2013华科传热学考研真题

2013 传热学考研真题

一、简答

1）导热系数、导温系数的定义式、物理意义及单位。

2）试用所学过的知识说明用套管温度计测量流体温度时如何提高测温精度。

3）毕渥数Bi的定义式、物理意义。非稳态导热问题在什么条件下可用集总参数法？

4）流体在两平行平板间做层流充分发展的对

流换热。在充分发展段某截面上流体温度分布

剖面如右图所示。试说明：（a）流体是被加热

还是被冷却？（b）哪一侧壁面处的热流密度

绝对值要大？5）短管的修正系数是大于1还是小于1？

6）“用增大ε的方法无法增强辐射换热。”请判断是否正确。

7）“善于发射必善于吸收。”请判断是否正确。

8）深秋或初冬季节的清晨在屋面上常会看到结霜，分析：室外空气温度是否一定低于0℃。

二、分析

1）已知圆管内径d1，外径d2，圆管壁导热系数为λ1，保温材料导热系数为λ2，内壁对流传热系数为h1，保温层外的表面传热系数为h2。推导：临界热绝缘直径d x。

2）对于竖直夹层内的自然对流换热，换热计算公式为q=h（t w1 – t w2），格拉晓夫数Gr=gβ(t w1 – t w2)δ3/ν 2 ，式中t w1 、t w2 分别为两壁面的温度；δ为夹层厚度；H为竖夹层高度。已知恒壁温条件下竖直间层内空气的换热准则关系式为：

当Gr<2000时，Nu=1

当2×104

当2×105

公式中准则的定性温度为t m =（t w1+ t w2 ）/2。试分析当Gr<2000时，为什么Nu为常数，并且Nu=1？

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）若遮热板两表面发射率不同，板的朝向会影响遮热效果吗？

三、一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件。已知熔点为500℃，λ=210W/(m·K)，ρ=7200kg/m3，c= 420J/(kg·K)，初始温度为25℃。问：当他突然受到650℃的烟气加热后，为在一分钟内发出报警信号，求金属丝直径应小于何值。假设对流和辐射换热的总换热系数h=12 W/(m2·K)

四、在一摩托车引擎的壳体上有一条高2cm，长12cm的散热片（长度方向与车前进方向平行），其表面温度为140℃，如果车在30℃的环境中逆风前进，车速为30km/h，风速为2m/s，试计算此时肋片的散热量。

Nu=0.664Re0.5Pr31（层流）Nu=0.037Re0.8Pr31（紊流）

五、一内部尺寸为1m×1m×1m的电加热箱，各辐射表面均得出什么结论？（孔口的有效发射率定义：孔内表面实际辐射出去的能量与面积等于孔口面积，温度等于内表面温度的黑体辐射能之比。）