傳熱學(xué)試卷及答案

1、上海海洋大學(xué)答案學(xué)年學(xué)期2009 2010 學(xué)年第 1 學(xué)期考核方式閉卷課程名稱傳熱學(xué)A/B卷（ A ）卷課程號1402501學(xué)分3.5學(xué)時56題號一二三四五六七八九十總分分數(shù)閱卷人姓名： 學(xué)號： 專業(yè)班名： 一 問答題 （共36分，每題6分。請將每題的答案寫在相應(yīng)題目的空白處。）1厚度為L，導(dǎo)熱系數(shù)為，初始溫度均勻為t0的無限大平壁，兩側(cè)突然置于溫度為tf的流體中，對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。試定性畫出當(dāng)Bi時的平壁內(nèi)部溫度和流體層溫度隨時間的變化。答：2蒸氣中含有不凝結(jié)性氣體，對膜狀凝結(jié)換熱有何影響？為什么？答：蒸氣中含有不凝結(jié)性氣體，會使得膜狀凝結(jié)換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大減小。原因蒸氣中含有不

2、凝結(jié)性氣體，在靠近液膜表面的蒸氣側(cè)，隨著蒸氣的凝結(jié)，蒸氣分壓力減小而不凝結(jié)氣體的分壓力增加，蒸氣抵達液膜表面進行凝結(jié)前，必須以擴散方式穿過聚集在界面附近的不凝結(jié)氣體層，不凝結(jié)氣體層的存在增加了傳遞過程的阻力；同時蒸氣分壓力的下降，使相應(yīng)的飽和溫度下降，減小了凝結(jié)的動力Dtts-tw，也使得凝結(jié)過程削弱。3何為過冷沸騰和飽和沸騰？大容器飽和沸騰曲線可以分為哪幾個區(qū)域？ 答：過冷沸騰大容器沸騰中流體主要部分的溫度低于相應(yīng)壓力下的飽和溫度，則這種沸騰稱為過冷沸騰。 飽和沸騰大容器沸騰中流體主要部分的溫度等于相應(yīng)壓力下的飽和溫度，則這種沸騰稱為過冷沸騰。 大容器飽和沸騰曲線分為：核態(tài)沸騰區(qū)、過渡沸騰區(qū)

3、和膜態(tài)沸騰區(qū)。4半徑為R的半球形容器的內(nèi)表面為絕熱面3，溫度為T3，頂部平面的一半為灰表面2，溫度為T2，另一半為黑表面1，溫度為T1（T1>T2）。試求角系數(shù)。答： 5試畫出冷凝器和蒸發(fā)器中，兩種流體溫度隨換熱面積（沿程）的變化關(guān)系。 答：6為強化一臺冷油器的傳熱，有人用提高冷卻水流速的辦法，但發(fā)現(xiàn)效果并不明顯，試分析原因。答：冷油器中由于油的粘度較大，對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小，占整個傳熱過程中熱阻的主要部分，而冷卻水的對流熱阻較小，不占主導(dǎo)地位，因而用提高水速的方法，只能減小不占主導(dǎo)地位的水側(cè)熱阻，效果不明顯。二 計算題 （共64分，每題16分。請將每題的答案寫在相應(yīng)題目的空白處。）

4、1厚度為10cm 的大平板，通過電流時發(fā)熱功率為3´104 W/m3，平板的一個表面絕熱，另一個表面暴露于25°C的空氣中。若空氣與平板表面間的對流換熱系數(shù)為50 W/(m2×°C)，平板的導(dǎo)熱系數(shù)為3 W/(m×°C)，試確定平板中的最高溫度。解：（1）該題的數(shù)學(xué)描寫為：（2）該問題的解為（3）平板中的最高溫度據(jù)題意，平板的最高溫度出現(xiàn)在x0處，于是有2熱電偶的接結(jié)點近似為是直徑為0.5mm的球體，熱電偶材料的8500kg/m3，400 J/(kg×K)，20 W/（m×K）。熱電偶初始溫度為25°C，

5、突然將其放入100°C的氣流中，熱電偶表面與氣流間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=95W/（m2×K）,試求熱電偶指示溫度為50°C時所需時間。解：（1）判斷能否用集中參數(shù)法可用集中參數(shù)法求解。（2）所需時間3某換熱器，冷卻水以2m/s的速度流過內(nèi)徑d=20mm的長銅管，已知：管內(nèi)壁平均溫度為80。欲將水從進口處的20加熱到出口處的50，試計算水與管內(nèi)壁之間的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式為： 水的物性簡表：t（）（W/(m)）（kg/m3）cp（kJ/(kg)）´106（m2/s）´106（Pas）Pr200.599998.24.1831.00610047.02300.619995.74.1780.850801.25.42400.634992.24.1780.659653.14.31500.648988.14.1830.556549.23.54800.674971.84.1950.365355.12.21解：（1）水的平均溫度查水物性表有：（2）計算雷諾數(shù)（3）計算努塞爾數(shù)（4）計算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)4某一逆流套管換熱器，其中油從100被冷卻至60，水由20加熱到50，水的流量為720kg/h。油的比熱容為2.131kJ/（kg×K），水的比熱容為4.174kJ/（kg×