2006~2007学年第一学期期末考试《传热学》

2006~2007学年第一学期期末考试《传热学》
试卷（B）
一、名词解释(每题3分，共15分)
传热系数：
接触热阻：
非正规状况阶段：
入口段：
黑体：
二、判断正误（每题2分，共14分）
1、通过圆筒壁的稳态导热过程中，不同半径处的热流量和热流密度都是不相等的，与半径成反比。

（）
2、重辐射表面与换热表面之间无净辐射热量交换，但它对其他换热表面间的辐射传热仍有影响。

（）
3、漫射体的定向辐射力与方向无关。

（）
4、蒸气中含有不凝结气体对凝结传热会产生有害的影响。

（）
5、对于一侧隔热良好的高温物体，将其放入常温室内，其热面朝上或朝下对其表面的换热情况有影响。

（）
6、两个物理现象的同名准则数相等，则这两个现象相似。

（）
7、带有肋片的换热部件，其肋效率在出厂的时候即可确定。

（）
三、填空题（每题5分，共20分）
1、为了说明冬天空气的温度以及风速对人体冷暖感觉的影响，欧美国家的天气
预报中普遍采用风冷温度的概念。

风冷温度是一个当量的环境温度，当人处于静
止空气的风冷温度下时其散热量与人处于实际气温、实际风速下的散热量相同。

从散热计算的角度可以将人体简化为表面积为1.42m 2，表面温度为30℃的圆柱
体，设其在静止空气中表面传热系数为15W/(m 2K)，如果在一个有风的日子，表
面传系数为40W/(m 2K)，此时风冷温度是
2、医学知识告诉我们：人体组织的温度等于、高于48℃的时间不能超过10s ，
否则该组织内的细胞就会死亡。

假设人体组织可看做是各向同性材料，物性可取
为37℃水的数
值
s m a /1018.1528-⨯=。

某人不慎接触到60℃热表面，假定一接触到热表面，人体
表面温度就上升到了热表面的温度。

1min 后，此人的烧伤深度为
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Θτa x e r f 2
3、将图1中几何体进行网格化后，可得到44个节点，列出节点24的差分方
程 ，与该点边界条
件相同的点还有节点 。

4、两块平行放置的平板的表面发射率均为0．8，温度分别为t1＝527℃及
t2=27℃，板间距远小于板的宽度与高度。

板1的自身辐射
为 ；对板1的投入辐射为 ；(3)板1的反射辐射为 ；板1的有效辐射为 ；(5)板2的有效辐射为 。

四、 简答题（每题5分，共25分）
1、在集中参数法温度场微分方程的推导过程中，为什么把传热物体表面上交换的热量折算成体积热源？
2、有一块厚度为2δ的金属平板，初始温度为t 0，突然将其置于t ∞的流体中进行冷却，表面传热系数为h ，平板的导热系数为λ。

画出Bi ∞和Bi 为有限大小时平板中的温度分布。

3、纯蒸汽膜状凝结时形成的液膜仍符合边界层理论，其能量方程可写为22
y t a y t
v x t
u l ∂∂=∂∂+∂∂，若忽略液膜对流作用，则该方程简化为？ 4、不锈钢平底锅置于电器灶具上被加热，灶具的功率为1000W ，其中85%用于加热平底锅。

锅底厚3mm ，平底部分直径200mm ，不锈钢的导热系数18W/(mK)，锅内汤料与锅底的对流传热表面传热系数为2500W/(m2K)，流体平均温度95℃。

试列出锅底导热的数学描写。

5、一等温空腔的内表面为漫射体，并维持在均匀的温度。

其上有一个面积为0.02㎡的小孔，小孔面积相对于空腔内表面积可以忽略。

若把空腔内表面全部抛光，而温度保持不变，对小孔向外的辐射有何影响，为什么？
五、 计算题（1、2每题8分，3题10分）
1、一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件，当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发。

一报警系统导线的熔点为500℃，直径为0.6mm ，λ=210W/(mk)，ρ=7200kg/m3，c=420J(KgK)，初始温度为25℃。

问当它突然受到650℃烟气加热后，多长时间可发出报警信号？设复合换热的表
面传热系数为12W/(m 2K)
2、一太阳能集热器置于水平的房顶上。

集热器的吸热表面直接暴露于大气之中，设吸热表面的平均温度为90℃，计算表面由于空气的自然对流引起的散热量(环境温度20℃)。

集热器呈正方形，尺寸为
1m ×1m 。

697.0Pr ,/10
46.18,/02865.026=⨯==-s m v mK W λ 4/1Pr)(15.0⋅=Gr Nu
3、两个相距1m 、直径2m 的平行放置的圆盘。

相对两表面的温度分别为500℃和200℃，表面发射率分别为0.3和0.6。

圆盘的另外两个表面不参与换热。

当将此两圆盘置于一绝热空腔中，确定圆盘的净辐射传热量。

38.02,1=X。