上海交大傳熱學(xué)考題(A)-答案.doc

20042005學(xué)年傳熱學(xué)考試試題（A）答案一 回答下列5題（25分）答：略DxDy(i, j)tf, h(i-1, j)(i, j-1)二 如右圖所示，在圖中畫出節(jié)點（i，j）的控制區(qū)域，并試導(dǎo)出其二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時的離散方程。已知右側(cè)壁絕熱；頂端處于溫度為的流體中，換熱系數(shù)為，有內(nèi)熱源為；網(wǎng)格均勻劃分，且；材料的導(dǎo)熱系數(shù)為。（10分）解：時，也可以化簡為：三 由兩種不同材料組成的一維復(fù)合平板如圖1所示，左側(cè)表面()保持恒溫t0，右側(cè)表面（）暴露于溫度為（）、對流換熱系數(shù)為h的氣流中，忽略復(fù)合平板與環(huán)境的輻射換熱和接觸熱阻。（15分）LALBt0t, ht1xx = 01 給出通過復(fù)合平板的穩(wěn)態(tài)熱流密度q的計算公式；2 推導(dǎo)穩(wěn)態(tài)時，平板A和B分界面溫度t1的計算公式；3 假設(shè)導(dǎo)熱系數(shù)，畫出x從0到的穩(wěn)態(tài)溫度分布趨勢。解：令 1 2 或：LALB3 如下圖所示四 對流換熱（15分）1. 如右圖所示，溫度為的冷氣體以的流速平行地吹過一快平板（平板一邊與來流垂直），平板的長和寬均為2m，采用一組非常薄的電加熱器使平板維持均勻溫度在。流體的導(dǎo)熱系數(shù)、密度、比熱和運動粘度分別為：，。試回答下列問題：Tw 500 K末端起始端（1）計算普朗特數(shù)（Pr）、雷諾數(shù)（Re）；判斷平板末端的流動是層流還是湍流，如果是湍流，請計算臨界距離（注：臨界雷諾數(shù)可?。?（2）計算氣體帶走的總熱流量（q）；解： （1） ，因此末端流動處于湍流狀態(tài)（2）a 層流部分換熱： b湍流部分換熱： c 總熱流量：也可以采用平均換熱系數(shù)進行計算，即公式（542），p.150五 一個逆流換熱器，熱工質(zhì)在管內(nèi)流動，冷卻水在管外流動。工質(zhì)的進出口溫度分別為：，質(zhì)量流率為，比熱；冷卻水的進口溫度為，其質(zhì)量流率為，；金屬光管內(nèi)徑，壁厚為，導(dǎo)熱系數(shù)為。管內(nèi)工質(zhì)的對流換熱系數(shù)，水側(cè)的對流換熱系數(shù)，請確定該換熱器所需要的管外側(cè)換熱面積Ao？ （20分）解：（1）換熱量 （2）冷卻水出口溫度：（3）對數(shù)平均溫差（4）總傳熱系數(shù)k（5）換熱面積Ao： 123六 如右圖所示，半球表面是絕熱的，底面被一直徑（）分為1、2兩部分。表面1為灰體，發(fā)射率；表面2為溫度的黑體，回答下列問題（15分）（1）計算角系數(shù)，（2）畫出熱網(wǎng)絡(luò)圖（注：熱阻為無窮大時，相當(dāng)于斷路）（3）計算表面1和表面2之間的換熱量解：（1）； （2）這是一個三表面組成的輻射換熱系統(tǒng)，但由于表面2 為黑體，而且表面3為絕熱表面，因此，