=9591.226W
2. 某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为 200mm 和 100mm，导热系数分别为 0.8W/(m·K)和 0.5W/(m·K)，炉墙内外侧壁面温度分 别为 700℃和 50℃，试计算：
(1)该炉墙单位面积的热损失； (2)若以导热系数为 0.11W/(m·K)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了 使炉墙单位面积热损失低于 1kW/m2，至少需要用多厚的保温板。
9. 在稳态导热中,决定物体内温度分布的是
A.导温系数 B.导热系数 C.传热系数 D.密度
10.对流换热系数为 100W/(m2.K) 、温度为 20℃的空气流经 50℃
的壁面，其对流换热的热流密度为
A.1×104W/m2
B.2×104W/m2
C.2×103W/m2 D.3×103W/m2
二、判断题（共 10 分，每题 1 分） 1. 只有管外径小于临界绝热直径时，铺设绝热层才能使热损失减小。 2. 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。 3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度是处处相等的。 4. 导温系数仅出现在非稳态热量传输过程中，导温系数越大，物体内各处温度越不匀。
(1)该炉墙单位面积的热损失； (2)若以导热系数为 0.1W/(m·K)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了 使炉墙单位面积热损失低于 1kW/m2，至少需要用多厚的保温板。
解：(1)单位面积散热损失：
q= t w1 t w2 = 700 50 =1444.4W/m2 1 2 0.2 0.1 1 2 0.8 0.5
5.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？
答：同类物理现象，同名已定准则相等，单值性条件相似。或者说是两个同类的物理现象并且在相应 的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例，则称两现象彼此相似。（3分）
五、计算题 1.一内直径为 200mm 、厚为 5mm 的钢管表面包上一层厚为 5mm 的保温
答：定义：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为 。（1.5 分） 性质：（1）相对性，（2）完整性，（3）可加性（1.5 分）
3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之 处
4. 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管 内走热水为例）。
(2)以保温板替代红砖，由于炉墙热损失不得高于 q0=1kW/m2
q0≥
t w1 1
t w2 2
1 2
δ2≥λ2( t w1 t w2 1 )=0.11×( 700 50 0.2 )=0.044m=44mm
q
1
1000g 的铝球突然抛入 15℃的空气中。已知
5.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？
答：同类物理现象，同名已定准则相等，单值性条件相似。或者说是两个同类的物理现象并且在相应 的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例，则称两现象彼此相似。（3分）
五、计算题（每题 10 分，共 30 分）
1.一内径为 300mm 、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温
解：
可以用集总参数法来求解：
（4分）
一、单项选择题 1. 热量传递的三种基本方式是 A. 热对流、导热、辐射 热、热辐射、导热
B. 复合换
C. 对流换热、导热、传热过程
D. 复合换热、热
辐射、传热过程
2.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?
A.雷诺数
B.雷利数
C.普朗特数
D.努谢尔特
数
3.（ ）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为 48 W/(m.K) 和 0.1W/(m.K) ，钢管
内壁及保温层外壁温度分别为 220℃及 40℃，管长为 10m。试求该管壁的散热量。
解：已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 × 10=320mm d 3 =320+2 × 20=360mm
m
t w1 =220 ℃ t w2 =40 ℃
s
t n
w
h
tw
tf
2. 简述角系数的定义及性质
答：定义：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为 。（1.5 分） 性质：（1）相对性，（2）完整性，（3）可加性（1.5 分）
3. 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之 处。
4. 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管 内走热水为例）。
36W/(m.K) 1
=0.05W/(m.K) 2
t w1 =220 ℃ t w3 =30 ℃
220 - 30
1 ln 210
1
ln 220
2 36*10 200 2 0.05*10 210
=
2. 某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为 200mm 和 100mm，导热系数分别为 0.8W/(m·K)和 0.4W/(m·K)，炉墙内外侧壁面温度分 别为 700℃和 60℃，试计算：
一、单项选择题
1. 在引力场的作用下单存导热只发生在
A．密实的固体中 B．液体中 C． 气体中 D． 流体中
2.大平板采用集总参数法的判别条件是 p121
A．Bi>0.1 B． Bi=1 C． Bi<0.1 3.无相变对流换热分为
D． Bi=0.1
A. 强迫对流和 自然对流 B. 沸腾换热和凝结换热
对流换热表面传热系数 h=40 W/m2·K，铝的物性参数为ρ=2700kg/m3，c=0.9
kJ/kg·K，λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该铝球由 400℃降至 100℃所需的
时间。（忽略辐射换热）
一、单项选择题
1. 温度梯度的方向是指向温度
A．增加方向 B．降低方向 C． 不变方向 D． 趋于零方向
解：(1)单位面积散热损失：
q= t w1 t w2 = 700 50 =1444.4W/m2 1 2 0.2 0.1 1 2 0.8 0.5
(2)以保温板替代红砖，由于炉墙热损失不得高于 q0=1kW/m2
q0≥
t w1 1
t w2 2
1 2
δ2≥λ2( t w1 t w2 1 )=0.11×( 700 50 0.2 )=0.044m=44mm
A.无关 B.有关 C.具有选择性 D.具有一定函数关系
8．格拉晓夫准则数越大，则表征
A.温差越大 B.粘性力越大 C. .浮升力越大 D 惯性力越大
9. 在稳态导热中,决定物体内温度分布的是
A.导温系数 B.导热系数 C.传热系数 D.密度
10.对流换热系数为 100W/(m2.K) 、温度为 10℃的空气流经 40℃
5．管内对流换热的流态判别是用
A. Gr B. Re C. Pe
D. Gr·Pr
6．彼此相似的现象，它们的同名准则数
A.相似 B.不等 C.必定相等
D.之间无关
7．灰体的吸收比与投射辐射的波长分布
A.无关 B.有关 C.具有选择性 D.具有一定函数关系
8．雷诺准则数越大，则表征
A.温差越大 B.粘性力越大 C.惯性力越大 D.浮升力越大
A.减少导热
B.减小对流换热
C.减少对流与辐射换热
D.减少导热与对流换热
7.已知一顺流布置换热器的热流体进出口温度分别为 300°C 和
的壁面，其对流换热的热流密度为
A.1×104W/m2
B.2×104W/m2
C.2×103W/m2 D.3×103W/m2
二、判断题 1. 温度不同的等温面或等温线彼此能相交。 2. 热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。 3. 通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度不一定处处相等的。 4. 导温系数在某种意义上等同于导热系数，其物理意义也相同。 5. 热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式。 6. 雷诺数表征了浮生力与粘性力之比的一种度量。 7. 沸腾换热和凝结换热属于无相变对流换热。 8. 正常情况下，对流换热中流体的速度边界层和温度边界层可以等效。 9. 通常情况下固体的导热系数比液体和气体的导热系数大。
q
1
1000 0.8
3.将初始温度为 400℃，重量为 40g 的铝球突然抛入 15℃的空气中。已知 对流换热表面传热系数 h=40 W/m2·K，铝的物性参数为ρ=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kg·K，λ=240W/m·K。试用集总参数法确定该铝球由 400℃降至 100℃所需的 时间。（忽略辐射换热）
材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为 36 W/(m.K) 和 0.05W/(m.K) ，钢 管内壁及保温层外壁温度分别为 200℃及 30℃，管长为 10m。试求该管壁的散热 量。
解：已知 d 1 =200mm d 2 =200+2 × 5=210mm d 3 =210+2 × 5=220mm
m
答：第一类边界条件,已知任何时刻物体边界面的温度值；
稳态， 常量；非稳态，
（1分）
第二类边界条件，规定了边界上的热流密度值；
稳态， 常量；非稳态，
（1分）
第三类边界条件，规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数 及周围流体
温度 。
分）
稳态， 和 为常数；非稳态， 和 可为时间的函数。（1
2. 简述角系数的定义及性质
10.两物体之间的辐射换热不需要介质就能进行，且过程中伴随着能量形式的二 次转化。
三、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.热流密度 : 单位传热面上的热流量 3.对流换热系数 ;单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为 1K 是的对 流传热量，单位为 W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 4. 控制容积