东南大学传热学2008考研真题及答案详细解析
考研真题--传热学复习资料(习题与解答)
传热学复习题及其答案（Ⅰ部分）一、 概念题1、试分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。
答：有以下换热环节及传热方式：（1） 由热水到暖气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热；（2） 由暖气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 由暖气片管道外壁到室内空气，热传递方式有自然对流换热和辐射换热。
2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程，各个环节有哪些热量传递方式？答：有以下换热环节及传热方式：（1） 室内空气到墙体内壁，热传递方式为自然对流换热和辐射换热；（2） 墙的内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 墙的外壁到室外空气，热传递方式有对流换热和辐射换热。
3、何谓非稳态导热的正规阶段？写出其主要特点。
答：物体在加热或冷却过程中，物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，物体初始温度分布的影响逐渐消失，这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。
4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式，并说明其物理意义。
答：（1）努塞尔(Nusselt)数，λlh Nu =，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。
（2）雷诺(Reynolds)数，νl u ∞=Re ，它表示惯性力和粘性力的相对大小。
（3）普朗特数，a ν=Pr ，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。
（4）毕渥数，λlh B i =，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。
5、竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加还是减小？为什么？。
答：竖壁倾斜后，使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一部分，液膜流1/423l l x l s w gr h 4(t t )x ρλη⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦动变慢，从而热阻增加，表面传热系数减小。
另外，从表面传热系数公式知，公式中的g 亦要换成θsin g ，从而h 减小。
6、按照导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？答：根据导热机理可知，固体导热系数大于液体导热系数；液体导热系数大于气体导热系数。
2000-2016东南大学传热学真题全集
表面以及热绝缘层的外表面温度相同，试问：两管每米的热损失相同吗？若不同，哪个 大？试证明之 4， 在进行管内强迫对流换热实验研究时，需测量哪些量，如何测，实验结果如何整理？ 5， 简述 Bi 和 Nu 的同异，并说明两者在传热学中的作用。 三，计算题 1 厚度为的大平板，通过电流时发热率为 3×104w/m3 ,板的一个表面绝热，另一个表面暴露 在 25℃，的空气中，若空气与平板间的换热系数为 3w/(m ·K)，试 （1）写出该问题的微分方程及定解条件 （2）求平板内温度分布表达式 （3）求平板的最高温度 2 直径为 0.13mm 的导线暴露在－30℃的空气流中，气流速度为 230m/S，导线长 125mm， 并用电加热试求导线表面温度为 170℃所需的电功率 3 一直径为 200mm 的圆盘电热器 1 的上方有一直径为 400 mm 的半球罩 2.它们被纺织在温度 为 27℃的大房间中，（房间气体试为透热气体），盘底部和侧面均绝热，已知 t1=727℃， t2=227℃，ε1=0.9，ε2=0.1, 试画出辐射网络图 并求加热器和半球罩之间的辐射换热量 计算加热器的功率 4 有一台逆流套管式换热器，用 100℃的热油将 25℃的水加热到 50℃，而热油被冷却到 65℃， 换热器的传热系数 340w/(m2 ·K)，如油的比热容为 1950J/(Kg ·K)，质量流量为 0.4kg/S， 水的比热容求换热器的换热面积，使用一段时间后，油使传热面产生一层污垢，使油的出口 温度只能降到 80℃，求污垢系数 Rr(m2●K/W)
东大传热学考试真题试卷与解析
东大传热学考试真题试卷与解析作为一门重要的工程学科，传热学在工程领域有着广泛的应用。
而东大传热学考试作为评判学生掌握传热学知识水平和能力的重要标准，备受学生关注。
本篇文章将为大家介绍东大传热学考试真题试卷与解析，帮助学生更好地备考。
第一部分：选择题1. 下列哪个物理量不是热力学系统的状态函数？A. 压力B. 温度C. 体积D. 功解析：根据热力学基本公式可知，状态函数的变化与路径无关，且可以通过系统的初始状态和终态确定。
从选项中可以看出，A、B和C都是状态函数，而D属于过程函数。
因此，D是答案。
2. 已知一根长为L的均质杆，两端温度分别为T1和T2。
若导热系数为k，截面面积为A，则杆内的导热速率为：A. Q = kA(T1 - T2) / LB. Q = k(T1 - T2) / (LA)C. Q = kA(T2 - T1) / LD. Q = k(T2 - T1) / (LA)解析：根据傅里叶热传导定律可知，导热速率与导热系数、截面积、温度差和长度有关。
根据选项中的表示可以得知，A是答案。
3. 对于传热问题进行数值模拟计算时，可以使用的方法包括：A. 有限差分法B. 有限元法C. 边界元法D. 所有方法都可以解析：传热问题的数值模拟计算可以采用有限差分法、有限元法和边界元法等多种方法。
因此，答案为D。
第二部分：填空题1. 热力学第零定律是指当两个系统与一个第三个系统达到热平衡时，它们之间的________是相等的。
答案：温度2. 斯特藩-玻尔兹曼定律用于描述________传热。
答案：辐射3. 热传导过程中的传热速率与温度差的倒数________成正比。
答案：线性第三部分：计算题1. 一个具有热导率为0.5 W/(m·K)的材料，其厚度为4 cm。
在温度-厚度坐标系中，已知某一点的坐标为(40°C，2 cm)，该点的导热速率为2 W/m²。
求该点的温度梯度。
解析：根据导热速率的定义，可以得到温度梯度的计算公式为k = Q / (AΔT/Δx)，其中Q为导热速率，A为截面积，ΔT为温度差，Δx为长度差。
《传热学》考研试卷题库2008
南京工业大学硕士研究生入学考试复试题库（2008）一、填空题1、膜状冷凝换热的主要热阻是 。
2、 的物体叫做黑体； 的物体叫做白体； 的物体叫做透明体。
3、强化传热通常是对整个传热过程中的 最小亦即 最大的传热环节进行强化，这样得到的效果最为显著。
4、工程上的冷凝器通常设计成将饱和蒸汽在水平或近于水平放置的传热管的管外被冷凝，这是因为 。
5、导热系数是衡量 的物性参数。
6、普朗特数Pr= ，是流体的物性参数，反映了流体的 能力与 能力的对比。
当流体沿与之温度不等的固体壁面流动时，它又反映了 厚度与 厚度的相对大小。
7、工程上的蒸汽发生器，一般都设计在 沸腾的范围，在这个范围内，由于 的剧烈扰动，使得沸腾换热系数和热流密度都明显大于单相流体介质的对流换热系数和热流密度。
8、在非稳态导热过程中，无因次准则数Bi 的物理意义是 。
若Bi →∞，说明 热阻可以忽略，即在导热过程的一开始，物体的表面温度接近于流体的温度；若Bi →0，说明 热阻可以忽略，即在导热过程的任意时刻，物体内部各处的温度均匀，物体的整体温度随时间的推移逐渐趋近于流体的温度。
9、 影响对流换热的因素有以下五个方面：（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） 。
10、 无量纲准则数λhLNu =表示流体层的 与相同温差条件下流体层的 之比。
11、 黑体是一种理想物体，其对外界来的投入辐射的吸收比α 1。
人工黑体模型，是指该模型对外来辐射吸收的总效果，但就其局部表面而言，α 1。
12、 实际物体的发射率是一种物性参数，取决于物体材料的 、 、及 ，与外界条件无关；而实际物体的吸收比取决于 和 。
二、选择题1、烟气在管内流动时将热量最终传递到管外环境空气的各传热环节中包含的传热方式有 （ ）A 、导热和对流；B 、对流和辐射；C 、导热和辐射；D 、导热、对流和辐射 2、具有发射和吸收辐射能的能力的气体有 （ ） A 、空气和氢气； B 、氮气和氧气 ； C 、水蒸气 ； D 、二氧化碳； F 、烟气 3、导热系数是表明物质导热能力的物性参数，通常由（ ）等因素决定。
传热学-稳态导热例题
专题二 稳态热传导
【解】
专题二 稳态热传导
【名校真题解析】29 （北京科技大学2012） 【计算题】考察一管长6m, 内、外径分别为7.4cm、
8.0cm，导热系数为14W/(m·℃)的压缩空气管道。管的外表 面由总功率为300W的电阻带均匀加热，外包绝热层，通过 绝热层的散热损失为15％。管内空气的平均温度为−10℃ ， 管道内表面的对流换热系数为30 W/(m2·℃)。试：
专题二 稳态热传导
温度场分布：
r=r2 处有最高温度：
t2
tf
q h
t2
150 ℃ 1.05105 3 500
q 2 (t1 t2 ) 2
t1
q 2 2
t2
186.30C
燃料层控制方程： 料层边界条件：
燃料层温度分布：
t
Φ
21
1
2
2
x2
t1
燃料层最高温度：
t0
t1
1 22
21
196.8℃
【计算题】一长为L的长圆柱内热源为 ，常物性，导 热系数为λ，左端面和侧面都绝热，右端与流体接触，温 度为tf，表面传热系数为 h，求
①写出微分方程和边界条件 ②温度分布 ③最大温度tmax
【解】 控制方程:
边界条件:
第一次积分:
第二次积分:
x L,
tL
Φ 2λ
L2
c2
tf
L ; h
c2 =t f
L h
Φ 2λ
L2
温度分布: 当x=0时，取得最大温度:
专题二 稳态热传导
【名校真题解析】 25（北京科技大学2011） 【计算题】考察一功率为800W的家用电熨斗
东大传热学考试真题试卷与解析
东大传热学考试真题试卷与解析一、引言传热学是研究热量传递规律的科学，是能源、动力、化工、建筑等领域的重要基础学科。
作为大学课程中的一项重要考试，传热学考试的试卷解析对于学生理解和掌握传热学知识具有重要意义。
本文将对一份东大传热学考试真题试卷进行解析，帮助读者深入理解传热学知识。
二、试卷内容与结构本次试卷包括选择题、填空题、计算题和论述题四种题型，共100分。
其中，选择题30分，填空题20分，计算题30分，论述题20分。
试卷内容涵盖了传热学的基本原理、导热、对流、辐射换热等多个方面。
三、试题解析1、选择题选择题主要考察学生对基本概念和原理的掌握，如导热系数、表面传热系数等。
通过这些题目，可以检验学生对基础知识的掌握程度。
2、填空题填空题主要考察学生对专业术语和基本概念的掌握，如热传导系数、对流换热系数等。
这些题目有助于学生巩固基础知识，加深对概念的理解。
3、计算题计算题主要考察学生对传热学知识的应用能力，如平板导热的计算、流体流动换热的计算等。
这些题目需要学生灵活运用所学知识解决实际问题，提高了解题能力。
4、论述题论述题主要考察学生对传热学某一方面的理解深度和广度，如对流换热的强化技术、热辐射在太空环境中的应用等。
这些题目需要学生结合所学知识和实际应用进行深入思考和分析，有助于培养学生的创新思维和解决问题的能力。
四、解析方法与技巧1、掌握基础知识对于任何一门学科的考试，掌握基础知识都是至关重要的。
在传热学考试中，学生需要熟练掌握基本概念和原理，这是正确解题的关键。
2、注重解题思路在解决计算题和论述题时，学生需要注重解题思路。
首先明确题目所涉及的知识点，然后分析问题并提出解题方案，最后验证答案的正确性。
3、善于总结规律通过对试卷中各类题型的练习，学生可以总结出一些解题规律。
例如在选择题中，有些选项可以通过直接判断排除；在填空题中，有些题目可以通过联想和推理得到答案；在计算题中，有些题目可以通过数学模型进行简化计算等。
东南大学传热学考试真题试卷与解析
（)
4、初温为100℃的热水，流经内径为16mm、壁厚为1mm的管子，出口温度为80℃；与管外冷水的总换热量为350kW，试计算管内平均换热系数。（10分）
准则方程：水的物性简表：
解：
东大2007—2008学年第一学期期末考试
《传热学》试题（A卷）试题答案
一、填空（每空1分，共20分）
9、傅立叶定律中的负号表示热流方向与温度梯度方向相反。
10、温度边界层越厚，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越薄越好。
11、内部流动与外部流动的区别主要在于换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展。
12、影响核态沸腾的主要因素是壁面过热度和汽化核心数。
二、选择题（每题2分，共10分）
1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。
4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。
A.重力和惯性力； B.惯性力和粘性力； C.重力和粘性力； D.浮升力和粘性力
5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。
A.1417.5W/m2，将增大 B.1417.5W/m2，将减小
解：(1)单位面积散热损失：
q= = =1444.4W/ m2（5分）
(2)以保温板替代红砖，由于炉墙热损失不得高于q0=1kW/m2
δ2≥λ2( )=0.11×( )=0.044m=44mm（5分）
2、对于如附图所示的几种几何结构，计算角系数 。（每题3分，共6分）
⑴ 半球内表面与1/4底面； ⑵ 球与无限大平面；
3、影响对流换热的一般因素有哪些？
答：影响对流换热的一般因素有：⑴流动的起因和流动状态（1分）；⑵流体的热物理性质（1分）；⑶流体的相变（1分）；⑷换热表面几何因素（1分）。
东南大学传热学考试真题试卷与解析
（)Байду номын сангаас
4、初温为100℃的热水，流经内径为16mm、壁厚为1mm的管子，出口温度为80℃；与管外冷水的总换热量为350kW，试计算管内平均换热系数。（10分）
准则方程：水的物性简表：
解：
东大2007—2008学年第一学期期末考试
《传热学》试题（A卷）试题答案
一、填空（每空1分，共20分）
4、如图所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试答：指出①，②，③3处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设①，②，②处对球心所张立体角相同。
答：由黑体辐射的兰贝特定律知，定向辐射强度与方向无关。故Il＝I2=I3。（2分）
而三处对球心立体角相当，但与法线方向夹角不同，θ1＞θ2＞θ3。所以①处辐射热流最大，③处最小。（2分）
11、将一个黑体表面的温度由30℃增加到333℃，该表面的辐射力增加了16倍。
二、选择题（每题2分，共10分）
2、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些?
解 假定人体表而温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热（1分），而在无风时属自然对流换热(不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时)（1分）。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从入体带走的热量更多，所以感到更冷一些（3分）。
3、北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜？为什么？
答：霜会容易结在树叶的上表面（2分）。因为树叶上表面朝向太空，而太空表面的温度会低于摄氏零度（1分）；下表面朝向地面，而地球表面的温度一般在零度以上（1分）。相对于下表面来说，树叶上表面向外辐射热量较多，温度下降的快，一旦低于零度时便会结霜（1分）。
传热学考试答案
传热学考试答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2008传热学试卷（1）标准答案一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分]1．导温系数是材料 物体内部温度扯平能力 的指标，大小等于 λ/ρC 。
2．影响强制对流换热的主要因素有 流体的物性，状态，壁面结构。
3．动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为5/4Re 0296.0x x Nu =，适用条件是Pr=1。
4．影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。
5．自膜化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关，其发生的条件是流体处于湍流自然对流。
6．同一壳管式换热器，逆流布置时对数平均温压最大，顺流布置时对数平均温压最小。
7．在热辐射分析中，把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。
8．通常，把k m w ./12.0≤λ的材料称为保温材料。
9．有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能，它包括本身辐射和反射辐射两部分。
10．傅立叶定律的数学表达式是xt A Q ∂∂-=λ。
二．问答及推导题：（共50分）1. 名词解释：（10分）[评分标准：每小题2分]① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量.② 热边界层：在壁面附近温度剧烈变化的薄层.③ 导温系数：ca ρλ= 表示物体内部温度扯平的能力.④ 膜状凝结：凝结液能很好的润湿壁面,在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻.⑤ 太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 2 2.试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原理。
（10分） 答：三种方法（1）流速u 提高，（2）直径d 减小，（3）采用强化的换热面。
—————（6分） 原理n f f f Nu Pr Re 023.08.0=或2.08.0du h ∝———————（4分）3.根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中哪个区段 具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热时必须严格监视并控制热 通量在临界热通量以内？（10分）答：四个区段， 核态沸腾。
东南大学传热学真题精解
东南大学1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题1．直径100mm的蒸汽管道，绝热层外径250mm，若绝热层内外璧温度均不变而改用新的绝热材料（已知导热系数λ=1λ/2，单2位体积价格G=22G）。
问价格相同时，但位管厂的热损失变化1是多少？2．两个表面黑率的平行平板，其温度分别为T与2T。
板间辐射换1热，热在中间插入一块厚δ，导热系数λ，表面黑率ε的平板，问热流有什么变化？3．空气在方管内作强迫对流紊流时，若流量增加一倍，问对流换热系数变化多少？压力损失多少？（阻力系数与雷诺数无关）4．设计一个采用瞬态导热理论测试材料热物性（如导热系数a）的实验装置。
说明其工作原理与测试方法。
5．用裸露热电偶测量管中的气流温度，热电偶读数t=170c︒，已1知管壁温度t=90c︒，气流对热接点的对热换热系数2α=50c/，接点表面黑率ε=0.6，试确定气流的温度。
若考mw︒2虑热电偶导热的影响，则真实的温度应有何变化？6． 流量为的907kg/h 水，通过长4.6m 的钢管，水温16c ︒升高至49c ︒，钢管内壁温度66c ︒。
求钢管的内径。
水的物性：东南大学1996年传热学研究生入学考试一． 请设计一个存放液氮的金属容器，附上简图并加以说明（按传热学原理） 二． 导热微分方程)(222222zT yT xT T ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂ατ的推导过程与条件三． 请说明并比较换热器计算中的平均温压与传热单元数法。
四． 长铜导线置于温度为∞t 的空气中，已知导线的电阻值为m/10*63.32Ω-，密度为3/9000mKg =ρ，比热CKg J C∙=/386，直径为2.2mm ，问当为8A 的电流通过及对流放热系数Cm W*/1002=α时，该导线的初始温升及其时间常数是多少？ 五． 流量为h Kg/10*11.03的水在直径为50mm 的管内作强迫对流换热，管内表面温度为50℃。
试问水由25℃加热到35℃需要多长的圆管?)*/174.4(C Kg KJ C=水的物性六． 由表面1与表面2两平行黑体表面组成的空腔，内有空气流过，进出口空气的平均温度为27℃，空气与热壁的对流换热系数为50W/C m *2,空腔是窄通道。
2008传热学试卷(2)答案
2008传热学试卷（2）标准答案一.填空题：（共20分）[评分标准：每个空格1分]1．热量由高温流体经固体壁面传给低温流体，这种过程称为传热过程。
2．表征物体导热能力的物理量是导热系数。
3．努谢尔特准则的表达式是λhlNu =。
式中各符号的意义是h 对流换热系数.L 特征尺寸.λ导热系数。
4．集总参数法使用的条件是Bi ≤0.1。
5．凝结换热有膜状凝结和珠状凝结两种方式,其中珠状凝结换热效果好。
6．影响核态沸腾的因素主要是壁面过热度和汽化核心数。
7．湿砖的导热系数比水的导热系数大。
8．饱和沸腾曲线有四个换热规律不同的区域,分别指自然对流. 核态沸腾.过渡沸腾和稳定膜态沸腾。
9．定向辐射强度与方向无关的规律，称为兰贝特定律。
10．换热器热计算的两种基本方法是平均温压法和传热单元数法。
二．问答及推导题：（共50分）1.名词解释：（10分）[评分标准：每小题2分]①光谱辐射力：单位时间内物体的单位表面积向半球空间所有方向发射出去的某一特定波长的能量。
②温度边界层：把贴壁处温度剧烈变化的薄层称为速度边界层。
③饱和沸腾：流体的主体温度达到了饱和温度，壁面温度大于饱和温度时发生的沸腾称为饱和沸腾。
④肋效率：基温度下的理想散热量假设整个肋表面处于肋肋壁的实际散热量=f η⑤ 付立叶数：2la Fo τ=非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。
2.在换热器的传热面上设置肋片的作用是什么，推出肋片的传热微分方程式。
（10分）答：在h 小的一侧加肋可提高传热系数。
——————（2分） 未加肋时 0111h h k i ++=λδ ————（2分）加肋后 βηλδ00111h h k i ++=βη0＞＞1——————（2分）0222=-θθm dx d 022=+λv q dx t d c C s v A hP dx A q θ-=Φ-= ——————（4分）3.试绘出下面条件下换热器冷热流体随换热面的温度变化曲线。
东南大学传热学真题(全)
东南大学二OOO 位研究生入学考试题一．解释下列现象：（本题共25分，每题5分） 1，冰箱里结霜后，耗电量增加;2, 某厂一条架空敷设的电缆使用时发现绝热层超温，为降温特剥去一层绝热材料，结果发现温度更高。
3， 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℃，但感觉不同。
4， 大气中的 CO2 含量增加，导致地球温度升高。
5， 同样是-6℃的 气温，在南京比在北京感觉要冷一些。
二．半径为s γ 圆球，其热导率（导热系数）为λ单位体积发热量为Qr,浸在温度为tf 的 流体中，流体与球表面的对流换热系数为h, 求稳态时，(1) 圆球内的温度分布，(2)当0.1, 4.5/(s m w m γλ==⋅℃), 25000/v Q w m =,215/(h w m =⋅℃), 20f t =℃时，球内的最高温度。
（本题15分）三．采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。
现测得铂丝直径d=0.1mm,长10mm ，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A,表面温度为200℃,已知0.3851/30.911Pr um em mR N =，空气的物性参数见下表，求气流的速度u ∞( 本题15分)附：空气的物性参数t ℃ λ/(w m ⋅℃) ν 2/m s Pr20 2.59210-⨯ 21.4610-⨯ 0.703 110 3.27210-⨯ 24.3610-⨯ 0.687 200 3.93210-⨯ 26.0610-⨯ 0.680四，用一裸露的热电偶测烟道内的烟气温度，其指示值为280℃ 已知烟道壁面温度为250℃ 热电偶的表面温度为0.9℃，与烟气的对流换热系数为1002/(w m ⋅℃)求烟气的实际温度。
若烟气的实际温度为317℃，热电偶的指示值为多少？（本题15分）五，一条供热管道长500m ，架空敷设，管道内径为70mm ，管内热水与外部空气的总传热系数为1.82/(w m ⋅℃)流量为1000kg/h,比热为4.168J/(kg .℃).若入口温度为110℃ 空气温度为—5℃ 求出口热水温度。
2007-2008学年第一学期传热学A答案(DOC)
一、填空（每空1分，共20分）1、温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为 等温面 。
2、就引起流动的原因而论，对流换热可区分为 自然对流 与 强制对流 两大类。
3、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是 有效 辐射，定义为 灰体表面的本身辐射和反射辐射之和 。
4、热电偶的 时间常数 是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。
5、所谓同类物理现象，指那些用 相同形式 并具有 相同内容的微分方程式 所描写的现象。
6、强化传热的方法之一是提高K 值。
要提高K 值,则应改善对流换热表面传热系数 较小 的一侧的传热条件（对流换热表面传热系数小的还是大的）7、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式，分别为 膜状凝结 和 珠状凝结 ，工程设计的依据是膜状凝结 。
8、由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越 小 ,其两侧的温度差越 小 。
9、傅立叶定律中的负号表示 热流方向与温度梯度方向相反 。
10、温度边界层越 厚 ，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越 薄 越好。
11、内部流动与外部流动的区别主要在于 换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展 。
12、影响核态沸腾的主要因素是 壁面过热度 和 汽化核心数 。
1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。
A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体2、有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X 1，2=0.4,X 1，4=0.25，则X 1，3为( D )。
A.0.5 B.0.65 C.0.15 D.0.35 3、温度对辐射换热的影响（ B ）对对流换热的影响。
A.等于； B.大于； C.小于； D.可能大于、小于4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。
A.重力和惯性力；B.惯性力和粘性力；C.重力和粘性力 ；D.浮升力和粘性力5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。
传热学2008
2008年硕士研究生入学试题考试科目: (811)传热学(答案必须写在答题纸上,写在试题或其他纸上无效)一．填空：（每空1.5分，共15分） 1．傅里叶导热定律的数学表达式是 ；其中负号表示 。
2．蒸汽在温度低于其饱和温度的壁面上有两种凝结形式,即膜状凝结和 ；通常的表面传热系数更大些。
3．当Pr>1时，热边界层的厚度 流动边界层的厚度。
4．n 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。
5． 在工业上常见的温度范围内，H 2、H 2O 、N 2、CO 、CO 2、O 2、中，不参与辐射换热的气体有 。
6．加肋后的总面积与未加肋时的表面积之比称为 。
7．效能的定义式 ；传热单元数的定义式 。
二、回答问题（每小题8分，共40分）1. 有人求出一个二维稳态常物性无内热源导热问题的解为t=50x 3y -2你认为正确吗？为什么？ 2. 为了强化传热要在换热面上加肋片，应加在哪一侧？为什么？ 3．气体辐射有哪些特点？并用其解释“大气温室效应”。
4. 已知一逆流换热器热流体的11c q m 大于冷流体的22c q m 。
（1）画出冷、热流体温度随面积A的变化曲线；（2）写出其对数平均温差计算式。
5. 两无限长同心套管之间插入一同心的筒状遮热罩，试问这遮热罩离内外管之间距离的变化对辐射换热有何影响？为什么？ 三、计算1．蒸汽直管道的外径为150mm 准备包两层厚度都是25mm 的不同材料的保温层，a 种材料的导热系数为0.04W/(m.K)；b 种材料的导热系数为0.1 W/(m.K).若温差一定，试问两种材料哪种放在里层保温效果更好？计算两种情况换热量相对大小？（12分）2．30℃的大铜板，被置于400℃的炉中加热10分钟后，测得铜板温度上升到150℃，已知铜板两侧与周围环境间的表面传热系数为125w/(m 2.k)，铜板的ρ=8440kg/m 3；Cp=377J/(kg.k)；λ=100w/(m.k)，试计算铜板的厚度？（11分）3．流量为0.3kg/s 的水在内径为20mm 的管内流动，并使水从100℃冷却到60℃，管内壁平均温度为50℃，试计算所需管长L ？（不考虑修正）（15分）4． 在两块无限大平行平板1和2间，插入一块很薄且两侧表面发射率不相等的第三块平板。
东南大学传热学真题
7.一逆流同心套管式换热器，加热介质和被加热介质都是水流量相同，假设睡的物性不随温度变化，试画出冷水和热水的温度沿管长的变化曲线。
8.水蒸气在0.5mm×0.2mm的垂直平板上凝结，该平板应如何放置能使传热效果更好些（假设液膜内是层流流动）？
三．采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。线测得铂丝直径d=0.1mm，长10mm，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A,表面温度为200℃，已知Nu=0.911Re0.335Pr0.33，空气的物性参数见下表，求气流的速度u。（本题15分）
四．用一裸露的热电偶测烟道内的烟气速度，其指示值为280℃，已知烟道壁的壁面温度为250℃，热电偶的表面黑度为0.9，与烟气的对流换热系数为100 w/(m2﹒℃).求烟气的实际温度。若烟气的实际温度为317℃，热电偶的指示值为多少？（本题15分）
五．一条热管道长500m，架空敷设，管道内径为700mm，管内热水与外部空气的总传热系数为1.8 w(m2﹒℃)，流量为1000kg/h，比热为4186J/(kg﹒℃),若入口温度为110℃，空气温度为-5℃，求出口的热水温度。（本题15分）
六．一长为h,宽为b，厚度为δ的铝板水平放置（b》δ），长度方向的两端温度均为t，底面绝热，周围空气的温度为tf，与铝板的对流换热系数为h。射铝板的导热率为λ，求铝板的温度分布。
东南大学
2004年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
试题编号：531
试题名称：传热学
一．选择填空（共30分，每小题3分。答错一题扣四分，不答扣三分，本题不得负分）
1.将初始温度为t0的小铜球放入温度为t∞的水槽中，如果用集总参数法来分析，则在经过的时间等于时间常数tc时，铜球的温度为（）
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4、一套管换热器，管外为 100℃的饱和水蒸气，流量为 0.1 Kg/s，流出时干度 为 0.4，管内冷水进口温度为 35℃，流量为 0.6Kg/s。试求： （1）冷水出口温度 （2）换热器平均温差 （3）传热单元数
2
2008 年传热学专业课试题解析
③
（2） 2、这个题我觉得它回忆不完整，但没事，考的应该任然是横掠单管。这样的话题目就跟往 常一样（2007 年的第 2 题一样） ，很好计算。 3、如图所示，设并联部分的热阻为 R 则由
1 1 R A1 X1,2
1 的求得 R 1 1 A1 X1,3 A2 X 2,3
对 J1 :
Eb1 J1 Eb 2 J1 0 1 1 R A11
一、 名词解释 1、集中参数法：当固体内部热阻远小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度趋于一致，
以致可以认为整个固体在同一时刻处于同一温度下， 这时所要求解的温度 仅是时间的一元函数， 而与空间坐标无关。 这种忽略物体内部导热热阻的 简化分析方法称为集中参数 法。
2、充分发展段：当速度边界层即温度边界层汇合于管子中心线后，流动逐渐趋于稳定，则
c
收敛条件是： 1-2(Fox Foy ) 0 ，即 Fox Foy 2、
1 2
左图是局部换热系数 hx 随高度的变化而变化的曲线， 由图可知： 层流时，局部换热系数主要取决于边界层的厚度，从竖壁下部 开始，随着高度的增加，边界层厚度增加，因此局部换热系数 减小；高度继续升高时，层流会经过过渡阶段，此时由于流动 扰动和混合，局部对流换热系数增大，达到稳定湍流（ C ） hx 达到恒值。 如图，a 代表宽度为 2H、高度为 H 的竖壁，b 代表宽 度为 H、高度为 2H 的竖壁。显然 1 和 1’及 2 所代表的 区域换热强度相同，有差异的是 2 和 2’。 ’ ’ ①若 2 处于层流状态，则显然 2 的边界层厚度大于 2 ’ ’ （1 ） ，所以 2 的换热系数更低，总体上 a 换热强 度大于 b。 ②若 2’处于非层流状态则有可能大于 2。所以总体上 b 的换热强度可能大于 a。
x
y
i i tm tm ,n1 ,n
y
x
i i tm tm ,n1 ,n
y
x) xy
3
i 1 i i i i i 化简得 t m Fox (t m tm ) Foy (t m +t m )+[1-2(Fox Foy )]t m ,n 1,n 1,n ,n1 ,n1 ,n
为 1℃、传热面积为 1m2 时的热流量，是表征传热过程强烈程度的标尺。
二、 简答题 1、相似原理是在相似理论指导下用试验方法求解对流换热问题，所研究的是相 似物理现象之间的联系，相似理论使个别实验结果上升到代表整个相似组的 地位，所得结果具有通用性。因实验中只需测定准则数中包含的物理量，从 而避免了实验测量的盲目性，所求方程的解由相似准则组成的准则关联式求 出；整理实验数据时按准则方程的内容进行，解决了实验数据的整理问题， 在相似理论指导下安排实验，可以大大减小试验次数和工作量，并减少实验 的盲目性。 2、温室效应的原因是温室气体对辐射的吸收具有选择性，这一原理应用于玻璃 暖房种植蔬菜： 当太阳光照射到玻璃上时，由于玻璃对波长小于 3.0μm 的辐 射能穿透比很大，从而使大部分太阳能可以进入到暖房；暖房中的物体由于 温度较低， 其辐射能绝大部分位于波长大于 3.0μm 的红外范围，玻璃对波长 大于 3.0μm 的辐射能的穿透比很小，从而阻止了辐射能向暖房外散失，起到 了温室效应的效果。 3、异：①换热微分方程中 h 是未知量，而第三类边界条件里一般为已知； ②换热微分方程中 是流体的导热系数，而第三类边界条件里一般为导热固体的； ③换热微分方程中
5
'' ' t2 t2
135.46 35 89℃，即出口温度为 89℃ c2 qm 2 4.181 0.6
（2） tm
tmax tmin 100 35 100 89 30.40 0C tmax 100 35 ln ln tmin 100 89
2 2 0.05 = =0.091m 91mm 80mm 。若圆柱外径 d 小于 h0 1.1
3、临界绝缘直径 dcr
d cr 时，散热量随着 d 的增大而增大；若圆柱外径 d 大于 d cr 时，散热量随着 d
的增大而减小，外径在 d cr 处散热量达到最大值。此处若外包材料的外径小于 91mm,则起加速换热的效果，在外径达到 91mm 时效果最好；若外包材料外径 一旦超过 91mm，则起保温作用。 4、显然 X1,2=1 、 X3,2=1。由图可知，单位面积的总辐射热阻为
t t 为近壁流体的温度梯度，而第三类边界条件中 一般为导 x y
热固体边界处的温度梯度
同：都是有能量守恒定律所导出 三、建模与理论分析 1、 cxy
i 1 i tm tm ,n ,n
(
i i tm tm 1,n ,n
x
y
i i tm tm 1,n ,n
1 ' '' 1 (t2 t2 ) (35 95) 65℃ 2 2
查附录有 c2 4.183KJ / ( Kg K ) ，则传热量为
'' ' t2 t2
135.46 35 88.97℃ c2 qm 2 4.183 0.6
与所设相差甚多，再设出口温度为 89℃，此时 c2 4.181KJ / ( Kg K )
四、计算题 1、 （1）如图建立坐标系，原点在左表面上 d dt 微分方程： ( ) 0 dx dx
4
即：
d 2t q0 x 2 0 2 dx
①
边界条件： x 0, t tw
②
dt 0 dx q 4 q 3 由①②③可解得 t 0 x 0 x tw 12 3 x ,
J1
加热面的净辐射量 1
Eb1 J1 1 1 A11
由串联的相关性质有：
Eb 3 Eb 2 J1 Eb 2
1 A2 X 2,3 1 1 A1 X 1,3 A2 X 2,3
Eb 3
从而 T3
4
Eb 3
'' '
4、 （1）换热量 qm (1 0.4)(h h ) 0.1 0.6 (2675.14 417.52) 135.46 KW 假设冷水出口温度为 95℃，从而定性温度 tm
三、模型与理论分析（共 32 分，每题 8 分） 1、单体积位发热为 的非稳态导热物体，试列出其中心节点(m,n)点的显示差 分，并写出收敛条件。 2、高宽比为 1:2 的板 1 和高宽比为 2:1 的板 2 放在不流动的空气中，加热功 率和板子材料相同时哪个板的平均温度更高。 3、一直径为 80mm 的管子外包导热系数为 0.05W / (m2 ⋅K)，与空气换热系数 为 1.10W / (m2 ⋅K)，该导热材料起的作用是什么? 4、两块无限大平板 1 和2，平行放置，板1 的温度为T1，发射率为ε1，板2 的 温度为T2，发射率为ε2，中间插入极薄的遮热板，遮热板两面的发射率为ε3， ε4，其中ε3=2ε4（ε3<0.5）,求辐射热阻和两板之间的辐射换热量。 四、 计算题（共 70 分，前两题 20 分，后两题 15 分） 1、一无限大平壁，具有内热源 q q0 x 2 ，平壁左侧保持壁温 t w ，右侧绝热。 （1）用 x 表示平壁内的温度分布的表达式； （2）画出温度分布图。
其下游称为充分发展段
3、膜态沸腾：加热界面上形成稳定的汽膜层，气泡有规律地排离汽膜层的一种沸腾状态。 4、 维恩位移定律： 对应于黑体最大光谱辐射力的波长与热力学温度成反比即 m T 2900m K 5、传热系数：传热方程式 kAt 中，k 为传热系数。数值上，它等于冷热流体间温差
（3） kA
135.46 4.456 KJ / ( K s) tm 30.40
NTU
kA 4.456 1.772 qmc min 4.181 0.6
6
东南大学
二 00 八年攻读硕士学位研究生入学考试试题
一、名词解释（共 30 分，每小题 6 分） 1. 集总参数法 2. 充分发展段 3. 膜态沸腾 4. 维恩位移定律 5. 传热系数 二、 简答题（共 18 分，每题 6 分） 1、写出相似原理对指导实验的意义。 2、冬季太阳温室内可种蔬菜，试用辐射原理解释温室效应。 3、第三类边界条件与换热微分方程式的异同。
R 1 1
1
1 2 1 1 3 1 4 1 1 1 3 2 X1,2 3 4 X 3,2 2 1 2 2 4
Eb1 T14 ， Eb 2 T24
q Eb1 Eb 2 Eb1 Eb 2 1 1 3 R 2 1 2 2 4
1
2、流体的温度为 70℃，速度为0.6m / s，流过管子，外径为33.5mm，管厚为 3.25mm，管子外的空气温度为20℃，管子外壁与空气的对流换热系数为
h 835W / (m2 K ) ，求单位管长的散热损失。
3、三个表面组成的系统，表面1（加热面）发射率 1 ，表面2绝热，表面3为黑体（房