06傳熱學試題A答案(清華大學考研資料)

裁剪框_____________名姓____________號學_____________級班____________系___________院學

----揚州大學試題-------(2005－2006學年第二學期)-----機械學院資料0401班(年)級課程傳熱學試卷A---題目一二三四五總分-----得分------一、問答題:（42分,共6題，每題7分）-------線---------------------------------t2t0t3t0t1t0t4t0-yx--xy--2xyx2y---?--hxy(tt0)3xyΦ0訂-24------------------------2.蒸氣與溫度低于飽和溫度的壁面接觸時，有哪兩種不一樣的凝固形式？產(chǎn)生不一樣凝----結形式的原由是什么？-------裝--答：當凝固液體能很好地濕潤壁面時，在壁面大將鋪展一層液膜，這類凝固---方式稱為膜狀凝固。當凝固液體不可以很好地濕潤壁面時，凝固液體在壁面上形成----一個個液珠，且不停發(fā)展長大，并沿壁面滾下，壁面將重復產(chǎn)生液珠、成長、滾---落過程，這類凝固形式稱為珠狀凝固。-----------------------------第1頁---裁剪框3.有人說：“常溫下呈紅色的物體表示該物體在常溫下紅色光的光譜發(fā)射率較其余單色光（黃、綠、藍等）的光譜發(fā)射率高”。你以為這類說法正確嗎？為何？答：不正確。因為常溫下物體體現(xiàn)的顏色是因為物體對可見光中某種單色光的反射造成的。紅色物體正是因為物體對可見光中的黃、綠、藍等色光的汲取比較大，反射比較小，而對紅光的汲取比較小，反射比較大所致。依據(jù)基爾霍夫定律，()()，可見紅光的光譜發(fā)射率較其余單色光的光譜發(fā)射率低而不是高。4．直徑為d、單位長度電阻為R、發(fā)射率為的金屬棒，初始時與溫度為T的環(huán)境處于熱均衡狀態(tài)，后經(jīng)過電流I，已知棒與環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。試導出通電流時期金屬棒溫度隨時間變化的規(guī)律，并寫出處于新的熱均衡狀態(tài)的條件。（不用求解）答：4．cd2dTI2RhdTTdT4T44ddTI2RhdTTdT4T4dd2dTd

c40I2RhdTTdT4T4第2頁裁剪框5．飽和水在水平加熱表面上沸騰（壁面溫度可控）時，跟著壁面過熱度的增添，沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)能否也增添?為何？答：在自然對流區(qū)和核態(tài)沸騰區(qū)，跟著壁面過熱度ttwts的增添，沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是增添的，因隨t的增添產(chǎn)生汽泡的核心數(shù)增添，汽泡對流體的擾動劇增，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增添。當進一步提升t時，進入過渡沸騰區(qū)。這時，因為t的增添，在加熱表面上形成一層汽膜，汽膜的導熱系數(shù)較小，熱阻增添，以致沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降落。再提升t，進入穩(wěn)固膜態(tài)沸騰區(qū)，加熱表面上形成穩(wěn)固的汽膜層。這時汽化只好在汽-液交界面長進行。汽化所需熱量靠導熱、對流、輻射經(jīng)過汽膜傳達。因這時壁溫很高，輻射熱量急劇增添，沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)又隨t的增添而增添。6．何謂漫-灰表面？將實質表面視為漫-灰表面有何實質意義？答．漫射表面指聽從蘭貝特定律（定向輻射強度與方向沒關的規(guī)律）的表面?；殷w表面指光譜汲取比與波長沒關的物體表面。漫-灰表面指擁有漫輻射性質的灰體表面。漫-灰表面是一種理想表面，對其可直策應用基爾霍夫定律()，蘭貝特定律(EL)和斯忒藩-玻耳茲曼定律(EbT4)等基本定律和角系數(shù)的觀點進行輻射換熱計算，而大部分工程資料的表面可近似作為漫-灰表面辦理，這類簡化辦理卻給輻射換熱的剖析與計算帶來很大的方便。第3頁裁剪框二、計算題(58分)1．(18分)一塊大平板，半厚度5cm，有內熱源?，平板中的一維穩(wěn)態(tài)溫度分布為tbcx2，式中b200oC，c200K/m2。假設平板的導熱系數(shù)50W/(mK)，試確立：（1）平板中內熱源?之值；（2）x0和x界限處的熱流密度。解：直角坐標中常物性、有內熱源的一維穩(wěn)態(tài)導熱微分方程式為d2t?Φ0dx2?2t22(200)502104(W/m3)∴Φd..(8分)dx2c依據(jù)傅里葉定律和給定的平板溫度散布，可得qq

0x

λdtdxλdtdx

0∴x=0處絕熱..(5分)x0x2cδ2(200)505102103(W/m2).(5分)第4頁裁剪框（18分）直徑為01.mm，長度為1m的電阻絲水平川置于30℃的靜止空氣中，試問在不計輻射換熱的狀況下它每米長度上能承受的最大散熱量是多少？假如考慮輻射換熱，這一最大散熱量朝哪個方向變化？該電阻絲的熔點為970℃。附注：(1)空氣在水平圓柱體外自然對流換熱的準則式Num0.360.363Grm1/60.0914Grm1/3，Grm106~1.31013500℃空氣的物性參數(shù)0.0574W/(mK)，79.38106m2/s解：最大散熱量為相應于熔點溫度下的表面換熱量，其時tm(97030)/2500℃9.81500(97030)0.00013Grm2736)21.891103(79.3810Num0.360.363(1891.103)1/60.0914(1891.103)1/30.360.12740.01130.499hNu0.4990.0574286.4W/(m2K)do0.0001cdolht3.140.00011286.494084.6W/m第5頁裁剪框3．（20分）兩個直徑為04.m的平行同軸圓盤相距01.m，兩盤置于墻壁溫度T3300K大房間內，一圓盤T1500K、10.6，另一圓盤絕熱。若兩圓盤的反面均不參加換熱，求絕熱盤之溫度。已知同軸圓盤之間的角系數(shù)X1,20.62。解：輻射網(wǎng)絡圖Eb1RJ1RJE3b3R12R23J2Eb2AAd20.420.1256m21244角系數(shù)X1,20.62，X1,31X1,2038.R110.65.3m2，0.6A1R30，J3Eb3R12110.6212.84m2A1X1,20.1256RR1120.95m21323A1X1,30.12560.3811111R12R23//R13R12R23R1312.8420.9520.95因此(T14T34)5.67(5.043.04)169.08WR1(R12R23//R13)5.3112.933J1Eb1R15.675.04169