浙江大学传热学2004年真题解析
东南大学传热学2004考研真题及答案详细解析
c
dt d
① ②
又 V Ah(t t ) 由①②可得微分方程为 cV
dt Ah(t t ) d
'' ' t2 3、由热平衡有 qm1c1 t1' t1'' qm1c1 t2 ，而 qm1c1 qm2c2 ，因此 t1' t1'' t2'' t2'
东南大学
二 00 四年攻读硕士学位研究生入学考试试题
一、选择填空（共 30 分，每小题 3 分。答错一题扣 4 分，不答扣 3 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∞的水桶里， 如果用集中参数法来分析， 则在经过的时间等于时间常数τc 时，铜球的温度为（ ） 。 （A) t=(t0+t∞)/2 （B) t=0.632t∞+0.386t0 （C) t=0.386t∞+0.632t0 2、物体被加热时，其第三类边界条件可表示为（ ） 。 t （A) - （ ） w h(t f t w ) n t （B) （ ） w h(t f t w ) n t （C) - （ ） w h(t w t f ) n 3、冬季室内气温高于室外气温，如果用裸露的热电偶测量室内空气的温度，则 温度计的读数（ ） 。 （A) 高于空气实际的温度 （B) 等于空气实际的温度 （C) 低于空气实际的温度 4、空气横向掠过等温圆柱体， 从圆柱前驻点开始向后热边界层厚度在不断增加， 如果 Re 较小，流动保持层流，则（ ） 。 （A) 局部对流换热系数 hf 逐渐减小 （B) 局部对流换热系数 hf 保持不变 （C) 局部对流换热系数 hf 可能减小，也可能增加 5、不凝结气体的存在，将（ ） 。 （A) 削弱凝结换热 （B) 削弱沸腾换热 （C) 削弱强制对流换热 6、一根未保温的钢管内通入 1000C 的饱和水蒸气，用来加热室内空气，如果需 要增加传热量，则可以通过（ ）方法来实现。 （A) 在管内安装肋片 （B) 降低管道的厚度 （C) 在管外安装肋片 7、二氧化碳和水蒸气只对某些特定波长下的热辐射才有明显的吸收作用。 因此， 对于（ ） ，可以忽略吸收。
华中科技大学2004传热学答案
华中科技大学二零零四年招收硕士研究生入学考试试题答案一、简答题1、答：时间常数的定义为τ0=ρcv/aA采用热电偶测量温度时，根据非稳态积总参数法的无量纲温度表达式，时间常数越小，热电偶越能反映出流体温度的变动，动态温度测量精确度越高。
2、答:流体流动时，粘性的作用区域仅限于靠近壁面的薄层内，这一区域为速度边界层。
边界层外速度梯度很小，粘性作用可以忽略，流动可以认为是理想流体的无旋流动，求解容易得多，在外边界层内速度变化很快。
边界层厚度δ：通常规定达到主流速度外99%处的距离为流动边界的厚度。
在近壁面的一个薄层，流体温度沿法线方向剧烈变化，在薄层外，温度梯度几乎为零。
这个薄层为温度边界层。
一般温度达到来流99%的位置定义为热边界层。
Рr=v/a 是动量扩散能力之比。
当pr>1时，σ>σt当pr=1时，σt =σ当pr<1时，σ<σt3、答：△t/℃ 随着过热温度△t=t w -t s 的增加会有四个换热规律全然不同的区域：膜态沸腾 100 q1）自然对流区：壁面过热温度小时沸腾尚未开始，换热规律服从单相自然对流规律；2)核态沸腾区：从开始沸腾点开始，在加热面的某些特定点上产生气泡。
开始阶段，汽化核心产生气泡彼此互不干扰，称孤立气泡区。
随着△t的进一步增加，汽化核心增加，气泡互相影响，并会合成汽块及汽柱。
核太沸腾又称泡状沸腾。
特点是温差小，换热强，一般工业应用都设计在这个范围内。
这个区域的终点是临界热流密度点。
3）过渡沸腾：从峰值点进一步提高△t，热流密度不仅不升高，反而越来越降低。
这是因为气泡产生的速度大于它脱离加热面的速度，气泡汇聚覆盖在加热面上，传热过程只依靠蒸汽的导热和辐射，因而传热恶化。
这种情况持续到最低传热流密度为止。
过渡过程很不稳定。
4）稳定模态沸腾：从最低热流密度起换热规律再次发生转折。
这时随着t w的提高，辐射换热量占据的比例越来越大，所以q随△t的增加而增加。
2004浙大传热学
浙江大学 2004年研究生考试试题（传热学）第 页1 浙江大学 2004年研究生考试试题（传热学）一、填空（每空2.5分，共二十空50分）1、导热微分方程的推导依据是 和 ，直角坐标下一维、非稳态、无内热源导热问题的导热微分方程可以表示成 。
2、如果测得通过一块厚50mm 的大木板的热流密度为40W/㎡，木板两侧的表面温度分别为40℃和20℃，则该木板的导热系数为 ；若将加热热流密度提高到80 W/㎡，该木板的一侧表面温度为25℃，则另一侧的表面温度应为 。
3、如果在一根加热水的管予里（管内水被加热）结了一层水垢，其他条件不变时，管壁温度与无水垢时相比将 。
4、角系数相对性用公式表示可以写成 ；对于一个非凹封闭系统，角系数完整性用公式表示可以写成 。
5、普朗克定律揭示了 的单色辐射力按 变化的布规律热。
6、无量纲组台 (ηc p ) /λ [或 (μc p )/k ] 叫 数，它的物理意义是 。
7、管内强迫对流换热，一般来说，流体的导热系数变大，表面换热系数 ，流体的粘度变大，表面换热系数 。
8、沸腾危机是指 。
9、换热器效能的定义是 ，其物理意义是 。
10、纵掠平板强迫对流换热的能量方程为 。
11、某一直径为0.1m 、初始温度为300K 的轴(密度为7832kg/m 3，导热系数为51.2W/(m ·K)，比热为541J/(kg ·K)），置于温度为1200K 的加热炉中加热，其表面对流换热系数为100W/(m 2·K)，则其时间常数为 ；要使其中心温度达到800K ，则放入加热炉内约需要加热 分钟（用集总参数法）。
二、问答题（每题10分，共四题40分）1、试解释材料的导热系数和导温系数之间有什么区别和联系？2、玻璃可以透过可见光，为什么在工业热辐射范围内可按灰体处理？3、为什么管内强迫对流换热入口段平均表面换热系数比充分发展段大？4、试举三例防止或削弱自然对流换热的隔热保温方法，并解释其原理。
浙江大学2004年物理化学(甲)考研试题及参考答案
浙 江 大 学二〇〇四年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目 物理化学（甲） 编号 343注意：答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。
1. （15分）1mol 单原子理想气体从273K 、22.4dm -3的始态变到202.65kPa 、303K 的末态，已知系统始态的规定熵为83.68J ·K -1，11,471.12--⋅⋅=K mol J C m V ，求此过程的∆H 、∆S 及∆G 。
2. （15分）已知-5℃固态苯的饱和蒸气压为2.28kPa ，1mol 、-5℃过冷液体苯在p=101.325kPa下凝固时，146.35-⋅-=∆K J S ，放热9860J 。
求-5℃时，液体的饱和蒸气压。
设苯蒸气为理想气体。
3. （10分）在一定压力和温度下，设二元系统中组分A 的偏摩尔体积和浓度的关系为*2*,AB A A V x V V α+=是纯组分A 的摩尔体积，α是常数。
试导出组分B 的偏摩尔体积V B 的表达式。
4. （10分）在101.325kPa 外压下，水的沸点为373.15K ，溴苯的沸点为429K ，水和溴苯的共沸点为368.15K ，水和溴苯两者完全不互溶。
试完成： （1）简单示意该二组分系统的气-液平衡相图； （2）该系统的上述特点对我们有何启示？5. （10分）一绝热的容器由隔板分为两部分，分别盛有温度和压力都相同的2mol 甲烷和1mol 氢气。
抽开隔板，气体自动混合。
若将甲烷和氢气视为理想气体，求混合前后的热力学概率之比W 2/W 1。
试从宏观热力学和统计热力学说明为什么逆过程不能自发进行。
6. （15分）乙酸和乙醇酯化反应生产乙酸乙酯是常压液相反应，简单流程为：在酯化塔釜中加入一吨乙酸、适量的催化剂（硫酸）和混合液（乙酸过量），回流，直到塔顶温度达70-71℃，这时一边回流一边出料，同时不断输送混合液入塔釜。
酯化温度一般控制在110℃。
已知：乙酸、乙醇和乙酸乙酯的常压沸点分别为117.9、78.2和77.1℃；乙酸乙酯91.5%和水8.5%形成二元共沸物，共沸点70.45℃；乙酸乙酯的含水饱和溶液为乙酸乙酯96.76%和水3.24%（质量分数）；20℃，该反应平衡常数K x =4.0，酯化反应的反应焓θmr H ∆为8.238kJ ·mol -1。
浙大高等传热学复习题部分答案
高等传热学复习题1．简述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。
不论如何，求解导热微分方程主要依靠三大方法：理论法、试验法、综合理论和试验法理论法：借助数学、逻辑等手段，根据物理规律，找出答案。
它又分：分析法；以数学分析为基础，通过符号和数值运算，得到结果。
方法有：分离变量法，积分变换法(Laplace变换，Fourier变换)，热源函数法，Green函数法，变分法，积分方程法等等，数理方程中有介绍。
近似分析法：积分方程法，相似分析法，变分法等。
分析法的优点是理论严谨，结论可靠，省钱省力，结论通用性好，便于分析和应用。
缺点是可求解的对象不多，大部分要求几何形状规则，边界条件简单，线性问题。
有的解结构复杂，应用有难度，对人员专业水平要求高。
数值法：是当前发展的主流，发展了大量的商业软件。
方法有：有限差分法，有限元法，边界元法，直接模拟法，离散化法，蒙特卡罗法，格子气法等，大大扩展了导热微分方程的实用范围，不受形状等限制，省钱省力，在依靠计算机条件下，计算速度和计算质量、范围不断提高，有无穷的发展潜力，能求解部分非线性问题。
缺点是结果可靠性差，对使用人员要求高，有的结果不直观，所求结果通用性差。
比拟法：有热电模拟，光模拟等试验法：在许多情况下，理论并不能解决问题，或不能完全解决问题，或不能完美解决问题，必须通过试验。
试验的可靠性高，结果直观，问题的针对性强，可以发掘理论没有涉及的新规律。
可以起到检验理论分析和数值计算结果的作用。
理论越是高度发展，试验法的作用就越强。
理论永远代替不了试验。
但试验耗时费力，绝大多数要求较高的财力和投入，在理论可以解决问题的地方，应尽量用理论方法。
试验法也有各种类型：如探索性试验，验证性试验，比拟性试验等等。
综合法：用理论指导试验，以试验促进理论，是科学研究常用的方法。
如浙大提出计算机辅助试验法(CA T)就是其中之一。
傅里叶定律向量形式说明，热流密度方向与温度梯度方向相反。
全国2004年10月高等教育自学考试传热学(一)试题历年试卷
1全国2004年10月高等教育自学考试传热学（一）试题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．Nu 准则数的表达式为（ A ）．λα/L c B ．v /uL C ．a /v D ．23v /tL g ∆β2．根据流体流动的起因不同，把对流换热分为（ A ）A ．强制对流换热和自然对流换热B ．沸腾换热和凝结换热C ．紊流换热和层流换热D ．核态沸腾换热和膜态沸腾换热3．雷诺准则反映了（ A ）A ．流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小B ．流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系C ．对流换热强度的准则D ．浮升力与粘滞力的相对大小4．彼此相似的物理现象，它们的（ D ）必定相等。
A ．温度B ．速度C ．惯性力D ．同名准则数5．高温换热器采用下述哪种布置方式更安全？（ A ）A ．逆流B ．顺流和逆流均可C ．无法确定D ．顺流6．顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（ B ）A ．60.98℃B ．50.98℃C ．44.98℃D ．40.98℃7．为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（ D ）A ．热流体一侧B ．换热系数较大一侧C ．冷流体一侧D ．换热系数较小一侧8．黑体表面的有效辐射（ D ）对应温度下黑体的辐射力。
A ．大于B ．小于C ．无法比较D ．等于9．通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为（ B ）A ．WB ．W ／m 2C ．W ／mD ．W ／m 310．格拉晓夫准则数的表达式为（ D ）A ．λα/L cB ．v /uLC ．a /vD ．23v /tL g ∆β二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
传热学考试真题试卷与解析
东南大学2006—2007学年第二学期期末考试《传热学》试题（A卷）答案一、填空题(每空1分，共20分)1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维（几维）、非稳态（稳态或非稳态）温度场。
2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。
3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。
4、工程上常采用肋片来强化传热。
5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。
6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。
7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层，其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。
8、判断两个现象相似的条件是：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。
9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结有较大的换热强度，工程上常用的是膜状凝结。
10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。
11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射，单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射，后者包括表面的自身辐射和投入辐射被反射的部分。
二、选择题（每题2分，共16分）1、下列说法不正确的是（D ）A、辐射换热不依赖物体的接触而进行热量传递；B、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化；C、一切物体只要其温度T＞0K，都会不断地发射热射线；D、辐射换热的大小与物体温度差的四次方成正比。
2、大平板采用集总参数法的判别条件是（C）A．Bi>0.1 B．Bi=1 C．Bi<0.1 D．Bi=0.13．已知边界周围流体温度和边界面与流体之间的表面传热系数的称为( C )A.第一类边界条件B. 第二类边界条件C.第三类边界条件D. 初始条件4、在热辐射分析中，把光谱吸收比与波长无关的物体称为（c ）A、黑体；B、透明体；C、灰体；D、绝对白体。
传热学试题含答案
传热学试题含答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、列管换热器停车时（）A、先停热流体，再停冷流体B、无所谓C、两种流体同时停止D、先停冷流体，再停热流体正确答案：A2、夹套式换热器的优点是（）。
A、传热量小B、传热面积大C、传热系数大D、构造筒单，价格低廉，不占器内有效容积正确答案：D3、稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（）A、愈大B、愈小C、不变D、无法确定正确答案：A4、关于乙烯装置设置火炬系统的目的，下列说法不正确的是（）A、乙烯装置在非正常状态下，将系统内排放的大量气相燃类通过火炬系统烧掉B、防止环境污染C、乙烯装置在正常状态下，将系统内排放的液相燃类通过火炬系统烧掉D、保护装置的安全正确答案：C5、对于工业生产来说，提高传热膜系数最容易的方法是（）A、改变传热面积B、改变流体的流动状态C、改变工艺条件D、改变流体性质正确答案：B6、在管壳式换热器中安装折流挡板的目的，是为了加大壳程流体的（）, 使湍动程度加剧，以提高壳程对流传热系数A、黏度B、密度C、［Wj度D、速度正确答案：D7、分子筛吸附水的过程为（）A、吸热过程B、放热过程C、吸附刚开始吸热平衡后放热D、吸附刚开始放热平衡后吸热正确答案：B8、以下种类的泵具有自吸能力的是（）。
A、往复泵B、齿轮泵和漩涡泵C、漩涡泵D、昌心泵正确答案：A9、水在无相变时在圆形管内强制湍流，对流传热系数OLi为1000W/ （m2 • ℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则Qi为（）A、不变B、1741C、2000D、500正确答案：B10、辐射和热传导、对流方式传递热量的根本区别是（）A、有无传递介质B、物体是否运动C、物体内分子是否运动D、全部正确正确答案：AIK真空泵发热或真空低的原因有可能是（）A、过滤尾气带水多B、注入软水量不足C、进气管道堵塞正确答案：B12、下列哪种单体适合进行阳离子型聚合反应（）A、聚氯乙烯B、聚丙烯C、聚丙烯月青D、聚乙烯正确答案：B13、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）冷流体热流体①水、气体②水、沸腾水蒸气冷凝③水、水④水、轻油A、②〉③〉④〉①B、③〉②〉①〉④C、③〉④〉②〉①D、②〉④〉③〉①正确答案：A14、用水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液，水蒸气走壳程。
第四版传热学第一、二章习题解答
第四版传热学第⼀、⼆章习题解答传热学习题集第⼀章思考题1．试⽤简练的语⾔说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递⽅式之间的联系和区别。
答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒⼦的热运动⽽产⽣的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发⽣宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。
联系是：在发⽣对流换热的同时必然伴⽣有导热。
导热、对流这两种热量传递⽅式，只有在物质存在的条件下才能实现，⽽辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。
2．以热流密度表⽰的傅⽴叶定律、⽜顿冷却公式及斯忒藩－玻⽿兹曼定律是应当熟记的传热学公式。
试写出这三个公式并说明其中每⼀个符号及其意义。
答：①傅⽴叶定律：dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt－沿x ⽅向的温度变化率，“－”表⽰热量传递的⽅向是沿着温度降低的⽅向。
②⽜顿冷却公式：)(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表⾯传热系数；wt －固体表⾯温度；f t －流体的温度。
③斯忒藩－玻⽿兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻⽿兹曼常数；T －辐射物体的热⼒学温度。
3．导热系数、表⾯传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：①导热系数的单位是：W/(m.K)；②表⾯传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③传热系数的单位是：W/(m 2.K)。
这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。
4．当热量从壁⾯⼀侧的流体穿过壁⾯传给另⼀侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何⼀个环节来计算（过程是稳态的），但本章中⼜引⼊了传热⽅程式，并说它是“换热器热⼯计算的基本公式”。
试分析引⼊传热⽅程式的⼯程实⽤意义。
答：因为在许多⼯业换热设备中，进⾏热量交换的冷、热流体也常处于固体壁⾯的两侧，是⼯程技术中经常遇到的⼀种典型热量传递过程。
5．⽤铝制的⽔壶烧开⽔时，尽管炉⽕很旺，但⽔壶仍然安然⽆恙。
传热学课后答案(完整版)
绪论思考题与习题（89P -）答案：1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。
2．略 3．略 4．略 5．略6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。
（T T 〉外内）冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。
（T T 〈外内）挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。
7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式 8．门窗、墙壁、楼板等等。
以热传导和热对流的方式。
9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。
10．t R R A λλ=⇒ 1t R R A λλ==2218.331012m --=⨯11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线 12、略13．解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃ 222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.24.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求：k 、φ、∆解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁 即：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯％8583.561.7283.56-==％ 因为：1211h h ，21h σλ 即：水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。
浙大研究生传热学2003--2008试题答案.(DOC)
浙江大学2003年考研试题答案一、填空1.（1）表征了物体内部温度扯平的能力、传递温度变化的能力（2）单位s m /2（3）普朗特数Pr2.（4）自身辐射（5）反射辐射3.4.（7）管子直径 （8）5.（9）λ表示管道（10）流体6.（11）表示内部导热热阻λε与表面对流换热热阻n 1的比值 （12）表示壁面上无量纲温度梯度的大小7.（13）减小 （14）不变8.（15）液膜层导热 （16）9.（17）方向 （18）光谱吸收比 10.（19）传热单元数 （20）()''"'21m axt t t t --=ε二、简答题1.见课本第四版P3202.见课本第四版P61温度计套管与其四周环境之间发生着三种方式的热量传递。
①从套管顶端向根部的导热。
②从管道内流体向套管外表面的对流换热。
③从套管外表面向管道壁面的辐射换热。
稳态时，套管从管道内流体获得的热量正好等于套管向管道壁面的导热及辐射换热之和。
因次套管的壁面温度必低于管道内流体的温度。
()()mH ch mH ch t t t t H f f H 00θθ=⇒-=-式中：H t 为套管顶端壁面温度，f t 为管道内流体温度。
从温度计套管的一维导热物理过程来看，可以画出如图所示的热阻定性分析图 （图略）图中∞t 为管道外的环境温度，3R 代表管道外侧与环境间的换热热阻，1R 、2R 分别代表套管顶端与管道内流体的换热热阻及顶端与根部间的导热热阻。
显然：要减小测温误差，应使H t 尽量接近f t ，即应尽量减小1R 而增大2R 及3R 。
另一方面，由上式可看出，要减少H θ，应增加()mH ch ，即增加mH ，以减小0θ的值。
可以采用以下方法：① 选用导热系数较小的材料作套管（增大2R ）； ② 尽量增加套管的高度并减小壁厚（增大2R ）； ③ 强化套管与流体间的换热（减小1R ）； ④ 在管道外侧包以保温材料（增加3R ）。
热能2004级传热学期中测试题及参考答案
热能2004级传热学期中测试题（含答案）一、问答题（每小题5分，共50分）1. 试说明导热、对流及辐射换热三种热传递方式之间的联系与区别。
导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系为：三种热传递方式可能同时二个或三个出现。
在一个传热过程中都必须存在温差。
（2分）区别：导热和对流热传递必须有物质存在的条件下，才能实现，热辐射却可以在真空中传递。
对流换热必须有流体的宏观运动，而导热可以在有物体宏观运动，也可以只有物质的微观运动的情况下进行。
（3分）2. 试分别用数学语言及传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。
第一类边界条件：数学语言()ττ1,0f t w =>；传热学术语，规定边界上的温度值。
（1分） 第二类边界条件：数学语言()τλτ2,0f n t w =⎪⎭⎫⎝⎛∂∂->；传热学术语，规定边界上的热流密度值。
（2分）第三类边界条件：数学语言()f w wt t h n t -=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂->λτ,0；传热学术语，规定边界上物体与周围流体间的表面传热系数及周围流体的温度值。
（2分） 3.试说明集总参数法的物理概念及数学上处理的特点。
物理概念：固体内部的导热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，可以认为整个固体在同一瞬间均处于同一温度下。
（3分） 数学处理的特点：温度分布与坐标无关。
（2分） 4.试简要说明对导热问题进行有限差分数值计算的基本思想与步骤。
基本思想：把原来在时间、空间坐标系中连续的物理量的场，用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程，来获得离散点上被求物理量的值。
这些离散点上被求物理量值的集合称为该物理量的数值解。
（3分） 步骤：①建立控制方程及定解条件；②区域离散化；③建立物理量的代数方程；④用迭代法求解时，设立迭代初场；⑤求解代数方程组；⑥解的分析。
（2分） 5.什么是内部流动？ 内部流动：换热壁面上的流动边界层与热边界层可能受到邻近壁面存在的限制，流体被约束在周边封闭的壁面内的流动。
浙江大学2004年考研电路真题及参考答案
1 2 3 4
3、图二（3）所示电路，已知 R1=R2=200Ω ，R3=3Ω ，US=8V，C1=C2=0.005F，γ =100Ω ，L=1H，
UC2（0-）=0V，K 打开已久，求 K 闭合后 iL(t)？（用经典法求解） 。
100t
4、 （4） 图二 所示电路， 为纯电阻网络， P L=0.1H， US(t)=10· 当 1(t)V， 零状态响应 iR (t ) (3 2e 如果把 L 换成 C=0.05F 的电容，激励源改为 U S (t ) e 跃函数]。
13、一个网络函数的零点为：z = -1，极点为：p1 = -1+j2，p2 = -1-j2，且已知 b(0+)=2， 则该网络函数 H（S）= 。
14、一段无损耗均匀传输线，其特性阻抗为 600Ω ，长度 l=λ /4(λ 为传输信号的波长） ，如图一（14）所 示 ， 若 在 始 端 11’ 接 一 个 电 阻 R=600 Ω ， 终 端 22’ 短 接 ， 则 11’ 端 口 的 入 端 阻 抗 Zi= 。
8、图一（8）所示的电路中含有理想运算放大器电路，已知 R1、R2、R3、R4、u1、u2， 那么输出电压 u0 = 。
9、图一（9）所示的电路，C=0.2F，L=0.5H，状态方程为：
duc dt diL dt
uc i L
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6、在图一（6）所示的电路中，Is =6A，L1=1H，L2=2H，R=1Ω ，i1 (0-)=1A，i2 (0-)=2A 当开关 K 闭合后， i2 (0+)= A，i2 (∞)= A。
7、已知某线性无源网络的冲击响应为 h(t)，激励 e(t)如图一（7）所示，则 t>t0 时，输出的零状态响应 y(t) 用卷积积分求解时，其积分表达式为： y(t)= 。
浙江大学2003-2008年传热学试题
浙江大学2003年硕士研究生入学考试试题一、填空（每空2.5分，共二十空50分）1．导温系数a 表征了物体 的能力，其单位（国际单位制）是 ，流体运动粘性v 与a 的比值组成的无量纲数 。
2．固体辐射表面的有效辐射J 由 和 两部分组分。
3．在计算导热热阻时，若导热系数是温度的线性函数，则其定义性温度取为 最准确。
4．流体横掠管束时，计算表面传热系数（换热系数）时，其特征尺寸一般取 ，当纵向流过管束时，其特征尺寸一般取 。
5．管道的临界热绝缘直径计算式h d /2λ=中，λ表示 的导热系数，h 表示 的表面传热系数。
6．无量纲数()λδ/h 中的λ在Bi 数中是指 ，在Nu 数中是指 。
7．在常物性一维稳态导热时，长圆筒壁随半径增加，热流密度 ，大平壁随厚度增加，热流密度 。
8．膜状凝结的主要热阻是 热阻，其表面传热系数与凝结壁面的过冷度的 次方成正比。
9．漫射表面（兰贝特表面）的辐射强度与 无关，灰体的 与投射波长无关，具有这两个性质的固体表面通常叫灰漫表面。
10．在换热器热计算中，组合()min /qmC KA 叫 ，效能的定义式为 。
二、问答题（每题8分，共五题40分）1．已知大容器饱和核态沸腾的实验关联式如下： ()33.0Pr ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∆v l l wl s l pl g r q C r t c ρρσμ试详细说明沸腾表面传热系数h 与哪些因数有关？2．为较准确测量管道内流体的温度，测温套管材料有紫铜、不锈钢和玻璃，选用哪种材料好？为什么？3．有人说，在换热器冷热流体进出口温度2211"'"'t t t t 、、、保持不变时，逆流布置时的对数平均温差总比顺流布置时大，你认为对吗？试证明你的结论。
4．为什么多在春天放风筝（提示从春天地面附近空气的温度变化及分布规律着手）？5．诗歌“火烤胸前暖，风吹背后寒”热情歌颂了我国志士在严寒东北的艰苦条件下抗击日本侵略的英雄气概，也生动描述了不同传热方式的特点。
第四版传热学试卷讲解
傳熱學（一）第一部分選擇題•單項選擇題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）在每小題列出の四個選項中只有一個選項是符合題目要求の，請將正確選項前の字母填在題後の括號內。
1. 在穩態導熱中 , 決定物體內溫度分布の是 ( )A. 導溫系數B. 導熱系數C. 傳熱系數D. 密度2. 下列哪個准則數反映了流體物性對對流換熱の影響 ?( )A. 雷諾數B. 雷利數C. 普朗特數D. 努謝爾特數3. 單位面積の導熱熱阻單位為 ( )A. B.C. D.4. 絕大多數情況下強制對流時の對流換熱系數 ( ) 自然對流。
A. 小於B. 等於C. 大於D. 無法比較5. 對流換熱系數為 100 、溫度為 20 ℃の空氣流經 50 ℃の壁面，其對流換熱の熱流密度為（）A. B.C. D.6. 流體分別在較長の粗管和細管內作強制紊流對流換熱，如果流速等條件相同，則（）A. 粗管和細管の相同B. 粗管內の大C. 細管內の大D. 無法比較7. 在相同の進出口溫度條件下，逆流和順流の平均溫差の關系為（）A. 逆流大於順流B. 順流大於逆流C. 兩者相等D. 無法比較8. 單位時間內離開單位表面積の總輻射能為該表面の（）A. 有效輻射B. 輻射力C. 反射輻射D. 黑度9. （）是在相同溫度條件下輻射能力最強の物體。
A. 灰體B. 磨光玻璃C. 塗料D. 黑體10. 削弱輻射換熱の有效方法是加遮熱板，而遮熱板表面の黑度應（）A. 大一點好B. 小一點好C. 大、小都一樣D. 無法判斷第二部分非選擇題•填空題（本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分）11. 如果溫度場隨時間變化，則為。
12. 一般來說，紊流時の對流換熱強度要比層流時。
13. 導熱微分方程式の主要作用是確定。
14. 當 d 50 時，要考慮入口段對整個管道平均對流換熱系數の影響。
15. 一般來說，順排管束の平均對流換熱系數要比叉排時。
2004级传热学试题A卷
3．有一半径为1m的半球形容器，底部的圆形面积上有温度为200℃的辐射表面1和温度为40℃的吸热表面2（如图），它们各占圆形面积的一半。1、2表面均为黑体，容器壁面3是绝热表面。试计算表面1、2间的净辐射换热量和容器壁3的温度。
4．一逆流套管式冷油器用来将油从90℃冷却到50℃，传热量为50.4kw，冷却水的进口温度为20℃，流量和比热分别为1kg/s，4200j/(kg.℃)。油侧的对流换热热系数为300 w/(m2.℃)，水侧的对流换热系数为1000w/(m2.℃)。管壁很薄，导热热阻可以忽略，求所需的传热面积。如运行一段时间后，冷油器壁面两侧结垢，导致出口油温为60℃，若油和水的进口温度及质量流量均无变化，且两侧换热系数不变，求此时的污垢热阻。
主考老师：系主任：
武汉大学动力与机械学院
2006—2007上学期期末考试
《传热学》试卷A
班级：__________学号：___________姓名：___________成绩：___________
二，计算题（每题 分，共 分）
1．热水瓶瓶胆为涂有水银的玻璃真空夹层结构，瓶胆高为400mm,外径为150mm,水银的黑度为0.04。瓶内有95℃的开水，环境温度为15℃。假设瓶胆内外层温度分别与水和周围环境温度一致，求瓶胆散热量。若用热导率为0.05w/m.℃的软木代替瓶胆夹层，问需要多厚的软木才可以达到和双层玻璃同样的保温效果。
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浙江大学传热学2004年真题解析三、计算题（每小题9分，共计45分）1. 一种低温介质流过一根直径220d mm =的长管道，其外表面可以视为漫灰表面，且黑度为20.02ε=，277T K =，其外有一直径为150d m m =的同心套管，内表面也为漫灰表面，黑度为10.05ε=，温度1300T K =，两管之间抽真空。
试问： 1）这种情形下单位长度从环境传给低温介质的热量是多少？2）若在内外管之间再插一根直径为235d m m =，两面黑度相同均为230.02εε==的薄壁管，则单位长度从环境传给低温介质的热量是多少？ 3）请画出上述两种情况的辐射网络图。
4）若希望加入薄壁管，从外界传入的热量为未加前的110，则薄壁管两面的黑度应该是多少？解：设外管的黑体辐射力为1b E ，有效辐射为1J , 内管的黑体辐射力为2b E ，有效辐射为2b J 。
44220775.67 1.99100100b T W E C m ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭4412103005.67459.27100100b T W E C m ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭222110.0224500.020.02A εεππ--==⨯⨯111110.053800.050.05A εεππ--==⨯⨯22,111500.02A X ππ==⨯（这里，内管为凸表面，2,11X =）由系统的辐射换热网络图，可得单位管长内管表面的净辐射换热量1,2Φ 121,2121122,122459.27 1.990.50113805024501b b E E W A A X A εεπππεε--Φ===--++++由热平衡可以知道，1,22,1Φ=-Φ ，那么单位长度从环境传给低温介质的热量为0.50W 。
2） 设套上的薄壁管内表面标记为3 ，外表面标记为4，四个表面间的辐射换热网络图见，由于题目给的是长管道，所以，我们认为1，3表面之间，1，2表面之间，3，4表面之间，2，4表面之间是互相看不见的，所以1,31,23,42,40,0,0,0X X X X ==== 即，1,31,23,42,40,0,0,0R RRR====,那么四个表面间的辐射换热网络图可以简化为如下形式，设套上的薄壁管温度为3t （表面3，4温度相等，忽略了钢管的导热热阻）则43430100b b T E E C ⎛⎫=== ⎪⎝⎭333110.0214000.020.035A εεππ--==⨯⨯444110.0214000.020.035A εεππ--==⨯⨯（因为，是薄壁管，这里认为34A A =）4,1441112000.0357X A A ππ===⨯ （这里，4,11X =）2,322111500.02X A A ππ===⨯ （这里，2,31X =）那么，4，1表面间辐射换热 4144,141444,1411459.2711140020038017b b b E E E A X A A εεπππεε--Φ==--++++2，3表面间辐射换热 2442,332222,32331.991245050140011b b b E E E A X A A εεπππεε--Φ==--++++由于处于热平衡时2,34,1Φ=Φ 即441.99459.27245050140014002003807b b E E ππππππ--=++++得，4314.39b E W =进而 得， 2,30.25W Φ=-所以，单位长度从环境传给低温介质的热量为0.25W3）参看真题2006年计算最后一题（解题思路和2006年的最后一题相同）4）我们由414,141444,1411111b b E E A X A A εεεε-Φ=--++即4444459.270.0512003807b E A εεππ-=--++由242,332222,3233111b b E E A X A A εεεε-Φ=--++即43331.990.051245050b E A εππε-=--++由34εε= 34A A =, 联立以上方程 可得 340.0022εε== 所以，希望加入薄壁管，从外界传入的热量为未加前的110，则薄壁管两面的黑度应该是0.00222. 流量为18000m kg q h=，温度为'157o t c =的饱和氨蒸汽在套管式换热器中用流量为290000m kg q h=，入口温度为'220o t c =的冷却水冷却成"134ot c =的过冷氨。
氨的汽化潜热是1019.3.kJ r kg K=,液氨的比热容为1 4.96.kJc kg K=,水的比热容为2 4.174.kJc kg K=。
若氨的冷凝段和过冷段的总传热系数分别为21260.Wm K和2740.Wm K，试求纯逆流布置式所需的传热面积。
解：我们把氨蒸汽的冷却过程分为冷凝段和过冷段。
对于冷凝段，氨蒸汽保持它的饱和温度不变，所以它放出的热量为它的总汽化潜热量，设为2Φ，即21.m q r Φ= 代入数据，得33218000.1019.3102265.11103600m q r W Φ==⨯⨯=⨯由热平衡方程式：对于冷凝段 ()"'22222m q c t t Φ=-冷凝（这里'2t冷凝表示冷凝段入口的水温）对于过冷段 ()()'"''11112222m m q c t t q c t t -=-冷凝代入数据，()33"'22900002265.1110 4.174103600t t ⨯=⨯⨯⨯-冷凝()33'28000900004.9610234.174102036003600t ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯-冷凝得 '222.43o t c =冷，"244.14ot c =那么，对于过冷段m ax 34.57o t c ∆=，m in 14ot c ∆=;对于冷凝段m ax 34.57o t c ∆=，m in 12.86ot c ∆=再由对数平均温差，对于过冷段 max min1max min34.571422.8634.57ln ln 14om t t t c t t ∆-∆-∆===∆∆对于冷凝段 max min2max min34.5712.8621.9334.57ln ln 12.86om t t t c t t ∆-∆-∆===∆∆由已知可以知道，氨的冷凝段的总传热系数为221260.Wk m K=，过冷段的总传热系数为21740.Wk m K=。
由传热过程的公式，m kA t Φ=∆，即2222m k A t Φ=∆，代入数据，322265.1110126021.93A ⨯=⨯⨯，得 2281.97A m = 1111m k A t Φ=∆，代入数据，318000 4.96102374022.863600A ⨯⨯⨯=⨯⨯ 得 2114.99A m =那么，纯逆流布置式所需的传热面积21296.96A A A m =+=3．热线风速仪的热线的直径为5d m μ=，长度1cm ，电阻率为0.0003.m Ω。
所侧空气气流温度为20o c 。
电源供给电线的电流恒为1m A .当热线的温度为125o c 时，忽略热线热容和辐射换热，试估算空气流速为多少？已知空气热物性：密度21.025kg m，导热系数0.0298.W m k，运动粘度2620.2010ms-⨯，比热1.009.kJkg K。
横掠热线的对流换热关联式为：10.38530.911R e Pr N u =；热线的电阻=热线电阻率⨯热线长度÷热线截面积解：设热线的电阻为R ，热线风速仪的表面对流换热系数为h ，导线长度为l ，电阻率为α，空气温度为f t ，电源供给热线的电流为I ,热线的温度为r t ，空气的密度为21.025kg mρ=，导热系数为0.0298.W m kλ=，运动粘度为2620.2010m sυ-=⨯，比热1.009.kJ c kg K=。
由热线的电阻=热线电阻率⨯热线长度÷热线截面积，得 lR Aα⨯=，代入数据，得60.1510R =⨯。
那么，由2I R Φ= 代入数据 ()22361.0100.15100.150I R W -Φ==⨯⨯⨯=由公式 ()()1r f r f hA t t h d l t t πΦ=-=⨯⨯⨯⨯-，代入数据，()620.150 3.145101.01012520h --=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-（其中，1A 为热线的表面积）得 329.09910.Wh m K=⨯由10.385130.38530.911R ePr 0.911hdud c N u υρλυλ⎛⎫⎛⎫===⨯⨯ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭代入数据10.38536663369.0991051051020.2010 1.025 1.009100.9110.029820.20100.0298u ----⎛⎫⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯ ⎪⎪⨯⎝⎭⎝⎭得 20.958m u s=。