入學(xué)傳熱學(xué)考試試題及答案

傳熱學(xué)課程考試 考試時(shí)間150分專(zhuān)業(yè)班 考試日 學(xué) 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(shí)，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(shí)，試確定達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)平板中心及兩側(cè)表面的溫二、計(jì)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(dǎo)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(pán)管內(nèi)流動(dòng)，流速為2的彎曲半徑為90mm。冷水進(jìn)換熱器時(shí)的溫度為25oC，加熱到95oC。試求所需Nu0.023Re08Pr (n=0.4 60oC時(shí)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(shí) 分 題簡(jiǎn)答總23得一、簡(jiǎn)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(zhǎng)r和1NuBi直徑為dR、發(fā)射率為的金屬棒，初始時(shí)與溫度為T(mén)I，已知棒與環(huán)境的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。試導(dǎo)2。二、計(jì)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(wèn)在不計(jì)輻射換熱的情況下它每米長(zhǎng)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(gè)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(pán)T1500K、10.6，另一圓盤(pán)絕熱。若兩圓盤(pán)的X1,20.623（20分）質(zhì)量流量為2000kgh的變壓器油在螺旋盤(pán)管中流過(guò)，油溫從t180t130，其比定壓熱容cp12.093kJ(kgK。進(jìn)口溫度為t220的冷水在盤(pán)管外流動(dòng)用來(lái)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(pán)管的導(dǎo)熱系數(shù)為40W(mK阻總共為0.0007m2KW。若盤(pán)管的直徑為0.4m，管的外徑壁厚為mm3.5mm一．簡(jiǎn)答yt2t0xt3t0yt1t0xt4

hxy(tt)3xy 律，()(Bi0時(shí)，內(nèi)熱阻→0

1

t

)1.5ttt電流通過(guò)電子器件時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦，導(dǎo)致溫度上升，于是產(chǎn)生了周?chē)諢o(wú)噪聲污染的冷卻方式是合適的。自然對(duì)流冷卻方式的最大不足是其換熱強(qiáng)度二．計(jì)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(jiǎn)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(dǎo)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(jí)，即u~O(1、t~O(1x~O(1，而邊界層t則屬于小的量級(jí)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(jí)應(yīng)如下理解:等號(hào)兩邊應(yīng)有相同的量級(jí)，如果a2O(21。為使等號(hào)后面的量級(jí)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(duì)流區(qū)和核態(tài)沸騰區(qū)，隨著壁面過(guò)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(duì)流體的當(dāng)進(jìn)一步提高t時(shí)，進(jìn)入過(guò)渡沸騰區(qū)。這時(shí)，由于t的增加，在加熱表面因這時(shí)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(duì)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(jì)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