1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的（热传导）和边界层外的（对流传热）合并考虑，并命名为给热。

2、在工程计算中，对两侧温度分别为 t1,t2 的固体，通常采用平均导热系数进行热传导计算。

平均导热系数的两种表示方法是或。

答案；λ =3、图 3-2 表示固定管板式换热器的两块管板。

由图可知，此换热器为或。

体的走向为管程，管程流1 1 4 22 33 5图 3-2 3-18 附图答案：4；2 → 4 → 1 → 5 → 3；3 → 5 → 1 → 4 → 2 4、4.黑体的表面温度从 300℃升至 600℃，其辐射能力增大到原来的（5.39）倍. 答案: 5.39 分析: 斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的 4 次方成正比,? 600 + 273 ? 摄氏温度,即 ? ? =5.39。

? 300 + 273 ?5、 3-24 用 0.1Mpa 的饱和水蒸气在套管换热器中加热空气。

空气走管内， 20℃升至 60℃，由则管内壁的温度约为（100℃）6、热油和水在一套管换热器中换热，水由 20℃升至 75℃。

若冷流体为最小值流体，传热效率 0.65，则油的入口温度为 (104℃)。

7、因次分析法基础是 (因次的一致性)，又称因次的和谐性。

8、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的(剪应力)9、如果管内流体流量增大 1 倍以后，仍处于滞流状态，则流动阻力增大到原来的(2 倍)10、在滞流区，若总流量不变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时4 倍。

11、流体沿壁面流动时，在边界层内垂直于流动方向上存在着显著的（速度梯度），即使（粘度）很小，（内摩擦应力）仍然很大，不容忽视。

12、雷诺数的物理意义实际上就是与阻力有关的两个作用力的比值，即流体流动时的（惯性力）与（粘性力）之比。

13、滞流与湍流的本质区别是（滞流无径向运动，湍流有径向运动）二、问答题：问答题： 1、工业上常使用饱和蒸汽做为加热介质而不用过热蒸汽，为什么？答：使用饱和蒸汽做为加热介质的方法在工业上已得到广泛的应用。

这是因为饱和蒸汽与低于其温度的壁面接触后，冷凝为液体，释放出大量的潜在热量。

虽然蒸汽凝结后生成的凝液覆盖着壁面，使后续蒸汽放出的潜热只能通过先前形成的液膜传到壁面，但因气相不存在热阻，冷凝传热的全部热阻只集中在液膜，由于冷凝给热系数很大，加上其温度恒定的特点，所以在工业上得到日益广泛的应用。

如要加热介质是过热蒸汽，特别是壁温高于蒸汽相应的饱和温度时，壁面上就不会发生冷凝现象，蒸汽和壁面之间发生的只是通常的对流传热。

此时，热阻将集中在靠近壁面的滞流内层中，而蒸气的导热系数又很小，故过热蒸汽的对流传热系数远小于蒸汽的冷凝给热系数，这就大大限制了过热蒸汽的工业应用。

2、下图所示的两个 U 形管压差计中,同一水平面上的两点 A、或 C、的压强是否相等？B D P1 A P2 p 水 BC 空气 C 水银图 1－1D 水 P1 1－1 附图 P2 A B D p h1 。

答：在图 1—1 所示的倒 U 形管压差计顶部划出一微小空气柱。

空气柱静止不动，说明两侧的压强相等，设为 P。

由流体静力学基本方程式：p A = p + ρ空气 gh1 + ρ水 gh1p B = p + ρ空气 gh1 + ρ空气 gh 1Qρ水 > ρ空气p C = p + ρ空气 gh1∴ p A> pB即 A、B 两点压强不等。

而p D = p + ρ空气 gh1也就是说， pC 、 p D 都等于顶部的压强 p 加上 h1 高空气柱所引起的压强，所以 C、 D 两点压强相等。

同理，左侧 U 形管压差计中， p A ≠ p B 而 p C = p D 。

3、容器中的水静止不动。

为了测量 A、B 两水平面的压差，安装一 U 形管压差计。

图示这种测量方法是否可行？为什么？答：如图 1—2，取 1—1 / 为等压面。

由 p 1 = p ' 1 可知： B 水 1 汞图 1-2 1-2 附图 A h H R 1’p B + ρ H 2O g ( R + H )= p A + ρ H 2O g ( h + H ) + ρ Hg gRp B = p A + ρ H 2O gh将其代入上式，整理得 ( ρ Hg ? ρ H 2O ) gR = 0 ∵ρ Hg ? ρ H 2O ≠ 0 ∴R = 0 R 等于零，即压差计无读数，所以图示这种测量方法不可行。

4、图 1-6 为典型的简单管路。

设各段管径相同，液体做稳态流动。

现将阀门由全开转为半开，试分析下述参数如何变化？（1） u； (2)p A ； (3)p B 1 1Z 2 A 图 1－6 1－9 附图 B 2答：（1）阀门关小，其阻力系数增大， h f , A? B 增大，又 Z1 不变，即截面 1 流体的总机械能一定，故 u 减小。

（2）考察 1、A 两个截面间的能量转换关系：由 u 减小知 h f ,1? A 必减小，又 Z1 不变，故 P A 增大。

（3）在管段 B、2 之间做能量衡算：u 减小， h f , B ? 2 减小，又 P2 不变，故 P B 将减小。

（每小题 12 分）三、计算题：计算题： 1、某固体壁厚 b=500mm,其导热系数λ = 1.0W /( m ? ℃)。

已知壁的一侧流体温度Ｔ＝230C , 其对流传热系数 a1某固体壁厚b=500mm,其导热系数λ=1.0W/（m·℃）。

已知壁的一侧流体温度T=230℃其对流传热系数a1=50W/(m2·℃ ); 另一侧流体温度 t=30 ℃ , 对流传热系数α2 = 100W /( m2℃).若忽略污垢热阻，试求：（1）热通量 q; （2）距热壁面２５mm 处的壁温 t x 。

Ta1tx = ?a2bT 解：方法一先求热通量，然后以（Ｔ－t x ）为传热推动力，（图 3-11 b + ）为对应热阻，求出 t x 。

即将热流体与壁面对流传热与 bx 厚壁面的导热综合考虑。

a1 λ（1）热通量 qQ1 1 b 1 = + + K a1 λ a 21 0 .5 1 + + = 0.53(m2 ? ℃)/W 50 1 100 Q ?t 230 ? 30 q= = = = 378W / m 2 A 1 0.53 K= (2) 壁温 t x q=∴T ? tx ?t = 1 1 bx + K ′ a1 λt x = T ? q(=230-378(1α1+bx ) D1 0.025 + ) =213℃ 50 12、将一铜球投入 T=350 °C 的恒温油槽中。

已知铜球的初始温 t1 =20 °C ，质量 m =1kg，表面积 A = 0.01 m ，比热容 c=0.406 kJ / (kg ? °C ) , 油与球外表面的对流传热系数α2 =60W/( m 2 ? °C ) 。

设可忽略铜球内部的导热热阻，求 6min 后铜球的温度 t 2 。

分析：铜球投入油中后，随即开始吸热升温过程。

由于油温不变，随着球温上升，传热推动力即温差减小，传热速率下降。

而传热速率下降反过来又影响铜球的吸热，使得球温上升速度渐减。

所以铜球与油品之间的传热为一非定态传热过程。

解：设 t 为铜球的瞬时温度， d θ秒时间内，球温升高 dt 摄氏度。

铜球的吸热速率为油对铜球的传热速率为Q = m?c （dt /dθ）(a )油对铜球的传热速率为 Q = αA(T ? t ) （b）由题意（a）=（b）得mc（dt /dθ）= αA(T ? t ) dθ即分离变量dθ =mc dt /αA( T ? t) (c )对 (c ) 式进行积分故∫故θ=代入已知数360 =∴t 2 = 156°C 6min 后铜球升至 156℃。

4、用泵将 5℃的水从水池吸上，经换热器预热后打入某容器。

已知泵的流量度 1000kg/h,加热器的传热速率为 11.6W，管路的散热率为 2.09kw,泵的有效功率为 1.2kw。

设池面与容器的高度不变，求水进入容器时的温度。

2 2’ 10m 0’0 1 1’图 3-3分析：本系统对水提供能量的来源有二：泵和加热器。

泵所提供的能量除使水的机械能增加外，其余部分则因克服流动阻力而转化为热能。

这部分热能和加热器加入的热能，一部分散失到环境中，一部分被水吸收转化为内能使水温升高。

如果设法求出水的内能增加值，该问题就迎刃而解。

解：方法一 (1)水的内能增加值如图 3-3，以 0-0'面为基准面，列 1-1’.2-2’截面间的柏努利方程式，以表压计。

2 2’ 10m 0’0 4m 1 1’图 3-3Z1 g +式中p1ρ+u1 p u + We + Q + U 1 = gZ 2 + 2 + 2 + U 2 2 ρ 222U 1 ,U 2 ——截面１，２水的内能，J/Kg ；Q——加热器加入的热量，J/Kg。

已知 u1 = u 2 ≈ op1 = p 2 = 0Z 1 = ?4mZ 2 = 10m将其代入上式，整理得U 2 ? U 1 = g ( Z 1 ? Z 2 ) + We + Q传热速率： Q = 11.6 ? 2.09 = 9.51kW 可写成 Q =9.51 × 10 3 × 3600 = 3.42 × 10 4 J / kg 1000 1.2 × 10 3 × 3600 = 4.32 × 10 4 J / kg 1000泵对水加入的能量： We = 水的内能增加值：?U = 9.81 × (?4 ? 10) + 4.32 × 10 3 + 3.42 × 10 4 = 3.84 × 10 4 J / kg = 38.4kJ / kg（２）水温取水的比热容为 4.19kJ /( kg ? °C ) ，则水进入容器时的温度为t =方法二可先求水在单位时间吸收的热量，然后求水温。

这个热量由两部分组成：一是加热传递的热量，再就是因克服流动阻力由机械能转化成的热量。

（１）水的吸热速率以 0-0`面为基准面，列 1-1`、2-2`截面间的柏努利方程，以表压计。

Z1 g +已知化简p1ρ+u1 p u + We = Z 2 g + 2 + 2 + ∑ h f 2 ρ 222p1 = p 2 = 0u1 = u 2 ≈ 0fZ 1 = ?4mZ 2 = 10m∑h= ( Z 1 ? Z 2 ) g + WeQ∴1.2 × 10 3 × 3600 We = = 4.32 × 10 3 J / kg 1000∑hf= (?4 ? 10) × 9.81 + 4.32 × 10 3 = 4.18 × 10 3 J / kg因流动阻力而产生的热量为：∑ hf =4.18 × 10 3 × 1000 = 1.16 × 10 3 W 36003 3水的吸热速率： Q = (11.6 ? 2.09) × 10 + 1.16 × 10 = 10.7 kW(2) t =4、某敞口贮油槽中装有深度 h 为 3 m 的机油，从直径 d 为 3m 的油槽底部小孔中排出。