发热功率为 3×104 W/m3,平板的一个表面绝热，另一 个表面暴露于 25℃的空气中。若空气与表面之间的换热系数为 50W/(m2℃),平板的导热 系数为 3W/(m℃),试确定平板中的最高温度。
8 平行放置的两块钢板，温度分别保持 500℃和 20℃，黑度均为 0.8，钢板尺寸比二钢板 间的距离大得多。求二板的辐射力、有效辐射、投射辐射、反射辐射以及它们之间的辐 射换热量。
9 有一均热炉，炉膛长 4m、宽 2.5m 、高 3m。炉 墙和炉底的内表面温度均为 1300℃，黑度ε=0.8。 求敞开炉盖的瞬间辐射热损失为多少？若炉口 每边缩小 0.2m，其他条件不变，问辐射热损失 炉墙 有何变化？
20 什么是辐射表面之间的角系数? 在什么条件下角系数成为一个纯几何量？
二， 分析题 1 有流体沿着一大平板流动，已知流体流速为 u∞，流体温度为 T∞,平板温度为 Tw，试画出
在如下条件下其壁面形成的速度边界层和热边界层示意图，并画出 x 处的速度和温度曲 线。
(a)Pr<1
(b)Pr>1
2 一无内热源平壁稳态导热时的温度场如图所示。试说明它的导热系数是随温度增加而增 加，还是随温度增加而减少？
17 一黑度为ε的灰体表面处于辐射热平衡状态时，试证明该表面起着完全反射的作用以， 及此时该表面的辐射与其黑度无关。
18 按照基尔霍夫定律的要求，物体表面的黑度等于其吸收率应该在什么条件下成立？灰体 是否需要这些条件？
19 什么是灰体？在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足什么条件？而又 为什么要满足这样的条件？
9 对流换热问题的支配方程有哪些?将这些方程无量纲化我们能够得出哪些重要的无量纲 数（准则）?你能指出这些准则的物理意义吗?
10 流体流过平板会在垂直流动方向上产生速度边界层和热边界层（如果流体与壁面存在温 差），要使边界层的厚度远小于流动方向上平板长度的条件是什么？而速度边界层和热 边界层的相对厚度又与什么因素相关？
2 外径为 50mm,表面温度为 180℃的圆筒，在它的外面用导热系数为 0.14W/（m⋅℃）的保 温材料包扎起来，保温材料的厚度为 30mm。要求外表面温度小于 60℃，试计算每米管 道的散热量。如果将保温材料换成导热系数为 0.034 W/（m⋅℃）的保温材料，导热量同 上，其它条件也不变。试计算新保温材料的厚度。