上海交通大学2005年考研真题——传热学
传热学考研题库【名校考研真题】(导热问题的数值解法)【圣才出品】
第 4 章 导热问题的数值解法
一、选择题
已知如图 4-1 所示中 t1 20C ，t2 23C ，t3 30C ，t4 20C ，且 x 1.5 y ，
则采用数值法可以估算出下图中 t 处的温度为（ ）。[湖南大学 2006 研] A．t＝26.5℃ B．t＝23.25℃ C．t＝22.5℃ D．t＝22℃
如图 4-2 所示的一根长圆管，管壁内有均匀内热源 W / m3 ，管外壁与温度为 t∞
的流体对流换热，表面传热系数为 h，管壁内温度分布只是半径 r 的函数。若用数值解法求 解稳态时管壁内的温度分布，请根据热平衡法写出外节点 N 的离散方程式。设管壁材料的 导热系数 λ 为常数，径向步长为 Δr。（不需化简）[重庆大学 2012 研]
f
A
2
B
y x
x y
hx
图 4-5
3．试导出二分方程式（不
需要展开、化简）。已知右侧壁绝热；顶端处于温度为 t f ，换热系数为 h 的冷流体环境，同 时受到外界热辐射 qr[W/m2]照射；有内热源Φ[W/m3]；网格 x y ；材料热导系数为 λ。
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ti1, j ti, j y ti, j1 ti, j x h x
x 2
y 2 2
t f ti, j
qr
x 2
xy 4
0
4．图 4-7 为一维平壁的非稳态导热，已知边界面周围流体温度 tf 和边界面与流体之间
[上海交通大学 2000 研] 解：本问题的简化模型如图 4-6 所示。
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杨世铭《传热学》(第4版)笔记和考研真题详解 第(1-2)章【圣才出品】
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（3）关系
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①分析任何的热量传递过程都要用到热力学第一定律，即能量守恒定律；
②在研究热能从一种介质传递到另一种介质时，在两种介质的分界面上也要用到能量守
恒的原则。
4．传热学在科学技术各个领域中的应用 大致上可以归纳为三种类型的问题： （1）强化传热； （2）削弱传热； （3）温度控制。
π 2
D
L
D
(tw
tf
)
1
2
0.1
0.3
0.1
(500
300)
71.4W/m2
由此可以确定该表面的散热量为 71.4W/m2 。
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1-10 解释以下现象：某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏 两季室内都是 20℃，但感觉却不同。[东南大学 2000 研]
k
1
1
1
h1 h2
（1-8）
这个式子揭示了传热系数的构成，即它等于组成传热过程诸串联环节的1 h1 、 及
1 h2 之和的倒数。
（2）传热过程热阻
1 Ak 称为传热过程热阻，其组成为
1 11 1 Ak Ah1 A Ah2
（1-9）
传热过程热阻的组成1 Ah1 、 A 及1 Ah2 分别是各构成环节的热阻。串联热
值。它表征传热过程强烈程度。
三、综合题 1-8 对于室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的热量传递过程中，包含哪 些传热环节？[华中科技大学 2004 研] 答：传热环节包括热水与暖气内壁面的对流换热和辐射换热、暖气内壁面与外壁面之间 的导热、外壁面与室内空气的对流换热和辐射换热。
2005年普通高等学校招生全国统一考试物理(上海卷)(答案与解析)
2005年普通高等学校招生全国统一考试物理（上海卷）一、（20分）填空题.本大题共5小题，每小题4分.答案写在题中横线上的空白处或指定位置，不要求写出演算过程.本大题中第1、2、3小题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题.若两类试题均做，一律按A类题计分.A类题（适合于使用一期课改教材的考生）1A.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向________的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向________.答案：右右解析：由图可知，直导线A位于导线环B产生的垂直向里的磁场中，根据左手定则，可判断导线A受到的安培力方向向右.当A、B中的电流方向改变时，A导线处于导线B产生垂直向外的磁场中，同时导线A的电流方向改变，依据左手定则可以判定，A受安培力仍水平向右.2A.如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出波的波峰位置，则图中的________点为振动加强的位置，图中的________点为振动减弱的位置.答案：b a解析：由图可知，b到S1、S2的距离相等，即波程差Δs=0，故b点为加强区.a到S1、S2的距离不等，且波程差Δs=1.5λ，故a点为减弱区.3A.对“落体运动快慢”“力与物体运动关系”等问题，亚里士多德和伽利略存在着不同的观点.请完成下表：解析：略B类题（适合于使用二期课改教材的考生）1B.下面是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为________门电路，在真值表中X处的逻辑值为________.答案：“或” 1 解析：略2B.正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的.线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为________V ，频率为________Hz.答案：220（或22311） 50 解析：有效值ε=2m =22311 V ≈220 V .由图可知T =0.02 s ，故f =T 1=50 Hz.3B.阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是________.若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将________（填“向上””向下““向里”“向外”）偏转.答案：电子 向下解析：阴极射线即为电子流.当电子流穿过垂直纸面向里的磁场时，将受到洛伦兹力的作用而向下偏转（注意电流方向与电子流方向相反）.公共题（全体考生必做）4.如图，带电荷量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________.（静电力恒量为k ）答案：2d kq水平向左（或垂直薄板向左） 解析：因为E a =0，故薄板与+q 产生的场强在该处大小相等、方向相反.即E 板=E q =k2d q ，同时可知薄板也带正电.根据薄板形成电场的对称性，薄板在b 点的场强也为k2dq，方向水平向左.5.下图中图线①表示某电池组的输出电压—电流关系，图线②表示其输出功率—电流关系.该电池组的内阻为________Ω.当电池组的输出功率为120 W 时，电池组的输出电压是________V.答案：5 30解析：由U =ε－Ir 图线，取（5，25）、（2，40）两点数据代入方程，求出r =5 Ω，ε=50 V.从P －I 线读出P =120 W 时的电流I =4 A ，代入U =ε－Ir ，求出U =30 V.二、（40分）选择题.本大题共8小题，每小题5分.每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的.把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的括号内.每一小题全选对的得5分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分.填写在括号外的字母，不作为选出的答案.6.2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献.爱因斯坦对物理学的贡献有A.创立“相对论”B.发现“X 射线”C.提出“光子说”D.建立“原子核式模型” 答案：AC 解析：略7.卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为42He+127N →178O+11H.下列说法中正确的是A.通过此实验发现了质子B.实验中利用了放射源放出的γ射线C.实验中利用了放射源放出的α射线D.原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒 答案：AC 解析：略8.对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是A.A 轮带动B 轮沿逆时针方向旋转B.B 轮带动A 轮沿逆时针方向旋转C.C 轮带动D 轮沿顺时针方向旋转D.D 轮带动C 轮沿顺时针方向旋转 答案：BD解析：由图中皮带的受力段可以判断出B、D项正确.9.如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置.其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中A.位于B处时动能最大B.位于A处时势能最大C.在位置A的势能大于在位置B的动能D.在位置B的机械能大于在位置A的机械能答案：BC解析：根据单摆振动过程中动能与势能转化及机械能守恒知识，可知B、C项正确.10.如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩.在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以d=H－2t2（SI）（SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度）规律变化，则物体做A.速度大小不变的曲线运动B.速度大小增加的曲线运动C.加速度大小方向均不变的曲线运动D.加速度大小方向均变化的曲线运动答案：BC解析：由题可知，物体B水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，则合运动为匀加速曲线运动.11.如图所示，A是长直密绕通电螺线管.小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O 点自左向右匀速穿过螺线管A.能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是答案：C解析：通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均匀，管内场强近似匀强.当小线圈穿越两极时，因磁场做均匀，故穿过小线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化方向不同，故在小线圈中感应方向相反的电流，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁场强度不变，小线圈中没有感应电流产生.故C项正确.12.在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE /m ，物体运动S 距离时速度变为零.则A.物体克服电场力做功qESB.物体的电势能减少了0.8qESC.物体的电势能增加了qESD.物体的动能减少了0.8qES 答案：ACD解析：根据物体在匀强电场中运动时，机械能与电势能的转化关系可知A CD 正确. 13.A 、B 两列波在某时刻的波形如图所示，经过t =T A 时间（T A 为波A 的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比v A ∶v B 可能是A.1∶3B.1∶2C.2∶1D.3∶1答案：ABC解析：由图可得λA =34a ，λB =32a ，则B A λλ=12.经t =T A 时间，两图中波形依旧，故可知T A =（n +1）T B （n =0，1，2，……） 据v A =AAT λ；v B =BBT λ则有B A v v =)1(2+n （n =0，1，2，……） 故ABC 选项符合题意. 三、（32分）实验题.14.（6分）部分电磁波的大致波长范围如图所示.若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象，可选用________波段的电磁波，其原因是___________________________.答案：微波 要产生明显的衍射现象，波长应与缝的尺寸相当. 解析：略15.（6分）一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系.实验过程中温度保持不变.最初，U 形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水.当用注射器往烧瓶中注入水时，U 形管两臂中的水银面出现高度差.实验的部分数据记录在下表.（1）根据表中数据，在下图中画出该实验的h 1/V 关系图线.（2）实验时，大气压强p0=________cmHg.答案：（1）如下图所示（2）75.0 cmHg（74.5 cmHg～75.5 cmHg）解析：略16.（6分）一根长为1 m的均匀电阻丝需与一“10 V 5 W”的灯同时工作，电源电压恒为100 V.电阻丝阻值R=100 Ω（其阻值不随温度变化）.现利用分压电路从电阻丝上获取电能，使灯正常工作.（1）在下面方框中完成所需电路；（2）电路中电流表的量程应选择________（选填：“0～0.6 A”或“0～3 A”）；（3）灯正常工作时，与其并联的电阻丝长度为________m.（计算时保留小数点后二位）答案：（1）（2）0～3 A（3）0.17（或10553）解析：（1）略（2）因干路电流I >0.5 A ，故选量程0～3 A 的电流表. （3）据R 灯=PU 2灯=20 Ω设与灯并联段电阻为R x ，长度为L x ， 则有灯灯R U +xR U 灯=)(x R R U U --总灯即2010+x R 10=xR -10090 得R x 2+100R x －2 000=0解得R x =2100560- Ω. 据电阻丝电阻值与长度的线性关系L L x =总R R x 即L x =总R R x L =10553- m ≈0.17 m.17.（7分）两实验小组使用相同规格的元件，按右图电路进行测量.他们将滑动变阻器的滑片P 分别置于a 、b 、c 、d 、e 五个间距相同的位置（a 、e 为滑动变阻器的两个端点），把相应的电流表示数记录在表一、表二中.对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同.经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路.表一（第一实验组）（1）滑动变阻器发生断路的是第________实验组；断路发生在滑动变阻器________段. （2）表二中，对应滑片P 在X （d 、e 之间的某一点）处的电流表示数的可能值为 A.0.16 A B.0.26 A C.0.36 A D.0.46 A 答案：（1）二 d ～e 段 （2）D 解析：（1）根据表一、二中的数据变化情况，可知表一符合并联电路的电阻、电流变化规律，而表二中数据反映电路的电阻在点d 之前总是增大，故可判断断路发生在第二组，且在d ～e 之间的某点.（2）断路在d ～e 之间的某点，则滑片P 可能接触在断点上方，也可能接触在断点下方，如图所示.当P 点接触在断点上方时，电流应介于0.84 A ～0.42 A 之间.故D 项可能. 当P 点接触在断点下方时，设a 、b 间电阻为R . 则根据I a =RU=0.84 A ① I b =R R U+=0.42 A②求出R =R 0 则由规律I =04R R U +=05R U=0.168 A故实际电流应在0.21 A ～0.168 A 间，所以ABC 均不可能.18.（7分）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：A.有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设C.在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入表中，图（a ）是对应的位移—时间图线.然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度—时间图线，如图（b ）中图线1、2、3、4、5所示D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设 回答下列提问：（1）与上述过程中A 、C 步骤相应的科学探究环节分别是________、________.（2）图（a ）中的AB 段反映了运动物体在做________运动，表中X 处的值为________. （3）图（b ）中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做__________运动，最后“小纸杯”做__________运动.（4）比较图（b ）中的图线1和5，指出在1.0～1.5 s 时间段内，速度随时间变化关系的差异：________________________________________________________________________.图（a ） 图（b ） 答案：（1）作出假设 搜集证据 （2）匀速直线运动 1.937（3）加速度逐渐减小的加速 匀速（4）图线1反映速度不随时间变化（或图线1反映纸杯做匀速运动），图线5反映速度随时间继续增大（或图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动）.解析：略 四、（58分）计算题.本大题中第19题为分叉题，分A 类、B 类两题，考生可任选一题.若两题均做，一律按A 类题计分.A 类题（适合于使用一期课改教材的考生）19A.（10分）某滑板爱好者在离地h =1.8 m 高的平台上滑行，水平离开A 点后落在水平地面的B 点，其水平位移s 1=3 m.着地时由于存在能量损失，着地后速度变为v =4 m/s ，并以此为初速沿水平地面滑s 2=8 m 后停止 .已知人与滑板的总质量m =60 kg.求：（1）人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；（2）人与滑板离开平台时的水平初速度.（空气阻力忽略不计，g 取10 m/s 2）答案：（1）60 N （2）5 m/s 解析：（1）设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为f ，根据动能定理有 －fs 2=0－21mv 2①由①式解得f =222s mv =824602⨯⨯ N=60 N.②（2）人和滑板一起在空中做平抛运动，设初速为v 0，飞行时间为t ，根据平抛运动规律有 t =gh 2 ③v 0=ts 1④由③④两式解得v 0=gh s 21=108.123⨯ m/s=5 m/s. ⑤B 类题（适合于使用二期课改教材的考生）19B.（10分）如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A 点滑至B 点，接着沿水平路面滑至C 点停止.人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：（2）设人与雪橇在BC 段所受阻力恒定，求阻力大小.（g =10 m/s 2） 答案：（1）9 100 J （2）－140 N 解析：（1）从A 到B 的过程中，人与雪橇损失的机械能为ΔE =mgh +21mv A 2－21mv B 2 ΔE =（70×10×20+21×70×2.02－21×70×12.02） J=9 100 J.（2）人与雪橇在BC 段做减速运动的加速度 a =t v v B C -=410120-- m/s=－2 m/s根据牛顿第二定律f =ma =70×（－2） N=－140 N.20.（10分）如图所示，带正电小球质量为m =1×10－2 kg 、带电量为q =1×10－6 C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点.当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B =1.5 m/s ，此时小球的位移为s =0.15 m.求此匀强电场场强E 的取值范围.（g =10 m/s 2）某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEs cos θ=21mv B 2－0得E =θcos 22qs mv B =θcos 00.75V/m.由题可知θ>0，所以当E >7.5×104 V/m 时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动.经检查，计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充. 答案：7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m 解析：该同学所得结论有不完善之处.为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 qE sin θ≤m g所以tan θ≤smv mgB22=22B v sg =25.21015.02⨯⨯=34E ≤θsin q mg =541011010162⨯⨯⨯⨯-- V/m=1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.21.（10分）内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa 、体积为2.0×10－3 m 3的理想气体.现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 ℃.（1）求气缸内气体的最终体积；（2）在p －V 图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化.（大气压强为1.0×105 Pa ）答案：（1）1.47×10－3 m 3 （2）如图解析：（1）在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变 p 0V 0=p 1V 1①由①式解得p 1=10V V p 0=33100.1100.2--⨯⨯×1.0×105 Pa=2.0×105 Pa 在缓慢加热到127 ℃的过程中压强保持不变01T V =22T V 由③式解得V 2=02T T V 1=273127273+×1.0×10－3 m 3≈1.47×10－3 m 3. （2）略22.（14分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m ，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R 的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2 kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R 消耗的功率为8 W ，求该速度的大小； （3）在上问中，若R =2 Ω，金属棒中的电流方向由a 到b ，求磁感应强度的大小与方向.（g =10 m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）答案：（1）4 m/s 2 （2）10 m/s （3）0.4 T 方向垂直导轨平面向上 解析：（1）金属棒开始下落的初速为零，根据牛顿第二定律 mg sin θ－μmg cos θ=ma ① 由①式解得a =10×（0.6－0.25×0.8） m/s 2=4 m/s 2. ②（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为v ，所受安培力为F ，棒在沿导轨方向受力平衡 mg sin θ－μmg cos θ－F =0 ③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率 Fv =P ④ 由③④两式解得v =F P=)8.025.06.0(102.08⨯-⨯⨯ m/s=10 m/s. ⑤ （3）设电路中电流为I ，两导轨间金属棒的长为l ，磁场的磁感应强度为BI =R vBl⑥ P =I 2R⑦由⑥⑦两式解得B =vlPR =11028⨯⨯ T=0.4 T ⑧ 磁场方向垂直导轨平面向上.23.（14分）一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm 的均匀狭缝.将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束.在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线.图（a ）为该装置示意图，图（b ）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt 1=1.0×10－3 s ，Δt 2=0.8×10－3 s.图（a ） 图（b ）（1）利用图（b ）中的数据求1 s 时圆盘转动的角速度； （2）说明激光器和传感器沿半径移动的方向； （3）求图（b ）中第三个激光信号的宽度Δt 3. 答案：（1）7.85 rad/s（2）激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动.（3）0.67×10－3 s 解析：（1）由图线读得，转盘的转动周期T =0.8 s 角速度ω=T π2=8.028.6 rad/s=7.85 rad/s.（2）由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上的对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动.（3）设狭缝宽度为d ，探测器接收到第i 个脉冲时距转轴的距离为r i ，第i 个脉冲的宽度为Δt i ，激光器和探测器沿半径的运动速度为v .Δt i =ir dπ2T r 3－r 2=r 2－r 1=vT r 2－r 1=π2dT （21t ∆－11t ∆） r 3－r 2=π2dT （31t ∆－21t ∆） 由以上各式解得Δt 3=21212t t t t ∆-∆∆∆=3333108.0101.02108.0100.1----⨯-⨯⨯⨯⨯⨯ s ≈0.67×10－3s.。
上海交通大学研究生入学考试试题
d21m 第 3 题 附 图N χ χ =0 χ =N上海交通大学1997年硕士研究生入学考试试题 试题名称 传热学（含流体力学）答案必须写在答题纸上 传热学（含流体力学）1、输气管道内的空气温度t f =100℃，流速u=1/s, 用一支插入套管中的水银温度计测量空气温度 （见附图），温度计的读数是铁管底部的温度t h , 已知铁套管与输气管道连接处的温度t 0=50℃, 套管长度h=140mm,外径d=12mm ，材料的导热 系数λ=58.2w/(m 2·℃)，试问测温误差为多少度？ 已知温度计套管的过余温度分布式为)()]([0mh ch h x m ch -=θθ式中，综合参数 第1f u m λα/=，铁管与空气间的对流换热的准则式为参数为λ=3.21×10-2w/(m ·℃)，ν=23.13×10-6m 2/s. 2、 如附图所示，厚δ初始温度为t o 的大平板 一侧被突然置于∞t的流体中冷却，另一侧保持绝热，已知大平板材料的导热系数，密度和比热 分别为 λρ、c ，试导出大平板内节点 n=1,2,…N-1及边界节点n=0,N 的显式差分方程。
这里，N 表示平板的等分刻度数。
3、一辐射换热系统的加热面布置于顶部，底部为受热表面，顶部表面1和底部表面2间隔为1m ，面积均为1×1 m 2。
已知顶面的黑度ε1=0.2，t 1=727℃底面ε2=0.2，t 2=227℃。
其余四侧表面的温度及黑度均相同，为简化计算， 可将它看成整体看待，统称F3，F3是地面绝热表面，试计算1，2面之间的辐射换热量及表面 3的温度t 3,已知1，2面之间的角系数X 1，2=0.24、凝结液膜的流动和换热符合边界层的薄层性质，若把坐标X 取为重力方向（见附图），则竖壁膜状凝结换热时的边界层微分方程组可表示为：22)(yu g d dp y u u u lll∂∂++-=∂∂+∂∂μρχνχρ第 4 题 附 图y χu ∞第 6 题 附 图（1）22yt a y t t u ∂∂=∂∂+∂∂νχ式中，下角标l 表示液相，努谢尔特在作了若干简化假定后，将将上述方程组简化为：022=+g dyu d llρμ （2）022=dytd相应的边界条件为：y=0, u=0, t=t w (3)y=δ，0=dydut=t s(1) 试扼要说明，努谢尔特提出的简化假定有哪些？(2) 从（1）方程组简化成（2）方程组时，略去各项的依据（简化假定）以及边界条件（3）的依据（简化假定）分别是什么？（12分）5．一台逆流式换热器刚投入工作时的参数为t 1＇=360℃，t 1〃=300℃，t 2＇=30℃，t 2〃=200℃，G 1C 1=2500w/℃,k=800w/( m 2·℃),运行一年后发现，在G 1C 1，G 2C 2及t 1＇，t 2＇保持不便时，冷流体只能被加热到162℃。
上海交通大学传热学传热学第5章
Nu x
2 13 0.332 Re1 Pr x
12 x 13
特征数方程
Nul 0.664Re Pr
或准则方程
一定要注意上面准则方程的适用条件：
外掠等温平板、层流、无内热源
式中： Nu x
Re x Pr
hx x
努塞尔(Nusselt)数 雷诺(Reynolds)数
路德维希·普朗特 （Ludwig Prandtl， 1876-－1953）德国 力学家，现代流体力 学之父，近代力学奠 基人之一。
5
第五章 对流传热的理论基础
§ 5-3 边界层型对流传热问题的数学描写
二、速度边界层——结构和特点
结构：边界层 = 层流边界层+过渡区+湍流边界层
临界雷诺数Rec
粘性底层（层流底层）
1
Quick Review：
t hx t w t y w, x
1 L h hx dx L 0
W (m C)
2
第五章 对流传热的理论基础
2
第五章 对流传热问题的数学描写
5-1 对流传热概说 5-2 对流换热问题的数学描写 5-3 边界层型对流传热问题的数学描写 5-4 流体外掠平板传热层流分析解及比拟 理论
而
类似地：
y *
y* 0
t (t w t ) y
l
y 0
hxl
Nu x l
Nu x
cf 2
Re x
t hx t w t y w, x
(Rex 107 )
上海交通大学传热学历年真题12-16
上海交通大学2016年攻读博士学位研究生入学考试试题考试科目：传热学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！）———————————————————————————————一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。
4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。
5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。
同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。
这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。
6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。
7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。
二、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。
（热传导、热对流、热辐射）2．热流量是指，单位是。
热流密度是指，单位是。
（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。
考研传热学各校历年真题
工业学院2006年硕士研究生入学考试传热学考研试题一、简答题（64分，每小题8分）1.在高温蒸汽管道外包敷两种不同的保温材料，一种导热系数较小，另外一种导热系数较大，如果包敷厚度相同，则导热系数较小的应包在内侧还是外侧？为什么？2.什么叫“临界热绝缘直径”？写出其表达式。
3.设计肋片时，是否肋片越长越好？4.在求解导热问题时，如果物体表面与环境既有对流换热，又有辐射换热，则边界条件如何写？5.水在管内被加热，当水流量增大时，水的出口温度是升高还是降低？为什么？6.蒸汽分别在宽为2H、高为H的垂直平壁和宽为H、高为2H的垂直平壁上冷凝，试比较两种情况下冷凝量的大小。
7.冬季和夏季，用空调维持室内恒温，尽管室温都是20℃，但感觉却不同，为什么？8.一加热器用过热蒸汽加热给水，过热蒸汽在加热器中先被冷却到饱和温度，再凝结成水，最后被冷却成过冷水。
设两种流体为逆流，单相介质部分GhCph<GCCPC，试画出冷、热流体的温度变化曲线。
< P>二、（20分）厚度为δ的平壁，内热源强度为φ，一侧绝热，另一侧暴露在tf的流体中，对流换热系数为h，平壁导热系数为λ，试：（1）写出该问题的微分方程式和定解条件；（2）求平壁中的温度分布表达式；（3）求平壁中的最高温度。
三、（20分）采用测定铂丝电阻的方法可间接测定横掠铂丝的空气速度，现测得铂丝直径0.1mm，长10mm，电阻0.2Ω，通过铂丝的电流1.2A，铂丝表面温度200℃，空气温度20℃，求空气流速。
四、（22分）一直径为200mm的圆盘加热器1，其正上方为一直径400mm的半球罩2，它们被放置在27℃的大房间3中。
圆盘加热器的底部和侧面均绝热，且t1=727℃，ε1=0.9，t2=727℃，ε2=0.1.求：（1）画出该系统的辐射网络图；（2）半球罩得到的热量；（3）圆盘加热器的功率。
五、（24分）一条供热管道长500m，架空敷设，管道内径70mm，外径80mm，管外包敷50mm厚的保温材料，保温材料导热系数为0.05w/（m.k），钢管材料导热系数为40 w/（m.k），管内侧对流换热系数5000 w/（m2.k），保温层外侧对流换热系数10 w/（m2.k），热水流量5000kg/h，进口温度110℃，水的比热容4.2kJ/kg.k，空气温度10℃，求热水出口温度。
上海交通大学双学位传热学试题
“传热学”考试试卷（卷）2001 -------- 2002 学年第2学期学号：姓名：班级：成绩：一、填空（本题共25分，题中各符号单位均为SI制）1、在控制壁面温度加热的大容器内饱和沸腾曲线上，随着壁面过热度由小变大，沸腾将分别经历区。
对控制壁面热流密度加热情况，工业上都希望控制沸腾换热在区。
2、对水平平板边界层流动，一般情况下边界层由层流向紊流过渡的临界雷诺数为；对管内流动问题，临界雷诺数为。
对竖直平板上的膜状凝结换热问题（凝结液的饱和温度为t s，相变潜热为r，动力粘度为μ。
平板高为L，温度为t w。
凝结换热系数为α。
），则L处凝结液的雷诺数定义为，而凝结液液膜由层流转变为紊流的临界雷诺数为。
3、对处于非稳态下的各向同性的导热体，其密度、比热及导热系数分别为ρ、c和λ且内热源强度为，则在三维直角坐标系下该导热体内部任一微元体的导热微分方程为。
导热问题的三类边界条件分别规定了导热体边界上的。
4、在通常的工业热辐射和太阳辐射范围内，热辐射的波长区段为μm。
普朗克定律和兰贝特定律分别描述了黑体辐射能量按和的分布规律。
之所以用肉眼就能够区分两个被加热到炽热状态下的陶瓷球和金属球，是根据它们的不同。
实际物体表面的黑度取决于。
实际物体表面的吸收率取决于。
5、工业上常用一支插入装油的铁套管中的水银温度计来测量压气机设备贮气筒里的空气温度。
为降低测温误差，可能采取的措施有。
二、（15分）水以2m/s的速度在内直径为0.012m、壁温恒定为80℃的管内流动，水的进出口温度分别为40℃和60℃。
为满足这一加热过程，试确定该管所必需的长度。
水的热物性如下表所示：三、（15分）一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行：。
运行一年后发现，在保持不变的情况下，冷流体只能被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃。
试确定此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。
四、（15分）对如图所示的二维、非稳态、内热源强度为的具有对流边界条件的凸角节点（i，j），给出其显式差分方程式及稳定性条件。
考研传热学各校历年真题
工业学院2006年硕士研究生入学考试传热学考研试题一、简答题（64分，每小题8分）1.在高温蒸汽管道外包敷两种不同的保温材料，一种导热系数较小，另外一种导热系数较大，如果包敷厚度相同，则导热系数较小的应包在内侧还是外侧？为什么？2.什么叫“临界热绝缘直径”？写出其表达式。
3.设计肋片时，是否肋片越长越好？4.在求解导热问题时，如果物体表面与环境既有对流换热，又有辐射换热，则边界条件如何写？5.水在管内被加热，当水流量增大时，水的出口温度是升高还是降低？为什么？6.蒸汽分别在宽为2H、高为H的垂直平壁和宽为H、高为2H的垂直平壁上冷凝，试比较两种情况下冷凝量的大小。
7.冬季和夏季，用空调维持室内恒温，尽管室温都是20℃，但感觉却不同，为什么？8.一加热器用过热蒸汽加热给水，过热蒸汽在加热器中先被冷却到饱和温度，再凝结成水，最后被冷却成过冷水。
设两种流体为逆流，单相介质部分GhCph<GCCPC，试画出冷、热流体的温度变化曲线。
< P>二、（20分）厚度为δ的平壁，内热源强度为φ，一侧绝热，另一侧暴露在tf的流体中，对流换热系数为h，平壁导热系数为λ，试：（1）写出该问题的微分方程式和定解条件；（2）求平壁中的温度分布表达式；（3）求平壁中的最高温度。
三、（20分）采用测定铂丝电阻的方法可间接测定横掠铂丝的空气速度，现测得铂丝直径0.1mm，长10mm，电阻0.2Ω，通过铂丝的电流1.2A，铂丝表面温度200℃，空气温度20℃，求空气流速。
四、（22分）一直径为200mm的圆盘加热器1，其正上方为一直径400mm的半球罩2，它们被放置在27℃的大房间3中。
圆盘加热器的底部和侧面均绝热，且t1=727℃，ε1=0.9，t2=727℃，ε2=0.1.求：（1）画出该系统的辐射网络图；（2）半球罩得到的热量；（3）圆盘加热器的功率。
五、（24分）一条供热管道长500m，架空敷设，管道内径70mm，外径80mm，管外包敷50mm厚的保温材料，保温材料导热系数为0.05w/（m.k），钢管材料导热系数为40 w/（m.k），管内侧对流换热系数5000 w/（m2.k），保温层外侧对流换热系数10 w/（m2.k），热水流量5000kg/h，进口温度110℃，水的比热容4.2kJ/kg.k，空气温度10℃，求热水出口温度。
2005华科传热学考研真题
2005 传热学考研真题一、简答1）试说明推导导热微分方程所依据的基本定律。
2）导热系数和热扩散系数各种从什么公式产生？它们各自反映了物质的什么特性？并指出它们的差异。
3）非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个阶段，它们各种有什么特征？4）与完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么？5）对流换热过程微分方程组的无量纲化可以产生一系列无量纲的准则，试问雷诺数Re、贝克莱数Pe和努赛尔数Nu各自是从什么微分方程中导出的，并写出它们各自的表达式6）什么是沸腾换热的临界热流密度？当沸腾换热达到临界热流密度时，在什么条件下才会对换热设备造成伤害？为什么？7）什么是定向辐射强度？满足兰贝特定律的辐射表面是什么样的表面？试列举两种这样的表面。
8）按照基尔霍夫定律的要求，物体表面的黑度等于其吸收率应该在什么条件下成立？灰体是否需要这些条件？为什么？9）指出热射线主要由哪两种射线组成？为什么钢锭在炉中加热时，随着温度升高，钢锭的颜色依次会发生黑、红、橙、白的变化？10解释为什么在增强油冷器的传热时，采用提高冷却水流速的方法，效果并不显著？试提出两种可以显著增强油冷器强化传热的方法。
二、分析1）在深秋晴朗无风的夜晚，草地会结霜，可气象台天气预报说清晨最低温度为2℃，试分析这种现象（假设草地与地面之间绝热）。
2）写出Bi的定义式并解释其意义。
在Bi→0的情况下，一初始温度为t0的平板突然置于温度为t∞的流体中冷却（图1），粗略画出τ=τ1>0和τ=∞时平板附近的流体和平板的温度分布。
3）示意性地画出竖版自然对流边界层的温度分布和速度分布。
4）求出图2中表面1对表面4的角系数X1,4的表达式（已知各表面面积A1、A2、A3、A4，以及X1+2,3+4；X1+2,3；X2,3+4；X2,3）。
5）设计壳管式换热器时，指出分别在下列各种情况下，哪种流体应在管内流动：（1）一种流体清洁，一种流体不清洁；（2）一种流体温度高，一种流体温度低；（3）一种流体粘度大，一种流体粘度小；（4）一种流体流量大，一种流体流量小。
[上海交通大学]上海交大传热学
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o
Φy
x dx
t t t
E o uE tin x( x ) y( y ) z( z) dd y x d z
Φxdx
§2-2 导热微分方程式及定解条件
c 内热源的生成热 Q gΦ dVΦ dxdydz
d 热力学能的增量 Qst Φdz ？
把Qin、Qout、Qg、Qst 带入前面的能量守恒方程
〔1〕画出等效热阻图
〔2〕推导总热阻〔等效热 阻〕、总传热系数以及总换 热量公式
〔3〕给出左侧外壁面温度 的计算公式
tf1, h1
1, d1
L1
2,
tf2, h2
d2
4,
d4
3, d3
L2
L3
13
Quick Review
1 传热学的定义和意义
2 三种传热方式及各自的特点和公式：
(1) 导热
ΦA dt
大纲要求
1. 热量传递的基本方式及传热机理。 2. 一维傅里叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。 3. 牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。 4. 黑体辐射换热的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义、单位。 5. 传热过程及传热系数的定义及物理意义。 6. 热阻的概念，对流热阻、导热热阻的定义及基本表达式。 7. 接触热阻及污垢热阻的概念。 8. 使用串联热阻叠加的原那么和在换热计算中的应用。 9. 对流换热和传热过程的区别。表面传热系数〔对流换热系数〕和传热系数的
3 导热系数(热导率) q
- grad t
(1)物理意义：热导率的数值就是物体中单位温度梯度、单位时
间、通过单位面积的导热量 W(m C。) 热导率的数值表征物质
导热能力大小，由实验测定。 (2) 影响因素：物质的种类、材料成分、温度、湿度、压力、密度等
上海交大传热学考题(A)
2004－2005学年传热学考试试题（A ）一 回答下列5题（25分）1 写出毕渥数（Bi ）和努塞尔数（Nu ）的表达式，并简述其物理意义和区别？2 什么是漫灰表面？（5分）3 热量传递的三种基本方式是什么？简述各自的特点？（5分）4 在直角坐标系中三维非稳态导热微分方程一般形式的基础上，通过化简得到一维、非稳态、有内热源、常物性的导热微分方程，并指出方程中各项的物理意义？（5分）5 蒸气与低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？（2）6 简述饱和水在水平加热面上沸腾时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数的变化（根据4个区进行分析）？（3分）二 如右图所示，在图中画出节点（i ，j ）的控制区域，并试导出其二维稳态导热时的离散方程。
已知右侧壁绝热；顶端处于温度为f t 的流体中，换热系数为h ，有内热源为Φ；网格均匀划分，且y x ∆=∆；材料的导热系数为λ。
（10分）三 由两种不同材料组成的一维复合平板如图1所示，左侧表面(0=x )保持恒温t 0，右侧表面（B A L L x +=）暴露于温度为∞t （∞>t t 0）、对流换热系数为h 的气流中，忽略复合平板与环境的辐射换热和接触热阻。
（15分）(1) 给出通过复合平板的稳态热流密度q 的计算公式； (2) 推导稳态时，平板A 和B 分界面温度t1的计算公式； (3) 假设导热系数B A λλ>，画出x 从0到∞的稳态温度分布趋势。
t 0t ∞, h四 如右图所示，温度为K 300=∞T 的冷气体以m /s 20=∞u 的流速平行地吹过一快平板（平板一边与来流垂直），平板的长和宽均为2m ，采用一组非常薄的电加热器使平板维持均匀温度在K 500=w T 。
流体的导热系数、密度、比热和运动粘度分别为：)K m (W 02.0⋅=λ，3m kg 1=ρ，)K kg (J 1000⋅=p C ，s m 10225-⨯=ν。
2005-2006传热学试卷AB
2005—2006 学年第1学期课程：传热学专业：姓名__________学号__________成绩__________此试卷选为：期终考试( )，补考( )试卷教研室主任签名__________________任课教师签名_________________日期_____________一．概念解释题（每题4分）1．导热系数2．Gr数和Re数3．集总参数法4．温度边界层5．临界热绝缘直径二．讨论分析题（每题8分）1．将一支热电偶插入风道中测量气流的温度，热电偶测点位于风道中心。
若风道的内侧壁面温度t W高于气流温度t g，试分析讨论热电偶所测得的温度将是低于、高于还是等于气流温度t g。
2．试定性分析在相同流速或相同流量情况下，大管和小管（管内或管外）的表面传热系数的大小差异。
3．试绘出换热器中两种流体在顺、逆流条件下温度变化曲线，并写出平均温度计算式。
已知高温流体由t1'(过热蒸气)被冷却到饱和温度t s然后到再冷却到t1"(过冷液体)，低温流体无相变。
4．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？三．计算题（每题12分）1．某铜导线的直径为3mm，每米长的电阻为0.02Ω。
如果该导线外面包有厚度为1mm的绝缘层，其导热系数为0.15W/(m·︒C)，使用温度为0︒C到65︒C。
求该导线中可以通过的最大电流为多少？2．一根热水管道，竖直穿过室温为20℃的房间．管道外径为100mm，平均壁温为70℃，高3m．试计算由于自然对流而引起的散热量．已知：空气在定性温度为t m= (20+70)/2 = 45℃时的物性参数为λ = 2.9×10–2 W/m·︒C；ν = 17.46×10–6m2/s；Pr = 0.699。
竖管自然对流换热准则方程：Nu= c·(Gr·Pr)n。
传热学考研真题试卷
传热学考研真题试卷一、选择题1. 传热的基本方式有哪些？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 所有选项都是2. 以下哪个不是影响导热系数的因素？A. 材料的组成B. 材料的厚度C. 材料的密度D. 温度3. 对流换热与导热换热的主要区别是什么？A. 对流换热需要介质B. 对流换热是热能的传递C. 对流换热是分子运动的结果D. 对流换热需要温度差二、填空题1. 傅里叶定律表明，单位时间内通过单位面积的热流量与______成正比，与材料的______成反比。
2. 牛顿冷却定律指出，物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的______成正比。
三、简答题1. 简述导热、对流和辐射的基本原理。
2. 描述稳态导热和非稳态导热的区别。
四、计算题1. 已知一个长方体材料的尺寸为：长度L=0.5m，宽度W=0.3m，高度H=0.2m。
材料的导热系数为k=50W/m·K，材料两侧的温度差为ΔT=50K。
计算通过材料的总热流量。
2. 一个长直管道内流动的流体与管道壁面之间的对流换热系数为h=1000W/m²·K，管道内流体的平均温度为Tf=300K，管道壁面的温度为Tw=320K。
若管道的直径为D=0.1m，求单位长度管道的热交换量。
五、论述题1. 论述辐射换热在不同材料表面的特性及其在建筑节能中的应用。
2. 讨论在实际工程中，如何根据材料的热物理性质选择合适的保温材料。
六、案例分析案例：在一个冬季的寒冷夜晚，一个房间的窗户玻璃突然破裂。
请分析可能的物理原因，并讨论在这种情况下，房间内的热量损失情况。
参考答案一、选择题1. D2. C3. A二、填空题1. 温差，导热系数2. 温差四、计算题1. 总热流量Q = k * A * ΔT / L = 50 * 0.3 * 0.2 * 50 / 0.5 = 600 W2. 单位长度管道的热交换量q = π * D * h * (Tf - Tw) = π * 0.1 * 1000 * (300 - 320) = -314.16 W/m五、论述题1. 辐射换热不依赖于介质，可以在真空中进行。
2015年上海交通大学传热学
1
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、 根据管内对流传热准则方程式 Nu=0.023������������ 0.8 ������������ 0.4 ,当管内流速不变，传 热面积不变，管道是长点传热效果好还是短点传热效果好？试说明理由。 4、 试将傅里叶导热关系式表示成 Nu 系数的无量纲形式。 5、 一块平板，X=0 处绝热良好，X=δ 处受到������∞ 的热流加热，试画出初始状 态，非稳定传热，稳定传热和最终温度分布。 6、 饱和沸腾传热有等壁温和控制热流密度两种方式，试画出两种方式的传 热曲线图，并标注每一个区域的名称。特殊的热流密度点的名称是什么？ 对于这两种传热过程对于该特殊热流密度点的监控有什么意义？ 7、 在对流传热过程中为什么管内对流要采用管直径作为特征尺寸，而外掠 平板要选用板长作为特征长度？ 二．计算题。 1、一块铝硅平板长 2m,宽 1m,厚 10mm,两侧各包裹厚 10mm 的保温层，铝硅 平板内热源加热至稳定状态， 铝硅平板的 Cp=3.0KJ/(Kg.K)， 密度 ρ =7000kg/������3 ， 导热系数λ1 =10w/(m. k),保温层 Cp=4.0KJ/(Kg.K)，导热系数λ1 =0.1w/(m. k),外表 面对流传热系数传热系数 h=10w/(������2 . k),环境温度为 30℃， 铝硅平板至稳定状态 边界温度为 180℃，试求出铝硅平板内热源功率和铝硅平板内最高温度。 2、还是该铝硅平板，没有覆盖保温层，已知满足集总参数法，初始温度为 330℃，试求温度降低到 150℃所需时间。2，该平板覆盖保温层，试根据能量 守恒定律求出平板温度分布，并写出该表达式中 Bi 数和 Fo 数的表示形式。 3、一冷凝换热器中有厚 2mm，长 1mm,直径 20mm 的钛钢管，管外是饱和 温度 40℃的水蒸气，蒸汽流量是 3000kg/h,汽化潜热为 2000KJ/Kg,管外冷凝传 热系数为 3000w/(������2 . k)， 管内水流速为 2m/s,进口温度为 20℃， 出口温度为 30℃， 忽略管壁厚度和热阻，试求该换热器换热功率，管内对流传热系数。 4、一很长的正三角形内管道，面一为黑体，温度为 500℃，面二为灰体， 发射率ε =0.8，温度为 300℃，板三为重辐射面，画出辐射传热网络图，求出板 一和板二辐射传热量。 5、两根平行管道水平放置，直径为 1m,表面温度为 80℃，周围空气温度为 30 ℃ ， 两 平 行 管 道 圆 心 距 离 为 4m, 运 动 粘 性 系 数 为 0.6*10−6 m/s,Pr=4.2 ,Nu=2 (GrPr)3 ,1 试求单位管长自然对流换热损失，2，单位管 长辐射传热损失。 （提示，将管道分成两半计算） 。
上海交通大学硕士材料科学基础真题2005年
上海交通大学硕士材料科学基础真题2005年(总分：150.00，做题时间：90分钟)一、单选题(总题数：25，分数：75.00)1.化学键中既无方向性又无饱和性的为______。
（分数：3.00）A.共价键B.金属键√C.离子键解析：2.立方结构的(112)与(113)晶面同属于______晶带轴。
（分数：3.00）A. √B.C.解析：3.晶体的对称轴中不存在______。
（分数：3.00）A.3次对称轴B.4次对称轴C.5次对称轴√解析：4.半结晶期是指______。
（分数：3.00）A.结晶时间进行到一半时对应的时间B.固相量为一半时对应的时间√C.上述(A)和解析：5.fcc晶体若以100面为外表面，则表面上每个原子的最邻近原子数为______个。
（分数：3.00）A.12B.6C.8 √解析：6.最难以形成非晶态结构的是______。
（分数：3.00）A.陶瓷B.金属√C.聚合物解析：7.下面关于Schottky和Frenkel缺陷的表述中，错误的为______。
（分数：3.00）A.Schottky缺陷同时包含空位和间隙原子√B.Frenkel缺陷的形成能通常较Schottky缺陷大C.同温度下，通常Schottky缺陷的浓度大于Frenkel缺陷解析：8.下列Burgers矢量可能表示了简单立方晶体中的全位错：（分数：3.00）A.[100] √B.1/2[110]C.1/3[111]解析：9.下面关于位错应力场的表述中，正确的是______。
（分数：3.00）A.螺型位错的应力场中正应力分量全为零√B.刃型位错的应力场中正应力分量全为零C.刃型位错的应力场中切应力分量全为零解析：10.能进行滑移的位错为______。
（分数：3.00）A.肖克利不全位错√B.弗兰克不全位错C.面角位错解析：11.铁素体(bcc，点阵常数a b=0.287nm)与奥氏体(fcc，点阵常数a f=0.365nm)间可形成K-S关系([111]b∥[110]f，，则在半共格界面上沿[111]b方向上的位错间距为______。
2005传热学试卷
A.粗管和细管的c h 相同B.粗管内的c h 大C.细管内的c h 大D.无法比较二、填空题(每小题2分，共20分)1．导热微分方程式的主要作用是确定 。
2．导热的第三类边界条件是指已知__ ______。
3．影响对流换热的主要因素有________、________、________、________和几何因素。
4．一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时 。
5．凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中___ _____比___ _____换热有较大的换热强度，工程上常用的是__ ______。
6．某燃煤电站过热器中，烟气向管壁换热的辐射换热系数为20W/(m 2·K)，对流换热系数为40W/(m 2·K)，，其复合换热系数为___ _____。
7．气体辐射具有2个特点：(1)____ ____；(2)____ ____。
8.已知某大平壁的厚度为15mm ，材料导热系数为0.15W m K /() ，壁面两侧的温度差为150℃，则通过该平壁导热的热流密度为 。
9．温度边界层越____ ____，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越____ ____越好。
10．Pr(普朗特)准则反映__ _____的准则，它表征了___ _____的相对大小。
三、名词解释(每小题3分，共18分)1．温度边界层2．肋壁总效率3．灰体4．换热器的效能5．非稳态导热6．凝结换热得分 评卷人得分 评卷人五、计算题(每小题6分，共30分)1.某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm 和100mm ，导热系数分别为0.8W/(m ·K)和0.5W/(m ·K)，炉墙内外侧壁面温度分别为 700°C 和50°C ，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为0.11W/(m ·K)的保温板代替红砖，其它条件不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m 2，至少需要用多厚的保温板。