上海海事大學(xué)傳熱學(xué)試題

傳熱有哪幾種根本形式，其每種根本形式的特點(diǎn)是什么？試用傳熱理論來分析熱水瓶中的傳熱過程及其根本形式？試分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)五大部件中的傳熱問題？〔五大部件為進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、尾噴管?！衬壳巴茰y世界環(huán)境溫度在不斷上升，這種氣象變化與傳熱學(xué)有什么關(guān)系？試分析家用電器中的傳熱現(xiàn)象〔如冰箱、空調(diào)、烘箱等〕？如何節(jié)約能源，提高效率？第一章何謂導(dǎo)熱系數(shù)？影響因素是什么？試比較有內(nèi)熱源和無內(nèi)熱源時(shí)平壁導(dǎo)熱的溫度分布規(guī)律(設(shè)=常數(shù)； )管外包兩種不同導(dǎo)熱系數(shù)材料以削減熱損失，假設(shè) ，試問如何布置合理？等截面伸展體穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，肋端邊界條件的影響為何？? =C時(shí)，在平壁、圓筒壁和球壁中溫度分布是何規(guī)律？何謂熱阻？平壁、圓筒壁和球壁的熱阻如何表達(dá)？對流熱阻如何表示？謂接觸熱阻？影響因素是什么？2.0W/(mK)的平壁內(nèi)溫度分布為T(x)=100+150x，試求單位面積的導(dǎo)熱熱流量？9*ABCD四種材料構(gòu)成復(fù)合平壁〔1-30〕λA=75W/(m.K),δA=20cm;;λC=58W/(m.K),δC=25cmλD=20W/(m.K),δB=40cm;AA=AD=2m2,AB=AC1)2)3D左面的溫度。1熱傳導(dǎo)。假定無內(nèi)熱生成，試推導(dǎo)出導(dǎo)熱系數(shù)式。 ， ，A、T、x的單位分別為

的表達(dá)公KmR。欲使R194Ocm的巖石，38cm的木頭或15cm的玻璃纖維。認(rèn)為這則廣告合理嗎？單位面積的熱阻方程式。

，倘用這種材料制成平壁，試求其(0.50.5)溫度；要求只考慮無窮級數(shù)的前五個(gè)非零項(xiàng)，并估量只取無窮級數(shù)前三項(xiàng)所造成的誤差。14*15cm0.6W/(m·K)，在磚墻外側(cè)敷設(shè)保溫材料，其K)1000W/m2，問需敷設(shè)多厚的保溫材料〔設(shè)內(nèi)側(cè)壁溫900℃，20℃〕。4mm100mm130W/(m.K)，肋壁與介質(zhì)間的傳熱系數(shù)為30W/(m2·K)15150W75多少？40mm120120.8mm20mm95W/(m.K)，四周介質(zhì)溫度為20℃，對流傳熱系數(shù)為20W/(m2.K)，求每米管長散熱量？50mm1800.14W/(m.K)的保溫材料包扎起來，厚為30mm600.034W/〔m.K〕的導(dǎo)熱系數(shù)的材料，其它條件不變，試計(jì)算該保溫材料的厚度。22Ocm1702O℃，試問在熱穩(wěn)定條件下必需向加熱器供給多少功率？19*1m2.5cm，為了避開土壤性質(zhì)明顯變化，當(dāng)土壤溫度為1055℃，假設(shè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)為1.7W/(m·K)，試計(jì)算電加熱器所需功率？20、厚度為25cm數(shù) 時(shí)，℃。如把厚度五等分，試寫出一維穩(wěn)定導(dǎo)熱的數(shù)值解步驟及全部節(jié)點(diǎn)方程。

℃， 時(shí)，21*1-341-4-71-2-3面的對流傳熱系數(shù)h=28W/(m2·K)，3.5W/(m·K)1、2、4、5。第二章、何謂非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱？非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的數(shù)學(xué)表達(dá)式？、何謂集中熱容法？使用該法的判別標(biāo)準(zhǔn)是什么？、試述熱集中率、畢奧數(shù)和傅里葉數(shù)的組成相它們的物理意義？、海斯勒圖的來由及使用方法？、試寫出如下熱傳導(dǎo)問題的數(shù)學(xué)描述：一塊平板， ，初始溫度為F(0)。當(dāng)時(shí)間t>0時(shí)。x=O處為絕熱邊界,x=L處邊界以對流方式傳給溫度為零的介質(zhì)。3一實(shí)心圓柱體，O<r<b,F(r)t>0q(r)W/m3的熱量,在r=6處，以對流形式傳給溫度為零的介質(zhì)。F(0)t>0q(r)W/m3r=b處始終保持均溫T0。爐用高頻電磁場使加熱物體內(nèi)分子產(chǎn)生振蕩，其效果相當(dāng)于均勻內(nèi)熱源。一般烘箱靠輻射加熱，需加熱時(shí)間較長。試定性畫出一塊厚為 時(shí)的溫度分布曲線：1)加熱開頭前；2)剛開頭加熱；3)加熱過程申間時(shí)刻；4)接近終了時(shí)〔設(shè)終了時(shí)，最低溫度一樣〕。7、溫度為Ti=500℃的鋼板放在25℃的空氣中冷卻，求鋼板冷卻到100℃時(shí)所需要的時(shí)間？(設(shè)鋼板導(dǎo)熱系數(shù)=46.5W/(m·K)厚度=3mm,=790Okg/m3， 8*60mm3002020多少？〔銅球λ=85W/(m·K)，a=2.95×10-5m2/s，外表的h=30W/(m2·K)?！?02Omm2012m/s5分鐘后紫銅棒溫度降至為34h？(銅棒=8954kg/m3，=383.1J/(kg.K)，=386W/(m.K)。10*5mm的銅質(zhì)立方體埋入葉片，一面與燃?xì)?0005秒鐘從30500℃?！层~的物性λ=380W/(m·K)，ρ=8940kg/m3，cp=385J/(kg·K)。〕的鐵球(·K)，=1.7x1O-5m2/s)h75W/(m2.K)卻423Ocm的不銹鋼球(l4W/(m.K)，=3.9Xl0-6m2/s)，實(shí)現(xiàn)相像冷卻過程需多少時(shí)間？對流傳熱系數(shù)為多少？380X240XlOOmm328-1O℃的冷庫中冰凍，冷庫中當(dāng)量傳K)0℃時(shí)需多少時(shí)間？(肉0.55W/(m·K),=1.28x1O-7m2/s)。、一只初始溫度為30℃的蘋果放入溫度為l℃的冰箱中，假設(shè)蘋果在冰箱中的外表當(dāng)量傳熱系數(shù)h=60W/(m2.K)，蘋果的=0.58W/(m.K)， 量直徑90mm，試問蘋果中心溫度降至2℃所需時(shí)間？14*2505cm2050℃2020W/(m2·K)。15lOcmlOcm25030系數(shù)h=280W/(m2·K):1)22)2416*、邊長為10cm35090℃W/(m2·K)1？〔鋁λ=204W/(m·K)，a=8.42×10-5m2/s〕。17、始終徑為0.5mm的熱電偶( ，用來測120℃的氣流溫度，試問熱電偶過余溫度為初始溫度1%和0.1%時(shí)所需時(shí)間？這時(shí)熱偶指示溫度為多少？(初始溫度為25℃，h=95W/(m2·K)總復(fù)習(xí)題根本概念:薄材:在加熱或冷卻過程中,假設(shè)物體內(nèi)溫度分布均勻,在任意時(shí)刻都可用一個(gè)溫度來代表整個(gè)物體的溫度,傳熱:由熱力學(xué)其次定律,但凡有溫差的地方,就有熱量自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移,這種由于溫差引起的熱量轉(zhuǎn)移過程統(tǒng)稱為 --.對流換熱:指流體流過與其溫度不同的物體外表時(shí),流體與固體外表之間發(fā)生的熱量交換過程稱為 --.流淌邊界層:當(dāng)具有粘性的流體流過壁面時(shí),由于粘滯力的作用,壁面四周形成一流體薄層,在這一層中流體的速度快速下降為零,而在這一流層外,流體的速度根本到達(dá)主流速度.這一流體層即為 --.溫度邊界層:當(dāng)具有粘性的流體流過壁面時(shí),會(huì)在壁面四周形成一流體薄層,在這一層中流體的溫度快速變化,而在這一流層外,流體的溫度根本到達(dá)主流溫度.這一流體層即為 --.熱輻射:物體由于本身溫度而依靠外表放射電磁波而傳遞熱量的過程稱為 --.λλ+dλ量.rr2512Q1→2占離開外表1Q1的份數(shù),稱為外表1對外表2當(dāng)輻射投射到固液外表是外表輻射，投射到氣體外表是 輻射。容積RL2t-2T-1]Л強(qiáng)制對流換熱的準(zhǔn)數(shù)方程形式為 --.Nu=f(Re,Pr)Nu=f(Re,Pr,Gr)Nu=f(Pr,Gr)率,同溫度下灰體與其他物體輻射換熱時(shí),首先要抑制-----------到達(dá)節(jié)點(diǎn),而后再抑制----------進(jìn)展輻射換熱.6對流流淌傳質(zhì)的準(zhǔn)數(shù)方程為 --.Sh=f(Re,Sc)推斷并改錯(cuò):〔ⅹ〕熱輻射和流體對流及導(dǎo)熱一樣，需有溫差才能放射輻射能?！并惩ㄟ^圓筒壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，單位面積上的熱流密度是處處相等的?！病沉黧w的物性參數(shù)μλ紊流運(yùn)動(dòng)粘度εm與流體運(yùn)動(dòng)粘度υRePrt=εm/εh(ⅹ).熱量傳輸有哪幾種根本方式？溫度場有哪幾種表示方法？能量微分方程的幾種形式均用于哪些條件？導(dǎo)溫系數(shù)表達(dá)式及物理意義？7何謂單值性條件？包括哪些？邊界條件分為哪幾類？各自數(shù)學(xué)描述？通過平壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)學(xué)描述及第一；三邊界條件數(shù)學(xué)描述？溫度分布？熱流密度？〔λ常;變量時(shí)〕通過圓筒壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)學(xué)描述及第一；三邊界條件數(shù)學(xué)描述？溫度分布？熱流密度？〔單；多層〕⑵分析熱阻組成,弄清各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻在總熱阻中所占的d1d2為dx,圓筒內(nèi)為熱流體其對流換熱系數(shù)為α1α2)散熱.此時(shí)rdxr∑與dxr∑取得極值的條件是 其中dc為臨界絕熱層直徑∴當(dāng)dx=dc時(shí),r∑為微小值.此時(shí)管道dxdcdc與λxdc值.何謂薄材？厚材？如何判別？集總系統(tǒng)導(dǎo)熱特點(diǎn)？數(shù)學(xué)描述？溫度分布及瞬時(shí)熱流量？BiFo定義式及物理意義？答:8影響對流換熱系數(shù)的因素有哪些？如何作用？求解對流換熱系數(shù)的根本方法是什么？α邊界層微分方程求解α思路:ⅠⅡⅢⅣVX,VYT,再求溫度梯度代入Ⅳ式求得α值.類比法求解α⑵用已由理論分析或?qū)崪y得到的阻力規(guī)律CF來求解換熱規(guī)律α9紊流中:當(dāng)Pr=1時(shí),Cp= 此二式一樣.即也是雷諾類比解成立的條件.Nu;PrGr答:努謝爾特準(zhǔn)數(shù)Nu定義式: 物理意義:表示實(shí)際流體熱量傳遞與導(dǎo)熱分子熱量傳遞的比較.反映了對流換熱的強(qiáng)度.普朗特準(zhǔn)數(shù)Pr定義式: 物理意義:反映了動(dòng)量集中與熱量集中的相對大小.格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)Gr定義式: 物理意義:是由浮升力/粘滯力和慣性力/粘滯力的乘積得到的.?10網(wǎng)絡(luò)圖.D?5cm45030℃空氣中，設(shè)鋼球外表與四周環(huán)境ρ=7753kg/m3,λ=33w/(m..℃).〔8分〕11Bi故可以按薄材加熱處理.∴τ=57.0s=0.158h具有內(nèi)熱源并均勻分布的平壁，壁厚為２S ，假定平壁的長寬遠(yuǎn)大于壁厚，平壁兩外表溫度恒為tw，內(nèi)熱源強(qiáng)度為qv，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)，試推出穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，平壁內(nèi)的溫度分布和中心溫度。１０分導(dǎo)熱微分方程為:邊界條件為:x=s,t=twx=-s,t=t∞求解上述微分方程,得由邊界條件確定積分常數(shù):∴平壁內(nèi)的溫度分布:當(dāng)X=0,8020mm2012m/s的風(fēng)道之中,34℃.試計(jì)算氣體與紫銅棒之間的換熱系數(shù)α紫銅棒密度ρ=8954kg/m3C=383.1J/(kg·℃λ=386W/(m·℃)解:先假定可以用集總系統(tǒng)法分析紫銅棒的散熱過程12其中τ=560=300s驗(yàn)算Bi:150mm和159mm.λ2=0.11,厚δ2=5mmλ3=0.1,厚δ3=80mm厚=5mmλ1=52,170℃和30d1=0.15m,d2=0.159m,d3=0.169m,d4=0.339m各層每米管長熱阻分別為:⑴管壁:⑵石棉內(nèi)層:⑶石棉預(yù)制瓦:⑷灰泥外殼:蒸汽管道每米長散熱量為1.013bar,20V=35m/sL=70cm,壁面溫度tw=601m計(jì)算)?:40λ=0.0271W/m·℃υ=16.9710-6m2/sPr=0.71113查附錄得空氣物性為:λ=0.0271w/m℃υ=16.97×10-6m2/sPr=0.711則 ∴為紊流6.2010m/stw=60200mm處的速度邊界層和溫度邊界層以及αx,αCf.:40λ=0.0271W/m·℃υ=16.97×10-6m2/sPr=0.711ρ=1.127kg/m3Cp=1.009×103J/kg·℃40λ=0.0271W/m·℃υ=16.97×10-6m2/sPr=0.711∴為層流邊界層.則1440ρ=1.127kg/m3Cp=1.009×103J/kg·℃0.50.8,0.05,參加遮熱板后的輻射換熱量削減的百分率為:10005000.8和0.5,15兩灰體外表間的輻射換熱量是:t1=527℃,t2=27℃,其黑度ε1=ε2=0.8,假設(shè)兩外表間按放一塊黑度為εp=0.050.8,11．平板穩(wěn)流邊界層內(nèi)的速度分布為 ，并有及n=1/9, ,試推導(dǎo)出邊界層厚度的計(jì)算式。16解：