入學傳熱學考試試題及答案

傳熱學課程考試 考試時間150分專業(yè)班 考試日 學 算 123456123(427分1

3102310240的有限差分方程式（設(shè)xy不同的凝結(jié)形式？產(chǎn)生不同凝結(jié)形式的原因是什（什么？一塊厚度為2(x)的大平板，與溫度為tf0時，左側(cè)流體溫度升高并保持為恒定溫度2tf。假定平板兩側(cè)表面?zhèn)鳠釘?shù)相同Bih0時，試確定達到新的穩(wěn)態(tài)時平板中心及兩側(cè)表面的溫二、計算題(58分1．(18分)一塊大平板，厚度5cm，有內(nèi)熱源，平板中的 態(tài)溫度分K)為tbcx2，式中b200oC，c200K/m2。假定平板的導熱系數(shù)K)平板中內(nèi)熱源之值x0x邊界處的熱流密度2．(15分)21溫度T1550K，發(fā)射率10.8，表面2溫度T2275K，發(fā)射率20.4，圓柱面3為絕熱表面，角系數(shù)X3,10.30813132tt t t

tt5 ps3.6110圖 圖（1）（2）3．(25分)為了得到熱水，0.361MPa(ts=140℃)的水蒸氣在管外凝結(jié)（所示，其表面?zhèn)鳠嵯礹o9500W/(mK)。冷卻水在盤管內(nèi)流動，流速為2的彎曲半徑為90mm。冷水進換熱器時的溫度為25oC，加熱到95oC。試求所需Nu0.023Re08Pr (n=0.4 60oC時水的物性：ρ＝983.1kg/m3,cp=4.179kJ/(kgK)，λ=65.9×10-W/(mν=0.478×10-6m2/s，

d10.3(dR 考試時 分 題簡答總23得一、簡答題（42分，每小題6分1維持均勻恒定溫度tw,rri的表面絕熱，其余表面與溫度為t面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，為用數(shù)值法確定區(qū)域中的溫度分布，在徑向和分別用定步長r和1NuBi直徑為dR、發(fā)射率為的金屬棒，初始時與溫度為TI，已知棒與環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。試導2。二、計算題（58分1（18分直徑為1m1m的電阻絲水平地置于℃的靜止空氣中，試問在不計輻射換熱的情況下它每米長度上能承受的最大散熱量是多少？如果考慮輻射換熱，這一最大散熱量朝哪個方向變化？該電阻絲的為℃。Nu0.360.363Gr1/60.0914Gr1/3，Gr106~ 5000.0574W/(mK)，79.38106m2/2（20分）0.4m0.1mT3300K大房間內(nèi)，一圓盤T1500K、10.6，另一圓盤絕熱。若兩圓盤的X1,20.623（20分）質(zhì)量流量為2000kgh的變壓器油在螺旋盤管中流過，油溫從t180t130，其比定壓熱容cp12.093kJ(kgK。進口溫度為t220的冷水在盤管外流動用來冷卻變壓器油。出口處水溫t225的比定壓熱容cp2

kJ(kgK。水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為580W(m2K側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為150W(m2K。鋼盤管的導熱系數(shù)為40W(mK阻總共為0.0007m2KW。若盤管的直徑為0.4m，管的外徑壁厚為mm3.5mm一．簡答yt2t0xt3t0yt1t0xt4

hxy(tt)3xy 律，()(Bi0時，內(nèi)熱阻→0

1

t

)1.5ttt電流通過電子器件時會產(chǎn)生焦，導致溫度上升，于是產(chǎn)生了周圍空無噪聲污染的冷卻方式是合適的。自然對流冷卻方式的最大不足是其換熱強度二．計算d2tΦ d2t

(8分

2(200) 2

(W/mq

x=0處絕 (5分q

2cδ2200505102103W/m2 (5分

AA

A3X

0.180.3080.61611

1X1

10.616R1

10.8

0.36

R2

10.4

R12

0.09

0.09

(RR)/R

1

(9分(2)

Eb1Φ1

4.81103(W/m2J Φ

2.61103(W/m2

J1

J

)1(4.811032.61103)3.71103(W/m24J3σ4J3σ4J3

T3

(6分定性溫度:

1(t't")1(2595) 2 查物性:ρ=983.1kg/m3，ν=0.478×10-6Reν

0.8

2.5110410

湍1 d 15 10.3()11 d 15 Nu0.023Re08Pr04c0.023(2.51104)082.99041.05 dhidi

Nu

65.910

1245.45

3

(8分4 (3分

(14025)(14095)

(4分1 1 00ln0

(6分 .2041.24105A k0tm

4.0710

(4分ld

3.25(m2一、簡答題（42分，每小題6分17r/2(tt)(ri0.5r)/2

t)hrtt

(ri1.5r)/2

4

)

r/

(t8t7)Nuh，Bi

h[r(ri2r)]

Nu數(shù)中的為影響邊界層厚度的幾何尺寸。Bi數(shù)中的為物體的導熱系數(shù)為固體壁(如壁厚等)的某一尺寸。NuBi

u

v

2x

2y2邊界層內(nèi)utx為同一量級，即u~O(1、t~O(1x~O(1，而邊界層t則屬于小的量級即t~O(、v~O()。于是有u

v

x

y2量 t

2(1)12t)12其中a具有2的量級應(yīng)如下理解:等號兩邊應(yīng)有相同的量級，如果a2O(21。為使等號后面的量級為12ta~O(2

2x

2y

，邊界層能量微分方程為 u

v

2tay4． I2RhdTTdT4T4d2 I2RhdTTdT4T4

4dT0I2RhdTTdT4T4在自然對流區(qū)和核態(tài)沸騰區(qū)，隨著壁面過熱度ttwts表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是增加的，因隨t的增加產(chǎn)生汽泡的數(shù)增加，汽泡對流體的當進一步提高t時，進入過渡沸騰區(qū)。這時，由于t的增加，在加熱表面因這時壁溫很高，輻射熱量急劇增加，沸騰換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)又隨t的增加而 漫-灰表面是一種理想表面，對其可直接應(yīng)用定律()，b定律(EL)和-玻耳定律(ET4)等基本定律和角系數(shù)的概念b二、計算題（58分1（18 最大散熱量為相應(yīng)于溫度下的表面換熱量，其tm(97030)/2 (97030)0.000

273 1.891103(79.38106m m0.360.12740.0113hNu0.4990.0574286.4W/(m2 1cdolht3.140.00011286.484.6W/2（20d

JAA 01256

b 角系數(shù)X1,20.62

X1,31X1,2J21R10.65.3m21R30，J3Eb

0.1256

RR

0.1256

RR//R

R 13 (T4T4 5.67(5.04 所以 169.08 JER5.675.04169.085.312645.9 J1Eb2Eb3Eb2 R J 12.845.67(3.0)42645.920.95 12 123

1815W R 4145.6741