高等传热思考题分析

1、简述超低温绝热设计原理。

2、简述吸液芯式热管工作原理、性能特点，并举例其应用。

3、简述提高家用燃气灶-炊具热效率的技术途径。 4、简述保温技术内涵及新型保温材料热设计原则。 5、简述相似三定理及在传热实验中的应用

6、用相似转换方法导出对流换热通用准数方程。单管空气自由对流放热准数方程表达式为Nu?C(GrgPr)n，请您设计确定方程中常数C、n 的实验方法，并阐述其实验原理和实验过程，分析实验误差产生的原因。

7、建立如下图所示平板型太阳能集热器吸热量计算模型，并对提高太阳能集热器吸热效率的技术途径进行分析。

8、针对相变换热、无相变换热、单相传热及换热器综合传热，请分析其强化传热途径。

9、某熔制金属液的火焰炉传热、温度计算模型及关系曲线如下。（1）分析其强化传热途径；（2）分析壁温影响因素；（3）分析计算模型对窑炉设计和窑炉操作的指导作用；

传热计算模型： Qnet,fm??Tf?4?Tm?4??Cfm?????100??Fm??c(tf?tm)Fm100????????4壁温计算模型： Tw?Tm?其中：Cfm??f?mC04?f[1??(1??f)(1??m)]?f??(1??f)[?m??f(1??m)]FmFw[Tf4?Tm4]?f??(1??f)?f??(1??f)???m??f(1??m)??， ??，Fm?物料面积；Fw?窑墙面积 ?f?火焰辐射率，?m?物料辐射率，?c?火焰-物料对流传热系数

9、为了降低电厂蒸汽再热循环换热器管壁温度，将祼管设计成肋管结构，请建立祼管、肋管器壁温度关系模型，分析提高再热器器壁承受高温的技术途径。

10、建立锅炉炉膛水冷壁管吸收火焰辐射的热流密度简易测量模型，并确立下图所示锅炉炉膛内火焰对水冷壁管的辐射角系数计算式；

16、写出等截面直肋导热计算公式，并证明之。工程上常用一支插入装油铁套管中的玻璃水银温度计来测量压气机储气筒里的空气温度，如下图所示。已知温度计的读数为 l00℃，储气筒与温度计套管连接处的温度为t0＝50 ℃，套管高度 H＝140 mm，壁厚δ = l mm ，管材导热系数λ＝58.2 W／(m·K)，套管外表面传热系数h=29.1W／(m2·K)。 (1)本温度计读数能否准确代表被测处空气温度? 如果不能，请计算其误差值；（3）如何减少测温误差？

17、写出集总参数法温度计算公式，并证明之。—温度计水银泡呈圆柱形，长为20 mm，内径为4mm，初始温度为t0 ，今将其插入到温度较高的储气罐中测量温度。设水银泡同气体间的传热系数为11.63W／((m2·K)。包覆水银泡的薄玻璃热阻可以忽略不计。(1)试计算此条件下的温度计时间常数，(2)插入5分钟后温度计的过余温度为初始过余温度的百分之几？(3)提高测温装置动态响应特性的技术途径。已知水银物性参数：C＝0.138 kJ/〔kggK)，?=13110 kg/m3, λ＝10.36 W／(mgK)。

18、逆流套管式换热器外表面绝热。管径do?25mm,??1.5mm,??109WmgK ；内管流油，油温 t1??70℃，流量 V1?55L/min?0.917?10?3m3/s，密度

?1?838kg/m3，比热 c1?2.07kJ/(kg?K)，油对管内壁的对流放热系数

??15℃，流量 hi?420W/(m2?k)；管外流冷却水，冷却水进口温度 t2V2?1.93?10?3m3/s，水对管外的对流放热系数 h0?5859W/m2?K；比热

c2?4.2kJ/(kg?K)，密度?2?1000kg/m3。（1）求：油的出口温度t1??（管长为

25 m)；（2）简述换热器设计计算内容和步骤；(3) ??NTU法、对数平均温差

法应用于换热器校核计算时的优缺点；

19、某工业炉侧墙由三层材料组成，由内到外，材料厚度分别为：200 mm、100 mm、200mm，材料导热系数分别为0.26W/m2·℃、0.060 W/m2·℃、0.32 W/m2·℃，侧墙?w?0.9，外表tw?50℃，环境tf?27℃。用热电偶测量工业炉内烟气温度，

/m2?K）已知烟气对热电偶的对流换热系数为h?60W（，热电偶温度读数为t1?1050℃，热电偶的黑度?1?0.3，求：（1）炉膛的实际温度为多少？（2）分

析减少热电偶测温误差的技术途径；（3）若侧墙上开有150 mm观察孔，观察孔中线至窑底距离为1000 mm，小孔流量系数0.62，问小孔打开时热辐射损失和呼吸热漏损各为多少？，对此，您有何感想？设工业炉零压面位于窑底，窑内烟气标准状态密度为1.30 Kg/Bm3，窑内烟气比热Cp =1.43 KJ/Kg·℃。 计算公式：

222X1， q对流?2.56tw?tf2?X2，1?(2?D?21?D)D(D?dh)；????t14w?tf

?20、写出对流换热微分方程组，指出各项物理意义，并请您推导运动流体能量方 程。

21、简述传热问题数值模拟分析方法。 22、简述工程传热问题研究方法 。

23、简述地球大气层产生温室效应及大气温室效应增强的原因。 24、简述重力式热管工作原理、性能特点，并举例其应用。 25、简述减少热电偶测温误差的技术途径。

26、写出二灰体间辐射传热计算公式，分析削弱二物体间辐射传热的途径。 27、强化管族式空气加热器换热的技术途径(管内流空气，管外为饱和蒸汽。 28、简述相似原理，用相似理论导出自由对流换热热准数方程，并设计出确定准

数方程Nu?C(GrgPr)n中常数C、n 的实验方法。

29、简述相似原理的应用，并用无量纲法导出通用对流换热准数方程，并设计出

求出准数方程式：Nu?C(Re)nPrm中常数C、n、m 的实验方法。 30、证明固体导热计算公式，并指出其各项物理意义。基于傅立叶导热定律和稳

态传热，推导出气-气通过多层球壳传热时传热量计算公式。

31、写出对流换热微分方程组，指出方程中各项物理意义。基于傅立叶导热定律

和稳态传热，推导出气-气通过多层圆筒壁时的传热量计算公式。 31、流量为39 m3/h的30号透平油，冷油器进口温度t1??58.7℃。冷油器采用1-2型管壳式结构，管子为铜管，外径为15 mm，壁厚为1 mm，冷油器换热面积

??33℃。A=51.5m2。每小时47.7t 的河水作为冷却水在管侧流过，进口温度为t2/m2?K）油安排在壳侧，油侧表面传热系数ho?450W（，水侧的表面传热系数hi?5850W（/m2?K）。设30号透平油在运行温度下的物性为?t =879 kg/m3，ct＝1.95kJ/〔kg·K)；水的c=4.19 kJ/〔kg·K)。已知管内、外侧污垢热阻

Ri?0.0005m2gK/W，Ro?0.0002m2gK/W，管壁热阻忽略。(1)求出口油温和

出口水温；（2）简述换热器设计计算内容和步骤。（?(NTU，C)=?(0.87，0.334)=0.54）

32、某圆窑高4 m，内径3 m，由内到外，窑墙材料厚度和导热系数分别为：200 mm，0.26W/m2·℃；100 mm，0.050 W/m2·℃；100mm，25 W/m2·℃。侧墙表面

?w?0.8， tw?60℃，环境tf?27℃。用热电偶测量窑内烟气温度，已知烟

2/m?K），热电偶温度读数为气对热电偶的对流换热系数为h?80W（t1?1420℃，热电偶的黑度?1?0.2，求（1）窑墙内表面温度和窑墙材料交界面

温度；(2)炉膛烟气的实际温度为多少？如何减少测温误差？（3）若窑墙上开有150 mm观察孔，问小孔打开时的热辐射损失为多少？针对计算的小孔热辐射热损失，您有何感想？附计算公式提示：

222X1，?X?(2?D?21?D)D,D?直径与厚度之比22，1q对流?2.56tw?tf????t

14w?tf?

33、已知某会议室的供暖器由2根长0.94 m 肋片管组成，每根肋片管嵌套有300个铝制矩形剖面环肋，肋片管两端留有20mm的安装距离。已知环肋的肋高H为15 mm，肋片厚度?为1.0 mm，肋片的间距为3mm，肋片的祼管外径为25mm，肋基的温度为170℃，环境流体的温度为25℃，肋片的表面传热系数为

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