完整版?zhèn)鳠釋W(xué)期末考試題

1、 導(dǎo)熱： 蕆一、 ?，厚度為100mm分）如圖所示的墻壁，其導(dǎo)熱系數(shù)為，二、（10K)?/(m?50W蒞所處外界溫度20，測得兩側(cè)外壁面溫度均為100，外壁面與空氣的表面?zhèn)鳠?2，壁內(nèi)單位體積內(nèi)熱源生成熱為系數(shù)為假設(shè)墻壁內(nèi)進行為125，K)(m?W/?h&及墻壁厚度方向溫度分布？ 的是一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，求?)(tx 芆 r=100mm的實心長圓柱體，分）（10如圖所示一個半徑為具有均勻的內(nèi)熱二襖1&43。?t25源。圓柱體處于溫度為，導(dǎo)熱系數(shù)的環(huán)mC=10/W/m?=10W（K）f2t（W）?Km/試求圓柱體外壁溫度。為境中，與周圍環(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)80hw及圓柱體沿半徑方向的溫度分布；并求圓柱

2、體內(nèi)最高溫度的位置和大??？ 蠆 羈 對流：肄 60200mm，溫度為10三、（分）20的空氣，以10m/s的速度縱向流過一塊長羃處的流動邊界層和熱邊界層厚度。并求50mm，100mm的平板。求離平板前沿 （平板寬為1m，空氣物性參數(shù)見表）得平板與流體之間的換熱量。 31453121 湍流 準則關(guān)聯(lián)式： 層流；Pr871)Re?Nu?(0.037PrNu?0.664Re蝿 ?5.013Pr? 邊界層厚度： 流動邊界層與熱邊界層之比：；?肅 ?xRetx 空氣的熱物理性質(zhì) 螆 /t螂 26?/s /m10?衿 ?K) / W/(m蒆 Pr芄 30 蒁 16.00 罿 0.0267 袇 0.701

3、羅 40 艿 16.96 罿 0.0276 芇 0.699 莃 50 節(jié) 17.95 聿 0.0283 莄 0.698 肅 四、（10分）水以2m/s的流速流過長為8m的直管，入口溫度為20，出口溫肁度為40，管內(nèi)徑d20mm，求對流換熱系數(shù)和平均管壁溫度。 水的熱物理性質(zhì) 腿 / t螅 26?/m/s 10?薃 ?/ W/(mK) 袀 Pr羋 3?/kg/m 膆 c/ 芅pkJ/(kgK) 20 袃 1.006 莈 0.599 薇 7.02 螃 998.2 螞 4.183 蒈 30 羈 0.805 蒅 0.618 莁 5.42 薈 995.7 膅 4.174 袃 40 膀 0.659 薈 0

4、.635 薆 4.31 蚄 992.2 芃 4.174 蚈 50 羆 0.556 肂 0.648 羈 3.54 螈 988.1 莇 4.174 螄 五、（10分）一水平放置的蒸汽管道，管長1.5m，保溫層外徑為400mm，壁溫螀。計算蒸汽管道外壁面的對流散熱損失。準則，周圍空氣的溫度為10為50n（GrPr）Nu?C 關(guān)聯(lián)式： 數(shù)適用范圍參數(shù)流態(tài)形狀 Gr螃節(jié)螈袈 n C 薂羄 1/4 0.48 層流 橫圓柱 膃膇芆蚇蚆94 5.761.43 10 10 0.0165 0.42 過渡 肈莁膄 芇109 4.651/3 5.7610湍流 100.11 袆肀膇 10 104.65芅 空氣的熱物理性

5、質(zhì)芃 /t袂 26?/s /m10?莇 ?K) / W/(m蚅 Pr肅 20 蝕 15.06 螁 0.0259 肆 0.703 蒃 30 蚃 16.00 螁 0.0267 蕆 0.701 膅 40 蒂 16.96 袀 0.0276 袈 0.699 蚃 六、（10分）一塊平板寬為1m，長為1.5m，在10的空氣中保持90，如果芁空氣流過平板時，板的一面與空氣的對流換熱量為3.75kW，試確定空氣的流速。45133112Pr871)Re?Nu?(0.037 層流；準則關(guān)聯(lián)式： 湍流 Pr0.664ReNu? 空氣熱物理性質(zhì) 羀 /t羅0 0 x 26?10?/s /m AA?/ W/(mK) x

6、Pr40 16.96 (a) 0.0276 0.699 (b) 50 17.95 0.0283 0.698 60 18.97 0.0290 0.696 輻射： 七、（10分）如圖所示，半球表面是絕熱的，底面一直徑d=0.3m的圓盤被分為1、2兩部分。表面1為灰體，T550K，發(fā)射率=0.6，表面2為溫度T333K211的黑體。 XXXX ）計算角系數(shù)，（121,331)?(3,12,2, 的溫度。3之間的換熱量以及絕熱面2和表面1）畫出熱網(wǎng)絡(luò)圖并計算表面2（ dAA，微元處于球面的中心出，到達與球缺八、（10分）已知如圖所示微元面積12dAA到球缺內(nèi)表面計算。求：從角系數(shù)的積分定義出發(fā)，r球面

7、的距離為球面半徑21的角系數(shù)，并用兩種極限情形來檢查你所得到的公式的正確性。 九、（10分）兩個相互平行的漫灰大表面，相距很近，兩表面的發(fā)射率均為0.85。要使它們之間的輻射換熱量減少為原來的1/10，在中間插入一塊遮熱板，該板的表面發(fā)射率必須不高于多少？在兩表面溫度分別為200和400的情況下，若用=0.05W/(mK)的保溫材料達到相同的目的，需要多厚保溫層？ 十、（10分）如附圖所示，已知一微元圓盤dA與有限大圓盤A（直徑為D）相21平行放置，兩圓盤中心線之連線垂直于兩圓盤，且長度為s。試計算Xd1,2 T的熱流計探頭，2000K20mm，表面溫度十一、（10分）如圖所示一直徑為2TA環(huán)

8、境溫度很低，。用以測定一微小表面積1000K的輻射熱流，該表面溫度為11A表面法線因而對探頭的影響可以忽略不計。因某些原因，探頭只能安置在與1A是漫射的，而0.1W=0.5m。探頭測得的熱量為。表面處，探頭距地面成60l124?AAm104? 探頭表面的吸收比可近似地取為1的發(fā)射率。試確定的面積為11 換熱器3的水冷卻從分餾kg/h分）用進口溫度為（1012、質(zhì)量流量十二、?q10?182m冷凝段和過冷段的傳熱系數(shù)的飽和苯蒸汽。使用順流換熱器，器中得到的80k23?cJ/J/kg均為980W/(m，比熱容K)。已知苯的汽化潛熱1758 10395?1p?q所需的的苯蒸汽凝結(jié)并過冷到403600

9、kg/h（kgK）。試確定將質(zhì)量流量1m?c 。）kg冷凝段和過冷段傳熱面積分別為多少。（水的定壓比容K）4183 J/（2pt 冷凝段 80?t1過冷段 40t?1 t2t 2m 12t?20 A x 十三、（10分）一臺逆流式油冷器，管子為銅管，外徑為15mm，壁厚為1mm，3，比熱容為1950J/kgK在油冷器中，密度為879kg/m，銅管導(dǎo)熱系數(shù)為384W/mK。3t?56.9t?45，油在管外的隔板間流，冷卻到了對流量為39 m/h的油從112425h?t?33，K流換熱系數(shù)W/m，冷卻水在油冷卻器的管內(nèi)流，進口溫度o22?4480h?0.97，（1K溫升為4，對流換熱系數(shù)，若溫差修

10、正系數(shù)）W/mit?試求按管子外表面面積計算的總傳熱系數(shù)。（2）試求所需傳熱面積。 簡答題： 導(dǎo)熱： 1、（5分）對于平板導(dǎo)熱，試說明數(shù)的物理意義，及各代表什?BiBi?0Bi?tt的初始溫度為突然置于溫度為，么樣的換熱條件？一塊厚為的金屬平板，20?流體中冷卻，試著畫出當時，平板中溫度場的變化情形。 0Bi?的兩個無限大平板，緊靠在一起放置在某一環(huán)境中，達到5分）厚度均為2、（?且均為常、穩(wěn)態(tài)時平板中的溫度分布如圖所示，兩平板的導(dǎo)熱系數(shù)分別為12數(shù)，試從一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱方程出發(fā)，判斷兩平板是否存在內(nèi)熱源，若存在指出是哪qq是否相等，并比較兩平，個平板，并判斷內(nèi)熱源的正負；兩平板中熱流密度21?

11、、板的導(dǎo)熱系數(shù)的大小？12 3、（5分）在熱電偶測定流體溫度時，熱電偶對流體溫度變動響應(yīng)快慢的指標是什么？寫出該指標的具體表達式，由表達式判斷該指標與那些因素有關(guān)？ 4、（5分）肋效率表征了肋片散熱的有效程度，試說明肋效率的物理意義，并判斷隨肋高不斷增大，肋效率的變化趨勢？隨著肋片高度的增加是否會出現(xiàn)一H個臨界高度，當肋片超過這個高度后，肋片導(dǎo)熱熱流量反而會下降？為什么。 對流： 5、（5分）對管內(nèi)強制對流換熱，為何采用短管和彎管可以強化流體的換熱？ 6、（5分）在流體溫度邊界層中，何處溫度梯度的絕對值最大？為什么？有人說對一定表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體，可以用貼壁處溫度梯度絕對值的大小來判斷表面

12、傳熱系數(shù)h的大小，你認為對嗎？ 7、（5分）空氣橫掠垂直管束時，沿流動方向管排數(shù)越多，換熱越強，而蒸汽在水平管束外凝結(jié)時，沿液膜流動方向管排數(shù)越多，換熱強度降低，為什么？ 8、（5分）自然對流與強制對流換熱機理有什么區(qū)別。 輻射： 9、（5分）漫灰表面間的輻射換熱計算中采用了有效輻射J，試闡述有效輻射J及投入輻射G的概念；并結(jié)合投入輻射G說明有效輻射包含哪幾部分輻射，寫出有效輻射J的表達式。 10、（5分）如圖所示為真空輻射爐，球心處有一黑體加熱元件，試指出，黑體對A、B、C三處中何處定向輻射強度最大？何處輻射熱流最大？假設(shè)A、B、C三處對球心所張的立體角相同。 11、（5分）在一個球形腔上開

13、一個小孔，并設(shè)法使空腔壁面保持均勻的溫度，這時空腔上的小孔就具有黑體輻射的特性。小孔的黑度與哪些因素有關(guān)，這些因素是如何影響小孔黑度的？哪些為主要因素，哪些為次要因素？ 12、（5分）如圖兩漫灰同心球殼之間插入一輻射遮熱球殼，試問遮熱球殼靠近外球殼還是靠近內(nèi)球殼時，球殼1和球殼2表面之間的輻射散熱量越大？并畫出 該輻射換熱系統(tǒng)的輻射網(wǎng)絡(luò)圖。 分）傳熱學(xué)中角系數(shù)是如何定義的？其基本屬性是什么？輻射換熱中為（513、 何要引入這一參數(shù)？“常溫下呈紅色的物體表示該物體在常溫下紅色光光譜發(fā)射分）有人說；514、（。你認為這種說法正確么？為率較其他單色光（黃、綠、藍）的光譜發(fā)射率高” 什么？的輻22之間

14、進行輻射換熱，平板1、15、（5分）在兩個非常大的平行平板1、。在兩個平板之間放置一個拋光的鋁制輻射遮熱板（其兩0.8射率分別為0.3和 ）之后，試求其輻射換熱量減少的百分數(shù)。面的輻射率都為0.05 換熱器 5分）何謂換熱器的效能，其物理含義是什么？ 16（分）熱水在兩根相同的管內(nèi)以相同流速流動，管外分別采用空氣和水進行17（5試問水垢的產(chǎn)生對采用空冷卻。經(jīng)過一段時間后，兩管內(nèi)產(chǎn)生相同厚度的水垢。 冷還是水冷的管道的傳熱系數(shù)影響較大？為什么？）中所示的兩個逆流換熱器冷、熱流體溫度沿換熱面變（b5分）在圖（a）、18（ 化曲線有無可能實現(xiàn)？如有可能，各需滿足什么條件？t1 t t1 2 t1t 2t 1t 2t A19、（5分）什么是臨界熱絕緣直徑？平壁外和圓管外