40. 无相变的对流给热系数的经验关联式在处理自然对流时,表示自然对流影响的Gr可以忽略. x
二、填空题
3-13 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 和边界层外的 合并考虑，并命名为给热。 答案：热传导；对流传热
3-14 给热是以 和 的差作为传热推动力来考虑问题的。 答案：流体的平均温度；壁面温度
3-15 流体在垂直管内自上而下流动同时被加热时，其对流传热系数比用普通准数关联式计算的结果要 。 答案：大
分析：流体被加热时，自然对流的方向是自下而上，恰与流体流动的方向相反，引起湍动加剧。 3-16 金属的导热系数大都随其纯度的增加而 ，随其温度的升高而 。 答案：增大；减小
3-17 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；????1??22；???t1?t22
3-18 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 管程，管程流体的走向为 或 。
1 1
2 3 2 3
图3-2 3-18 附图
4 5 答案：4；2?4 ?1?5?3；3?5?1?4?2
3-19 对流传热的热阻主要集中在 ，因此， 是强化对流传热的重要途径。 答案：滞流内层；减薄湍流内层的厚度 3-20 在?、?、
?、 cp这4个物性参数中，若 值大，对流传热系数?就增大；若
值大，对流传热系数?就减小。 答案：
3-21 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的 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, 而非摄氏温度,即
?、cp、?；?
?600?273????300?273?4=5.39。
3-22 流体在圆形直管内作强制湍流流动，若传热推动力增大1倍，则对流传热速率增大 倍。 答案：1
3-23 由核状沸腾转变为膜状沸腾时的温度差称为 。这时单位时间、单位面积所传递的热量称为 。
答案：临界温度差；临界热负荷
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，由20℃升至60℃，则管内壁的温度约为 。 答案：100℃
3-25 处理量为440kg/h的有机溶液在某换热器中预热。运转一周期后，该溶液在管内生成积垢，使换热器总热阻增加了10%。若维持冷、热介质出口温度不变，则该溶剂的处理量变为 。
答案：400kg/h
1QK''K'??分析：设Q=KA?tm Q?KA?tm ?
1K'Q'K故 Q=
'=1.1
Q440?=400kg/h1.11.1
2 3-26 苯在内径为20mm的圆形直管中作湍流流动，对流传热系数为1270W/（m·℃）。如果流量和物性不变，改用内径为30mm的圆管，其对流传热系数将变为 Ｗ／（m·℃）。 答案：612
分析： ?=0.023
2?dRe0.8Prn
0.8??????WS/????d????????d2???????4?? =0.023
?d???????????? ?∝d?1?(1?2)?0.8Prn
=d?1.8
???30? =????20??1.8=0.482
??=0.482?=0.482?1270=612W/(m·℃)
2 3-27 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 。
答案：104℃
分析：?ε=
75?20=0.65 ?T1=104℃
T1?203-28 在计算换热器的平均传热推动力时，若两端的推动力相差不大于2倍，则其算术平均值与对数平均值相差不大于 。 答案：4%
3-29 换热器在使用一段时间后，传热速率会下降很 多，这往往是由于???的缘故。 答案： 传热管表面有污垢积存
3-30 流体横向流过管束作湍流流动时，在管外加有折流板的情况
下,Nu成反比。
答案：0.45次方
3-31 工程上流体流经换热器的压降通常限定在???kPa 答案：10.13～101.3
3-32 对大空间的自然对流，通常取加热（或冷却）表面的???为特征尺寸。 答案：垂直高度
3-33 用套管换热器加热内管的空气，蒸汽在管间冷凝。现欲通过实验方法测定蒸汽和空气的给热
系数，需用的主要仪器有???.
答案：热电偶温度计、水银温度计、流量计
3-34 柴油在圆形直管内作强制滞流流动，给热系数可用下式计算：
?0.36Re0.55?Pr1/3?(?0.14)。可见对流传热系数与当量直径的__________ ?WNu?1.86Re1/3Pr1/3(di1/3?0.14)()。若流量和物性不变，将管内径减半后仍为滞流，L?W则管内对流传热系数变为原来的???倍。
答案：2
??????WS/????d?????2??d??i????4??? 分析：由??1.86?di????????????知 ??d?1?1/3?1/3?d?1 故?'1/3Pr1/3(di1/3?0.14)() L?W?1??()?1?2?2 三、判断题
'?2?
3-35 液体在管内作强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增大流速的效果
比减小管径更为显著。（ ）
答案：√
分析：由湍流时?的计算公式： ??du?0.8n?0.023()Pr
d?u0.8??0.2d
可见u的影响比d要显著。
3-36 传热单元数可以看作热流体的温度变化相当于平均温差的倍数。（ ） 答案：√ 分析：
NTU1?T1?T2KA??tmWs1cp1
3-37 在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。 答案：×
3-38 传热效率随传热单元数的增加而增大，但最后趋于一定值。（ ） 答案：√ 分析：由??NTU图可以清楚地看到这一点。
3-39 采用错流和折流可以提高换热器的传热效率。( ) 答案：?
分析：错流和折流 的△tm比纯逆流的小，而换热器的传热速力是正比于△tm的。所以采用错流和折流并非为了提高传热速力，而是为了使换热器的结构紧凑、合理。
３－４０ 对于同一种流体，有相变时的a值比无相变时要大。 ( ) 答案：√
分析 ：流体发生相变时，例如沸腾和冷凝过程中，流体与壁面的对流传热是完全是由流体吸收或放出潜热所致，而不是加热或冷却的结果。此时的流动情况也不同于无相变时单相流，如存在气泡的扰动等。故有相变时的对流传热比无相变时要强烈得多。
３－４１ 沸腾给热和冷凝给热同属于对流传热，因为二者都伴有流体的流动。（ ） 答案：√
３－４２ 对流传热系数是物质的一种物理性质。（ ）
答案：?
分析：对流传热系数不仅与物质的物性（如cP、?、?、?等）有关，而且与流动状态（例如有关。所以?并非物质的物理属性。
３－４３ 多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热通量相等。（ ） 答案：?
分析：圆筒壁稳定导热时，通过各层的传热速率相同，但由于各层传热面积不同，故热通量不同。 ３－４４ 扰流子虽然仅对管内传热采取了强化措施，但对整个传热过程均起显著的强化作用。（ ）
?）
答案：?
分析：扰流子仅对管内为控制热阻的传热过程起显著的强化作用。 ３－４５ 一般来说，纯液体的导热系数比其溶液的导热系数小。（ ） 答案：?
３－４６ 在冷却器中降低冷却水的温度或增大冷却水的用量均可使传热推动力增大（ ） 答案：√
3 — 4 7 角系数?表示从辐射面积A所发射的能量为另一物体吸收的分数。 （ ） 答案：?
分析：当两壁的大小与其距离相比不够大时，一个壁面所发射的辐射能，可能只有一部分达到另一壁面上。为考虑上述影响，引入角系数的概念，以表示从辐射面积A所发射的能量为另一表面所拦截的分数，非吸收的分数。
3 — 4 8 设置隔热挡板是减小辐射散热的有效办法。挡板材料的黑度愈低，热损失愈少。 （ ） 答案：?
3 — 4 9 物体的吸收率和黑度在数值上是相等的。（ ） 答案：?
3-50 两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关，又与其黑度有关。（ ） 答案：?
分析：两固（灰）体的辐射传热尽管要历经反复的吸收和
反射过程，但是净辐射传热的方向只遵循由高温物体到低温物体这一规律。也就是说只与两者温度有关，与黑度或其他因素无关。
3-51 黑体、镜体和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。（ ） 答案： √
3-52 辐射能力强的物体其吸收能力也强。（ ） 答案：√ 四`选择题
(一)单项选择题
3-53 对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。
A．②>④>③>①； B．③>④>②>①； C．③>②>①>④； D．②>③>④>①；
冷流体 热流体 ① 水 气 体 ②水沸腾 水蒸气冷凝 ③ 水 水
④ 水 轻油 答案：D
3-54 关于传热系数K下述说法中错误的是（ ） A. 传热过程中总传热系数K实际是个平均值； B. 总传热系数K随着所取的传热面不同而异； C. 总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D. 要提高K值，应从降低最大热阻着手； 答案：C