安徽工业大学2014年硕士研究生招生专业基础课试卷819传热学

安徽工业大学2014年硕士研究生招生专业基础课试卷（A卷）

科目名称：传热学科目代码： 819 满分： 150分

考生请注意：所有答案必须写在答题纸上，做在试题纸或者草稿纸上的一律无效！

一、概念解释（每题4分，共40分）

1、导热系数.（4分）

2、黑度.（4分）

3、第二类边界条件.（4分）

4、边界层.（4分）

5、同类现象.（4分）

6、温度场.（4分）

7、定性温度.（4分）

8、膜状凝结.（4分）

9、集总参数法.（4分）

10、对数平均温度.（4分）

二、填空题（每题5分，共20分）

1、一冷藏室的墙由钢皮、矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为δ1、δ2及δ3，导热系数分别为λ1、λ2及λ3。冷藏室的有效换热面积为A，室内、外气温分别为t1和t2，室内、外壁面的表面传热系数可分别按h1及h2计算。题中墙体传热过程的总热阻计算公式

为（5分）

2、Nu= ，其物理意义为；（3分）

Pr= ，其物理意义为。（2分）

3、温度为6000K的黑体辐射中，可见光(0.38μm~0.76μm)所占的比例为。（有关参数见表1）（5分）

4、一表面积为A的等温集成电路芯片安装在一底板上，温度为t∞的空气在风扇作用下冷却芯片。芯片最高允许温度为t max，芯片与冷却气流间的表面传热系数为h。如果把芯片及底板置于一个封闭的机壳内，机壳的平均温度为t w，芯片的表面黑度为ε，其余条件不变，则芯片的最大允许功率的计算公式为（5分）

表1：第二题第3小题的相关数据表

三、简答题（每题6分，共30分）

1、设有一块厚为2δ的平板，初始温度为t0。在初始瞬间将它放置于温度为t f的流体中，设平板两边对称受热，请列出该问题的数学描述。（6分）

2、对流传热怎样分类？如何从解得的温度场来计算对流传热的表面传热系数？（6分）

3、利用量级分析方法，对流体外掠平板的流动，从动量方程导出边界层

厚度的如下变化关系式:（6分）

4、定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的，为什么? （6分）

5、图1中所示的几何体，对其进行区域离散化，x 方向步长为△x ，y 方向步长为△y ，请写出图中点21的离散方程，并说明与点21离散方程相似的点还有哪些？（6

图1第三题第5小题

四、计算题（60分，每题15分）

1、在热处理工艺中，用银球试样来测定淬火介质在不同条件下的冷却能

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力。今有一个直径为20mm的银球，加热到650℃后被被置于20℃的盛有静止水的大容器。用热电偶测得，当银球中心温度从650℃变化到450℃时，其降温速率为200℃/s。确定此时银球表面与水之间的表面传热系数。λ=360W/(mk)，ρ=10500kg/m3，c=262J(kgK)。（15分）

2、在外径为25mm的管壁上装有铝质的等厚度环肋，相邻肋片中心线之间的距离为9.5mm，环肋高H=12.5mm，厚0.8mm。管壁温度200℃，流体温度90℃，管基及肋片与流体之间的表面传热系数为110 W/(m2·K)。确定每米长肋片管(包括肋片及基管部分)的散热量，肋片效率为0.9。（15分）

3、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。计算对板2的有效辐射和板1、板2间的的辐射换热量。（15分）

4、流量为39 m3/h的30号透平油，在冷油器中从59.5℃冷却到45℃.冷油器采用1-2型壳管式结构，管子为铜管，外径为15mm，壁厚1mm。47.7t/h 的河水作为冷却水在管侧流过，进口温度为33℃。油安排在壳侧，油侧的换热系数为450 W/(m2•℃),水侧的换热系数为5850 W/(m2•℃)，已知30号透平油在运行温度下的密度为879 kg/m3，比热为1.95kJ/( kg•℃),1-2型壳管式换热器的对数平均修正系数为0.97，求所需换热面积。（15分）

（试题完）