2001华科传热学 真题

2001 传热学一、简答

1）热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理如何？今有一热平板在空气中冷却，试问这一热量传递过程包含哪些传递方式？

2）非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个主要的阶段，它们各自有什么特征？在海斯勒的诺模图中无量纲中心温度的对数值与傅里叶数的线性关系说明过程进入了哪一个阶段？

3）表面传热系数是从什么公式定义出来的？它与哪些因素有关？常用哪些方法解决对流换热问题？

4）大容器沸腾换热过程有哪几个主要的区域，并指出临界热流密度在什么情况下会对加热壁面造成损坏？5）什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关？什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素相关？它们之间有什么区别？如果物体表面可视为灰体，那么它们还有区别吗？

二、分析

1）某一大平板截面上的温度分布为：3

3

2

2

1

1

2

1x

c

x

c

c+

+

=

-

-

T

T

T

T

，式中的T1与T2分别表示大平板两侧的温度，若导热系数K为常数，墙厚度为L，试导出内热源单位体积发热率q与x之间的关系式。x是由T= T1之表面算起的坐标变量，且在x=0处q=q0。

2）已知垂直平板上的自由对流边界层内的速度分布为2

x y -1y u u ⎪

⎭

⎫

⎝⎛=δδ，试求

最大速度发生在边界层内的位置，并导出最大速度的表达式。

3）换热器的流体温度沿程变化图中端差大的一侧的流体温度变化曲线较陡，端差小的一侧的流体温度变化曲线较平，试从传热方程和热平衡方程加以证明。

三、1）重量为5.5kg 的铝块，原来温度为290℃，突然浸入15℃的液体之中，液体与铝块间的对流换热系数为58 W/(m 2

·℃)，假设铝块为球体，估计将铝块冷却至90℃所需之时间（使用集总参数系统分析）。已知铝的密度ρ=2707kg/m 3

，比热c p =879.71J/（kg ·℃）。

2）有一直径为1.0mm 的导线，其温度为400℃，外界环境温度为40℃，换热系数h=150 W/(m 2·℃)，计算导热系数λ应为何值才能使临界绝缘厚度为0.2mm ，同时计算在临界热绝缘厚度下的导线单位长度的散热量，以及与无热绝缘条件下的散热量之比。

3）2.5cm直径的长圆柱加热器保持温度在650，且有0.8的表面黑度。该加热器放置在壁面温度为25℃的大房间内。若加热器被直径为30cm及黑度为0.2的铝屏幕多覆盖。问其辐射散热量将减少多少？屏幕的温度又为多少？在求解中忽略对流换热效应。如果不忽略对流换热你将如何计算在不加屏幕时的长圆柱的散热？请写出计算过程