较薄且不易稳定；②管径小，流体到第二个管子时易造成强烈扰动；②流体直接冲击换热表面。） 5． 为什么电厂凝汽器中，水蒸气与管壁之间的传热可以不考虑辐射传热?

（提示：可以从以下3个方面加以阐述：(1)在电厂凝汽器中，水蒸气在管壁上凝结，凝结换热系数约为4500—18000W／(m2．K)，对流换热量很大；(2)水蒸气与壁面之间的温差较小，因而辐射换热量较小；(3)与对流换热相比，辐射换热所占的份额可以忽略不计。）

6． 用准则方程式计算管内湍流对流传热系数时，对短管为什么要进行修正?

（提示：从热边界层厚度方面加以阐述：(1)在入口段，边界层的形成过程一般由薄变厚；(2)边界层的变化引起换热系数由大到小变化，考虑到流型的变化，局部长度上可有波动，但总体上在入口段的换热较强（管长修正系数大于1）；(3)当l／d＞50(或60)时，短管的上述影响可忽略不计，当l／d＜50(或60)时，则必须考虑入口段的影响。

7． 层流时的对流传热系数是否总是小于湍流时的对流传热系数?为什么?

（提示：该问题同样可以从入口效应角度加以阐述。在入口段边界层厚度从零开始增厚， 若采用短管，尽管处于层流工况，由于边界层较薄，对流换热系数可以大于紊流状况。） 8． 什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机?

（提示：用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例，(1)沸腾过程中，随着壁面过热度Δt的增大，存在自然对流、核态沸腾、不稳定膜态沸腾和膜态沸腾四个阶段，临界热流密度是从核态沸腾向膜态沸腾转变过程中所对应的最大热流密度；(2)当加热热流大于临界热流密度时，沸腾工况向膜态沸腾过渡，加热面上有汽泡汇集形成汽膜，将壁面与液体隔开，由于汽膜的热阻比液体大得多，使换热系数迅速下降，传热恶化；(3)汽膜的存在使壁温急剧升高，若为控制热流加热设备，如电加热设备，则一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000℃以上(水)，使设备烧毁。）

9． 试述不凝性气体影响膜状凝结传热的原因。

（提示：少量不凝性气体的存在就将使凝结换热系数减小，这可以从换热热阻增加和蒸

汽饱和温度下降两方面加以阐述。(1)含有不凝性气体的蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层，将蒸汽隔开，蒸汽凝结必须穿过气层，使换热热阻大大增加；(2)随着蒸汽的凝结，液膜表面气体分压力增大，使凝结蒸汽的分压力降低，液膜表面蒸汽的饱和温度降低，减少了有效冷凝温差，削弱了凝结换热。）

第四章

一、填空题

1． 热辐射是由于 产生的电磁波辐射。热辐射波长的单位是 ，在工业范围内，

热辐射的波段主要集中于 区段。 (热的原因，μm，红外)

2． 太阳与地球间的热量传递属于 传热方式。

(辐射)

3． 黑体是指 的物体，白体是指 的物体，透明体是指 的物体。灰体是 的物体。

（吸收比为0，反射比为0，投射比为0，光谱吸收比与波长无关的）

4． 基尔霍夫定律表明，善于辐射的物体也善于 ，在同温度下，黑体具有 的辐射力，实际物体的吸收率永远 1。 （吸收，最大，小于）

5． 有效辐射是 之和。

（发射辐射和反射辐射）

6． 一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知A1=0.5A2,X1,2=0.6，则X2,1= 。

（0.3）

辐射传热

13

7． 将任意形状气体的辐射折合成一个假想的当量半球，半球内气体与所研究的气体具有 ，球内气体对球心的辐射效果等于 ，该当量半球的半径称为 。 (相同的温度、压力和成份，所研究的气体对指定地点的辐射，平均射线行程) 8． 物体的光谱辐射力与同温度下 之比，称为物体的光谱发射率。

(黑体的光谱辐射力)

9． 角系数具有 、 、 的特性。

（相对性、完整性、分解性）

10． 表面辐射热阻应用于 辐射传热计算，其值可用数学式表示为 。

（灰漫表面(或灰表面即可)，11． 气体辐射具有2个特点：

① ；② 。

（气体的辐射和吸收对波长具有明显的选择性，气体的辐射和吸收在整个容积中进行） 12． 基尔霍夫定律指出了物体的 与 之间的关系。

（辐射力，吸收碧）

13． 辐射传热的空间热阻主要与 有关。

（两个表面之间的角系数及辐射换热面积）

14． 辐射减弱系数是指射线经过单位长度时 的能量与 的能量之比。

（被气体所吸收，投射）

15． 辐射传热的表面热阻主要与 有关。

（表面黑度和辐射换热面积）

16． 普朗克定律揭示了黑体光谱辐射力按 变化的分布规律。

（波长与热力学温度）

17． 热辐射能量投射到物体表面上时， 占投入辐射的百分比称为投射比。

（穿透物体的辐射能）

18． 在热平衡条件下，任何物体对黑体辐射的吸收比恒等于 。

（同温度下该物体的黑度）

19． 角系数相对性用公式可写成 。

（A1X1,2= A2X2,1）

20． 增强或削弱辐射传热的原则是改变 和 。

(系统黑度，温度条件) 三、选择题

1． 有一个由六个平面组成的六边形长通道，其内表面分别以l、2、3、4、5、6表示，已知角系数X12

＝0.1、X14＝0.25，X15＝0.25，X16＝0.12，则X13为： ( )

(1)0．35 (2)0．72 (3)0．37 (4)0．28

2． 一金属块的表面发射率为0．4，温度为227℃，它的表面热辐射力是多少?若表面氧化后发射率变成

0.9，其表面热辐射力将如何改变?

(1)1417.5W／m2，将增大 (2)1417.5W／m2，将减小 (3)60.22W／m2，将增大 (4)60.22W／m2，将减小

3． 影响物体表面黑度的主要因素是：

(1)物质种类、表面温度、表面状况 (2)表面温度、表面状况、辐射强度 (3)物质种类、表面温度、表面颜色 (4)表面颜色、表面温度、表面光洁度

4． 在两块平行的黑度相同的大平板之间插入一块同样黑度的遮热板后，两平板之间的辐射传热量与未加

遮热板时相比减少了： ( )

1???A）

14

(1)0.2倍 (2)0.5倍 (3)2倍 (4)3倍

5． 对于边长为15m的立方体内的气体辐射，气体对整个包壁辐射的平均射线行程等于：

(1)15m (2)7.5m (3)9m （4）4.5m

6． 在同温度条件下的全波谱辐射和吸收，下列哪种说法是正确的

（1） 物体的辐射能力越强其吸收比越大

（2） 物体的吸收比越大其反射比越大 （3） 物体的吸收比越大其黑度越小 （4） 物体的吸收比越大其辐射透射比越大 7． 下列哪个定律可用来计算黑体光谱辐射力?

(1)斯蒂芬—波尔兹曼定律 (2)基尔霍夫定律 (3)斯蒂芬公式 (4)普朗克定律 8． 单位时间内离开单位表面积的总辐射能称为什么?

(1)有效辐射 (2)辐射力 (3)辐射强度 (4)反射辐射

9． 由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是：

(1)热辐射 (2)热对流 (3)导热 (4)都不是 10． 将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是什么?

(1)减少导热 (2)减少对流传热

(3)减少对流与辐射传热 (4)减少导热与对流传热 11． 在保温瓶内胆上镀银的目的是什么? ( )

(1)削弱导热传热 (2)削弱辐射传热 (3)削弱对流传热 (4)同时削弱导热、对流与辐射传热

12． 有一个由两个圆筒表面组成的环形长通道，其外筒的内径是d1，内筒的外径是d2，且d1/d2=2，问角

系数X1,2与X2,1，分别为多少? ( ) (1)X1,2＝0.5，X2,1＝l (2)X1,2＝0.25，X2,1＝0.5 (3)X1,2＝1，X2,1=0.25 (4)X1,2＝0.5，X2,1＝0.25 13．物体能够发射热辐射的最基本条件是下述哪一个?

(1)温度大于0K (2)具有传播介质 (3)真空状态 (4)表面较黑

14．下述哪种气体可以看作热辐射透明体(τ＝l的气体)? ( )

(1)二氧化碳 (2)空气 (3)水蒸气 (4)二氧化硫气体 15．下列各种辐射中哪种辐射的光谱不能看作是连续的? ( )

(1)灰体辐射 (2)黑体辐射 (3)发光火焰辐射 (4)气体辐射

16．烟道中有一支热电偶，热电偶(黑度ε1)与烟道内壁面(黑度ε2)辐射传热的系统黑度εs表达式应为下述哪一个? ( )

?1(1)1 (2) ε?1?1??11 (3)????1?2? (4)0

17、 某一封闭系统只有l、2两个表面，A1=2A2，Xl,2＝0．25，则X2,1及X2,2各为多少?

(1)X2，1＝0．5，X2，2＝0．25 (2)X2,1＝0．25，X2,2＝0．5 (3)X2，l＝0．5，X2，2＝0．5 (4)X2,1＝0．25，X2,2＝0．75 18、 下述关于辐射传热的表面热阻的表达方式中正确的是哪一个?

(1)

1A1X1,2 (2)

?A1?? (3)

1?1?1?2?1 (4)1???A

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?T?19、 公式Eb??是什么定律的表达式？其中Eb指的是什么? ( ) ?（其中C0=5.67W/(m2K4)）

?100?(1) 基尔霍夫定律，黑体辐射力

(2) 斯蒂芬—波尔兹曼定律，黑体辐射力 (3) 普朗克定律，光谱辐射力 (4) 四次方定律，背景辐射力

20、 一般不能将气体当作灰体处理的原因是什么?

(1) 因为气体含灰

(2) 因为气体辐射在整个容积中进行 (3) 因为气体辐射对波长有选择性

(4) 因为气体的辐射能力很弱，可以看作热辐射的透明体 22． 能够全部吸收各种波长辐射能的理想物体称为 。

4（1）黑体（2）白体 （3）灰体（4）透明体

23． 单位时间内离开表面单位面积的总辐射能被定义为 。

（1）投入辐射 （2）吸收辐射（3）有效辐射（4）反射辐射

24． 对于气体来说，吸收能力差的物体 能力 。

（1） 反射，差（2）反射，好（3）穿透，差（4）穿透，好

25． 黑体的绝对温度之比为3，则其辐射力之比为

（1）1 （2）3 （3）9 （4）81

26． 黑度分别为0．3和0．8相距甚近的两块大平行平板之间进行辐射传热，试问当其间设置黑度为0．04

的磨光铝制遮热板后，传热量减小为原来传热量的百分比最接近于下列那数？

（1）5% （2）10% （3）15% （4）20%

27． 对于固体和液体来说，吸收能力大的物体 能力 。

(1)反射，差（2）反射，好 （3）穿透，差（4）穿透，好 28．描述黑体表面辐射能量按空间方向的分布规律称为

(1)普朗克定律 （2）兰贝特定律 （3）斯帝芬-玻尔兹曼定律（4）基尔霍夫定律 29．描述黑体的光谱辐射力与波长和绝对温度之间的函数关系称为 。

(1)普朗克定律 （2）维恩定律 （3）斯帝芬-玻尔兹曼定律 （4）基尔霍夫定律 30．下列哪个属于表面辐射热阻？

(1)1/（AX） （2）（1-ε）/（ε A） （3）δ/（λA） （4） 1/ （αA ） 31．一般工程上所用的管道，当L/d> 时，可以不考虑入口效应的影响。

(1)20 （2） 30 （3）40 （4）50

四、 简答题

1． 试用所学的传热学知识说明用热电偶测量高温气体温度时，产生测量误差的原因有哪些?可以采取什

么措施来减小测量误差?

（提示：用热电偶测温时同时存在气流对热电偶换热和热电偶向四壁的散热两种情况，

热电偶的读数小于气流的实际温度产生误差。所以，引起误差的因素：①烟气与热电偶间的复合换热小；②热电偶与炉膛内壁问的辐射换热大。减小误差的措施：①减小烟气与热电偶间的换热热阻，如抽气等；②增加热电偶与炉膛间的辐射热阻，如加遮热板；②设计出计算误差的程序或装置，进行误差补偿。） 2． 试用传热原理说明冬天可以用玻璃温室种植热带植物的原理。

（提示：可以从可见光、红外线的特性和玻璃的透射比来加以阐述。玻璃在日光(短波辐

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