2011华科传热学考研真题

2011年传热学考研真题

一、简答

1）什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映的物理实质是什么？

2）若平壁和长圆筒壁的材料相同，温度条件相同，且平壁的表面积等于圆管的内表面积。试问哪种情况导热量大？并画出平壁和长圆筒壁中的温度分布曲线。

3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。Bi满足什么条件时可使用集总参数法？4）表面传热系数是从什么公式定义出来的？与哪些因素有关？有哪些方法解决对流换热问题？

5）管内流动充分发展段中心汇合处流体温度和速度沿轴向不发生变化，这种说法正确吗？为什么？

6）角系数的性质有哪些？角系数计算，如图，下列正确的是？

（1）X(2a+2b),1 > X2a,1+X2b,1

（2）X(2a+2b),1 = X2a,1+X2b,1

（3）X(2a+2b),1 < X2a,1+X2b,1

7）人们常用塑料薄膜来保护幼苗的生长，为什么使用塑料薄膜有利于幼苗的成长？

8）在波长λ<2mm的短波范围内，木板的光谱吸收比小于铝板，而在长波(λ>2mm)的范围内则相反。在木板和铝板同时长时间放在太阳光下时，哪个温度高？为什么？

二、分析

1）

直径为d，长为L的长圆棒放置在环境中，两端接墙，左侧温度为t1，右侧温度为t2，环境的表面传热系数为h，环境温度为t f，试建立长圆棒的导热微分方程并写出定解条件。2）管内湍流强制对流换热时，Nu数与Re数和Pr有关，试以电加热方式加热管内水的强制对流为例，说明在实验过程中应测定哪些物理量。

3）两漫灰平行平板间存在辐射换热，并保持表面温度T1>T2，表面发射率分别为ε1，ε2。为减少两板间的辐射热流，用一个两侧面发射率不同的薄遮热板将两板隔开。试问：

（1）为使两板之间的辐射换热有最大的减少，遮热板应如何放置？即应将该板发射率小的还是大的一侧朝向温度为T1的平板？

（2）上述两种放置方法中哪一种使遮热板温度更高？

三、

1）一块单侧表面积为A1，初温为t0的平板，一侧表面突然收到恒定热流密度为q0的加热，另一侧表面则受温度为t f的气流冷却。表面换热系数为h，试列出物体温度随时间变化的微分方程并求解之。设内热阻可以不计，其他的几何、物性参数均已知。

2）反应堆中的棒束元件被纵向水流所冷却（如图所示），已知冷却水平均温度t f=200℃，平均流速u=8m/s。元件外直径d=9mm，相邻元件的中心间距s=13mm，被冷却表面的平均热流密度q=1.7×106W/m2。试求被冷却表面的平均表面传热系数和平均壁面温度（忽略入口效应和由温差所引起的修正）。Nu=0.023Re0.8Pr0.33）两块尺寸为1m×2m，间距为1m的平行平板置于室温t3=27℃的大厂房内，平板背面不参与换热。已知两板的温度和发射率分别为t1 =827℃，t2 =327℃和ε 1 =0.2，ε 2 =0.5，X1,2=0.285，试计算两板间的净辐射传热量。