同濟(jì)大學(xué)-815傳熱學(xué)-1993~2006歷年考研真題

1、同濟(jì)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(xì)管直徑的10倍。已知均被空氣自然電流冷卻，細(xì)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(shí)換熱器中的平均傳熱溫差應(yīng)如何計(jì)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60，大氣溫度為18，天空的有效輻射溫度為-10，板表面的對流換熱系數(shù)h=3W/m2.k，太陽隊(duì)集熱器的

2、投射輻射為800W/m2。如將水從15 加熱到45，則1小時(shí)集熱器可供多少水量？（已知水的比熱c=4.174KJ/kg.）(10分)4、 水銀溫度計(jì)的芯溫泡長15mm，直徑為5mm，其物性參數(shù)=8000kg/m3，c=430J/kg.k，=10W/m.k。它的初始溫度為25，將其突然插入溫度為120的氣流中，溫泡表面的換熱系數(shù)為95W/m2.k,試問當(dāng)測溫時(shí)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(dá)到該溫度所需的時(shí)間為多少？試對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行討論。 （20分）同濟(jì)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(qiáng)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(jì)算題（35分）1、 一外徑d0=300mm的蒸汽管道，蒸汽溫度為400，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40，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) B=0.2W/m.k的材料B，測得材料B的外表溫度為30，內(nèi)表面溫度為180。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)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20 m2，表面溫度為80，周圍空氣溫度為18，表面對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為3 W/（m2.k）。當(dāng)集熱器表面的太陽總輻射照度為800W/ m2，天空的溫度為0時(shí)，試計(jì)算該集熱器所用到的太陽輻射熱和它的效率。（10分）書P2503、 一根通電流直徑為0.2mm的金屬絲，被20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24.5。氣流速度發(fā)生變化致使金屬絲的溫度變?yōu)?6.6，試求改變后的氣流速度。（15分）同濟(jì)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(shí)速度邊界層的發(fā)展情況以

5、及局部對流換熱系數(shù)變化趨勢。2、 使用熱電偶測量流體瞬時(shí)溫度時(shí)，應(yīng)如何考慮所選用熱電偶的熱物性參數(shù)、感溫接點(diǎn)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)對對流換熱系數(shù)h的影響有何不同？4、 試討論下面三個(gè)準(zhǔn)則數(shù)的物理意義及應(yīng)用場合：（1） 普朗特準(zhǔn)則數(shù)Pr（2） 施密特準(zhǔn)則數(shù)Sc（3） 劉伊斯準(zhǔn)則數(shù)Le二、 計(jì)算題（每題13分）1、 為在一個(gè)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=23，u=10m/s的空氣中進(jìn)行冷卻，試計(jì)算球溫冷卻到35時(shí)，所需要的時(shí)間。 已知：銅球的物性參數(shù)：=8933kg/m3，=399 W/（m2.k），c=

6、387kJ/(kg.k) 空氣的物性參數(shù)：tf=23時(shí),=2.6110-2 W/（m2.k）=15.3410-6m2/s =18.2510-6(N.s)/m2，Pr=0.702 tw=55時(shí)，=19.8510-6(N.s)/m2外掠圓球流動換熱準(zhǔn)則關(guān)系式為:Nu=2+(0.4Re0.5+0.006Re0.64)Pr0.4(f/w)0.252、 一車間內(nèi)，有一根外徑為170mm，內(nèi)徑為160mm的蒸汽通道，管道的導(dǎo)熱系數(shù)1=58 W/（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)2=0.058 W/（m2.k），蒸汽管道的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)表面溫度tw1=350，隔熱保溫層外表面的發(fā)

7、射率=0.9.已知車間內(nèi)空氣溫度tf=25，對流換熱系數(shù)hc=5.6 W/m2.k,周圍環(huán)境溫度ts=27,試求每米蒸汽管道的熱損失。同濟(jì)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(shí)，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(diǎn)的溫度。2、 試說明黑體、灰體和實(shí)際物體（固體）的輻射特性和吸收特性的異同。3、 試?yán)L出順流時(shí)，冷、熱流體沿?fù)Q熱面溫度變化的曲線：（a） m1c1m2c2（b） m1c1m2c2（c） m1c1為（d） m1c1為4、 試就管內(nèi)層流和恒壁溫工況，討論在熱充分發(fā)展階段內(nèi)，局部對流換熱系數(shù)沿管內(nèi)的變化情況，并分

8、析原因。二、 計(jì)算題（30分）1、 以水平蒸汽管外包有保溫材料，保溫材料的表面溫度30，外直徑為200mm遠(yuǎn)離蒸汽管的環(huán)境溫度為10，保溫材料和周圍環(huán)境之間輻射換熱系數(shù) n=4.54W/(m2.k)，試計(jì)算每m管長散失熱量為多少？已知：定性溫度tn=20時(shí)的空氣物性參數(shù)：=2.8310-2W/(m.k) =17.9510-6m2/s Pr=0.698 橫管自由對流換熱準(zhǔn)則方程：Nu=0.53(Gr.Pr)1/42、160的油在薄壁套管式換熱器中冷卻到60 ，25的水作冷凝劑。油和水的流量均為2kg/s，內(nèi)管直徑為0.5m. 套管換熱器的傳熱系數(shù)K=250W/m2.k；油的比熱容c1=2.26k

9、J/kg.k,水的比熱容c2=4.174 kJ/kg.k. 問到達(dá)油所要的求的冷卻溫度所需的長度是多少？此換熱器應(yīng)如何布置才是？同濟(jì)大學(xué)1997年碩士研究生入學(xué)考試傳熱學(xué)試題 一、概念題（20分）1、 一大平壁兩側(cè)表面溫度分別為t1和t2，且t1t2。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)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(dá)充分發(fā)展階段的特征是什么？達(dá)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(jì)算題（30分）1、

10、 直徑為3mm的鋼珠，密度=7701kg/m3，比熱容c=0.46kJ/(kg.K)，導(dǎo)熱系數(shù)=73W/（m.k）,初始溫度t0=500，突然放入.t=20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)。試計(jì)算鋼珠冷卻到100所需的時(shí)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1300，發(fā)射率=0.8。求敞開爐蓋的輻射熱損失為多少？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(jì)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、

11、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(jì)性有什么重要意義？3、試分析沿著豎平板自由對流時(shí)，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(shí)的情況。4、用相同的玻璃材料制成若干個(gè)不同直徑的圓球，把它們加熱到同樣的溫度。此時(shí)，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(jì)算題（30分）1、一無限大平壁的厚度為10cm，兩側(cè)壁溫為100和500，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)=0.099（1+0.002t）W/(m.k).試求在導(dǎo)熱系數(shù)=均和=f(t)兩種情況下的平壁中心面溫度t.2、由三

12、塊邊寬都為2m的平板，組成一個(gè)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(jì)）。每板的參數(shù)如下： 板1 t1=300, 1=0.6 板2 t2=30 2=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t3，并畫出網(wǎng)絡(luò)圖。同濟(jì)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(gè)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，導(dǎo)溫系數(shù)為a，無內(nèi)熱源，具有均勻的初始溫度t0。邊界條件有以下三類：（1）0時(shí)，x=0處，溫度升為tw，且恒定不變；（2）0時(shí)，x=0處，有一個(gè)恒定輻射熱源，熱源強(qiáng)度為qw;（3）0時(shí)，x=0處

13、，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(dá)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(shí)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(dāng)忽略壁的導(dǎo)熱熱阻時(shí)，如已知：（1）h1=2h2； (2)h1h2 試寫出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(jì)算題（共50分）1、 設(shè)計(jì)一臺1-2型管殼式冷油器，殼程內(nèi)走30#透平油，油的體積流量為M1=40m3/h(1

14、=880kg/m3, cp1=1.95kJ/kg.K)，從t1=57冷卻到t1=45。冷卻水在管殼內(nèi)走（cp2=4.174kJ/kg.k），進(jìn)入換熱器的溫度t2=32，溫升不大于4。油側(cè)和水側(cè)的對流化熱系數(shù)h1=400W/(m2.k), h2=5000 W/(m2.k)。管壁的導(dǎo)熱熱阻可忽略不計(jì)，水垢的熱阻Qw=0.0002m2.K/w，油垢的熱阻Ro=0.0002m2.K/w，換熱器-的平均溫差修正系數(shù)t=0.97.試求所需的面積F和冷卻水量G2.2、 A和B兩種材料組成一個(gè)復(fù)合平壁（如圖所示）。材料A會發(fā)熱，qv=1.5106W/m3, A=75W/m.k, A=50mm；材料B不發(fā)熱，B

15、=150W/m.k, B=20mm。材料A的外側(cè)為絕熱面，材料B的外側(cè)由水進(jìn)行冷卻，tf=30, h=1000W/(m2.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t3。同濟(jì)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(gè)常物性、無內(nèi)熱源、厚度為L的平壁，初始溫度為t1，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=0處則完全被絕熱。（1）試在t-x坐標(biāo)圖上，定性畫出下述情況下的溫度分布：初始狀況（0,b(mc)2, （mc）1(mc)2 和（mc）1=(mc)2三種情況，試

16、畫出順流和逆流時(shí)，冷、熱流體沿流動方向變化曲線（注意曲線的凹向與（mc）的相對大小關(guān)系）。8、試分析在傳熱壁面上加肋，可達(dá)到哪些換熱要求？二、計(jì)算題（每題15分，共60分）1、為了測量大氣壓下水沸騰時(shí)的換熱系數(shù)，將一根長為150mm、直徑為12mm的不銹鋼棒放入水中通電加熱，該不銹鋼棒的電阻率為8210-8（,m）,導(dǎo)熱系數(shù)為15W/(mK),當(dāng)不銹鋼棒通過775A電流時(shí)，用熱電偶測得棒體中心溫度為136.2，如果不計(jì)棒端頭的熱損失，試求水沸騰時(shí)的換熱系數(shù).（提示：半徑為r0的無限長圓柱體的溫度分布為t=tw+qw/4.(r02-r2)2、水以2.5m/s的速度，在內(nèi)徑為20mm、長度為3m的

17、管內(nèi)流動，進(jìn)口處水溫為20，管壁溫度保持在40，試確定出口處的水溫。水在定性溫度t=25時(shí)的物性參數(shù)： =0.609W/（m.k） cp=4.178kJ/(kg.k) =997kg/m3 =0.90610-6m2/s f=90310-6kg/(m.s) Prf=6.22 w=653.310-6kg/(m.s) Prw=4.31管內(nèi)受迫對流準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式：Re=1041.2106 Nu=0.023Ref0.8Prf0.4Re2200 Nu=1.86RefPrf(d/f)(1/3)( f/w)0.14Re=2200104 Nu=0.012(Ref0.87-280)Prf0.41+（d/L）(2/3）(

18、Prf/Prw)0.113、薄壁球空殼內(nèi)表面F2包圍著另一球體表面F1，組成了封閉空間。已知兩表面的發(fā)射率分別為1=2=0.8,直徑d1=0.125m,d2=0.5m,表面F1的溫度為t1=427，表面F2的外側(cè)空氣溫度為t2=37。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(jì)算表面F1 和表面F2之間的輻射換熱量。（不計(jì)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384 W/（m.k）.在油冷卻器中，密度為879Kg/m3，比熱容為1950J/(kg.k),流量為39m3/h的油，從t1=56.9,

19、冷卻到t1=45，油在管外的隔板間流，對流換熱系數(shù)h1=452W/(m2.k)；冷卻水在油冷器的管內(nèi)流，進(jìn)口溫度t2=33,溫升為4，對流換熱系數(shù)h2=4480W/(m2.k)。若溫差修正系數(shù)t=0.97,試求所需換熱面積。同濟(jì)大學(xué)2001年碩士研究生入學(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(qiáng)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500，周圍流體的溫度為300，對流換熱系數(shù)h=1W/(m2)。已知D=100mm，L=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

20、劃分如圖所示，試導(dǎo)出圖中節(jié)點(diǎn)2的節(jié)點(diǎn)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A,材料B的導(dǎo)熱系數(shù)為B。 （4分）4、試寫出大空間自然對流換熱實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式的一般函數(shù)形式及式中各準(zhǔn)則的定義式。(4分）5、試說明珠狀凝結(jié)比膜狀凝結(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(shí)邊界層的動量積分方程d/dx0(u-u)udy=u/y|y=0,為了求邊界層厚度d，速度分布選用多項(xiàng)式u=a0+a1y+a2y2+a3y

21、3，試列出在確定系數(shù)a1,a2,a3,a4時(shí)所采用的邊界條件。 （4分）9、如圖所示為一無窮大平板，厚為2，初始溫度t0=const,從=0時(shí)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畫出時(shí)刻12板內(nèi)溫度分布曲線（01T2T，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，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(gè)相互垂直的正方形表面的溫度分別為T1=103K，T2=500K。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(jì)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

22、凝換熱器殼程為膜狀凝結(jié)換熱，工質(zhì)溫度為80，冷凝換熱系數(shù)為104W/(m2k),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，入口水溫為20，出口水溫為60，試計(jì)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kg/m3W/(m.)kJ/（kg.k）Kg/(m.s)20998.259.910-24.183100410-640992.263.510-24.174653.310-660983.165.910-24.179469.910-6管內(nèi)紊流強(qiáng)制對流換熱的關(guān)聯(lián)式

23、為：Nuf=0.023Ref0.8Prfn加熱流體時(shí)n=0.4,冷卻流體時(shí)n=0.3.同濟(jì)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(jìn)行一維導(dǎo)熱時(shí)的溫度分布曲線。設(shè)每層厚度相等，即1=2=3=4，1=23,3tw2.2、 運(yùn)用雷諾比擬理論求解管內(nèi)對流換熱時(shí)，其最簡單的準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)研究過程中，當(dāng)流體流過各種非圓形流道時(shí)，采用當(dāng)量直徑（或水力直徑）來表示其流道截面。試計(jì)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

24、時(shí)的當(dāng)量直徑。4、 在一塊豎壁面上進(jìn)行凝結(jié)換熱時(shí)，其換熱過程可以采用怎樣的無量綱準(zhǔn)則數(shù)的準(zhǔn)則關(guān)系式表示和進(jìn)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(jìn)行計(jì)算： Q=FK（tf1-tf2） K=(1/h1+/+1/h2)-1 式中：F為傳熱面積，K為換熱系數(shù)，h1和h2為兩側(cè)的對流換熱系數(shù)，和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(jì)算題（每題15分）1、 有一圓型直肋（如圖所

25、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，肋根的溫度為t0.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=3.743108W.m4/m 普朗克第二常數(shù)為C2=1.439104m.K3、試計(jì)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=65,冷面在上，其溫度t2=25，夾層的間隙寬度為=40mm?？諝獾臒嵛镄詤?shù)為：=2.79510-2W

26、/m,=3.1410-3s-1,=19.3510-6J/m2,=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(shí)， c=0.059,n=0.4 7000GrPrD).同濟(jì)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

27、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(shí)，溫度分布表達(dá)式為：t=tw1-(tw1+tw2)x/(其中tw1和tw2為兩側(cè)壁面溫度，x為坐標(biāo)，為壁厚度)，為何式中溫度分布無導(dǎo)熱系數(shù)項(xiàng)？2、一直在某球壁中進(jìn)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(shí)，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

28、一換熱過程，并導(dǎo)出對數(shù)平均溫差的計(jì)算公式。5、分析在傳熱表面的兩側(cè)分別布置肋表面時(shí)，對傳熱過程的影響有哪些？三、計(jì)算題（每題15分，共75分）1、某銅線的直徑為3mm，每米長的電阻為0.002歐姆。如果該導(dǎo)線外面包有厚度為1mm和導(dǎo)熱系數(shù)為0.15W/(m. )的絕緣層，其使用溫度為0到65，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(jìn)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50 W/(m2. )，熱電偶頭部輻射率為0.6，裸露熱電偶溫度測量值為170.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

29、限大平板之間進(jìn)行輻射換熱。設(shè)其均為慢灰表面，輻射率為0.8，溫度分別為527和27，試求各板的自身輻射、有效輻射、入射輻射、反射輻射和輻射換熱量。4、初始溫度為25的熱電偶放入200的氣流中，如果欲使熱電偶頭部的時(shí)間常數(shù)0小于1秒，則熱電偶頭部的直徑應(yīng)為多少？（時(shí)間常數(shù)為cpV/Fh）。設(shè)氣流欲熱電偶之間的對流換熱系數(shù)為350 W/(m2. )，熱電偶頭部溫度的參數(shù)為：=20 W/(m. )，=8500kg/m3 ，cp=400J/(kg. ),輻射率=0.85，外界溫度為25，與外界的輻射換熱系數(shù)為h=25 W/(m2. )5、某平行壁面之間有常壓空氣，一測溫度為40 ，另一側(cè)壁面溫度有變化

30、，最小值溫度為40 ，最大值為80 ，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?？諝馕镄詤?shù)為常數(shù)：=0.029 W/(m. )，=1.910-5m2/s,Pr=0.7。對數(shù)換熱準(zhǔn)則方程：Nu=0.212(GrPr)0.25 同濟(jì)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

31、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(qiáng)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(shí)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(jìn)行凝結(jié)換熱時(shí)，其換熱過程可以采用怎樣的無量綱準(zhǔn)則數(shù)的準(zhǔn)則關(guān)系式表示和進(jìn)行分析？2、 運(yùn)用雷諾比擬理論來求解管內(nèi)對流換熱時(shí)，其最簡單的準(zhǔn)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(diǎn)2的節(jié)點(diǎn)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A，材料B的導(dǎo)熱系數(shù)為B。4、 試比較-NTU法和LMT

32、D法的異同點(diǎn)。5、 以壁面溫度為60的水平圓柱為例，當(dāng)溫度為20流體作自然對流換熱時(shí)，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換熱系數(shù)h的相對大小。已知：對于水平圓柱，層流時(shí)自然對流換熱準(zhǔn)則方程為Nub=0.48(GrmPrm)0.25.空氣在定性溫度tn=40時(shí)的物性參數(shù)： a=0.0276W/（m.K） cpa=1.009KJ/(Kg.K) a=1.12367kg/m2 a=16.9710-6m2/s a=3.210-3變壓器油在定性溫度tn=40時(shí)的物性參數(shù)：o=0.123W/（m.K） cpo=1.993KJ/(Kg.K) o=852kg/m2 o=16.710-6m2/

33、s o=0.6910-3三、 計(jì)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T1和T2的墻邊上，如圖2所示。板以對流換熱方式將熱量傳給溫度為T的周圍流體，假定T1T2T,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，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=3.743108W.m4/m 普朗克第二常數(shù)為C2=1.439104m.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)

34、為tf,直肋高度為L,導(dǎo)熱系數(shù)為，肋根的溫度為t。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(gè)相垂直的正方形表面溫度分別為T1=103K,T2=500K.如圖4所示，其黑度分別為1=0.6，2 =0.8，該兩表面位于一絕熱房間內(nèi)，試計(jì)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(gè)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15，干飽和空氣的飽和溫度為135.換熱過程中的傳熱系數(shù)為40 W/（m2.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

35、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(jì)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t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(shí)的換熱過程之間有何共同點(diǎn)？又有何區(qū)別？6、 試分析在傳熱壁面上加肋，可到達(dá)哪些傳熱要求？7、 簡述玻璃溫室保溫的原

36、理（限50-70字）。8、 在換熱器熱計(jì)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(jìn)行換熱器校核計(jì)算的過程。二、 簡答題（每題7分，共35分）1、如圖1所示，這是一個(gè)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(jì)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，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

37、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的大小；（3）比較h1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(jìn)行計(jì)算： Q=FK（tf1-tf2） K=(1

38、/h1+/+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)，和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(jì)算題（每題15分，共75分）1、薄壁球空殼內(nèi)表面F2包圍著另一球體表面F1，組成了封閉空間。已知兩表面的發(fā)射率分別為1=2=0.8,直徑d1=0.125m,d2=0.5m,表面F1的溫度為t1=427，表面F2的外側(cè)空氣溫度為t2=37。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(jì)算表面F1 和表面F2之間的輻射換熱量。（不計(jì)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，

39、進(jìn)口處水溫為20，管壁溫度保持在40，試確定出口處的水溫。水在定性溫度t=25時(shí)的物性參數(shù)： =0.609W/（m.k） cp=4.178kJ/(kg.k) =997kg/m3 =0.90610-6m2/s f=90310-6kg/(m.s) Prf=6.22 w=653.310-6kg/(m.s) Prw=4.31管內(nèi)受迫對流準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式：Re=1041.2106 Nu=0.023Ref0.8Prf0.4Re2200 Nu=1.86RefPrf(d/f)(1/3)( f/w)0.14Re=2200104 Nu=0.012(Ref0.87-280)Prf0.41+（d/L）(2/3）(Prf/P

40、rw)0.113、試推出二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)如圖3所示拐角節(jié)點(diǎn)（i,j）能量守恒表達(dá)式即有限差分方程式。已知右側(cè)壁絕熱；頂點(diǎn)處于溫度為tf、換熱系數(shù)為h的冷流體環(huán)境，同時(shí)受到外界熱輻射qr(W/m3)照射；有內(nèi)熱源Qr(W/m3)；網(wǎng)格x=y；材料導(dǎo)熱系數(shù)為。4、用熱電偶測量氣流溫度，通常把熱電偶接點(diǎn)近似看成一個(gè)圓球體。已知?dú)饬髋c熱電偶接點(diǎn)的h=400W/（m2.k）,熱電偶的物性參數(shù)為：c=400J/(kg.k)、=8500kg/m3,熱電偶接點(diǎn)的時(shí)間常數(shù)=1s,試確定（1）熱電偶接點(diǎn)的直徑d；（2）如果把初溫為t0=25的熱電偶放在溫度為t=200的氣流中，問：當(dāng)熱電偶顯示溫度為t=199時(shí)，其

41、需要經(jīng)歷多長時(shí)間。5、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t1=200，汽化潛熱r=2257kJ/kg.冷凝管為n=30根、直徑d=20mm的薄壁銅管（導(dǎo)熱熱阻不計(jì)）。已知冷卻水流量G2=20000kg/h，進(jìn)口水溫為t2=20，冷凝側(cè)h2=16000W/(m2.K),污垢熱阻r=210-4(m2.k)/W,求冷凝管長度L (已知管內(nèi)紊流換熱準(zhǔn)則式Nuf=0.023Ref0.8Prf0.4,水的物性參數(shù)為cp=4.178kJ/(kg.k), =0.80510-6m2/s, Prw=5.42, =0.618W/(m.k), =996kg/

42、m2.)CY-1一、 分析計(jì)算題1、 某球壁面內(nèi)有均勻分布的內(nèi)熱源qr(W/m3),導(dǎo)熱系數(shù)為溫度的線性函數(shù)（=0（1+at），0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)和溫度函數(shù)tf均為常數(shù)。試求在球壁面內(nèi)進(jìn)行一維徑向穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程時(shí)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(gè)凸表面F1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F1和F2的邊界點(diǎn)，如圖所示。（8分）4、 已知已知某表面的單色吸收率2隨波長的變化關(guān)系如圖4a所示

43、，該表面的投射單色輻射G2隨波長的變化圖4b所示。試計(jì)算該表面的全色吸收率。 （15分）5、 一個(gè)逆流式套管散熱器，其中油的問溫度從100冷卻到60，水由20到50，傳熱量為2.5104W，傳熱系數(shù)為350 W/m2.k，油的比熱2.13 KJ/kg.，求換熱面積為多少？如果計(jì)入換熱器表面污垢熱阻0.004m/W，流體入口溫度不變，此時(shí)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(jī)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(jìn)行單相流體受迫對流換熱過程模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何確保兩個(gè)實(shí)驗(yàn)相似？4、 試分析換熱

44、器中的傳熱過程中，熱阻的主要來源以及加強(qiáng)傳熱可以采取的措施。CY-2一、概念題1、試述努謝爾特?cái)?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(gè)工況下的對流換熱過程的相似性。如要使相似，應(yīng)如何調(diào)整或改變表中的參數(shù)？工況管型介質(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(jì)算有氣體介質(zhì)的兩個(gè)物體之間在某波長范圍內(nèi)輻射換熱時(shí)，有人認(rèn)為：“因其間存在氣體介質(zhì)，故必須計(jì)及氣體輻射的影響，或建立氣體和兩個(gè)物體輻射換熱的聯(lián)立

45、方程進(jìn)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(jì)算公式。三、 計(jì)算題1、 對某熱水管道進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)時(shí)，已知所選的石棉材料的導(dǎo)熱系數(shù)=0.11W/m2,保溫外部與外層空氣的對流換熱系數(shù)h=12 W/m。如果熱水管的外徑為16、18和40mm，在內(nèi)外溫差為80下，要求散熱量q小于80W/m時(shí)，問如何選管徑和保溫層厚度？2、 一根直徑為1mm和長度為100mm的金屬絲，初溫為20，突然置于500的空氣中。設(shè)金屬絲與外界的表面換熱系數(shù)25W/m2，求金屬絲溫度達(dá)到空氣的95%溫度值所需要的時(shí)間。3、 計(jì)算如圖所示A和B

46、兩個(gè)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20mm和長度5.5m的管子，壓降為42mmHg，管壁平均溫度為80，管內(nèi)水的平均溫度為55，試由雷諾類比律求管內(nèi)對流換熱系數(shù)。已知水的物性參數(shù)為=985kg/m3,=0.51710-6m2/s,Pr=3.27,cp=4177J/kg. 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)b. 對流換熱系數(shù)hc. 圓筒壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)Kd. 努謝爾特?cái)?shù)Nube. 普朗特?cái)?shù)Pr2、 與固定不透明壁面相比，氣體輻射換熱有何特點(diǎn)？3、 分別計(jì)算下列流道中的水力當(dāng)量直徑：

47、正方形通道：邊長a 夾層通道：間距b=r2-r1二、 計(jì)算分析題（任選兩題）1. 某一長方體金屬塊的尺寸為152015mm3,密度為=8666kg/m3, =26W/m2 cp=343W/kg.初始溫度為600，放入50的大油池中進(jìn)行冷卻處理，設(shè)油池中的對流換熱系數(shù)為450W/m2，求該問題冷卻到120所需要的時(shí)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2=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=250和t2=50.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(jì)熱傳導(dǎo)和對流換熱）4、 在單流程逆流式換熱器中，用高溫?zé)?/p>

48、氣加熱水。高溫?zé)煔獾牧髁繛?3Kg/s,比熱容為1010 W/kg，進(jìn)口溫度為427，水的流量為12kg/s，比熱為4179 W/kg，溫度由27升到87。換熱器的傳熱系數(shù)為900W/m2，試求高溫?zé)煔獾某隹跍囟燃皳Q熱器的傳熱面積。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?jǐn)?shù)計(jì)算 式。設(shè)在垂直紙面方向?yàn)闊o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F1和F2，導(dǎo)熱系數(shù)分別為12.如果該大 平板的兩個(gè)表面分別維持在均