12005 硕硕士研究生入学士研究生入学试题试题 考试科目: (411)传热学 适用专业: (080701)工程热物理(080702)热能工程(080704)流体机械及工程 (答案必须写在答题纸上,写在试题或其他纸上无效)一、填空（20 分，每空 1 分） （1）导温系数 a 表征了物体 的能力；流体粘度 和 a 的比值组成的无 量纲数是 。 （2）根据导热机理，水的气、液和固三态中 状态下的导热系数最小。 （3）第一类边界条件是 。 （4）傅里叶定律数学表达式是 。 （5）在热辐射分析中，把 称为灰体。 （6）集总参数法是在非稳态导热中忽略物体 的简化分析方法。 （7）当 Pr1 时，热边界层的厚度 流动边界层的厚度。 （8）同温度下黑体的辐射力 。 （9）强化遮热板作用的方法是 和 。 （10）大空间自然对流换热处于 流态时有自模化特征，此时表面传热系数与无关。 （11）4 个等温、常物性表面构成的封闭系统，此系统一共有 个角系数。 （12）有效辐射 J 由 和 两部分组成。 （13）在换热器热力算中，效能定义式为 ；NTU= 。 （14）加肋后的总面积与未加肋的表面之比称为 。 （15）基尔霍夫定律数学表达式为 。 二、简答题 （40 分，每题 5 分） 1.试用传热学来解释由于大气污染造成地球气温上升加速的原因。 2.在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？3.写出 Bi 准则表达式；并说明 Bi0 时无限大平壁内温度随时间变化的特征，用 作图说明之。 4.分别写出 Re、Nu、Gr 各准则的表达式，并说明各物理含义。 5.凝结换热有哪两种形式？哪种表面传热系数大些？为什麽？ 6.实际物体的发射率 与其吸收比 从影响因素上看有何区别？ 7.当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？ 8.试解释为什么高温过热器一般采用顺流与逆流的混合布置？2三、计算题 （1） （10 分）两根不同直径的蒸汽管道，外面都覆盖一层厚度相同、材料相同的热绝缘 层。如果管子表面以及热绝缘层外表面的温度都相同，试问：两管每米长度的热 损失相同吗？若不同，哪个大？试证明之。 （2） （13 分）有一可忽略其内部导热热阻，初始温度为 20的小金属球，放入 800的 炉中加热，10 秒后该球温度为 200，试确定该球的时间常数；并计算金属球温 度上升到 300所需时间？ （3） （12）压力为 1.013105Pa 的饱和水蒸气在高 0.4m 的竖壁上两面凝结，壁面温度 保持 80，凝结量为 60kg/h 时，壁面应有多宽？ （4） （15 分）有一烟筒的表面发射率为 0.9，表面温度为 80，外径为 0.1m。该烟筒 垂直穿过室温为 20，墙壁的温度为 17的大房间，烟筒在大房间内的长度为 2m。试计算烟筒在大房间的总散热量。 （5） （13）水以 0.8kg/s 的流量在内径为 25mm 的管内流动，管子内表面温度为 100， 进口处水的温度为 40。试求水被加热到 80时每米管长所需热量。 （不考虑修正）（6） （15）有一台壳管式换热器用来冷却润滑油。冷却水在管内流动，水的入口温度为 20，出口温度为 40，流量为 3kg/s；热油入口温度为 120，出口温度为 60， 传热系数为 500 W/(.k)，温差修正系数 =0.97。若水和油的比热分别为 4174J/(kg.k)和 2148 J/(kg.k)。试求油的流量和所需的传热面积。 四、 （12 分）图 1 中所示的有内热源、常物性的二维导热区域，一个界面为绝热，其余 界面与温度为 tf的流体发生对流换热，其表面传热系数为 h W/(.k)，内热源为 Q （W/m3） ，试列出节点 1、5、6、9 的离散方程式。 （节点方程不必整理） （图 中沿 x 方向节点间距为 x；y 方向节点间距为 y） 。绝热面 12 34 5 6y 7 8 9 x图 1附：部分计算公式管内强制对流旺盛湍流实验关联式 4 . 08 . 0PrRe023. 0Nu竖壁层流膜状凝结平均表面传热系数 41 32 13. 1 wsttlgrh3大空间自然对流换热的实验关联式 31Pr.11. 0GrNu 膜状凝结时的雷诺数 rtthlws 4Re空气的物理性质表t102 w/(kg.k)106 m2/sPr302.6716.000.701 402.7616.960.699 502.8317.950.698水的物理性质表t kg/m3102 w/(m.k)106 kg/(m.s)106 m2/sr kJ/kgPr60983.265.9469.90.4782357.62.99 80971.867.4355.10.3652309.02.21 90965.368.0314.90.3262283.11.95 100958.468.3282.50.2952257.11.75注 p=1.013105 Pa 对应的饱和温度为 100。