西安建筑科技大學2021年傳熱學考研真題

西安建筑科技大學2021年[傳熱學]考研真題一、分析簡答題1、如圖1所示的雙層平壁中，導熱系數(shù)1、2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的1和2的相對大小。2、無內(nèi)熱源，常物性二維導熱物體在某一瞬時的溫度分布為：t2y2cosx。試說明該導熱物體在x0，y1處的溫度是隨時間增加逐漸升高，還是逐漸降低？3、試分析管內(nèi)湍流強制對流換熱，管徑不變，流速增加一倍時，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h如何變化？若管徑縮小一半，體積流量等其他條件不變時，h又如何變化？4、熱水在兩根管內(nèi)以相同流速流動，管外分別采用空氣和水進行冷卻。經(jīng)過一段時間后，兩管內(nèi)產(chǎn)生相同厚度的水垢。試問水垢的產(chǎn)生對采用空冷還是水冷的管道的傳熱系數(shù)影響較大？為什么？5、在電廠動力冷凝器中，主要冷凝介質(zhì)是水蒸氣，而在制冷劑（氟利昂）的冷凝器中，冷凝介質(zhì)是氟利昂蒸氣，其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小。在工程實際中，常常要強化制冷設備中的凝結(jié)換熱，而對電廠動力設備一般無需強化。試從傳熱角度加以解釋。6、當大氣中的二氧化碳和水蒸氣的比例增加時，會出現(xiàn)大氣溫室效應，試說明其原因。7、如圖2所示的真空輻射爐，球心處有一黑體加熱元件，試指出①，②，③三處何處的定向輻射強度最大？何處輻射熱流最大？并說明理由。假設①，②，③三處所張立體角相同。8、如圖3所表示的表面間的角系數(shù)是否可表示為：如有錯誤，請予以更正，并說明理由。9、試說明珠狀凝結(jié)比膜狀凝結(jié)的傳熱系數(shù)高的原因；在安裝新空調(diào)時，在充灌制冷劑之前，往往要對系統(tǒng)進行抽真空。試利用凝結(jié)換熱的有關(guān)知識，說明這樣做的理由。二有一矩形截面直肋一維穩(wěn)態(tài)導熱。已知肋片壁面和周圍流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，流體的溫度為tf，肋片根部溫度為t0，肋端絕熱，肋片寬度為L，肋片高度為l，肋片導熱系數(shù)為，肋片厚度為，無內(nèi)熱源。試解答如下問題：（1）列出肋片溫度t隨著肋片高度方向x變化的微分方程式，并寫出其單值性條件。（2）畫出網(wǎng)格圖：6等分直肋,得到7個節(jié)點；（3）列出2個端部節(jié)點（即第1個節(jié)點和第7個節(jié)點）及中間節(jié)點（即第4個節(jié)點）的離散方程。三、計算題（注意：計算題中可能用到的有關(guān)參數(shù)和實驗準則關(guān)聯(lián)式見附錄一、附錄二。）1、某房屋外墻厚=360mm，墻的導熱系數(shù)=0.61W/(mK)。室內(nèi)溫度為tf120℃，室外溫度為tf210℃，內(nèi)、外墻面與空氣之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為h80W/(m2K)和h2=120W/(m2K)，并已知墻高2.8m，寬3m。試計算傳熱過程的傳熱系數(shù)k，墻的散熱量及墻的內(nèi)、外表面溫度tw1和tw2。2、有一根外徑為30mm的圓棒，水平置于房間正中散熱，圓棒的表面發(fā)射率為0.8，表面溫度保持恒定，為373℃，房間內(nèi)墻體和空氣的溫度均為27℃，試求：單位長度的圓棒散熱量。3、一個蒸汽電廠的冷凝器中有N1000根黃銅管，黃銅管的導熱系數(shù)t110W/(mK)，內(nèi)外直徑分別為di25mm，do28mm。蒸汽在管子外表面凝結(jié)時的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為ho10000W/(m2K)。（1）如果用水泵使來自河水中的冷卻水以mw400kg/s通過冷凝器所有黃銅管，則基于單根管道的外表面的總傳熱系數(shù)k是多少？（2）如果從河水中抽取的水的溫度為20℃，要使壓力為0.0622MPa，流量為10kg/s的蒸汽凝結(jié)，則相應的冷凝器的出口水溫為多少？4、一逆流套管換熱器，其中油從100℃冷卻到60℃，水由20℃加熱到50℃，傳熱量為2.5104W，傳熱系數(shù)為350W/(m2K)，油的比熱容為2.131kJ/(kgK)，求傳熱面積。如使用后產(chǎn)生污垢，污垢熱阻為0.004(m2K)/W，流體入口溫度不變，問此時換熱器的傳熱量和兩流體的出口溫度為多少？已知逆流時：附錄一：200℃的空氣的物性參數(shù)如下：3.93102W/(mK)，=34.85106m2/s，Pr0.68換熱實驗關(guān)聯(lián)式為:Nu0.48(GrPr)4 (104<GrPr107)附錄二：水的物性參數(shù)如下：冷卻水：cp4180J/(kgK)，9.6104(Ns)/m2，1000kg/m3，0.60W/(m