09華科傳熱學(xué)考研真題

1、2009傳熱學(xué)考研一、簡答1）說明推導(dǎo)導(dǎo)熱微分方程所依據(jù)的基本定律，并解釋求解導(dǎo)熱問題的三 類邊界條件。2）右圖為三種不同情況下雙層平板穩(wěn)態(tài)導(dǎo) 熱時的溫度分布。假定雙層平板各自的導(dǎo)熱 系數(shù)入和入）為定值，試分析比較三種情況JL乙下入I和入）的相對大小。JL乙3）寫出畢渥數(shù)Bi的定義式并解釋其意義。Bi-0和Bi 8各代表什么樣 的換熱條件？4）流體在兩平行平板間做層流充分發(fā)展的對流 換熱。在充分發(fā)展段某截面上流體溫度分布剖面 如右圖所示。試說明：（a）流體是被加熱還是被 冷卻？ （b）哪一側(cè)壁而處的熱流密度絕對值要大？5）同一種流體流過直徑不同的兩根管道，A管直徑是B管的兩倍，A管 的流量也是

2、B管的2倍。兩管中的流動現(xiàn)象是否相似？請說明理由。6）簡述維恩位移定律，并分析為何煉鋼時隨著溫度的升高，鋼錠表面顏 色由暗黑逐漸變白？7）在漫灰表面間的輻射換熱計算中采用有效輻射Jo什么是有效輻射？ 結(jié)合投入輻射G寫出有效輻射J的表達(dá)式，并說明有效輻射包含哪幾部 分輻射？黑體的有效輻射J為多少？一動力蒸氣管道，外直徑25cm,外面包上5cm厚的絕熱材料。絕熱 材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.12 W/(m K),絕熱層與環(huán)境之間的自然對流換熱系 數(shù)為45 W/(m2 K),試問為了進(jìn)一步減少散熱損失是否可以增加絕熱層 厚度，為什么？二、分析一直徑為d,長度為L,導(dǎo)熱系數(shù)為入的金屬棒內(nèi)部有強(qiáng)度為qW/m3的

3、均勻內(nèi)熱源，兩端分別維持固定的溫度L和t ,周圍和溫度為t的空 128氣進(jìn)行對流換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h,假設(shè)金屬棒同一斷而溫度分布均勻, 試導(dǎo)出此金屬棒的導(dǎo)熱微分方程，并給出定解條件。對于豎直火層內(nèi)的自然對流換熱，換熱計算公式為q=h (t -t ),格 A wl w2拉曉夫數(shù)Gr=gp (t -t J6 3/v 2 ,式中t t ?分別為兩壁面的溫度； 5 wl w2wl w26為夾層厚度；H為豎夾層高度。已知恒壁溫條件下豎直間層內(nèi)空氣的換熱準(zhǔn)則關(guān)系式為：當(dāng) Gr2000 時，Nu=l當(dāng) 2X 104vGrv2X 105 時，Nu=0.18Gri/4(H/6 )*當(dāng) 2X 105vGrvl.

4、l X 107 時，Nu=0.065Gri/3(H/6 )*公式中準(zhǔn)則的定性溫度為t = ( t +t ) /2O試分析當(dāng)Grv2000時，為m wl w2什么Nu為常數(shù)，并且Nu=l?畫出在下述條件下，換熱器中冷、熱流體沿?fù)Q熱面的沿程溫度變化曲線。逆流式換熱器(m e m c ) 1 pl 2 p2三、一直徑為2mm、長度為Im的不銹鋼導(dǎo)線通有100A的電流。不銹鋼 的導(dǎo)熱系數(shù)為入=20 W/(m K),此導(dǎo)線單位長度電阻為0.1X10-6Q/mo導(dǎo)線周圍與溫度為100C的流體進(jìn)行對流換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為1000 W/(m2 K)o求導(dǎo)線截面上的溫度分布及導(dǎo)線中心的溫度。已知第一類邊 界條件

5、下有內(nèi)熱源時圓柱體內(nèi)的溫度計算公式為：t=Q2-r2)+t4人w四、機(jī)油以90kg/h的質(zhì)量流量在內(nèi)徑為10mm的管內(nèi)流過。管的內(nèi)壁面 溫度為20C,要求油從110C冷卻到70C,試計算所需管長。tCPkg/ m3CPkJ/(kg .K)AW/(m K)Mkg/(m s)V xl06m2/sPr20892.81.9150.14770.3699410.9484650874.82.0070.14540.0669276.595670863.22.1560.14390.0296134.344490851.92.2270.14240.0155918.3244管內(nèi)層流 Nu=1.86 (RePT) ： (%)。41 日 W管內(nèi)紊流Nu=0.023Re8Prn (流體被加熱n=0.4,被冷卻n=0.3)五、一房間的長X寬X高為4mX3mX2.5m,墻壁四周絕熱，地板與天花 板表面溫度均勻且分別為30C與15C,房間所有內(nèi)表面均為漫射灰表面, 發(fā)射率均為0.8,如圖所示