東北電力 傳熱學(xué)考研真題2006

2006碩士研究生入學(xué)試題考試科目:（411）傳熱學(xué)適用專業(yè):（080701）工程熱物理（080702）熱能工程（080704）流體機(jī)械及工程（答案必須寫(xiě)在答題紙上,寫(xiě)在試題或其他紙上無(wú)效）一、填空（18分，每空1.5分）TOC\o"1-5"\h\z（1）物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞稱為 。（2）常物性、無(wú)內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程 。（3）第二類邊界條件是 。（4）非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的簡(jiǎn)化分析方法稱為 。（5）當(dāng)Pr〈l時(shí)，熱邊界層的厚度 流動(dòng)邊界層的厚度。（6） 大空間自然對(duì)流換熱處于湍流時(shí)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與 無(wú)關(guān)的特征，稱為自?；＃?）凝結(jié)換熱分為珠狀凝結(jié)和 兩種，其中 的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)更大些。（8）5個(gè)等溫、常物性表面構(gòu)成的封閉系統(tǒng)，此系統(tǒng)一共有 個(gè)角系數(shù)。（9）在熱輻射分析中，把光譜吸收比與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的物稱為 。（10）角系數(shù)的相對(duì)性應(yīng)表示為 。（11）換熱器熱計(jì)算的計(jì)算方法有平均溫差法和 兩種方法。二、 簡(jiǎn)答題（48分，每題8分）導(dǎo)熱系數(shù)、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及傳熱系數(shù)的單位各是什麼？哪些是物性參數(shù)，哪些是與過(guò)程與有關(guān)？分別寫(xiě)出Bi、Nu、Gr各準(zhǔn)則的表達(dá)式，并說(shuō)明各物理含義。試用傳熱學(xué)來(lái)解釋，室溫都是20°C時(shí)，夏天只穿襯衣就可以，而為什麼冬天穿襯衣就會(huì)感到冷？從實(shí)際物體輻射換熱的角度分析說(shuō)明，為什麼玻璃和透明塑料薄膜可制成暖棚？試解釋為什么高溫過(guò)熱器一般采用順流與逆流的混合布置？寫(xiě)出換熱器的效能和傳熱單元數(shù)的表達(dá)式，并說(shuō)明它們的物理意義。三、 計(jì)算題（13分）有一可忽略其內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻，初始溫度為500C的金屬大平板，放到20C大廠房里冷卻，30秒后該板溫度為300C，試確定該板的時(shí)間常數(shù)；并計(jì)算金屬板溫度到100C所需時(shí)間？（13分）壓力為1.01325X10Fa的飽和水蒸氣在高0.5m的豎管上凝結(jié)，壁面溫度保持80C，凝結(jié)量為50kg/h時(shí)，管徑應(yīng)多大？（15分）水以0.9kg/s的流量在內(nèi)徑為30mm的管內(nèi)流動(dòng)，管子內(nèi)表面溫度為100°C，進(jìn)口處水的溫度為40C。試求水被加熱到80C時(shí)所需管長(zhǎng)。（不考慮修正）（15分）有一煙筒的表面發(fā)射率為0.9，表面溫度為100C，外徑為0.2m。該煙筒水平穿過(guò)室溫為20C，墻壁的溫度為17C的大房間，煙筒在大房間內(nèi)的長(zhǎng)度為5m。試計(jì)算煙筒在大房間的總散熱量。（16分）有一臺(tái)殼管式換熱器用來(lái)冷凝1.01325X10Fa的飽和水蒸氣?要求每小時(shí)內(nèi)冷凝180kg蒸汽。冷卻水的入口溫度為25C，出口溫度為60C，設(shè)傳熱系數(shù)為1800W/（冊(cè).k）,蒸汽凝結(jié)汽化潛熱為2257.1kJ/（kg.k）試求所需的傳熱面積。四、（12分）圖1中所示的有內(nèi)熱源、常物性的二維導(dǎo)熱區(qū)域，一個(gè)界面為絕熱，其余界面與溫度為t,C的流體發(fā)生對(duì)流換熱，其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為hW/（^.k），內(nèi)熱源為W/m3.,試列出節(jié)點(diǎn)2、5、4、9的離散方程式。（節(jié)點(diǎn)方程不必整理）（圖中沿x方向節(jié)點(diǎn)間距為4x；y方向節(jié)點(diǎn)間距為厶y）。圖1附：部分計(jì)算公式管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流旺盛湍流實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式Nu=0.023Reo.8Pro.4豎壁層流膜狀凝結(jié)平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h二1.13sw大空間自然對(duì)流換熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式Nu=0.48（Gr.Pr）】4膜狀凝結(jié)時(shí)的雷諾數(shù)門 膜狀凝結(jié)時(shí)的雷諾數(shù)門 4hl(t-1)Re=sw耳r空氣的物理性質(zhì)表tC入X102w/(kg.k)VX106m2/sPr402.7616.960.699502.8317.950.698602.9018.970.696水的物理性質(zhì)表tCPkg/m3CpkJ/(kg.k)入X102w/(m.k)nx106kg/(m.s)VX106m2/srkJ/kgPr40992.24.17463.5653.30.6592405.94.3160983.24.17965.9469.90.4782357.62.9980971.84.19567.4355.10.3652309.02.2190965.34.20