重庆大学_837传热学一_《传热学》（第一版）王厚华模拟题（2套）_考研专业课分析

重庆⼤学_837传热学⼀_《传热学》（第⼀版）王厚华模拟题（2套）_考研专业课分析
模拟试题⼀
⼀、填空题（共20分，每⼩题2分）
1.传热过程是由导热、A、B三种基本传热⽅式组合形成的。

2.导热微分⽅程式是根据热⼒学第⼀定律和 A定律所建⽴起来的
描写物体的温度随 B 变化的关系式。

3.对流换热过程是靠 A和 B 两种作⽤来完成热量传递的。

4.⽓体只能辐射和吸收某⼀定波长范围的能量，即⽓体的辐射和吸收
具有明显的A。

5.对服从兰贝特定律的物体，辐射⼒E与任意⽅向辐射强度I之间的
关系式为 A 。

6.热⽔瓶的双层玻璃中抽真空是为了 A 。

7.⾃然对流换热在 A 条件下发⽣关于特征长度的⾃模化现象。

8.有效辐射包括 A 和 B 两部分能。

9.不稳态导热采⽤有限差分⽅法求解温度场，节点的隐式差分⽅程是
采⽤ A 差分⽅法获得的，此差分⽅程 B 稳定性条件。

10.常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断⾯平均温
度在常壁温边界条件下呈 A 规律变化。

⼀、判断题，对的画√，错的画×（共10分，每⼩题2分）
1.流体外掠光滑管束换热时，第⼀排管⼦的平均表⾯传热系数最⼤。

（）
2.为减少保温瓶的辐射散热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空。

（）
3.⽔在⽔平圆管内受迫流动，管外是空⽓⾃然对流，为强化传热应把肋
⽚安装在圆管外表⾯。

（）
4.由两种不同材料制成的⼤平壁紧密接触时进⾏稳态导热过程，若已知
121223,t t t t δδδ==->-，则 12<λλ。

（） 5. 有⼀冷凝器，饱和蒸汽在管外凝结成饱和液体，冷却
⽔在管内流，则其平均温差m t ?与流动⽅式⽆关。

（）
⼆、解释名词与基本概念（20分，每⼩题4分）
1. 温度梯度
2. 努谢尔特准则及其物理本质
3. 肋⽚效率
4. 辐射强度
5. 传热过程
三、简答及说明题（共40分，每⼩题8分）
1. 为什么潮湿的多孔材料的导热系数不但⽐⼲多孔材料的导热系数
⼤，⽽且还⽐⽔的导热系数⼤？
2. 流体在管内受迫流动换热的其它条件相同时，直管和弯管（如螺旋
管）何者换热强？为什么？
3. 试说明Bi 数的物理意义。

表⾯上看Bi 数与Nu 数的表达式相同，
其差别是什么？
4. 简述窗玻璃的温室效应现象。

5. 增强传热有哪些⽅法？说出3种⽅法。

最有效的措施应从何处⼊
⼿？为什么？
五、计算题（共60分）
1. 空⽓在壁温94o w t C =的⼤管道中流动，⽤热电偶测量空⽓温度，热
1δ2
δ1
t 2
t 3
t 1
λ2
λt
x
4题图
电偶结点表⾯的发射率（⿊度）10.6ε=，空⽓与热电偶结点之间的表⾯传热系数（即对流换热系数）2142/()h W m K =?，设热电偶读数1177o t C =，试计算空⽓的真实温度。

（10分） 2. 某建筑物墙内有⼀厚10cm 、⾼2m 的空⽓层，如果空⽓层内侧⾯温度
为20℃，外侧⾯温度为37℃，试计算通过空⽓层的⾃然对流换热量。

（10分）
已知：空⽓在1
(2037)28.52
o C +=下的物性参数为：
313.3210,0.0262/()K W m K αλ--=?=?，
6215.6810/,Pr 0.71m s ν-=?=
夹层内（⽓体）⾃然对流换热的准则关联式为：
1
9
1
540.197(Pr)6000Pr 210e Gr Gr H λδλ??=??
1
9
157
30.073(Pr)210Pr 1.110e Gr Gr H λδλ??=
说明：α为热膨胀系数。

3. 已知两长管内受迫对流换热现象相似，测得第⼀管内的表⾯传热系数
（对流换热系数）21106/()h W m K =?，其内径为180d mm =，第⼆管内径250d mm =，实验采⽤同⼀种流体在同样的温度下进⾏。

试确定第⼆管内的表⾯传热系数（对流换热系数）h 2的值。

（10分） 4. 直径为2mm 、温度为90℃的电线被20℃的空⽓流所冷却，电线表⾯
和空⽓流之间的表⾯传热系数（对流换热系数）h 1=25W/(m 2·K)。

为了电绝缘和增强散热，拟将电线包⼀层厚5mm 、导热系数
0.17/()W m K λ=?的橡胶，设包橡胶后其外表⾯与空⽓间的表⾯传热
系数（对流换热系数）2212/()h W m K =?。

1）试问此法能否达到增强散热的⽬的？
2）如果电线内的电流保持不变，试计算包绝缘后电线表⾯的温度。

（15分）
5. 以传热⾯积为1.25m 2的逆流式换热器，初运⾏时，热⽔质量流量为
0.12kg/s ，进、出⼝温度分别为95℃和55℃，冷⽔进出⼝温度分别为30℃和70℃。

在⽔质量流量及进⼝⽔温不变的情况下，经过⼀段时间运⾏后发现热⽔出⼝温度为65℃，试计算这时换热器的实际传热量及污垢热阻。

（⽔的⽐热容可取4.18
kJ/(kg.K)）(15分)
模拟试题⼆
⼀简答题（42分，每⼩题6分）
1．图1为⼀扇形区域中的⼆维、稳态、⽆内热源的导热问题，其⼀侧平直表⾯维持均匀恒定温度t r r w i ,=的表⾯绝热，其余表⾯与温度为t ∞的环境换热，表⾯传热系数为h ，为⽤数值法确定区域中的温度分布，在径向和周向分别⽤定步长?r 和??划分计算区域，节点布置如图1所⽰。

假定区域的物性参数已知且为常数，试⽤热平衡法建⽴节点1和7的离散⽅程（有限差分⽅程式）。

（不要求整理）
图1
2．试述N u 数和B i 数的区别。

3．试根据速度边界层和热边界层的概念，⽤量级分析的⽅法，从对流换热的能量微分⽅程导出⼆维稳态、常物性、不可压缩流体外掠平板层流边界层流动时的边界层能量微分⽅程。

4．直径为d 、单位长度电阻为R 、发射率为ε的⾦属棒，初始时与温度为T ∞的环境处于热平衡状态，后通过电流I ，已知棒与环境的表⾯传热系数为h 。

试导出通电流期间⾦属棒温度随时间变化的规律，并写出处于新的热平衡状态的条件。

（不⽤求解）
5．饱和⽔在⽔平加热表⾯上沸腾（壁⾯温度可控）时，随着壁⾯过热度的增加，沸腾换热表⾯传热系数是否也增加?为什么？
6．何谓漫-灰表⾯？将实际表⾯视为漫-灰表⾯有何实际意义？
7．空调和制冷⽤的冷却器，其管外装的肋⽚往往制成百叶窗式肋⽚，见图2。

试问肋⽚做成这种形式的意义？
图2
⼀、计算题（58分）
1．（18分）直径为01. m m ，长度为1m 的电阻丝⽔平地置于30℃的静⽌空⽓中，试问在不计辐射换热的情况下它每⽶长度上能承受的最⼤散热量是多少？如果考虑辐射换热，这⼀最⼤散热量朝哪个⽅向变化？该电阻丝的熔点为970℃。

附注：(1)空⽓在⽔平圆柱体外⾃然对流换热的准则式
1/61/3m m m 0.360.3630.091 4=++Nu Gr Gr ，613m 10~1.310-=?Gr
(2)500℃空⽓的物性参数
λ=?00574. W /(m K )
，ν=?-7938106. m /s 2
2．（20分）两个直径为04. m 的平⾏同轴圆盘相距01. m ，两盘置于墙壁温度T 3300= K ⼤房间内，⼀圆盘T 1500= K 、ε106=
.，另⼀圆盘绝
热。

若两圆盘的背⾯均不参与换热，求绝热盘之温度。

已知同轴圆盘之
间的⾓系数X 12062,.=。

3．（20分）质量流量为2000 k g h
的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从'=t 180 ℃被冷却⾄''=t 1
30 ℃，其⽐定压热容c p 1 k J k g K )=?2093.(。

进⼝温度为'=t 2
20℃的冷⽔在盘管外流动⽤来冷却变压器油。

出⼝处⽔温''=t 2
25℃，⽔的⽐定压热容c p 2=4174. k J k g K )(?。

⽔侧表⾯传热系数为580 W m K )2(?，油侧表⾯传热系数为150 W m K )2 (?。

钢盘管的导热系数为40 W m K ()
，污垢热阻总共为00007. m K W 2?。

若盘管的直径为04. m
，管的外径?壁厚为5735 m m m m ?.。

求螺旋盘管的最⼩长度、盘数与⽔的质量流量。