專業(yè)課考研傳熱學(xué)典型習(xí)題

一、基本概一、基本概2、夏季在維持20℃的室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適，而冬季在保持22℃的室內(nèi)工作時，卻必須TeTsky，二、定量計度為980kg/m3。輻射可看成是對0K黑體空間的輻射。試確定地球表面的平衡溫度。將代入上式，得。三、本章提以下摘自趙鎮(zhèn)南著，高等教育出版社，出版日期：200271一、基本概x2一、基本概x2xtx2、如圖所示的雙層平壁中，導(dǎo)熱系數(shù)λ1，λ2為定值，假定過程為穩(wěn)態(tài)，試分析圖中三條溫度分布曲線所對應(yīng)的λ1和λ2的相對大小。；；。皮均相同)皮均相同)或上升)12對應(yīng)導(dǎo)熱系數(shù)小的材料。而且，由肋效率的定義知，曲線1的肋效率高于曲線2。tH盡量接近流體溫度tf)，應(yīng)盡量減小沿套管長度流向容器壁面的熱量，即增大該方向的熱，，，二、定量計二、定量計面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為溫度為t0。試給出此導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)描述。350mm40040mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.11W/(m·K)45mm的煤灰泡沫磚，其導(dǎo)熱系數(shù)λ與磚300℃。試檢查煤灰泡沫磚層的溫度有無超出最高溫度?并求通過每米長，。4、如圖所示的長為30cm，。4、如圖所示的長為30cm，直徑為12.5mm的銅桿，導(dǎo)熱系數(shù)為386W/(m·K)，兩端分固地連接在溫度為200℃的墻壁上。溫度為38℃的空氣橫向掠過銅桿，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為，度的位置xtmax，并畫出溫度分布的示意圖。t(x)，，，，據(jù)。以下摘自趙鎮(zhèn)南著，高等教育出版社，出版日期：200271而引起的熱擴散過程。傅里葉定律即導(dǎo)熱熱流速率方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式是：，，取決于溫度系數(shù)b一、基本取決于溫度系數(shù)b一、基本概非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的控制方程只與熱擴散率有關(guān)，但邊界條件中卻有可能包括導(dǎo)熱系數(shù)λ(如第二當(dāng)鋼的熱擴散率分別為103×10-6m2／s，12.9×10-6m2/s。即樣工況時，Bi數(shù) 相同，要使溫度分布相同，則只需Fo數(shù)相等，因此即樣工況時，Bi數(shù) 相同，要使溫度分布相同，則只需Fo數(shù)相等，因此什么南方地區(qū)不出現(xiàn)此病害?東北地區(qū)的秋冬季節(jié)也不出現(xiàn)“翻漿”?二、定量計溫度達(dá)某一限定值求所需的時間，或求某一時刻物體內(nèi)的溫度分布，也可確定其他參數(shù)(如表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h、材料的導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴散率a和物體的特征長度等)；多維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題乘積解；半無限大物體的分析計算。重點是集總參數(shù)法和一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題分析解的應(yīng)1、一塊無限太平板，單側(cè)表面積為A，初溫為t0，一側(cè)表面受溫度為t∞，表面?zhèn)鳠嵯礹qw的加熱，內(nèi)部熱阻可以忽略，試列出物體內(nèi)部的，到650℃后分別置于20℃的靜止水和20℃的循環(huán)水容器中。當(dāng)兩個到650℃后分別置于20℃的靜止水和20℃的循環(huán)水容器中。當(dāng)兩個銀球中心溫度均由／s。在上述溫度范圍內(nèi)銀的物性參數(shù)ρ＝10500kg／m3，c＝2．62×102J／(kg·K)，且，，，。，密度＝2500kg／m3，℃由，J＝48W／(m·K)a=1×10-5m2/s5min，，℃℃℃，℃℃℃，m三、三、本章提以下摘自趙鎮(zhèn)南著，高等教育出版社，出版日期：200271(4)時間常數(shù)τc反映了經(jīng)歷非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的物體對外界環(huán)境溫度發(fā)生突變時作出反應(yīng)的Fo>0.2的正規(guī)狀況階段，計算時可以只取上述級數(shù)的第—項。在單對數(shù)坐標(biāo)中，這壁面溫度呈周期性波動的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題有兩個基本特征，溫度波幅度的衰減和相位的滯一、基本概要通過貼壁處不動的薄流體層，因而這里換熱最劇烈。由對流換熱微分方程，對一定表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體λ；答：求解對流換熱系數(shù)的途徑有以下四種答：求解對流換熱系數(shù)的途徑有以下四種:(1)建立微分方程組并分析求解應(yīng)用邊界層理論,采用數(shù)量級分析方法簡化方程組,從而求得精確解,Re,PrNu等準(zhǔn)則及其準(zhǔn)則關(guān)系,表達(dá)了對流換熱規(guī)律的基本形式。(2)建立積分方程組并分析求解先假定邊界層內(nèi)的速度分布和溫度分布然后解邊界層的動量和能量積分方程式求得流動、熱邊界層厚度,從而求得6、為什么熱量傳遞和動量傳遞過程具有類比性及，，I，U及，，I，U將nC的方法有圖解法（右圖）,Re均對應(yīng)著一個相似現(xiàn)象群。答：當(dāng)溫度為tf的流體以u∞速度流入平板前緣時，邊界層的厚度δ=δt=0，沿著X方向，隨著X的增加，由于壁面粘滯力影響逐漸向流體內(nèi)部傳遞，邊界層厚度逐漸增加，在達(dá)到Xc距離(臨界長度Xc由Rec來確定)之前，邊界層中流體的流動為層流，稱為層流邊界層，在層流邊界層截面上的流速分布，溫度分布近似一條拋物線，如圖所示。在Xc之后，隨著邊界層厚度δ的二、定量計1、空氣以40m/s的速度流過長寬均為二、定量計1、空氣以40m/s的速度流過長寬均為0.2m的薄板，tf=20℃，tw=120℃，實測空氣掠過此板上下兩表面時的摩擦力為z方向的變化)其中ρ、cp2（P309，，，,，本項實驗將涉及哪幾個相似準(zhǔn)則?實驗中應(yīng)直接測量哪些參數(shù)才能得到所涉及的準(zhǔn)則數(shù)據(jù)?(3)ReNu數(shù)?(4)1、2、3、4的現(xiàn)象是否相似？(5)lgNulgRe圖上。(6)可用什么形80mm，管內(nèi)空氣速度28.9m/s，tw＝150℃；tf=50℃，試確定管內(nèi)換熱現(xiàn)象與上述表中哪個已知其熱擴散率a=30．2×10-6m2/s，λ=0.0305W/(mK)；ν＝21.09×10-6m2/s；d＝65mm，管內(nèi)流速23m/s，它是否與上表中的實驗現(xiàn)象相似?是否可以用上表實驗結(jié)果計算它的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)?為什么?如果能用，請計算其Nu數(shù)和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)?（）Cn，現(xiàn)象序 ×10-6×10- ×10-6×10- ×10-6×10- 3、溫度為50℃，壓力為1.01325×105Pa的空氣，平行掠過一塊表面溫度為100℃的平板上表面，平板下表面絕熱。平板沿流動方向長度為0.2m，寬度為0.1m。按平板長度計算的Re數(shù)為由于℃W，，W三W三、本章提以下摘自趙鎮(zhèn)南著，高等教育出版社，出版日期：2002713、二維、低速、常物性、無體積力、無內(nèi)熱源的邊界層對流換熱微分方程組；一、基本概，可見,l增加時,h減小,h∝1/l1/4.2、為什么蒸氣中含有不凝結(jié)氣體會影響凝結(jié)換熱的強度R≥Rmin的汽泡在核心處形成之后,隨著進(jìn)一步地的加熱,它的體積將不斷增大,此時的熱量是以導(dǎo)熱方式輸入,其途徑一是由汽泡周圍的過熱液體通過汽液界面輸入,另一是直者。當(dāng)汽泡離開壁面升入液體后,周圍過熱液體繼續(xù)對它進(jìn)行加熱,直到逸出液面,進(jìn)入蒸汽塊板上的水滴先被燒干，為什么答：℃和二、定量計℃W（K2、一房間內(nèi)空氣溫度為25℃，相對濕度為75％。一根外徑為30mm，外壁2、一房間內(nèi)空氣溫度為25℃，相對濕度為75％。一根外徑為30mm，外壁平均溫度為15℃℃℃，，?三、三、本章提以下摘自趙鎮(zhèn)南著，高等教育出版社，出版日期：200271流的臨界雷諾數(shù)等于1600。一、基本概反射率較大形成的.根據(jù)基而霍夫定律ελ=αλ，故常溫下呈紅色的物體,其常溫下的紅色光6、某樓房室內(nèi)是用白灰粉刷的,但即使在晴朗的白天,遠(yuǎn)眺該樓房的窗口時,總覺得里面黑洞洞的,這是為什么?答：窗口相對于室內(nèi)面積來說較小,當(dāng)射線(可見光射線等)從窗口進(jìn)入室內(nèi)時在室內(nèi)經(jīng)過多次反復(fù)吸收、反射,只有極少的可見光射線從窗口反射出來,由于觀察點距離窗口很遠(yuǎn),從窗口反射出來的可見光到達(dá)觀察點的份額很小,因而就很難反射到遠(yuǎn)眺人的眼里,們就覺得窗口里面黑洞洞的7T下的單色輻射力隨波長的變化曲線與它的單色吸收率的變化們就覺得窗口里面黑洞洞的7T下的單色輻射力隨波長的變化曲線與它的單色吸收率的變化℃解：，即：三、本章解：，即：三、本章提熱輻射是以電磁波(或光量子)0K熱輻射是以電磁波(或光量子)0K以上的任何物體都具有一定蘭貝特余弦定律給出所有漫射表面(應(yīng)該理解為漫發(fā)射和漫反射)在輻射方向特性上的一個共同規(guī)律，即定向輻射強度不隨空間方位改變。漫灰表朗則指既在輻射的方向特性上遵守蘭貝特定律，又在波長特性上滿足式一、基本概，一、基本概，，勢為有效輻射Ji；⑵每兩個表面間連接一個相應(yīng)的空間熱阻；⑷若某角系數(shù)為2J=Eb。這是否意味著黑體表面與重輻射面具有相同的性還是靠近內(nèi)球殼時，球殼1和球殼2表面之間的輻射散熱量越大?隨5、氣體輻射有什么特點隨5、氣體輻射有什么特點CO2、H2O都各有三個光帶─光譜不連續(xù)。3）6、太陽能集熱器吸熱表面選用具有什么性質(zhì)的材料為宜?為什么二、定量計，。t