25第五章传热_清华大学：化工原理_doc_大学课件预览_高等教育资讯网
清华大学：化工原理：25第五章传热
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传热Key Words,Heat transfer,Conduction,Convection,Rediation,Fourier Law概述化工过程中经常遇到气一液，液－液，气－固，液－固的换热过程加热冷却 过程强化保温DD削弱过程传热的基本方式：热传导 分子振动无质点位移对流传热 流体质点相对移动强制对流、自然对流电磁波形式传播热辐射 放热→辐射能→吸收无需中间介质、能量转换，T高时的主要方式(传热方式相互依存，并不独立存在冷热流体接触方式,直接接触式间壁式蓄热式传热速率：（传热速率）热流量Q：J/s热流密度（热通量） q=dQ/ds J/m2s稳态传热和不稳态传热(Q、q、及有关物理量（进出口T,t）不随时间变化(稳态
q,不随(变化（沿管长变化）( 不稳定：夹套加热
热传导温度场和温度梯度：在θ时刻物体（或空间）各点温度分布 t = f (x,y,z,()若与θ无关
稳定温度场相同
连结组成等温面 等温面不相交等温面上无热量传递温度梯度：



：法线方向二、
定律

(与牛顿粘性定律相似)

：导热系数，负号：热流方向是温度降方向。三、导热系数
与物质组成、结构、温度、密度、压强等有关。单位：
金属
101～102 T( ((建材 10-1～100 w/mK T( ((绝缘材料 10-2～10-1液体 10-1 T( (( (水、甘油除外)气体 10-2～10-1固体：(=(o(1+KT) λ0：0℃导热系数，金属K&0，非金属K&0液体：T(λ((水、甘油除外)气体：T(λ(。高于2000atm，低于20mmHg，p(λ(四、平壁稳定热传导：一平板，长宽与厚比无限大。(
积分：
温度分布
直线(

多层：n层 (不同,b不同存在n个温度差（接触面良好）Q相同（通过各层）
由总温差和(i，求Q，由
五、圆筒壁的稳定热传导
、Q相同、q不同


对数平均值当r2 / r1&2时，可用算术平均值计算，误差小于4％(多层：
六、具有内热源的热传导：半径为ro、长度为L圆柱体（径向传热）单位时间单位体积产生热

若r＝ro时，t＝tw
温度沿半径方向呈抛物线分布。七、导热微分方程：Q(－Q出＋Q热源＝Q积累X向
净热量：
Q热源：
Q积累：



一维.无热源：

对流传热Key Words,Convection,Heat transfer,Film heat transfer coefficient,Overall heat transfer coefficient,Natural Convection,Forced Convection对流传热的机理：(对流传热较多发生在固体壁面和流体之间。强制对流 液体沸腾无相变 有相变自然对流 蒸汽冷凝以无相变，强制对流为例对流是由于质点相对位移而产生的热交换，它与流体流动状况有密切关系。流体边界层(传热边界层层流底层，无y向速度梯度，热传导
过渡层：开始出现y向速度梯度热传导（有温度差就存在）对流
湍流主体：

由于Q相同：
形成了热边界层对流传热速率与传热膜系数（对流传热系数）一般采用牛顿冷却公式：
tw 壁温，t流体主体温度（同一截面），(传热膜系数，dS微元面积(不同壁面温度差不同－局部性质 使用dS(的关联式 (冷热流体的S不同，
(：单位面积壁面，单位温差下传热速率W/m2K理论上(的求取：边界层：
壁面附近温度梯度与tw - t，求出 (两流体间的传热一、传热基本方程和传热系数 热衡算实际过程的传热计算主要依靠几个关系 传热速率方程传热膜系数关联式若无热损失
Sm 平均传热面积。

(dS*有基准问题，取dSo(若存在污垢：
传热系数K：w/m2K(K与一定的表面积相关联（取基准）平壁
圆筒壁,
(阻力为各部分的加和：
(K代表局部性质（
局部性质）(dS一般的处理方法为：定性温度 ( 物性参数 ( (平均 (
(
有关：
，K接近(较小的一个强化传热中的K：从热阻大的一方入手。问题归结为求取K（(）和
K值范围：水－水 850－1700气－水 17－280气－气 12－35冷凝汽－水 三、平均温度差
1、恒温差传热：
液体在恒定沸腾温度t蒸发饱和蒸汽加热，T下冷凝2、变温差传热：
随位置改变热流体质量流量WS1，比热Cp1 CP为均值冷流体质量流量WS2，比热CP2 条 WS为常数件 K为常数(无热损失)按热流方向
逆流：
并流：
逆流：
并流：

(

对于并流
对于逆流

(
a，b为常数。
(K为变数：
3、错流与折流：
(：温差修正系数


查图图解积分 （习题5－59）对流传热系数的关联式一、影响传热膜系数的因素：1、流体流动状态：层流：忽略自然对流时，层流膜层＝r湍流：主要热阻在层流层，Re(，边界层减薄，((
（注意管件、内构件影响，Re＝2000？）2、引起流动的原因：自然对流时，近壁面处温度t &主流t1膨胀公式：
(体积膨胀系数。 强制对流与Re有关。3、物性,
都是t的函数4、传热面形状，大小，位置。（特征尺寸）5、有无相变化，二、对流传热中的因次分析法：
按确定的几何形状讨论，经因次分析可以得到
Nusselt Reynold Prandt Grashof（对流传热） （流动） （物性） （自然对流）对流强制：
自然对流：
滞流,
1〉应用范围：Re，Pr2〉定性尺寸：
，3〉定性温度,物性值(
(膜温，壁面－主体
三、流体在管内强制对流的(：1、圆形直管内，强制湍流,
1)低粘度流体（&2倍常温水粘度）
(
(流体被加热n＝0.4，流体被冷却n＝0.3，热流方向的影响，主要影响边界层厚度（ (值变化）(定性尺寸di(定性温度
(管壁温度与流体平均温度相差不大
（与(有关，水不超过20～30℃，油不超过10℃）(边界层形成（形体阻力） (短 & (长当
，校正项
。例如,
，校正项：1.07~1.022)高粘度流体（温差过大）
(
(定性尺寸di(定性温度
，
壁温下的粘度2、圆形直管内，强制滞流1) 速度分布不同复杂性 2) 存在自然对流影响3)、入口段较大100d（Re＝2000）1)忽略自然对流影响：

(
（短管）
壁温下粘度。
2)

(水平管、
(特征尺寸di(膜温：
(
乘以校正系数 40 30 20 15 101.02 1.05 1.13 1.18 1.28(垂直管 流动方向与自然对流方向一致，(+15%流动方向与自然对流方向相反，(-15%3、圆形直管过渡流：Re＝之间，用湍流公式乘以(
4、弯曲圆管内：由于离心力的作用，加速湍动产生二次环流
(为圆形直管中的(5、非圆形管：
套管环隙：
＝
（空气－水）

定性尺寸为de四、流体在管外强制对流的(,1、管外流体平行流过：de的计算。2、管外流体垂直流过：单管：边界层增厚边界层脱离Re小时，层流边界层(（低点）脱离((Re 大时，层流边界层(（低点）湍流边界层(((增厚(((脱离(2) 管束直列 错列直列,
错列：
(Re&3000(do，u取最狭处,
(定性温度
，排数不为10，乘以校正系数。3) 换热器管间流动：流速，流向不断变化，Re&100湍流挡板形式，（圆缺挡板）出现旁流，不能达到垂直流动若圆缺挡板，截去25％。（A）
，
,
do 流速，最狭小处通道流速
速度计算：
h：档板间距 D：外壳内径
（B）




小结：1、对流传热与流动、物性有关（温差）Re由此：热流方向 温差(物性(w2、必须注意经验公式的使用条件L，t，Re，Pr3、含Gr，使用膜温4、(的大小a) (湍&(层 (短&(长b)换热器,
c)加强湍动程度。五、流体作自然对流的(,
定性温度：膜温，tw与 (t1+t2)/2的平均值定性尺寸 水平管do，垂直管L 查表！六、蒸汽冷凝的(：1、冷凝过程机理：加热介质－饱和蒸汽壁面(低于饱和蒸汽温度 (汽相温度唯一。(无汽相热阻（忽略气流补充的压降）冷凝放出的潜热必须通过液膜传向壁面给热的热阻主要来自于壁面上的液膜液体浸润壁面－膜状冷凝不浸润－滴状冷凝，α比前者大几至十几倍膜状冷凝：膜厚不同，α不同。L足够大时，湍流若液膜滞流(热传导为主。

,液膜两侧温差，
：离顶部x处膜厚

2、垂直壁面的膜状冷凝：1）理论分析物性＝const假设 蒸汽存在对液膜无磨擦阻力滞流可以导出,
（平均值）定性尺寸：L定性温度：膜温：
，ts饱和温度r：饱和温度下的冷凝潜热(若传热量一定，r(，冷凝量(，膜厚(，α((ρ(，单位体积受力(，流动快，膜厚(，α((λ(（通过膜导热）α((μ( 膜厚(，α((Δt( 传热推动力(，冷凝液(，膜厚(，α((倾斜直壁：与水平夹角为
，
2）实验结果：滞流下，蒸汽与液膜间磨擦
3）流型判断：滞流：Re&2100湍流：Re&2100Re (壁下端Re 值(涉及冷凝负荷冷凝负荷M：单位浸润周边上的冷凝液质量流量
4）无因次α*
对于滞流：
对于湍流：
3、水平管壁蒸汽冷凝：（1）单管 水平管可以看成不同角度倾斜壁面，进行积分
（当do很小时，可以看成滞流）与垂直管相比：
（2）管束：
n：垂直列上的管数。
垂直管数不同时取平均值。4、几点讨论：(对于过热蒸汽，一般可以按饱和蒸汽
(蒸汽流向,向下流,α(向上流,α(向上流速((，α((（3）不冷凝气：在蒸汽与液膜之间形成气膜。汽中含1％不凝气，((50％。（4）不光滑壁，冷凝液阻力大，膜厚((（5）强化：直管 (沟槽(金属丝（张力作用）18％复盖面积时(最大。水平管：（倾斜）膜、滴交错七、液体沸腾时的(：锅炉、蒸发器、再沸器温差，容积沸腾：加热面浸于液体中 自然对流汽泡运动管内沸腾：一定流速流动，加热管1、沸腾现象：特征：有气泡产生；由加热表面首先生成；必要条件(过热

(
汽泡生成，存在
(由过热
造成加热表面过热度最大，缝隙依托表面不平整 (汽化核心，(t(残留气体过热(生成(长大(上浮(补充－过热(自然对流区Δt&5℃，液体内产生自然对流，没有汽泡从液体逸出液面，仅在液体表面蒸发。(核状沸腾：Δt (，汽化核心增加，长大速率(，搅动(((膜状沸腾汽泡连串成膜，汽膜(小，出现((，当Δt ((，壁温升高，辐射影响，(不变，q(一般维持在略低于
操作，水,
℃2、讨论：(粗糙新管，清洁表面((；光滑管(((操作p(，提高饱和温度(，(( 有利于气泡生成，脱离(((物性 ((，((，(( ；(、((，(((核状沸腾
3、计算公式：多为经验式：水平单管,

壁面过热度Z：与操作压强p、临界压强pc有关的参数
八、壁温的估算,由Tw,tw假设 ( (1，(2
传热过程计算：1、计算类型,设计型：WS1，T1，T2，WS2，t1，确定S及有关尺寸。操作型：（1）尺寸，物性，WS1，WS2，t1，T1，求t2，T2（2）尺寸，物性WS1，T1，T2，t1，流动方式 求WS2，t22、基本方程式：


3、计算关键：生产任务 加热，冷却(工况改变后各量之间关系

4、基本思路：a）首先明确生产目的，加热，冷却b）
( 需要传递热量
实际传递热量两者的一致性 ( 确定所求的量。5、基本方法：1) 对比计算法,
2) 控制热阻法：(忽略，K接近于(小一方；若 (大&&(小，(小≈K△如 汽(水 冷凝(水注意:若K≈(i，改换基准习题课:5-54,套管换热器，气体T1＝90℃，T2＝50℃；水 t1＝15℃ t2＝30℃求（1）
＝10℃时，措施；（2）若WS1(20％，t1=15℃，措施生产任务：冷却
(1) 原工况:
新工况：t1(,
＝10℃，生产状况不变(Q不变
S不变T2，T1不变(物性不变)措施若K不变(工况不变，
不变

（物性变化不大）由
措施：
（2）原工况，
新工况：

由









5－58列管式冷凝器
（1）WS2(50％（加热）原工况：
（a）由
求出
忽略壁阻


若用：


(b）饱和压力0.3MPa，T由120℃( 133℃
与（a）中
相同
(c）并联：每个换热器0.75wS2 S加倍
串联：第一级出口：
（第二级入口
）假设K’=K”=K

阻力加倍(2)

(3) 油污垢：( = 2mm ( =0.2w/mK( R总( K(( di由20mm ( 16mm u( (i( u’= (20/16)2u，di’=16di/20
比较热阻：
第六节 热辐射Key Words,Radiation heat transfer,Absorptivity,Reflectivity,Transmissivity,Pranck law,Stefan CBoltzmann law,Kirchhoff low基本概念物体内原子由于物体本身温度，激发后，对外以电磁波形式发出辐射能(吸收(热能。辐射线波长：0.4～20(m 之间（可见光0.4~0.8(m）同样满足Q= QA + QR + QD吸收 反射 透过
A吸收率、R反射率、D透过率黑体 A=1,无光泽漆面 0.96~0.98镜体R=1 磨光铜板 R＝0.97透热体D=1 单原子，对称双原子A、R、D取决于物性，表面状况，T，辐射波长灰体,对所有波长有相同的吸收率D＝0，二、固体的辐射能力：E：单位时间、单位面积辐射能量w/m2（全部波长）
1、Pranck定律,用量子理论可以推导。(T绝对温度，C1,C2常数)
2、Stefan-Boltzmann Law((，Eb(出现峰值，等温线下面积代表E
黑体与绝对温度4次方成正比。辐射能力 (O黑体辐射常数
CO黑体辐射系数
灰体
黑度3、Kirchhoff定律、E与A的关系1为灰体，2为黑体中间为透热体平衡状况下，1、2温度相等（无热流量） 发射＝吸收
一切物体的辐射能力与吸收率之比均等于相同温度下绝对黑体的辐射能力。（与T有关）
三、两固体间的相互辐射：相互的反复吸收、反射 (取决于A，R，形状位置两个较大的平行灰体壁面：(中间透热体(距离近（全部投入）
Q1－2 1给2的辐射热量（净）；C1－2 总辐射系数( 几何因素，（角系数）； S1 1的面积
1、平行板

室内2、一物体被包围 (＝1 加热炉内同心圆球无限长圆筒
(被包围物 (外围物当
3、任意表面：
四、设备热损失计算：
例：用热电偶测高温气体：( 测量值T1＝923K，Tw＝713K热电偶 (1＝0.3 (1＝50 w(m2K（求Tg）(加入单层遮热罩，(2＝90 w(m2K（抽气）遮热罩(2＝0.3 求T1解：(定态条件下，热电偶辐射散热＝对流受热


绝对误差159K，相对误差14.7%(加上遮热罩:a) 遮热罩：

b）热电偶：

绝对偏差37K，相对偏差3.4％换热器换热器的类型及特点：直接式蓄热式夹套蛇管 沉浸间壁式 喷淋套管列管式 壳体管束 管程隔板花板 壳程隔板顶盖二、换热器的强化：
S( 管式（细管） 翅片(tm( 严格逆流（无相变）u(，不易生垢垢 水质除垢K( (小处下手((、u(、湍流，内外沟流热管三、列管换热器的设计WS1 T1 T2WS2 t1 分两步(初选条件 管程，壳程允许的Δp (校核体系物性，工业要求（一）初选1、计算热负荷 压力2、确定流体在换热器中流动途径 腐蚀结垢处理等3、确定t2(型式4、计算u，保证湍流（壳程数）5、计算(tm ε(t & 0.8（壳程数）6、由K估（实验、经验）(S估，定型号（二）核算：1、(p由设备尺寸等计算(p是否满足要求（改变管、壳程）2、计算(i，(o，估计R,(i、(o不可小于K估，否则改变管、壳程，或换型号3、计算(tm4、S实＝1.15~1.2S估5－65水溶液t1＝20℃，要求,t2＝60℃VS=35m3/h 蒸汽加热0.3MPa（绝压），H=4m，液面上压力为0.03MPa（表压）全部管路均为(76×3mm，Le =200m换热器阻力：Le’=100m((76×3mm)(换热器 双管程(25×2.5mm，90根管L＝2m(水泵3B57A水泵a）换热器是否可用，VS=35m3/h时t2=?b）泵是否满足要求(c）实际流量为多少，t2=?d）仍需35m3/h如何调节，轴功率为多少？物理数据：
1、核算换热器：




可以解出
可以选用2、核算泵：(求管路特性曲线：
其中：
当
时，
根据泵特性曲线：Q=35m3/h H=43m(水柱) 可以选用3、实际流量及
求管路特性曲线与泵特性曲线交点：
求出
4、如需保持35m3/h，关小阀门 查图N =7.1kW例：NH3饱和蒸汽在套管换热器中冷凝、冷却，22℃冷凝、22℃－15℃冷却，wS1=158kg/h（管间），水在管内t1=12℃，t2＝20℃，u=1m/s （合适）内管(38×3.5mm,外管(57×3mm,
(计算热负荷Q冷凝段：Q1=158×282=44500千卡/小时冷却段：Q2=158×1.14(22-15)=1260千卡/小时Q=Q1+Q2=45760千卡/小时(求wS2(水)
(求冷却水间温度：
(求平均温差,冷凝段,冷却段

(求

速度过高，取平行两套管，u=1.06m/s
(求K
(求S

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客户服务热线【标准答案】17年6月考试《传热学》考核作业
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__传热学 试 卷（习题考核 线下） B 卷（共 8页）
总分 序号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
注：请您单面打印，使用黑色或蓝色笔，手写完成习题。杜绝打印，抄袭习题。
一。选择恰当的答案填入空格中（每题1分，共30分）
一.传热学是研究（ ）的科学。
①热量传导规律； ②热量传递规律； ③对流传热规律； ④辐射传热规律。
二.采暖时，热量从90℃的热水通过1mm厚的钢板传给25℃的室内空气。在这个综合传热过程中，（ ）。
①水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热；
②钢板到空气的传热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热；
③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热；
④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。
三.傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向（ ），即热量必须从高温处向低温处传递。
①相反； ②垂直； ③相交； ④相同。
四.工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关，是一种综合导热系数，不再单纯是（ ）。
①物性参数； ②过程参数； ③几何参数； ④边界条件。
五.导热问题（导热数学模型）的三类边界条件分别是（ ）。
①速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件；
②温度边界条件、热流量边界条件和对流边界条件；
③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件；
④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。（ ）。
六.（ ）远远&（ ）是肋片导热的必要条件，反过来的话肋片不仅不增大传热，反而削弱传热。
①片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻； ②肋基接触热阻、肋片内导热热阻；
③ 基导热热阻、肋片内导热热阻；④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。
七.周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同，可能分为也可能不分（ ）等两个阶段。
①非稳态阶段和稳态阶段； ②非正规状况阶段和正规状况阶段；
③非周期性阶段和周期性阶段；④非定常阶段和定常阶段。
8.集总参数法使用条件是（ ）。
①物体内部单位导热面积上的导热热阻远远&传热过程总传热热阻；
② 物体内部单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻；
③物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远&物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻）；
④物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远&物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻），即Bi很小（&0.1）。
9.热平衡法建立差分方程组没有使用导热微分方程，但导热微分方程的推导也是基于热平衡，两者对同一物理现象采用同样方法，所以是本质相同的。所以热平衡方法具有坚实的（
①数学逻辑性；②物理学原理为依据；③工程实践基础；④实验验证基础。
10.无滑移条件是指（ ）。
① 由于流体粘滞力的作用，使管子中部的一层流体处于不流动的状态；
②体中的物体，迎向来流一面正中位置挡住了来流流体，使之处于不流动的状态；
③流体中的物体，背向来流一面正中位置流体处于不流动的状态；
④由于流体粘滞力的作用，使紧贴在固体壁面上的一层流体处于不流动的状态。
1一.由于流体流动的起因不同，对流换热过程分为（ ）。
①强制对流换热，自然对流换热； ② 凝结换热，沸腾换热；
③ 饱和沸腾换热，对流沸腾换热； ④ 珠状凝结换热，膜状凝结换热。
1二.实际上，导热问题的数值解法可以使用算盘、算筹、手摇计算机乃至笔算求解，只不过在求解有实际意义的导热问题时，计算速度（
①太慢而没有价值；②太快而反应不过来； ③忽快忽慢不稳定；④难以掌控。
1三.对流换热过程是热对流与导热的综合作用的结果，这种说法是（ ）。
①错误的； ②正确的； ③不完善的； ④否正确，视实际情况而定。
1四.流体的流动状态是影响对流换热的重要因素之一：（ ）时流体微团沿着主流方向做有秩序的分层流动，而（
）时流体各部分之间发生剧烈的掺混，导致在其它条件相同时后者有着比前者强烈的换热。
①逆流，顺流； ②层流，湍流（紊流）； ③对流，错流； ④分流，混流。
1五.在（ ）指导下的实验研究是目前获得表面传热系数关系式的主要途径，也是本科生传热学课程教学中对流换热部分的重点。
①牛顿理论；②对流换热分析理论； ③纳维-斯托克司理论；④相似理论。
1六.努塞尔特数代表了壁面上流体的（ ），也代表了热量通过贴近壁面的无滑移层导热热阻与界面上对流换热热阻的比较。
①对流换热强度； ②无量纲温度梯度；③ 表面传热系数的大小；④对流换热的等级。
1七.由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。热辐射的电磁波是物体内部微观粒子的（ ）时激发出来的。
①热运动状态改变； ② 通过电磁振荡电路；
③ 发生电容电感效应； ④ 遭受其它粒子轰击。
18.两壁面之间只有接触的地方才直接导热，在不接触处存在空隙，热量是通过充满空隙的流体的导热、对流和辐射的方式传递的，因而存在传热阻力，称为（
①接触热阻； ②流动热阻； ③折合面积热阻； ④辐射热阻。
19.单位时间内离开表面的单位面积的总辐射能称为（ ），以J表示。包括自身辐射和反射辐射。
①自身辐射； ②有效辐射； ③投入辐射； ④反射辐射。
20.电学的基尔霍夫定律的实质就是（
）：以节点为系统，节点作为一个点不能蓄热，不会有内部储存能量的增量，也没有对外作功，只有进入系统的总热流量等于0。
①质量守恒定律； ②能量守恒定律； ③傅立叶定律； ④动量守恒定律。
2一.（ ）给出了光谱辐射力最大处的波长m随温度变化的规律。可通过在一定温度T下对求关于的极值而得到。
①韦伯定理； ②维恩位移定律； ③维恩定律； ④韦达定理。
2二.选用穿透比 =0而吸收比
0的材料制造一个空腔，空腔壁上开一个小孔，设法使空腔保持一均匀的温度，这时从外边看小孔的视在面就具有黑体的性质，被称为（
①人工黑体模型； ②灰体； ③黑体； ④透明体
2三.膜状凝结时，微量的（
）会积聚在液膜表面，蒸汽必须依靠质量扩散（传质）通过气膜层才能到达液膜并凝结，从而大幅度提高了传热热阻。
①过热蒸汽； ②不凝结气体； ③过冷蒸汽； ④可溶盐。
2四.管槽内流体流动时，（ ）。
①层流，Re&2300，湍流，Re&10000；
②层流，Re&23000，湍流，Re&100000；
③ 层流，Re&230，湍流，Re&1000；
④层流，Re&23，湍流，Re&100。
2五.雷诺准则表示了流体流动过程中（ ）的比较。
①离心力与向心力； ② 稳定流动力与非稳定流动力；
③ 惯性力与粘性力； ④ 惯性力与彻体力（体积力）。
2六.判断两个同类物理现象相似的条件包括：(1) 同名的已定特征数相等（同名准则相等）；(2)
单值性条件相似。其中单值性条件相似包括（ ）。
①充分条件和必要条件； ②充分条件；
③必要条件； ④初始条件、边界条件、几何条件和物理（性质）条件（或称物性条件）。
2七.导数（微商）是有限差分（有限差商）的步长趋近于（ ）的结果。所以，当步长（
）时，用有限差分代替导数误差不会很大，这就是微分方程有限差分方法求解的起源。
①足够小、无限小； ②无限小、足够小；
③离散点、距离离散点很近； ④映射点、距离映射点很近。
28.傅立叶准则是（ ）与使边界上发生的有限大小的热扰动穿过一定厚度的固体层扩散到l2的面积上所需要的时间之比。
①时间常数；
②从边界上开始发生热扰动的时刻起到所计算时刻为止的时间间隔；
③使边界上发生的有限大小的热扰动穿过整个导热体所需要的时间；
④从边界上开始发生热扰动的时刻起到完成非稳态导热的时刻为止的时间间隔。
29.导热微分方程式的解就是温度场中（ ）分布规律的表达式。
①速度； ②导热系数； ③温度； ④热流量。
30.物体发生纯导热时物质内部一定不存在（ ）。
①子运动； ②电子移动； ③晶格振动； ④宏观位移。
二。回答下列问题（每题4分，共20分）
一.比较顺流式与逆流式换热器的优缺点，并列出纯顺流或纯逆流式换热器对数平均温差计算式。
二.什么叫大空间自然对流换热？什么叫有限自然对流换热？这与强制对流中的外部流动和内部流动有什么异同？
三.一般说来，金属的导热系数远大于非金属的导热系数，为什么？
四.导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？
五.用高斯－塞德尔迭代法求解代数方程时是否一定可以得到收敛的解？不能得出收敛的解时是否因为初场的假设不合适而造成？
三。计算题（共50分）
一.水以一.2m/s的平均流速流过内径为20mm的长直管。如果a.管子壁温为75℃，水从20℃加热到70℃，b.管子壁温为15℃，水从70℃冷却到20℃，试计算两种情形下的表面传热系数，并讨论造成差别的原因。（15分）
水的物性参数表
t ℃ (kg/m3) cp (kJ/(kg℃)) 102
W/(m℃) 106
(m2/s) Pr 106
10 999.7 四.183 59.9 一.306 9.52 130六.0
30 99五.7 四.174 6一.8 0.805 五.42 80一.5
60 98三.1 四.179 6五.9 0.478 二.99 469.9
90 96五.32 四.208 68.0 0.326 一.95 31四.9
二.半径为0.5
m的球状航天器在太空中飞行，其表面发射率为0.8。航天器内电子元件的散热总共为175W。假设航天器没有从宇宙空间接受任何辐射能量，试估算其表面的平均温度。（10分）
三.内半径r1，外半径为r2，长l的管子（lr2）（导热系数K1），其外层包着厚（r3&r2）的保温层（导热系数K2）见图1。管内为流体（温度t1），其间的传热系数h1，保温层外面也是流体（温度t2），其间的传热系数为h2时，试求：单位时间内管内流体放给管外流体的热量Q，再研究Q与r3的函数关系。（15分）
四.设有如图2所示的几何体，半球表面是绝热的，底部表面被一直径分为壹、2两部分。球半径R=0.1m。表面1为灰体，T1=550K，1=0.35，表面2为黑体，T2=330K。试计算表面1的净辐射热损失及表面3的温度。（10分）
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