2004華科傳熱學(xué)考研真題.doc

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1、2004傳熱學(xué)考研真題一、簡答1）什么是時間常數(shù)？試說明時間常數(shù)對動態(tài)溫度測量精確度的影響。2）什么是熱邊界層？什么是速度邊界層？普朗特數(shù)的大小反映了速度邊界層與熱邊界層怎樣的關(guān)系？3）粗略繪制大容器內(nèi)飽和水在大氣壓力下沸騰的q—△t曲線，并注明各換熱階段的特點及臨界熱流密度的位置。4）寫出穩(wěn)態(tài)強(qiáng)制對流換熱的邊界層能量方程，并說明各項的意義。5）寫出格拉曉夫數(shù)Gr的定義式，并說明Gr一般用于計算哪種形式的換熱。6）寫出Bi數(shù)和Nu數(shù)的定義式，說明它們的物理意義，并比較兩者的不同之處。7）什么是灰體？在工程輻射換熱計算中引入灰體的概念有何意義？8）在圓管外表面加裝

2、肋片，就一定能夠增強(qiáng)傳熱嗎？為什么？9）什么是角系數(shù)？對于非黑體之間的輻射，角系數(shù)成為純幾何量的條件是什么？10）對于室內(nèi)安裝的暖氣設(shè)施，試說明從熱水至室內(nèi)空氣的熱量傳遞過程中，包含哪些傳熱環(huán)節(jié)？二、一金屬圓柱體直徑為d=100mm，長度為l=50mm，密度為7800kg/m3，比熱為460J/（kg·℃）。柱體初始溫度為700℃。若τ≥0s時其下底面與溫度為100℃的油一直保持接觸，對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h1=200W/(m2·K)，其余表面絕熱；τ≥120s時上表面再同時與溫度為20℃的空氣保持接觸，對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=40W/(m2·K)，而側(cè)面仍維持絕熱。

3、假定圓柱體的導(dǎo)熱熱阻很小，同一瞬間圓柱體溫度均勻一致，求：1）τ=120s時圓柱體的溫度；2）τ=600s時圓柱體的溫度；3）熱平衡時的圓柱體的溫度。三、一厚度為10mm，導(dǎo)熱系數(shù)為50W/(m·K)的不銹鋼板兩端維持固定溫度50℃，已知鋼板兩端之間的距離為20cm，在垂直紙面方向很長。鋼板上表面絕熱，下表面有20℃的空氣緩慢流動，對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為32W/(m2·K)，試導(dǎo)出此鋼板的導(dǎo)熱微分方程，求解所導(dǎo)出的方程得出溫度分布，并求出鋼板中心的溫度值。雙曲線函數(shù)的一些數(shù)值：xchx010.41.080.81.341.62.58四、初溫為30℃的水，以0.857k

4、g/s的流量流經(jīng)一套管式換熱器的環(huán)形空間。水蒸汽在圓管內(nèi)凝結(jié)，使內(nèi)管外壁溫度維持在100℃。換熱器外殼絕緣良好。環(huán)形夾層內(nèi)管外徑為40mm，外管內(nèi)徑為60mm。試求把水加熱到50℃所需要的套管長度以及在管子出口截面處的局部熱流密度。水的物性：λf=0.635W/(m·K)，ρf=992.2kg/m3，cp=4174J/(kg·K)，ηf=653.3×10-6kg/(m·s)，νf=0.659×10-6m2/s，Prf=4.31，ηw=282.5×10-6kg/(m·s)計算公式：管內(nèi)層流：Nu=1.86（RePr）（）0.14管內(nèi)湍流：Nu=0.027Re0.8

5、Pr（）0.14橫向流過圓管：Nu=0.193Re0.618Pr五、有一間壁式換熱器，其換熱面由薄壁紫銅做成。已知熱流體側(cè)換熱系數(shù)為常數(shù)α，冷流體側(cè)換熱系數(shù)為2α。1）順流布置（上圖左）時熱流體的溫度t1和冷流體的溫度t2沿?fù)Q熱表面F的變化曲線如上圖（中）所示，試在上圖（中）畫出壁面溫度tw沿?fù)Q熱表面F的變化曲線。2）如果順流布置改為逆流布置，即將熱流體的進(jìn)、出口對換，其他條件不變，試在上圖（右）中畫出冷、熱流體溫度沿?fù)Q熱表面F的變化曲線。3）在逆流布置下，假設(shè)冷、熱流體進(jìn)口溫度不變，而將冷流體的流量變?yōu)樵瓉淼?倍，試分析此時換熱器的傳熱量Q、傳熱系數(shù)K、換熱平

6、均溫差△tm和冷、熱流體的出口溫度如何變化。六、一個箱體，其形狀為圓柱的四分之一，箱內(nèi)抽成真空，如下圖所示。圓柱內(nèi)表面半徑為0.5m，箱體長為10m；平表面A1的溫度為50℃，黑度為0.8；圓柱內(nèi)表面A2溫度為30℃，黑度為0.6；另一平面A3為絕熱平面；假定兩端的輻射換熱可忽略不計。試畫出箱體內(nèi)輻射系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，并計算表面A1與表面A2之間的輻射換熱量以及表面A3的溫度。（黑體輻射常數(shù)為5.67×10-8W/(m2·K4)）