同濟大學(xué)--暖通專業(yè)--815傳熱學(xué)-考研真題--專業(yè)課備考資料

1、同濟大學(xué)1993年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題1、二根水平放置的圓管，他們的表面溫度相同，長度也一樣，粗管直徑為細管直徑的10倍。已知均被空氣自然電流冷卻，細管自然對流換熱的GrPr=104,試求此兩根管子表面對流換熱系數(shù)的比值及換熱量的比值。（10分）2、在換熱器中一種流體由過熱蒸汽冷卻成過冷液體，另一種液體無相變，試分析在順流、逆流條件下二種流體溫度沿程變化。此時換熱器中的平均傳熱溫差應(yīng)如何計算？（10分）3、一面積為20m2的平板集熱器，對太陽輻射的吸收率為0.15,表面溫度為60C,大氣溫度為18C,天空的有效輻射溫度為-10C,板表面的對流換熱系數(shù)h=3W/m2k,太陽隊集熱器的投射

2、輻射為800W/m2。如將水從15C加熱到45C,則1小時集熱器可供多少水量？（已知水的比熱c=4.174KJ/kg.C）（10分）4、水銀溫度計的芯溫泡長15mm,直徑為5mm,其物性參數(shù)p=8000kg/m3,c=430J/kg.k,入=10W/m.k。它的初始溫度為25C,將其突然插入溫度為120c的氣流中，溫泡表面的換熱系數(shù)為95W/m2.k,試問當測溫時的過余溫度為初始過余溫度的1%和0.1%,其溫度指示值是多少？達到該溫度所需的時間為多少？試對計算結(jié)果進行討論。（20分）同濟大學(xué)1994年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題一、問答題（15分）1、對于二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程能否將表面對流換熱量轉(zhuǎn)

3、換成內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱量？2、為了增強油冷卻器（有水作冷卻劑）傳熱效果，如果用提高冷卻水流速的方法，試分析其效果。3、輻射表面特性中什么是漫表面、灰表面，它們之間又有何聯(lián)系？二、計算題（35分）1、一外徑d0=300mm的蒸汽管道，蒸汽溫度為400C,管道外包了一層厚度為65mm的材料A,測得其外表面的溫度為40C,但材料A的導(dǎo)熱系數(shù)無法查得。為了知道熱損失情況在材料A外又包了一層厚為20mm導(dǎo)熱系數(shù)入B=0.2W/m.k的材料B,測得材料B的外表溫度為30C,內(nèi)表面溫度為180C。試推導(dǎo)未包材料B的管道熱損失核材料A的導(dǎo)熱系數(shù)入a。（10分）2、一平板型太陽能集熱器的吸熱表面對太陽輻射的吸收率為

4、0.92,表面發(fā)射率為0.15,集熱器的面積為20m2,表面溫度為80C,周圍空氣溫度為18C,表面對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為3W/（m2.k）當集熱器表面的太陽總輻射照度為800W/m2,天空的溫度為0c時，試計算該集熱器所用到的太陽輻射熱和它的效率。（10分）P2503、一根通電流直徑為0.2mm的金屬絲，被20c的空氣流以30m/s的速度橫向垂直吹過，由金屬電阻推知此金屬絲的溫度為24.5Co氣流速度發(fā)生變化致使金屬絲的溫度變?yōu)?6.6C,試求改變后的氣流速度。（15分）同濟大學(xué)1995年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題一、概念題（每題6分）1、試分析流體外掠單圓管時速度邊界層的發(fā)展情況以及局

5、部對流換熱系數(shù)變化趨勢。2、使用熱電偶測量流體瞬時溫度時，應(yīng)如何考慮所選用熱電偶的熱物性參數(shù)、感溫接點的幾何參數(shù)和換熱條件等？3、導(dǎo)溫系數(shù)a和導(dǎo)熱系數(shù)人對對流換熱系數(shù)h的影響有何不同？4、試討論下面三個準則數(shù)的物理意義及應(yīng)用場合：(1)普朗特準則數(shù)Pr(2)施密特準則數(shù)Sc(3)劉伊斯準則數(shù)Le二、計算題(每題13分)1、為在一個10mm直徑的鋼球上，涂一層彩色的裝飾膜，需在75的爐子中烘烤，然后把它從爐子中拿出來，放在t=23C,u=10m/s的空氣中進行冷卻，試計算球溫冷卻到35c時，所需要的時問。已知：銅球的物性參數(shù)：p=8933kg/m3,入=399W/(m2.k),c=387kJ/(

6、kg.k)空氣的物性參數(shù)：tf=23C時，入=2.61X10-2W/(m2.k)v=15.34X10-6m2/s仙=18.25義10-6(N.s)/m2,Pr=0.702tw=55C時，仙=19.85X10-6(N.s)/m2外掠圓球流動換熱準則關(guān)系式為：Nu=2+(0.4Re0.5+0.006Re0.64)Pr0.4(邛/仙w)0.252、一車間內(nèi)，有一根外徑為170mm內(nèi)徑為160mmi勺蒸汽通道，管道的導(dǎo)熱系數(shù)入1=58W/(m2.k),在管道外壁覆蓋一層保溫材料，厚度為30mm,導(dǎo)熱系數(shù)入2=0.058W/(m2.k),蒸汽管道的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)表面溫度tw1=350C,隔熱保溫層外表面的發(fā)

7、射率e=0.9.已知車間內(nèi)空氣溫度tf=25C,對流換熱系數(shù)hc=5.6W/m2.k,周圍環(huán)境溫度ts=27C試求每米蒸汽管道的熱損失。同濟大學(xué)1996年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題一、問答題(20分)1、短圓柱體在加熱爐中被加熱時，其最高溫度和最低溫度各在何處？可采用什么方法來確定這些地點的溫度。2、試說明黑體、灰體和實際物體(固體)的輻射特性和吸收特性的異同。3、試繪出順流時，冷、熱流體沿換熱面溫度變化的曲線：(a) m1c1m2c2(b) m1ct20試問在下列的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱情況下，平壁內(nèi)的溫度分布曲線的形狀是怎樣的？平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)；平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大；平壁材料的導(dǎo)

8、熱系數(shù)為常數(shù)，但平壁內(nèi)有內(nèi)熱源。2、管內(nèi)流動到達充分發(fā)展階段的特征是什么？達到熱充分發(fā)展的特征是什么？3、請說明遮熱板的遮熱原理。4、傳熱單元數(shù)NTU的定義式及其物理意義是什么？一、計算題(30分)1、直徑為3mm的鋼珠，密度p=7701kg/m3,比熱容c=0.46kJ/(kg.K),導(dǎo)熱系數(shù)入=73W/(m.k)，初始溫度t0=500C,突然放入.t=20C的空氣中冷卻，鋼珠表面與空氣間的總換熱系數(shù)h=78W/(m2.k)0試計算鋼珠冷卻到100c所需的時間。2、有一均熱爐，爐膛長4m。寬2.5m、高3m.爐墻和爐底的內(nèi)表面溫度均為1300C,發(fā)射率=0.8。求敞開爐蓋的輻射熱損失為多少？

9、若爐口每邊縮小0.2m,其他條件不變，問輻射熱損失有何變化？同濟大學(xué)1998年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題一、概念題(20分)1、在換熱器中，將肋裝在換熱系數(shù)小的一側(cè)和裝在換熱系數(shù)大的一側(cè)的目的是什么？2、試說明臨界熱流通量qmax的確定對沸騰換熱設(shè)備的安全或經(jīng)濟性有什么重要意義？3、試分析沿著豎平板自由對流時，由底部到頂部各處局部換熱系數(shù)的變化，并分別分析平板溫度高于和低于周圍介質(zhì)溫度時的情況。4、用相同的玻璃材料制成若干個不同直徑的圓球，把它們加熱到同樣的溫度。此時，如圓球突然被溫度為tf,對流換熱系數(shù)為h的流體冷卻，大直徑的圓球破裂了。試問：圓球的直徑必須滿足什么條件才能不破裂？二、計算

10、題(30分)1、一無限大平壁的厚度為10cm兩側(cè)壁溫為100c和500C,平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)入=0.099(1+0.002t)W/(m.k).試求在導(dǎo)熱系數(shù)入=人均和入=他)兩種情況下的平壁中心面溫度t.2、由三塊邊寬都為2m的平板，組成一個截面為正三角形的長通道(即垂直于紙面方向的長度很大，以至于長通道兩端面的輻射作用可以不計)。每板的參數(shù)如下：板1t1=300C,1=0.6板212=30C2=1板3絕熱試求每單位長度板1的輻射散熱量Q和板3的溫度13,并畫出網(wǎng)絡(luò)圖。同濟大學(xué)1999年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題一、概念題(20分)1、分析一個半無限大均質(zhì)物體的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。已知常物性

11、，導(dǎo)溫系數(shù)為a,無內(nèi)熱源，具有均勻的初始溫度邊界條件有以下三類：(2) 0時，x=0處，溫度升為tw,且恒定不變；(3) 0時，x=0處，有一個恒定輻射熱源，熱源強度為qw;(4) p0時，x=0處，有一股溫度為tf的熱流體流過，它的對流換熱系數(shù)為h試寫出這三類問題的數(shù)學(xué)表達式，并定性的畫出它們的溫度分布變化的趨勢。2、已知在平板x位置處，熱邊界層內(nèi)的溫度分布t(y)=a-by+cy2,式中：a,b,c均為常數(shù)，試求局部對流換熱系數(shù)hx.3、試述黑體、灰體和實際物體(固體)的輻射特性和吸收特性的異同。4、對于通過平壁的傳熱過程，當忽略壁的導(dǎo)熱熱阻時，如已知：(1)h=2h;(2)h1h2試寫出

12、它們的壁面溫度與兩側(cè)流體溫度之間的關(guān)系式，并定性畫出溫度分布曲線。二、計算題(共50分)1、設(shè)計一臺1-2型管殼式冷油器，殼程內(nèi)走30#S平油，油的體積流量為M=40m/h(p1=880kg/m3,cp1=1.95kJ/kg.K),從t1=57C冷去至ijti=45C0冷卻水在管殼內(nèi)走(cp2=4.174kJ/kg.k),進入換熱器的溫度t2=32C,溫升不大于4C。油側(cè)和水側(cè)的對流化熱系數(shù)h1=400W/(m.k),h2=5000W/(吊.k)管壁的導(dǎo)熱熱阻可忽略不計，水垢的熱阻QF0.0002m2.KZw,油垢的熱阻R3=0.0002m2.K/w,換熱器-的平均溫差修正系數(shù)e=0.97.試

13、求所需的面積F和冷卻水量G.2、A和B兩種材料組成一個復(fù)合平壁(如圖所示)。材料A會發(fā)熱，qv=1.5X106W/m,入A=75W/m.k,6A=50mm材料B不發(fā)熱，入B=150W/m.k,6E=20mm材料A的外側(cè)為絕熱面，材料B的外側(cè)由水進行冷卻，tf=30C,h=1000W/(m.K).試求穩(wěn)態(tài)情況下，復(fù)合平壁內(nèi)的溫度分布t2、絕熱表面的溫度分布t1與冷卻表面的溫度t3o同濟大學(xué)2000年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)考試試題A一、概念題(每題5分，共40分)1、一個常物性、無內(nèi)熱源、厚度為L的平壁，初始溫度為ti,突然在x=L處的表面，受到溫度為tf的流體加熱，對流換熱系數(shù)為h,而在邊界x

14、=0處則完全被絕熱。(1)試在t-x坐標圖上，定性畫出下述情況下的溫度分布：初始狀況(r穩(wěn)態(tài)狀況(p-oo)和兩個中間過度時刻狀況；(2)試在q-p坐標圖上的，定型畫出x=0處q(0,p)和x-L處q(L,p)如何隨時間變化的。2、設(shè)平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)按入=入。(1+仇)變化。試寫出此條件下的導(dǎo)熱微分方程，并分析在b0,b(mc)2,(m。1(mc”和(m。1=(mc)2三種情況，試畫出順流和逆流時，冷、熱流體沿流動方向變化曲線(注意曲線的凹向與(m。的相對大小關(guān)系)。8、試分析在傳熱壁面上加肋，可達到哪些換熱要求？二、計算題(每題15分，共60分)1、為了測量大氣壓下水沸騰時的換熱系數(shù)，將一

15、根長為150mm直彳全為12mmi勺不銹鋼棒放入水中通電加熱，該不銹鋼棒的電阻率為82X10-8(Q,m),導(dǎo)熱系數(shù)為15W/(mK),當不銹鋼棒通過775A電流時，用熱電偶測得棒體中心溫度為136.2C,如果不計棒端頭的熱損失，試求水沸騰時的換熱系數(shù).(提示：半徑為的無限長圓柱體的溫度分布為t=tw+qw/4人.(r02-r2)2、水以2.5m/s的速度，在內(nèi)徑為20mm長度為3m的管內(nèi)流動，進口處水溫為20C,管壁溫度保持在40C,試確定出口處的水溫。水在定性溫度t=25C時的物性參數(shù)：入=0.609W/(m.k)cp=4.178kJ/(kg.k)p=997kg/m3V=0.906x10-

16、6M/sNf=903X10-6kg/(m.s)Prf=6.22aw=653.3x10-6kg/(m.s)Prq4.31管內(nèi)受迫對流準則關(guān)聯(lián)式：Re=ld1.2x106Nu=0.023RefPr/4Re2200Nu=1.86RefPrf(d/f)(1/3)(呼/小14Re=220(P104Nu=0.012(Re:87-280用嚴1+(d/L)(2/3)(Prf/Prw)0.113、薄壁球空殼內(nèi)表面F2包圍著另一球體表面E,組成了封閉空間。已知兩表面的發(fā)射率分別為1=e2=0.8，直徑d1=0.125m,d2=0.5m,表面F1的溫度為11=427C,表面F2的外側(cè)空氣溫度為t2=37C。設(shè)表面F

17、2的外側(cè)對流換熱量為同側(cè)的輻射換熱量的5倍。試計算表面F1和表面F2之間的輻射換熱量。(不計封閉空間的對流換熱及薄壁球的導(dǎo)熱熱阻)4、一油冷器采用1-2殼管式結(jié)構(gòu)，管子為銅管，外徑為15mm壁厚1mm銅管導(dǎo)熱系數(shù)為384W/(m.k).在油冷卻器中，密度為879Kg/n3,比熱容為1950J/(kg.k),流量為39nVh的油，從t:=56.9C,冷卻到t1二45C,油在管外的隔板間流，對流換熱系數(shù)h1=452W/(nik);冷卻水在油冷器的管內(nèi)流，進口溫度t2=33c，溫升為4C,對流換熱系數(shù)h2=4480W/(m.k)。若溫差修正系數(shù)e人=0.97,試求所需換熱面積。同濟大學(xué)2001年碩士

18、研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)考試試題A一、問答題(共35分)1、試比較自然對流換熱、強制對流換熱及沸騰換熱系數(shù)的大小。(僅給出大小關(guān)系)(3分)2、如圖所示，為一半圓與一平面所組成的表面，溫度保持在500C,周圍流體的溫度為300C,對流換熱系數(shù)h=1W/(mC)。已知D=100mmL=300mm,試求此表面的散熱量。(4分)3、二維無熱源穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。網(wǎng)格劃分如圖所示，試導(dǎo)出圖中節(jié)點2的節(jié)點方程。已知環(huán)境溫度為tf,對流換熱系數(shù)為h,材料A的導(dǎo)熱系數(shù)為入a,材料B的導(dǎo)熱系數(shù)為入b。(4分)4、試寫出大空間自然對流換熱實驗準則關(guān)聯(lián)式的一般函數(shù)形式及式中各準則的定義式。(4分)5、試說明珠狀凝結(jié)比膜狀凝

19、結(jié)換熱系數(shù)高的原因。(3分)6、一圓筒外表面敷設(shè)熱絕緣層，如果總的管外徑小于臨界絕緣直徑，則與不敷設(shè)絕緣層的圓管相比，每米管長的散熱量是否會降低？(3分)7、簡述氣體輻射的特性。(限80字)(4分)8、外掠平板時邊界層的動量積分方程d/dxf0s(u-u)udy=丫6u/6y|y=0,為了求邊界層厚度d,速度分布選用多項式u=a0+a1y+a2y2+a3y3,試列出在確定系數(shù)a1,a2,a3,a4時所采用的邊界條件。(4分)9、如圖所示為一無窮大平板，厚為26,初始溫度t=const,從=0時刻起突將其置于tf的流體中，此處假設(shè)tft0.試針對下列兩種情況回出時刻TT1TT2板內(nèi)溫度分布曲線(

20、0!：1T2，板與周圍流體的對流換熱系數(shù)為h,板的導(dǎo)熱系數(shù)為入，板的橫截面積為f,橫截面的周長為U,試推導(dǎo)出板的溫度；板的散熱量。（15分）五、已知兩個相互垂直的正方形表面的溫度分別為T1=103K,T2=500（如圖所示，其黑度分別為1=0.6,&2=0.8,該表面位于一絕熱房間內(nèi)，試計算表面與表面之間的角系數(shù)X1,2及兩表面之間的凈換熱量Q.（20分）六、一冷凝換熱器殼程為膜狀凝結(jié)換熱，工質(zhì)溫度為80c,冷凝換熱系數(shù)為104w/（mk）,管程為一根蛇形管，管內(nèi)徑為20mm壁厚為3mm管壁導(dǎo)熱系數(shù)為100W/（m.k）.總污垢熱阻為0.001m2.K/W,管內(nèi)流冷卻水，流速為2m/s,入口水

21、溫為20C,出口水溫為60C,試計算換熱器傳熱系數(shù)和所需管長。（10分）水的熱物性：溫度密度導(dǎo)熱系數(shù)比熱粘度Ckg/m3W/(mC)kJ/(kg.k)Kg/(m.s)20998.2一一一-259.9X104.183_-61004X1040992.263.5X10-24.174653.3X10-660983.165.9X10-24.179469.9X10-6管內(nèi)紊流強制對流換熱的關(guān)聯(lián)式為：Nu=0.023Ref0.8Prfn加熱流體時n=0.4,冷卻流體時n=0.3.同濟大學(xué)2001年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題B一、基本概念思考與分析（每題8分）1、試定型畫出在如圖所示的多層復(fù)合平壁中，進行一

22、維導(dǎo)熱時的溫度分布曲線。設(shè)每層厚度相等，即61=62=63=64,入1=入2入3,入3tw22、運用雷諾比擬理論求解管內(nèi)對流換熱時，其最簡單的準則方程式為：St=f/8.試問使用該公式的條件有哪些?3、在對流換熱的理論分析和實驗研究過程中，當流體流過各種非圓形流道時，采用當量直徑（或水力直徑）來表示其流道截面。試計算如圖所示的環(huán)形通道（即外徑D與內(nèi)徑d之間的夾層）和流體只占半管道截面流動時的當量直徑。4、在一塊豎壁面上進行凝結(jié)換熱時，其換熱過程可以采用怎樣的無量綱準則數(shù)的準則關(guān)系式表示和進行分析？5、在某傳熱過程中，熱量自高溫物體一側(cè)穿過壁面?zhèn)鬟f到另一側(cè)的低溫物體處。該過程中壁面為平壁，且是一

23、維無內(nèi)熱源的，兩側(cè)的換熱系數(shù)均為常數(shù)。低溫側(cè)的流體的溫度保持為常數(shù)，如果高溫側(cè)流體的溫度作周期性變化，設(shè)分析傳熱量能否采用如下公式進行計算：Q=FK（tfi-tQ）K=（1/hi+6/人+1/h2）-1式中：F為傳熱面積，K為換熱系數(shù)，hi和h2為兩側(cè)的對流換熱系數(shù)，6和人分別為平壁的厚度和導(dǎo)熱系數(shù)，tf1和tf2為兩側(cè)流體的溫度。二、計算題（每題15分）1、有一圓型直肋（如圖所示）。其外側(cè)總換熱系數(shù)為h,流體的溫度為常數(shù)tf,直肋高為L,直徑為d,導(dǎo)熱系數(shù)為入，肋根的溫度為to.求該肋頂部的溫度和總散熱量。（設(shè)肋頂端絕熱，無熱源穩(wěn)態(tài)一維導(dǎo)熱）2、試用熱輻射過程中的維恩位移定律求太陽的最大輻射

24、力及相應(yīng)的波長。設(shè)太陽為黑體，表面溫度為5700K,輻射過程中的物理參數(shù)為：普朗克第一常數(shù)為C1=3.743X108W.m/m普朗克第二常數(shù)為C2=1.439X10%m.K3、試計算兩塊無限大平板之間的空氣的自由對流換熱的熱量。已知條件：平板平行水平放置，熱面在下，其溫度為t1=65C，冷面在上，其溫度t2=25C,夾層的間隙寬度為二40mm空氣的熱物性參數(shù)為：X=2.795x10-2W/rrC,0=3.14x10-3s-1,仙=19.35x10-6J/m2,p=1.111kg/m3,Pr=0.698.水平放置平行平板之間的換熱關(guān)系式為：Nu=c（GrPr）n：1700GrPr7000時，c=

25、0.059,n=0.47000&GrPr320000時，c=0.061,n=0.3334、在一個蒸汽-空氣的熱交換器中，采用干飽和蒸汽來加熱空氣，設(shè)空氣的流量為5kg/s,空氣的初始溫度為15C,干飽和蒸汽的飽和溫度為135C,換熱過程中的傳熱系數(shù)為40w/（吊C）,換熱器的換熱面積為55n2,空氣的比熱cp=1005J/（kg.C）試求：換熱器中流體的溫度隨換熱面積的變化曲線；換熱器中的空氣出口溫度和換熱器的熱交換量。同濟大學(xué)2002年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)考試試題一、基本概念題1、試述對流換熱過程中Nu數(shù)和St數(shù)的物理含義。2、在固體導(dǎo)熱問題中，壁面上的Bi數(shù)對邊界條件有何影響？3、將一

26、塊初溫均勻的熱平板豎直放入靜止的冷空氣中，試畫出流場和溫度場的溫度分布。4、何為輻射表面熱阻與輻射空間熱阻？5、試推導(dǎo)出兩黑體表面之間輻射換熱時的角系數(shù)的計算公式。6、簡述采用對數(shù)平均溫差法進行換熱校核計算的過程。二、計算題1、有一厚為20mmi勺平壁，導(dǎo)熱系數(shù)為1.3W/(m.k).為使每平方米的散熱量小于1500w,在外表面上覆蓋了一層導(dǎo)熱系數(shù)為0.12W/(m.k)的保溫材料。已知復(fù)合壁的內(nèi)外側(cè)溫度分別為750c和55C,試確定此時的保溫層厚度。2、兩塊尺寸為1mx2m,間距為1m的平行平板置于室溫t=27C的大房間內(nèi)，平板背面不參與換熱。已知兩板的溫度和發(fā)射率分別為11=827C,12

27、=327C,&1=0.2,&2=0.5。試計算每個板的凈輻射散熱量以及房間墻壁得到的輻射熱量。(已知角系數(shù)X,2=X,i=0.285)3、一臺管殼式換熱器用水冷卻潤滑油，冷卻水在管內(nèi)流動，進出口溫度分別為20c和50C,流量為3kg/s,熱油的進出口溫度分別為100c和60C.換熱器的傳熱系數(shù)為k=350W/(n2k),試計算其流量、傳熱量以及所需要的換熱面積。(油Cp=2.15kJ/(m.k),水Cp=4.19kJ/(m.k)4、一塊單側(cè)表面為A和初溫為3的平板，一側(cè)表面突然受到恒定熱流熱流密度q0的加熱，另一側(cè)受到溫度為h的氣流冷卻，對流化熱系數(shù)為h,試列出物體溫度隨時間變化的微分方程式并

28、求解之。設(shè)內(nèi)熱阻可以忽物性參數(shù)為常數(shù)。5、試求兩圓心相距為L,其直徑均為D的圓之間的輻射角系數(shù)Xi,2(兩圓不接觸LD).同濟大學(xué)2003年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)考試試題一、基本概念題(每題5分，共35分)1、何為臨界熱絕緣直徑？2、分析比較Gr和Re的特性和用途。3、何為傳熱過程的一般定解條件？4、簡述對流換熱過程中的相似理論并說明使用方法。5、何為對流換熱系數(shù)h的微分方程式？6、寫出輻射換熱表面熱阻和空間熱阻的定義式，并解釋物理含義。7、簡述輻射換熱中角系數(shù)定義和特性。二、簡析題(每題8分，共40分)1、一維穩(wěn)態(tài)常物性無熱源平壁面中的導(dǎo)熱過程，在給定第一類邊界條件時，溫度分布表達式為：t

29、=tw1-(tw1+tw2)x/6(其中tw1和tw2為兩側(cè)壁面溫度，x為坐標，6為壁厚度),為何式中溫度分布無導(dǎo)熱系數(shù)項？2、一直在某球壁中進行徑向一維穩(wěn)態(tài)常物性均勻分布熱源的導(dǎo)熱過程，設(shè)內(nèi)外邊界條件均為第三類邊界條件，試簡析該問題并建立模型求解。3、某表面接受太陽輻射性能不佳，在涂改顏色后輻射性能大大提高。問該表面放在室內(nèi)時，不同色彩對輻射換熱有何影響？4、在逆流布置管殼式換熱器中，如果熱流體由飽和狀態(tài)放熱到過冷態(tài)，冷流體由過冷態(tài)被加熱到飽和態(tài)。試簡析這一換熱過程，并導(dǎo)出對數(shù)平均溫差的計算公式。5、分析在傳熱表面的兩側(cè)分別布置肋表面時，對傳熱過程的影響有哪些？三、計算題(每題15分，共75

30、分)1、某銅線的直徑為3mm每米長白電阻為0.002歐姆。如果該導(dǎo)線外面包有厚度為Immffi導(dǎo)熱系數(shù)為0.15W/(m.C)的絕緣層，其使用溫度為0c到65C,求該導(dǎo)線中可以通過的最大電流為多少？2、管道內(nèi)的氣流溫度可以采用熱電偶進行測量。已知管道面的溫度為90,氣流與熱電偶頭部間的對流換熱系數(shù)為50W/(m2.C),熱電偶頭部輻射率為0.6,裸露熱電偶溫度測量值為170c.試求氣流溫度以及測溫的誤差，并分析減少測溫誤差的方法和傳熱學(xué)原理。3、在兩塊小間距平行無限大平板之間進行輻射換熱。設(shè)具均為慢灰表面，輻射率為0.8,溫度分別為527c和27C,試求各板的自身輻射、有效輻射、入射輻射、反射

31、輻射和輻射換熱量。4、初始溫度為25c的熱電偶放入200c的氣流中，如果欲使熱電偶頭部的時間常數(shù)八小于1秒，則熱電偶頭部的直徑應(yīng)為多少？(時間常數(shù)為pCpV/Fh)。設(shè)氣流欲熱電偶之間的對流換熱系數(shù)為350W/(m.C),熱電偶頭部溫度的參數(shù)為：入=20W/(m.C),p=8500kg/m3,Cp=400J/(kg.C),輻射率e=0.85,外界溫度為25C,與外界的輻射換熱系數(shù)為h=25W/(m2.C)5、某平行壁面之間有常壓空氣，一測溫度為40C,另一側(cè)壁面溫度有變化，最小值溫度為40C,最大值為80C,球該平行壁面之間的最大與最小換熱量的比值。平壁間距為16mm空氣物性參數(shù)為常數(shù)：入=0

32、.029W/(m.C),v=1.9X10-5n2/s,Pr=0.7。對數(shù)換熱準則方程：Nu=0.212(GrPr)0.25同濟大學(xué)2004年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題一、基本概念題(每題5分，共40分)1、何為管內(nèi)流動的充分發(fā)展階段？2、解釋名詞“表面有效輻射”和“投射輻射”。3、寫出Nu和Bi的定義，并說明其含義和用途。4、用熱電偶測量流體瞬態(tài)溫度，應(yīng)該如何選擇熱電偶材料、尺寸和換熱條件？5、哪些因素對蒸汽凝結(jié)換熱有影響？為什么？(簡述之)6、什么是集總參數(shù)法？7、什么是大空間自然對流換熱？什么是有限空間自由對流換熱？這與強制對流換熱中的外部流動級內(nèi)部流動有什么異同？8、試述黑體、灰體、實

33、際物體的輻射和吸收特性。二、簡答題(每題7分，共35分)1、在一塊豎壁面上進行凝結(jié)換熱時，其換熱過程可以采用怎樣的無量綱準則數(shù)的準則關(guān)系式表示和進行分析？2、運用雷諾比擬理論來求解管內(nèi)對流換熱時，其最簡單的準則關(guān)系式為：St=f/8.試問使用該公式的條件有哪些？3、二維無內(nèi)熱源穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，網(wǎng)格劃分如圖1所示。試導(dǎo)出圖中節(jié)點2的節(jié)點方程。已知頂部溫度為tf,對流換熱系數(shù)為h,材料A的導(dǎo)熱系數(shù)為入a,材料B的導(dǎo)熱系數(shù)為入b。4、試比較e-NTU法和LMTDfe的異同點。5、以壁面溫度為60c的水平圓柱為例，當溫度為20c流體作自然對流換熱時，在定型尺寸相同的情況下，試討論空氣和變壓器油的自然對流

34、換熱系數(shù)自然對流換熱準則方程為Nu=0.48(GrmPr25.空氣在定性溫度tn=40C時的物性參數(shù)：入a=0.0276W/(m.K)cpa=1.009KJ/(Kg.K)Va=16.97X10-6m/sBa=3.2X10-3變壓器油在定性溫度tn=40時的物性參數(shù)：入。=0.123W/(m.K)cpo=1.993KJ/(Kg.K)Vo=16.7X10-6m/sBo=0.69X10-3h的相對大小。已知：對于水平圓柱，層流時2pa=1.12367kg/m22po=852kg/m三、計算題(每題15分，共75分)1、一長為L的薄板，兩端分別接于溫度為Ti和T2的墻邊上，如圖2所示。板以對流換熱方式

35、將熱量傳給溫度為R的周圍流體，假定TiT2K，板與周圍流體間的對流換熱系數(shù)為h,板的導(dǎo)熱系數(shù)為入，班的截面積為f,橫截面的周長為U,試推導(dǎo)出板的溫度分布；板的散熱量2、試用熱輻射過程中的韋恩位移定律求太陽的最大輻射力以及相應(yīng)的波長。設(shè)太陽為黑體，表面溫度為5700K,輻射過程中的參數(shù)為：普朗克第一常數(shù)為C1=3.743X108W.m4/m普朗克第二常數(shù)為C2=1.439X104m.K3、設(shè)有一直肋(如圖3所示)。其外側(cè)的總換熱系數(shù)為h,流體的總換熱系數(shù)為tf,直肋高度為L,導(dǎo)熱系數(shù)為入，肋根的溫度為試求該肋頂端的溫度和總散熱量(設(shè)肋頂端絕熱，無內(nèi)熱源一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱)4、已知兩個相垂直的正方形表面

36、溫度分別為Ti=103K,T2=500K.如圖4所示，其黑度分別為一=0.6,e2=0.8,該兩表面位于一絕熱房間內(nèi)，試計算表面與表面之間的角系數(shù)X1,2以及兩表面的凈換熱量Q。5、在一個蒸汽-空氣熱交換器中，采用干飽和蒸汽來加熱空氣，設(shè)空氣的流量為5kg/s,空氣的初始溫度為15C,干飽和空氣的飽和溫度為135c.換熱過程中的傳熱系數(shù)為40W/(mi.K),換熱器的換熱面積為55m2,空氣的比熱Cp=1005J/(Kg.K)。試求：換熱器中的流體的溫度隨換熱面積的變化曲線；換熱器中的空氣出口溫度和熱交換器的熱交換量同濟大學(xué)2005年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)考試試題一、基本概念題（每題5分，共

37、40分）1、寫出Pr和Gr的定義并說明其含義和用途。2、試說明大空間飽和沸騰曲線曲線各段的沸騰狀態(tài)。定性解釋q隨At變化的規(guī)律。3、解釋名詞：角系數(shù)。并說明角系數(shù)的性質(zhì)。4、具有輻射和吸收能力的氣體，它們的發(fā)射率和吸收率受到哪些因素的影響？5、試分析比較蒸汽在豎直壁面上的膜狀凝結(jié)換熱過程與熱空氣在豎直壁面附近被冷卻作自由流動時的換熱過程之間有何共同點？又有何區(qū)別？6、試分析在傳熱壁面上加肋，可到達哪些傳熱要求？7、簡述玻璃溫室保溫的原理（限50-70字）。8、在換熱器熱計算中，為什么要采用對數(shù)平均溫差法，而不是采用算術(shù)平均溫差法？并簡述采用對數(shù)平均溫差法進行換熱器校核計算的過程。二、簡答題（每

38、題7分，共35分）1、如圖1所示，這是一個直徑為d,長為1的圓棒狀伸展體一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程問題，試寫出該伸展體向周圍空氣散熱量Q（w）的微分和積分計算式，假定該伸展體溫度分布用t=t（x）表示，材料導(dǎo)熱系數(shù)為人,換熱系數(shù)為h,空氣溫度為tf.2、如果管徑、流速、和傳熱溫差都相同，試判斷下列各問題中的兩種換熱情況，何者的對流換熱系數(shù)最大？并解釋原因（1）空氣在豎管內(nèi)自下往上流動被加熱和空氣在豎管內(nèi)自上往下流動被加熱（2）油在豎管內(nèi)自下往上流動被冷卻和油在豎管內(nèi)自上往下流動被冷卻（3）水在豎管內(nèi)自上往下流動被冷卻和水在橫管內(nèi)被加熱（4）水在水平管內(nèi)受迫流動被加熱何和在彎管內(nèi)受迫流動被加熱3、試述遮熱

39、板的遮熱原理。4、有均勻內(nèi)熱源的無限的平板穩(wěn)定導(dǎo)熱條件及溫度分布如圖2所示。（1）畫出q1及q2的方向；（2）比較q1及q2的大?。唬?）比較及h2的大小。5、在某傳熱過程中，熱量自高溫流體一側(cè)穿過壁面?zhèn)鬟f到另一側(cè)的低溫處。該過程中壁面為平壁，而且是一維無內(nèi)熱源的。兩側(cè)的換熱系數(shù)均為常數(shù)，低溫側(cè)的流體溫度保持常數(shù)。如果高溫側(cè)的流體的溫度作周期性變化，試分析傳熱量能否用如下的公式進行計算：Q=FK（ttf2）K=（1/h1+6/入+1/h2）其中：F為傳熱面積，K為傳熱系數(shù)，h1和h2為兩側(cè)的對流換熱系數(shù)，6和人分別為平壁的厚度和導(dǎo)熱系數(shù)，tf1和tf2為兩側(cè)的溫度。三、計算題（每題15分，共7

40、5分）1、薄壁球空殼內(nèi)表面F2包圍著另一球體表面Fl,組成了封閉空間。已知兩表面的發(fā)射率分別為1=e2=0.8，直徑di=0.125m,d2=0.5m,表面Fi的溫度為ti=427C,表面F2的外側(cè)空氣溫度為t2=37C。設(shè)表面F2的外側(cè)對流換熱量為同側(cè)的輻射換熱量的5倍。試計算表面Fi和表面F2之間的輻射換熱量。(不計封閉空間的對流換熱及薄壁球的導(dǎo)熱熱阻)2、水以2.5m/s的速度，在內(nèi)徑為20mm長度為3m的管內(nèi)流動，進口處水溫為20C,管壁溫度保持在40C,試確定出口處的水溫。水在定性溫度t=25C時的物性參數(shù)：3入=0.609W/(m.k)cp=4.178kJ/(kg.k)p=997k

41、g/mV=0.906x10-6ni/sNf=903X10-6kg/(m.s)Prf=6.22w=653.3X10-6kg/(m.s)PrQ4.31管內(nèi)受迫對流準則關(guān)聯(lián)式：Re=1d1.2x106Nu=0.023Re/中嚴Re2200Nu=1.86RefPrf(d/f)(1/3)(呼/小04Re=220(P104Nu=0.012(Re-7-280用嚴1+(d/L)(2/3)(Prf/Prw)113、試推出二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時如圖3所示拐角節(jié)點(i,j)能量守恒表達式即有限差分方程式。已知右側(cè)壁絕熱；頂點處于溫度為tf、換熱系數(shù)為h的冷流體環(huán)境，同時受到外界熱輻射qr(W/n照射；有內(nèi)熱源Qr(W/n3

42、);網(wǎng)格xuy;材料導(dǎo)熱系數(shù)為入。4、用熱電偶測量氣流溫度，通常把熱電偶接點近似看成一個圓球體。已知氣流與熱電偶接點的h=400W/(M.k),熱電偶的物性參數(shù)為：c=400J/(kg.k)、p=8500kg/m3,熱電偶接點的時間常數(shù)r=1s,試確定(1)熱電偶接點的直徑d;(2)如果把初溫為t=25C的熱電偶放在溫度為J=200C的氣流中，問：當熱電偶顯示溫度為t=199C時，其需要經(jīng)歷多長時間ro5、有一臥式單流程蒸汽冷凝器，冷凝蒸汽量G1=1000kg/h,從干飽和蒸汽凝結(jié)為飽和水。蒸汽溫度11=200C,汽化潛熱r=2257kJ/kg.冷凝管為n=30根、直徑d=20mm勺薄壁銅管(

43、導(dǎo)熱熱阻不計)。已知冷卻水流量G2=20000kg/h,進口水溫為t2=20,冷凝側(cè)h2=16000W/(n2iK),污垢熱阻r=2X10-4(m2.k)/W,求冷凝管長度L(已知管內(nèi)紊流換熱準則式Nu=0.023Re0.8Prf0.4,水的物性參數(shù)為Cp=4.178kJ/(kg.k),丫=0.805X10-6R/s,Prw=5.42,入=0.618W/(m.k),p=996kg/m2.)CY-1一、分析計算題1、某球壁面內(nèi)有均勻分布的內(nèi)熱源qr(W/m),導(dǎo)熱系數(shù)為溫度的線性函數(shù)(入=入0(1+at),入。和a均為常數(shù))，球壁面的內(nèi)側(cè)壁面溫度tw1為常數(shù)，外側(cè)給定第三類邊界條件，換熱系數(shù)人和

44、溫度函數(shù)tf均為常數(shù)。試求在球壁面內(nèi)進行一維徑向穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程時的溫度分布及換熱密度分布。(15分)2、試推導(dǎo)證明縱掠平壁面能量交換的雷諾類比公式：St=Nu/（RePr）=Cf/2.（15分）3、試求二維空間任意兩個凸表面Fi和F2間的輻射熱交換的角系數(shù)。其中a,b,c分別為凸表面Fi和F2的邊界點，如圖所示。（8分）4、已知已知某表面的單色吸收率a2隨波長的變化關(guān)系如圖4a所示，該表面的投射單色輻射G隨波長的變化圖4b所示。試計算該表面的全色吸收率a。（15分）5、一個逆流式套管散熱器，其中油的問溫度從100c冷去至IJ60C,水由20c到50C,傳熱量為2.5X104W傳熱系數(shù)為350W/

45、r2ik,油的比熱2.13KJ/kg.C,求換熱面積為多少？如果計入換熱器表面污垢熱阻0.004mC/W,流體入口溫度不變，此時換熱器的傳熱量和流體出口溫度為多少？（15分）二、討論題（每題8分）1、試討論視覺色彩與熱輻射吸收率和輻射綠的關(guān)系。2、根據(jù)導(dǎo)熱機理討論金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化關(guān)系。3、進行單相流體受迫對流換熱過程模擬實驗時，如何確保兩個實驗相似？4、試分析換熱器中的傳熱過程中，熱阻的主要來源以及加強傳熱可以采取的措施。CY-2一、概念題1、試述努謝爾特數(shù)Nu和畢渥數(shù)Bi的物理含義，并作比較。2、分析傳熱過程中污垢熱阻對傳熱系數(shù)的影響。3、分析下表中四個工況下的對流換熱過程的相

46、似性。如要使相似，應(yīng)如何調(diào)整或改變表中的參數(shù)？工況介質(zhì)RePr邊界條件A圓管水30001.2第一類邊界條件B圓管油30002.5第二類邊界條件C方管水30003.2第三類邊界條件D三角型管鹽水300012.5第四類邊界條件6、在計算有氣體介質(zhì)的兩個物體之間在某波長范圍內(nèi)輻射換熱時，有人認為：”因其間存在氣體介質(zhì)，故必須計及氣體輻射的影響，或建立氣體和兩個物體輻射換熱的聯(lián)立方程進行求解”。試分析這一說法是否肯定正確。7、畫出換熱器順流和逆流換熱過程中流體溫度隨傳熱面積變化的關(guān)系圖。并導(dǎo)出平均溫度差的計算公式。三、計算題1、對某熱水管道進行保溫設(shè)計時，已知所選的石棉材料的導(dǎo)熱系數(shù)入=0.11W/m

47、c,保溫外部與外層空氣的對流換熱系數(shù)h=12W/mC。如果熱水管的外徑為16、18和40mm在內(nèi)外溫差為80c下,要求散熱量q小于80W/miM,問如何選管徑和保溫層厚度？2、一根直徑為1mmF口長度為100mmi勺金屬絲，初溫為20C,突然置于500c的空氣中。設(shè)金屬絲與外界的表面換熱系數(shù)25W/m,求金屬絲溫度達到空氣的95就度值所需要的時間。3、計算如圖所示A和B兩個物體表面之間的輻射換熱角系數(shù)。其中：a=b=0.5m,h=1.0m.4、水以1.5m/s的流速通過內(nèi)徑20mmf口長度5.5m的管子，壓降為42mmHg管壁平均溫度為80C,管內(nèi)水的平均溫度為55C,試由雷諾類比律求管內(nèi)對流

48、換熱系數(shù)。已知水的物性參數(shù)為p=985kg/m3,、=0.517乂10-6m/s,Pr=3.27,cp=4177J/kgC.CY-3一、基本概念題1、寫出下列參數(shù)的定義式，并說出其物理含義a.導(dǎo)熱系數(shù)入b.對流換熱系數(shù)hc.圓筒壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)Kd.努謝爾特數(shù)Nube.普朗特數(shù)Pr2、與固定不透明壁面相比，氣體輻射換熱有何特點？3、分別計算下列流道中的水力當量直徑：正方形通道：邊長a夾層通道：間距b=r*1二、計算分析題（任選兩題）1 .某一長方體金屬塊的尺寸為15X20x15mm密度為p=8666kg/m3,入=26W/mCcp=343W/kgC.初始溫度為600C,放入50c的大油池中進行冷卻

49、處理，設(shè)油池中的對流換熱系數(shù)為450W/m,求該問題冷卻到120c所需要的時間。2 .二塊平行無限大平壁的表面發(fā)射率分別為1=0.25和e2=0.5,他們中間放置兩面輻射率均為&3=0.05的遮熱板，如果平板的溫度分別為t1=250C和12=50C.試求兩板之間的輻射換熱量以及家遮熱板后輻射換熱減少的百分比（不計熱傳導(dǎo)和對流換熱）4、在單流程逆流式換熱器中，用高溫煙氣加熱水。高溫煙氣的流量為13Kg/s,比熱容為1010W/kgC,進口溫度為427C,水的流量為12kg/s,比熱為4179W/kgC,溫度由27c升到87C。換熱器的傳熱系數(shù)為900W/mC,試求高溫煙氣的出口溫度及換熱器的傳熱

50、面積。CY-41、流體與兩平行平板間的對流換熱如下面兩圖所示。試畫出兩種情況下流體溫度分布曲線（注：直接畫在下面兩張圖上）（4分）（1）qw1=0（2）qw1=qw22、對于右圖所示幾何結(jié)構(gòu)，試導(dǎo)出從溝槽表面發(fā)出的輻射能中落到溝槽外面的部分部分所占的百分數(shù)計算式。設(shè)在垂直紙面方向為無窮長。（5分）3、兩塊不同材料的平板組成如圖所示大平板，兩板的面積分別為Fi和F2,導(dǎo)熱系數(shù)分別為入i入2.如果該大平板的兩個表面分別維持在均勻的溫度ti及12.試導(dǎo)出通過該大平板的到熱量Q的計算式。（5分）4、某一瞬間，假定一厚度為6的無限大平板的溫度分布可表示成t=CiX2+C2的形式，其中ci和C2為已知常數(shù)

51、。試求（D導(dǎo)出此時刻在x=0表面處的熱流密度q|x=o=O（2）證明此時刻平板的平均溫度隨時間的變化率“/（I）r=2acb這里a為平板材料導(dǎo)熱系數(shù)。（i5分）5、q=iOOOW/m2的熱流密度沿x方向通過厚6=20mnff板（見右圖）。已知在x=O,iO及20mnmt溫度分別為iOOC,60C及40c.試據(jù)此數(shù)據(jù)確定平板材料導(dǎo)熱系數(shù)入=入。（i+bt）（L為平均溫度）中的入。及b.（i8分）8、室溫為J=i0,大房間有一根d=i0cm煙筒，其豎直部分已知空氣的物性數(shù)據(jù)p=i.06kg/m3,入=0.029W/mv=i8.97xi0-6ni/s,Pr=0.696.大空間自然對流換熱實驗準則式為

52、Nu=C（GrPr）n,式中系數(shù)c及指數(shù)n見附表一。（20分）附表一Nu=C（GrPr）n中的c和n加熱表面的形狀及位置系數(shù)c及指數(shù)n適用范圍（GrPr）流態(tài)cn豎平板層流0.590.25i04-i09豎圓柱紊流O.iOi/3io9-io13橫圓柱層流0.530.25i04-i099、一燃燒試驗設(shè)備的壁面上安置了一小塊直徑d=5cm圓形耐熱玻璃，其穿透率=0.9,反射率p=0,黑度e=0.3,如果燃燒溫度Tg=727C,設(shè)備的環(huán)境溫度K.=20C,外表的對流換熱系數(shù)h=9.6W/（m2C）,試導(dǎo)出耐熱玻璃的能量守恒式，并據(jù)此計算玻璃的溫度Tw及其散熱量Q假定玻璃的溫度時均勻的.（i8分）i0、有一逆流式套管式冷油器，冷卻水流量G=230kg/h,進水溫度tc=35C,熱油進口溫度th=i20C,傳熱面積F=i.4nf,傳熱系數(shù)k=280W/nVc。如果油的出口溫度th不允許低于60C,冷卻水的出口溫度tc不得高于85Co試計算冷油器每小時所能冷卻的最大油流量G。已知水的cpc=4.i7kJ/kgC,油的cp=2.ikJ/kgC.（i5分）2006年真題一、基本概念題（每題5分，共40分）1 .