重庆大学_837传热学一_《传热学》(第一版)王厚华 期末题(2套)_考研专业课

2009--2010学年第一学期

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一、名词解释（每小题4分，共24分）

1、热传导；

2、对流传热；

3、辐射传热；

4、传热过程；

二、简答题（每小题6分，共24分）

1、为热扩散率，请解释其物理意义。一般木材的热扩散率约为a =1.5×10-7 m2/s , 紫铜(纯铜)的热扩散率约为a = 5.33×10-5 ，分别对同样长短粗细的木棒和紫铜棒加热时，分析所产生的现象。

2、集总参数法含义及其适用条件

3、两流体平行流动时的温度分布如下图所示，请写出图(a)~(e)中流体的物态变化情况。

4、不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题

三、综合分析题（每小题15分，共60分）

1、普朗特数的物理意义是什么？分析当、Pr＝1、时，流体的热边界层和流动边界层的厚度变化规律。

2、采用强化传热技术开发高效的传热设备，以便在较小的设备上获得更大的生产能力和效益，成为现代工业发展的一个重要问题。根据你的理解谈谈热交换过程的强化途径及实现方法。

3、某蒸发器的管壁厚3mm，材料是钢。长久使用后其表面覆盖一层厚为0.5mm的水垢。试求传热系数的变化，并就计算结果讨论水垢对传热系数的影响。已知：α沸＝2791 W/(m2·K)，α冷凝＝11630 W/(m2·K)，λ钢=46.5 W/(m·K)，λ水垢=1.745 W/(m·K)

4、蒸汽管外包扎两层厚度相同的绝热层，外层的平均直径为内层的2倍，导热系数为内层的2倍。若两层互换位置，其他条件不变，问每米管长热损失改变多少？哪种材料放内层好？

2008--2009学年第 一 学期

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一、问答题 (42分，每小题7分)

1． 图1示出了常物性、有均匀内热源 、二维稳态

导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（设∆=∆x y ）。 2． 蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？产生不同凝结形式的原因是什么？

3． 有人说：“常温下呈红色的物体表示该物体在常温下红色光的光谱发射率较其它单色光（黄、绿、蓝等）的光谱发射率高”。你认为这种说法正确吗？为什么？

4． 一块厚度为2()δδδ-≤≤x 的大平板，与温度为f t 的流体处于热平衡。当时间

0τ>时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度2f t 。假定平板两侧表面传热系数相同，当0δλ=→h Bi 时，试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的温

度，画出相应的板内及流体侧温度分布的示意性曲线，并做简要说明。 5． 有人说，在电子器件的多种冷却方式中，自然对流是一种最可靠（最安全）、最经济、无污染（噪音也是一种污染）的冷却方式。试对这一说法作出评价，并说明这种冷却方式有什么不足之处？有什么方法可作一定程度的弥补？ 6． 强化空气－水换热器传热的主要途径有哪些，请列出任意三种途径？

二、计算题 (58分)

1．(18分) 一块大平板，厚度5cm δ=，有内热源∙

Φ，平板中的一维稳态温度分布

∙

Φ

为2=+t b cx ，式中o 200C =b ，2200K/m =-c 。假定平板的导热系数50W/(m K)λ=，试确定：

（1） 平板中内热源∙

Φ之值；

（2） 0=x 和δ=x 边界处的热流密度。

2．(15分) 有一圆柱体，如图2所示，表面1温度1550K =T ，发射率10.8ε=，表面2温度2275K =T ，发射率20.4ε=，圆柱面3为绝热表面，角系数3,10.308=X 。

求：（1）表面1的净辐射损失；（2）绝热面3的温度。

3．(25分) 为了得到热水，0.361 MPa (t s =140℃) 的水蒸气在管外凝结（如图3所示），其表面传热系数29500W/(m K)=o h 。冷却水在盘管内流动，流速为

0.8m/s ，黄铜管外径为18mm ，壁厚为1.5mm ，导热系数为132W/(m K)λ=，盘管

的弯曲半径为90mm 。冷水进换热器时的温度为o 25C ，加热到o 95C 。试求所需的换热面积及盘管长度。不计管内入口效应修正及温差修正。 附注：

(1) 管内湍流强制对流换热实验关联式为：

n

f f Pr Re Nu 8.0023.0= (流体被加热

n =0.4；流体被冷却n =0.3)

(2) 60o C 时水的物性：ρ＝983.1 kg/m 3, c p =4.179 kJ/(kg ∙K)，λ=65.9×10-2

W/(m ∙K)，

ν=0.478×10-6 m 2/s ， Pr =2.99； (3) 弯管修正系数：3)(3.101R

d

c R +=

图

3

饱和蒸气

冷

""53.6110Pa

=⨯图2