武汉科技大学考研试卷及参考答案843 传热学-2016(B卷)
(完整版)传热学试卷和答案
传热学（一）第一部分选择题1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( )A. 雷诺数B. 雷利数C. 普朗特数D. 努谢尔特数3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )A. B. C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。
A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A. B. C. D.6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）A. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
A. 灰体B. 磨光玻璃C. 涂料D. 黑体10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11. 如果温度场随时间变化，则为。
12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。
13. 导热微分方程式的主要作用是确定。
14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。
15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。
16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。
17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。
18. 角系数仅与因素有关。
19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。
武汉科技大学考研试卷及参考答案842 大学物理-2016(B卷)
光滑的水平桌面上，它可绕其通过端点 O 且与桌面 垂直的固定轴转动，另有一水平运动的质量为 m2 的
l m1
小滑块，从侧面垂直于棒与棒另一端相碰，设碰撞
时间极短，碰撞前后小滑块速度大小分别为 v1 和 v2
，方向如图所示，求碰撞后细棒开始转动时的角速
v2 m2 v1
第 2 题图
度。
3、计算题（15分）
与入射方向垂直，求（1）散射光的波长；（2）反冲电子的动能；（3）反冲电子的 方向。
10、计算题（15分）已知粒子在一维无限深势阱中运动，其波函数为
(x) Asin πx （ a x a ），试求： 2a
（1）归一化常数A 和归一化波函数；
（2）粒子概率密度P的表达式及粒子在 x a 处出现的概率密度； 4
在绳上取元电荷 dq Q dy （2 分） dE 1 dq
3R
4 0 y 2
E dE 4R 1 Q dy
R 4 0 3R y 2 E合 E环片 E绳 （1 分）
（2 分） Q 16 0 R 2
0
Q 16 0
R
2
Q 16 0
R
2
（1 分）
（3 分） （3 分）
（3 分）
4、证明题 证明：两直线部分在圆环中心处激发的磁场均为零，将圆环分两个部分，其弧长
（3）在 0 ~ a 区间内发现该粒子的概率M。
第3页共3页
2016 试题 B 参考答案
1、解： a dv （2 分） dv adt
两边积分得：
v
dv
t (1 2t)dt （3 分）
dt
2
0
v t 2 t 2 （2 分）
又 v dx （2 分）
dx vdt
传热学考研题库【名校考研真题】(相变对流传热)【圣才出品】
第7章相变对流传热一、填空题1．沸腾危机是指______。
[浙江大学2010研]【答案】在大容器饱和沸腾中，核态沸腾与过渡沸腾中间对应的热流密度的峰值q，max即临界热流密度2．凝结换热的主要热阻是______。
[浙江大学2010研]【答案】凝结液的热阻【解析】无论是膜状凝结还是珠状凝结，凝结液体都是构成蒸气与壁面交换热量的热阻载体。
3．核态沸腾能够发生的两个主要基本条件是______、______。
[浙江大学2012研]【答案】存在汽化核心；有过热度【解析】加热表面上形成汽化核心引起的扰动使沸腾增强，传热强度增大；沸腾液的过热度是气泡存在和长大的动力。
4．临界热流密度是指______，对于通过控制热流密度来改变工况的加热设备，一旦超过临界热流密度将导致设备______，对于壁温可控的加热设备，一旦超过临界热流密度可能导致______。
[浙江大学2012研]【答案】在大容器饱和沸腾中，核态沸腾向过渡沸腾转变的热流密度的最大值；烧毁；传热量减少【解析】在高温下恒热流密度加热时，当热流密度超过临界热流密度，壁温会突然剧烈上升，使设备烧毁；对于恒壁温加热，超过临界热流密度时，进入过度沸腾阶段，热流密度和表面传热量都会下降。
5．沸腾的临界热流密度是从______沸腾过渡到______沸腾的转折点。
[重庆大学2014研]【答案】核态；过渡6．大容器核态沸腾的主要传热特点是______；强化沸腾传热的基本原则是______。
[重庆大学2014研；浙江大学2005研]【答案】温压小，换热强度大；增加加热表面的汽化核心数【解析】在核态沸腾区，汽化核心增加，气泡扰动剧烈，传热系数和热流密度都急剧增大。
高的传热强度主要是由于气泡的形成、成长、以及脱离加热壁面所引起的各种扰动所造成的。
7．凝结换热的两种形式是_______和_________。
[浙江大学2006研]【答案】珠状凝结；膜状凝结二、判断题1．蒸汽在低于饱和温度的壁面接触时所可能出现的膜状凝结形式或珠状凝结形式主要取决于接触壁面表面的湿润能力。
武汉科技大学843 传热学-2018(A卷答案)考研真题
二者物理意义却不同。
（1）Nu数中的为流体的λ导热系数，而一般h未知，因而Nu数一般是待定
准则。Nu数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度，他表示
流体对流换热的强弱。
（2）Bi数中的λ为导热物体的导热系数，且一般情况下h已知，Bi数一般
是已定准则。Bi数的物理意义是导热物体内部导热热阻( l )与外部对流
2018年全国硕士研究生招生考试初试自命题试 题参考答案
科目名称：传热学（☑A卷□B卷）科目代码：843
考试时间：3小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 ☑计算器 ☑直尺
□圆规（请在使用工具前打√）
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律
无效；考完后试题随答题纸交回。
一、选择题(共 10 小题，共 30 分)
热阻( l )的相对大小。
h
2．答：（1）引入热边界层的主要原因是因为对流换热的热阻大小主要取
决于紧靠壁面附近的流体流动状况，这一区域中速度和温度变化最剧
烈，因此，固体壁面附近流体速度急剧变化的薄层称为速度边界层，而
温度急剧变化的薄层则称为温度边界层。
（2） 温度边界层的厚度则为沿该方向达到主流过余温度99％处的距离。即
Re
4q m 1 d
4 4.159 3.14 0.016 965.3 0.326 106
19844104
hi
0.023Re0.8
Pr0.3
d
3275W
/(m 2 0 c)
(b)计算传热系数：
k0
1
1 d2
1 d2
1
1 0.001 18
武汉科技大学841高等数学2016--2017(都有答案)考研真题+答案
xf ( y)dy f ( x) dx 2
L
y
第 3 页 共 16 页
2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题
科目名称：高等数学（ □A 卷√B 卷）科目代码：841 考试时间：3 小时 满分 150 分
可使用的常用工具：√无 □计算器 □直尺 □圆规（请在使用工具前打√）
注意： 所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无 效；考完后试题随答题纸交回。 三、
D {( x, y ) x 2 y 2 1, x 0} .
7 、 （ 10 分 ） 计 算 曲 面 积 分 3xdydz 2 ydzdx zdxdy ， 其 中 为 锥 面
z x 2 y 2 介于平面 z 0 与平面 z 2 之间部分的下侧．
四、
证明题(共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分)
二、
填空题(共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分)
1、由方程 xy x 2 y 3 确定的隐函数
x
dy ＝ dx x 1
．
2、设 f ( x) t (t 1)dt ，则 f ( x) 的单调减少的区间是
0
． ．
3、设 f ( x, y ) 2 x 2 y ln x 2 y 2 ，求 f y (0,1) 4、设 y e2 x ，则 y( n) .
）
（B） 有唯一实根； （D）有三个实根
） （B） （D）
5、 若级数 an 收敛，则下面正确的是（
（A） （C）
姓名：
an 收敛. a a
n 1
D
n 1
n 1
(1)
武汉科技大学843传热学考研真题(含标准答案)2020年
f w
0.25
，
Re
f
104
水的物性简表
t
λ
ρ
cp
ν106 μ106 Pr
（℃） (W/(m℃)) (kg/m3) (kJ/(kg℃)) （m2/s） （Pa·s）
20
0.599 998.2
4.183
1.006 1004 7.02
30
0.618 995.7
4.174
0.805 801.5 5.42
2）（10 分）采用单层遮热罩抽气式热电偶测量烟气温度，遮热罩的表面发
射率 ε2=0.3，烟气与热电偶和遮热罩表面之间的对流换热系数 h=116W/(m2∙K)。
求两种情况下热电偶的指示温度和测量误差。
第2页共2页
准考证号码：
密封线内不要写题
2020 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题
（ A 卷)
第3页共7页
面温度仍为 400℃和 50℃，试重新设计材料 A 和 B 的厚度，使炉墙厚度最小。
答：1）由牛顿冷却公式可得散热热流密度
传热学考研试题及答案
传热学考研试题及答案一、选择题（每题5分，共30分）1. 下列关于热传导的描述，错误的是：A. 热传导是分子热运动的结果B. 热传导不需要介质C. 热传导速度与温度无关D. 热传导是热量从高温物体向低温物体传递的过程答案：C2. 热对流和热传导的主要区别在于：A. 热对流需要介质B. 热对流需要物体运动C. 热对流速度比热传导快D. 热对流是分子热运动的结果答案：B3. 在相同的温度梯度下，导热系数最大的材料是：A. 金属B. 气体C. 液体D. 非金属固体答案：A4. 傅里叶定律描述的是：A. 热对流B. 热传导C. 热辐射D. 热交换答案：B5. 以下哪个不是热传导的边界条件：A. 绝热边界B. 等温边界C. 等压边界D. 牛顿冷却边界答案：C6. 热传导的一维稳态问题中，温度分布与：A. 热流密度成正比B. 热流密度成反比C. 热流密度无关D. 热流密度成线性关系答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律。
答案：傅里叶2. 热对流的驱动力是______。
答案：温度差3. 热辐射不需要______。
答案：介质4. 热交换的三种基本方式是热传导、热对流和______。
答案：热辐射三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述热传导的三种基本形式。
答案：热传导的三种基本形式是导热、对流和辐射。
2. 什么是热传导的傅里叶定律？答案：傅里叶定律描述了在稳态条件下，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比，公式为：q = -k * (dT/dx)，其中q是热流密度，k是材料的导热系数，dT/dx是温度梯度。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一长方体材料，其尺寸为Lx=0.5m，Ly=0.3m，Lz=0.2m，材料的导热系数k=200W/(m·K)。
若材料的一侧温度为100°C，另一侧温度为0°C，求该材料的热传导率。
答案：热传导率Q = k * A * ΔT / L，其中A为横截面积，L为热传导路径长度。
2017年武汉科技大学考研真题843传热学(B卷答案)
第 1 页 共 3 页姓名：报考专业： 准考证号码：密封线内不要写题2017年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题科目名称：传热学（□A 卷√B 卷）科目代码：843考试时间：3小时 满分150分可使用的常用工具：□无 √计算器 □直尺 □圆规（请在使用工具前打√）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。
一、名词解释(共5小题，每小题5分，共25分)1、等温面答：温度场中同一瞬间温度相同点组成的面。
2、热流密度答：单位时间通过单位面积的热量称为热流密度。
3、Bi 数答：Bi=hL/λ； 固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。
4、Pr 数答：Pr=ν/a ；动量扩散能力与热量扩散能力对比的一种度量。
5、投入辐射答：单位时间投射到单位表面积上的总辐射能为该表面的投入辐射。
二、推理与简答 (共6小题，共62分)1、(10分)试分别说明导热问题三种类型的边界条件。
答：第一类边界条件：已知边界任意时刻温度第二类边界条件：已知边界任意时刻热流密度或温度变化率第三类边界条件：已知边界任意时刻流体温度和表面传热系数2、(10分)什么是导热系数，主要与哪些因素有关？答：导热系数是表征材料导热能力优劣的参数，其数值等于单位温度梯度下物体内部热流密度矢量的模。
其大小主要取决于材料种类和温度等因素。
3、(12分)在用热电偶测量气流非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶温度响应特性？答：改进温度响应特性即为减小热电偶时间常数，即要减小热电偶体积面积比，选择热容小的材料，强化热电偶表面传热系数。
4、（10分）简要说明管槽内对流换热的入口效应及其原因答：流体进入换热的管槽后，流动和热边界层从零增长到汇合于管道中心，这一区域称为入口段。
入口段边界层厚度薄，局部表面传热系数比充分发展段高，这种入口段换热刘A学长1104405515，致力于考研真题、答案、笔记、考研信息咨询辅导。
武汉科技大学2016年《845工程力学》考研专业课真题试卷【含参考答案】
第 1 页 共 8 页 姓名：
报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题 2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：工程力学（√A 卷□B 卷）科目代码：845 考试时间：3小时 满分150分 可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 √圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。
一、填空题（每空3分，共27分） 1、使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。
工程上 一般把__________作为塑性材料的极限应力；对于脆性 材料，则把________作为极限应力。
2、圆杆受扭时，杆内除轴线上的点都处于 应力状态。
3、微元体应力状态如图所示，三个主应力为 、 、 。
50MPa 40MPa x y 4、如图所示，2-2截面的轴力为 。
1(b )10kN 2332118kN 3kN 25kN ... 5、悬臂梁AB 在两种情况下受集中力作用如图（a ）、(b)所示，已知（a ）中自由端A 的挠度EI Fl w A 33-=，转角EI Fl A 22-=θ，则(b)中自由端A 的挠度=A w 。
2019年武汉科技大学849工程传热学考研真题(A卷)
2019年武汉科技大学849工程传热学考研真题（A卷）(总分：150.00，做题时间：180分钟)一、填空题(总题数：8，分数：16.00)1.三种基本的热传递方式是热传导、________和________。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：热对流、热辐射）解析：2.大多数纯金属的热导率随温度的升高而________，大部分合金的热导率随温度的升高而________。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：减小、增大）解析：3.对多层等厚度圆筒壁传热，通过每层的热流密度________，通过每层单位管长的热流密度________。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：不相等、相等）解析：4.发生相变的传热过程可分为________传热和________传热。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：凝结、（液体）沸腾）解析：5.牛顿冷却定律适用于________传热，兰贝特余弦定律适用于________传热。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：对流、辐射）解析：6.导热和对流传热的传热速率与温度差的________次方成正比，而热辐射的传热速率与温度差的________次方成正比。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：一、四）解析：7.可见光的光谱一般为________微米，太阳光的光谱一般为________微米。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：0.38-0.76、0.2-3）解析：8.土壤温度场具有的两种特性为：________和________。
（分数：2.00）填空项1:__________________ （正确答案：衰减、延迟）解析：二、名词解释(总题数：4，分数：20.00)9.综合温度（分数：5.00）___________________________________________________________ _______________________________正确答案：(工程上把室外空气与太阳辐射两者对围护结构的共同作用，用一个假想的温度来衡量，这个温度就叫综合温度。
2016年武汉科技大学813冶金传输原理考研真题(B卷)
2016年武汉科技大学813冶金传输原理考研真题（B卷）(总分：150.00，做题时间：180分钟)一、选择题(总题数：15，分数：45.00)1.下列流体哪个属于牛顿流体（）。
（分数：3.00）A.汽油√B.纸浆C.血液D.沥青解析：2.某点的真空度为 65000 Pa，当地大气压为 0.1MPa，该点的绝对压强为（）。
（分数：3.00）A.65000PaB.55000PaC.35000Pa √D.165000Pa解析：3.流动有势的充分必要条件是（）。
（分数：3.00）A.流动是无旋的√B.必须是平面流动C.必须是无旋的平面流动D.流线是直线的流动解析：4.有一变直径管流，小管直径d1，大管直径d2=2d1，则两断面雷诺数的关系是（）。
（分数：3.00）A.B.Re1= Re2C.Re1=1.5Re2D.Re1= 2Re2√解析：5.连续性方程表示控制体的（）守恒。
（分数：3.00）A.能量B.动量C.流量D.质量√解析：6.按连续介质的概念，流体质点是指（）。
（分数：3.00）A.流体的分子B.流体内的固体颗粒C.无大小的几何点D.几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体√解析：7.理想流体的绕流（）分离现象。
（分数：3.00）A.不可能产生√B.会产生C.随绕流物体表面变化会产生D.根据来流情况判断是否会产生解析：8.单位时间，单位表面积发出的辐射能叫物体的（）。
（分数：3.00）A.有效辐射B.自身辐射√C.反射辐射D.投射辐射解析：9.下列方法中，不能减小辐射传热损失的措施是（）。
（分数：3.00）A.采用高黑度的材料√B.降低温差C.减小面积D.在表面间增设隔热屏解析：10.对于 A、B 两个单层圆筒壁，若圆筒壁 A 内外直径比为 2，圆筒壁 B 内外直径比为 6，其它条件相同，则 A 的导热量是 B 的（）倍。
（分数：3.00）A.1/3B.3C.2.585 √D.1.098解析：11.圆筒壁稳态导热时，沿半径方向低温处的热流量（）高温处的热流量。
武汉科技大学849工程传热学2018--2019+答案考研初试真题
3、（16 分）换热器内两种流体(单相)进行热交换，热流体温度从 280℃降到 190℃， 冷流体从 20℃加热到 160℃。两种流体在管壳式换热器中分别进行逆流和顺流换热 时，试求： （1）逆流和顺流时的对数平均温差； （2）两种流体的比热容量之比； （3）如传热系数 k 和换热量相同时，换热面积相差多少？
Nu f
0.023 Re 0f.8
Pr
0.3 f
;
Nu=0.125(Gr.Pr)1/3
干空气的物性参数表
t（℃） Cp（kJ/kg.K） ρ（kg/m3） λ（W/m.℃) μ（N.s/ m2） Pr
30
1.005
1.165
0.0267
1.86×10—5 0.701
40
1.005
1.128
0.0276
4、 热量传递的三种基本方式是：导热、对流换热和辐射换热。
（）
5、 同一流体以同一速度、同一温度流过两根圆管，已知 A 为铜管，B 为钢管，两根
管子的直径、长度、粗糙度和壁面温度均相同，但导热系数λ铜>λ钢，则 A 管内
的对流换热系数大于 B 管内的对流换热系数。
（）
6、 为减少保温瓶的辐射换热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空。
减少管道的散热，管道保温层外表包了薄铝皮，其发射率为 0.1，假设管道外壁面温
度为 62℃，试计算管道传热系数。
（其中，钢管壁热阻可忽略。热流体的物性参数为：Cp=1.017kJ/kg.K，ρ=0.815kg/m3，
λ=0.036W/m.℃，μ=2.45×10—5N.s/ m2，Pr=0.682）。
（）
7、 在相同情况下，弯管的换热系数小于直管的换热系数。
武汉科技大学考研试卷及参考答案849 流体力学-2016(A卷)
姓名： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：流体力学（√A 卷 □B 卷）科目代码：849考试时间：3小时 满分 150 分可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 √圆规（请在使用工具前打√）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。
一、是非题(共15小题，每小题 1分，共15分)1、理想流体与实际流体的区别仅在于：理想流体具有不可压缩性。
（ ）2、两流体几何相似、运动相似、动力相似，则其力学相似。
（ ）3、粘性流体绕流曲面物体时，在没有形成紊流附面层以前，随雷诺数的增大，附面层的分离点将向前移动。
（ ）4、流量是衡量断面过水能力大小的物理量。
（ ）5、研究流体静力学时可将流体视为无黏性流体。
（ ）6、圆形管的直径就是其水力半径。
（ ）7、混合边界层是指层流与紊流同时存在的边界层。
（ ）8、表面力是作用于液体表面、与受力作用的表面面积大小无关的力。
（ ）9、实际流体中总水头线是沿程下降的，而测压管水头线在一定条件下会沿程上升。
（ ） 10、渐变流动过流断面上的压强分布可认为服从流体静力学规律。
（ ） 11、体积弹性系数E 愈小的流体就愈难被压缩。
（ ） 12、静水压强相同的点所构成的平面或曲面称为等压面。
（ ）13、动量修正系数是表示单位时间内通过断面的实际动量与单位时间内以相应的断面平均流速通过的动量的比值。
（ ） 14、在恒定流前提下，断面平均流速与过水断面面积成正比。
（ ） 15、能量方程中，压强标准可任意选取，可采用相对压强也可采用绝对压强，对同一问题亦可采用不同标准。
（ ）……二、选择题(共15小题，每小题 2分，共30分)1、等加速直线运动容器内液体的等压面为（）。
(a) 水平面 (b)斜平面 (c)抛物面 (d)双曲面2、若流动是一个坐标量的函数，又是时间t 的函数，则流动为（）。
武汉科技大学849-工程传热学-A考研真题初试
（）
3 在相同条件下，水平管外的凝结换热系数低于垂直管外凝结换热系数。
（）
4 热量传递的三种基本方式是：导热、对流换热和辐射换热。
（
）
5 同一流体以同一速度、同一温度流过两根圆管，已知A为铜管，B为钢管
，两根管子的直径、长度、粗糙度和壁面温度均相同，但导热系数λ铜>λ 钢，则A管内的对流换热系数大于B管内的对流换热系数。 （）
tf,λ
y
x x1
图1.热边界层温度分布示意图
6、（7分）在大气压下将同样的两滴水滴在表面温度分别为120℃和400℃的 铁锅上，试问滴在哪个锅上的水先被烧干，为什么？
四、计算题(75分) 1、(16分) 一厚度为7cm的平壁，一侧绝热，另一侧与温度为30℃的流体接触。平壁的 导热系数为18W/(m.℃)，具有均匀的内热源 qv =3×105W/m3。平壁与流体之间的对流换热系数为450W/(m2.℃) ，试确定平壁中的最高温度及其位置。
2、(18分)
第3页共5页
有一面积为3m×3m的方形房间，地板的温度为25℃，天花板的温度为13℃， 四面墙壁部分是绝热的。房间高2.5m，所有表面的放射率为0.8。地板对天 花板的角系数为0.25，试求地板与天花板之间的辐射换热量。
3、（16分）换热器内两种流体(单相)进行热交换，热流体温度从280℃降到1 90℃，冷流体从20℃加热到160℃。两种流体在管壳式换热器中分别进行逆 流和顺流换热时，试求： （1）逆流和顺流时的对数平均温差； （2）两种流体的比热容量之比； （3）如传热系数k和换热量相同时，换热面积相差多少？
6 为减少保温瓶的辐射换热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空。
（）
7 在相同情况下，弯管的换热系数小于直管的换热系数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
姓名： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：传热学（□A 卷√B 卷）科目代码：843考试时间：3小时 满分 150 分可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 □圆规（请在使用工具前打√）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。
一、名词解释(共 5 小题，每小题 5 分，共 25 分) 1、（ 5 分）傅利叶定律 2、（ 5 分）非稳态导热3、（ 5 分）Nu 数4、（ 5 分）有效辐射5、（ 5 分）漫射表面二、推导及问答(共 6 小题，共 55 分)1、（ 10分）无内热源的大平壁稳态导热的温度场如附图1所示，试分析它的导热系数 是随温度增加而增加还是随温度增加而减小?2、（ 9 分）有两块同样材料制作的大平板A 及B ，A 的厚度为B 的两倍。
将两平板放在一高温炉加热足够长时间，然后取出置于冷流体中淬火。
假设两平板与流体的表面传热系数均可视为无限大，且板B 中心点过余温度下降到初始过余温度的一半需要20min ，求板A 中心点过余温度也达到初始过余温度一半要多少时间？3、（ 8 分）比较分析热对流和对流换热的区别和联系。
4、（ 7 分）自然对流换热的Nu 数常表示成格拉晓夫数（Gr ）和Pr 数的函数，请写出Gr 数的表达式，说明其中各符号意义，并解释该无量纲数代表的物理意义。
5、（ 9 分）蒸汽在壁面冷凝时有两种工作模式，请介绍这两种凝结模式的特点，比较其凝结传热系数的大小，并分析其中原因。
6、（ 12 分）什么是辐射换热角系数X 1,2？计算下面几个图中面1到面2的角系数。
三、计算题(共 4 小题，共 70 分)1、（ 17 分） 用铬镍钢钢板（导热系数）制作内15.2W/(m.)λ=℃外直径分别为0.5m 及0.6m 的球罐，里面装满了具有放射性的化学废料，废料体积发热率为q V =120kW/m 3。
将该球罐置于30℃的水流中冷却，假设球罐表面传热系数，试求在稳定2800W/(m .)h =℃工况条件下，（1）球罐外表面散热量；（2）球罐外表面温度；（3）球罐的内表面温度。
球壳导热公式为。
12124()1/1/t t r r πλ-Φ=-2、（ 18 分）将初始温度300℃、直径10mm 的小球放入温度20℃的气流中冷却，小球材料导热系数λ=45W/(m.℃)，比热c=465 J/(kg.℃)，密度ρ=7790kg/m 3。
已知小球在气流中冷却2分钟后温度降为200℃，求小球表面传热系数；如果想让小球温度继续降到100℃，还需要多少时间。
假设小球表面传热系数保持不变。
3、（ 15 分）空气以4m/s 的流速横掠直径60mm 、长为2m 的热圆柱体。
如果空气温度为30℃，圆柱体表面温度为50℃，计算圆柱体的散热量。
已知：40℃时空气的物性参数为：λ＝2.76⨯10-2 W/(m.℃)，η＝16.96⨯10-6 m 2/s ，Pr=0.699。
流体横掠单根圆管的平均表面传热系数的准则关系式为：，C 、n 与Re0.3Re Pr n m m m Nu C =的关系见下表。
ReCn 4~40 0．911 0．33 40~4000 0.683 0.466 4000~40000 0.193 0.618 40000~4000000.02660.8054、（ 20 分）一内腔尺寸为0.2m×0.2m×0.2m 的正方形炉子（见下图）置于27℃的室内，炉子顶部（3）开口，底部（1）采用电加热将底面温度维持在427℃，炉子侧壁（2）均敷设绝热材料。
假设炉子底部表面发射率ε＝0.8，试计算电加热器加热功率以及炉子侧壁面温度。
炉底对炉顶的角系数X 1,3=0.2，黑体辐射系数C 0=5.67W/(m 2.K 4)。
姓名： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：传热学（□A 卷√B 卷）科目代码：843考试时间：3小时 满分 150 分可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 □圆规（请在使用工具前打√）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。
一、名词解释(共 5 小题，每小题 5 分，共 25 分) 1、（ 5 分）傅利叶定律：单位时间通过单位截面积所传导的热量，正比于当地垂直于截面方向上的温度变化率，，其中x 为截面的法线方向。
tq xλ∂=-∂2、（ 5 分）非稳态导热物体温度随时间变化的导热过程，为非稳态导热。
3、（ 5 分）Nu 数Nu=hL/λ,代表壁面处流体无量纲温度梯度。
4、（ 5 分）有效辐射单位时间离开表面单位面积的总辐射能，称为有效辐射。
5、（ 5 分）漫射表面定向辐射强度随辐射角的变化满足兰贝特定律的表面，其定向发射率与方向无关，称为漫射表面。
二、推导及问答(共 6 小题，共 55 分)1、（ 10分）无内热源的大平壁稳态导热的温度场如附图1所示，试分析它的导热系数λ是随温度增加而增加还是随温度增加而减小?解 : 大平壁稳态导热时，各截面热流密度都相等，即图中随x 增加而增加，因而λ随x 增加而减小，而温度t 随x增加而增加，所以导热系数λ随温度增加而减小。
2、（ 9 分）有两块同样材料制作的大平板A 及B ，A 的厚度为B 的两倍。
将两平板放在一高温炉加热足够长时间，然后取出置于冷流体中淬火。
假设两平板与流体的表面传热系数均可视为无限大，且板B 中心点过余温度下降到初始过余温度的一半需要20min ，求板A 中心点过余温度也达到初始过余温度一半要多少时间？min 80min 2044)(25.0)(2000=⨯===⇒===⇒=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⇒∞==B B BA AB A B A BA B m A m mB A a a Fo Fo Fo f Bi Bi ττδδτδδθθθθθθ，解：3、（ 8 分）比较分析热对流和对流换热的区别和联系。
答：热对流是流体微团宏观运动引起的热量传递，它是热量传递的基本方式之一。
对流传热是流体流过固体表面并与固体表面进行的热量传递过程，它不是热量传递基本方式，是包含热传导和热对流的复杂传热过程。
4、（ 7 分）自然对流换热的Nu 数常表示成格拉晓夫数（Gr ）和Pr 数的函数，请写出Gr 数的表达式，说明其中各符号意义，并解释该无量纲数代表的物理意义。
答：，其中为重力加速度，为流体体积膨胀系数，23υtgal Gr ∆=g a 为流体与固体温差，为长度，为流体运动粘度。
数的物理t ∆l υGr 意义为浮升力与粘滞力之比。
5、（ 9 分）蒸汽在壁面冷凝时有两种工作模式，请介绍这两种凝()()dt x q x Const dxλ=-=()dt x dx1发出的辐射能落到表面2上的份额称为表面(d) 依题意角系数1,222221 21X-==-⨯外直径分别为0.5m 及0.6m 的球罐，里面装满了具有放射性的化学废料，废料体积发热率为q V =120kW/m 3。
将该球罐置于30℃的水流中冷却，假设球罐表面传热系数，试求在稳2800W/(m .)h =℃定工况条件下，（1）球罐外表面散热量；（2）球罐外表面温度；（3）球罐的内表面温度。
球壳导热公式为。
12124()1/1/t t r r πλ-Φ=-解：球罐的容积为：065416.025.014.3343433=⨯⨯==r V π总发热热流为： 0.065141207.816V q V kW Φ==⨯=由牛顿冷却公式可知 214()f r h t t πΦ=-球壳的外表温度：℃1278163038.654 3.140.3800t =+=⨯⨯⨯由球壳导热公式可知球壳内表面温度℃12211/1/1/0.31/0.2538.65781644 3.1415.2r r t t πλ--=-Φ=-⨯⨯⨯65.94=2、（ 18 分）将初始温度300℃、直径10mm 的小球放入温度20℃的气流中冷却，小球材料导热系数λ=45W/(m.℃)，比热c=465 J/(kg.℃)，密度ρ=7790kg/m 3。
已知小球在气流中冷却2分钟后温度降为200℃，求小球表面传热系数；如果想让小球温度继续降到100℃，还需要多少时间。
假设小球表面传热系数保持不变。
解：假设小球换热可以使用集中总参数法 由得小球表面总传热系数为 0lnf f p t t hF t t c Vτρ-=-- 077904650.00520200lnln326020300p f f c V t t h Ft t ρτ--⨯⨯-=-=-⨯⨯-=22.2(W/(m 2.℃),故前面假设合理。
22.20.0050.00080.033453h V Bi A λ=⨯=⨯=<继续降到100℃所需时间77904650.00520100lnln322.220200p f f c Vt t hFt t ρτ-⨯⨯-=-=-⨯-=220.5(s)=3.68(min)3、（ 15 分）空气以4m/s 的流速横掠直径60mm 、长为2m 的热圆柱体。
如果空气温度为30℃，圆柱体表面温度为50℃，计算圆柱体的散热量。
已知：40℃时空气的物性参数为：λ＝2.76⨯10-2 W/(m.℃)，η＝16.96⨯10-6 m 2/s ，Pr=0.699。
流体横掠单根圆管的平均表面传热系数的准则关系式为：，C 、n 与Re0.3Re Pr n m m m Nu C =的关系见下表。
Re Cn 4~400．911 0．33 40~40000.683 0.466 4000~400000.193 0.618 40000~4000000.0266 0.805解：这是一个空气横掠单管的对流换热问题，m 3050t 4022f wt t ++===定性温度℃60.6181/30.6181/3240.06Re 14150.90.1930.61816.96100.193Re Pr 0.193(14150.9)(0.699)62.93662.9360.0276/0.0628.95(/())m m m m m u dC n Nu Nu h W m dηλ∞-⨯=====⨯==⨯⨯===⨯=⋅由表得，，。
℃散热量：()28.950.062(5030)218.3()w f h t t dl W ππΦ=-=⨯⨯⨯⨯-=答：圆柱体的散热量为218.3W 。
4、（ 20 分）一内腔尺寸为0.2m×0.2m×0.2m 的正方形炉子（见下图）置于27℃的室内，炉子顶部（3）开口，底部（1）采用电加热将底面温度维持在427℃，炉子侧壁（2）均敷设绝热材料。