2016年傳熱學期中考試答案

201520161.某一房間維持室內(nèi)溫度tC，假定房間內(nèi)壁表面溫度在冬天和夏天分別為ft7C,tCdxhW/(m2K)為tCw射率為0.912分）解：物體表面與室內(nèi)空氣之間的自然對流換熱的熱流密度為：qhtt)2W/m（3分）2wfT32273305K,T7273280K,T27273300K（3分）WdW冬天物體與室內(nèi)壁面之間的輻射換熱熱流密度為：qTT)0.95.6710(305280)127.94W/m（2分）448442d2夏天物體與室內(nèi)壁面之間的輻射換熱熱流密度為：WdqTT)0.95.6710(305300)28.25W/m（2分）448442x2物體在冬天和夏天的熱損失分別為：Wxqqq24127.94151.94W/m2dd2qqq2428.2552.25W/m（2分）2xx22.寫出空間直角坐標系中的導熱微分方程表達式,并根據(jù)下列各條件分別簡化該方程:(1)導熱體內(nèi)物性參數(shù)為常數(shù),無內(nèi)熱源；(2)二維，穩(wěn)態(tài)，無內(nèi)熱源；（310分）tttt((()qc))xxyyzzv（3分）tttt222（1）導熱體內(nèi)物性參數(shù)為常數(shù),無內(nèi)熱源；（2分）)a(x2yz22(2)二維，穩(wěn)態(tài)，無內(nèi)熱源；)（2分）tt0()(xxyydt2（3）導熱體內(nèi)物性參數(shù)為常數(shù)，一維，穩(wěn)態(tài)，有內(nèi)熱源；0q（3dx2v3.什么是臨界熱絕緣直徑？平壁外和圓管外敷設保溫材料是否一定能起到保溫的作用，為什么？（8分）2分）平壁外敷設保溫材料一定能起到保溫的作用，因為增加了一項導熱熱阻，從而增3分）圓筒壁外敷設保溫材料不一定能起到保溫的作用，雖然增加了一項熱阻，但外壁的換熱熱阻隨之減小，所以總熱阻有可能減小也有可能增大。（3分）4.對于一維無內(nèi)熱源無限大平板的穩(wěn)態(tài)導熱，平板左側(cè)面絕熱，右側(cè)溫度為60℃，請問平板左側(cè)面和中間截面的溫度各為多少？為什么？（8分）解：平板左側(cè)面和中間截面的溫度各為60℃.（4分）因為qtt0（4分）125.一溫度為20℃的圓鋼，長0.3m，直徑為6cm,熱導率為35W/(m.K),密度為7800kg/m，比熱容為460J/（kg.K6，溫度為1250℃的加熱爐時表面3傳熱系數(shù)為100W/(m.K)8002(15分)答:(1)特征尺寸14140.060.3dl22Vlc0.0136m(3分)11A20.060.320.06dld2244(2)用畢渥數(shù)判斷BM,可以用集中參數(shù)法(5分)c(3)通過加熱爐所需時間tthAcVexp()exp()tt00s(5分)6(4)圓鋼通過加熱爐的速度:v0.0122m/s(2分)6.ABCD為其邊界，網(wǎng)格劃分如圖所示，試導出圖中節(jié)點1,3的節(jié)點方程，已知AB邊界為絕熱的，BC邊界為第三類邊界條件，邊界處流體溫度為tf，對流換熱系數(shù)為h，材料的導熱系數(shù)λ12分）TTTTTTTT節(jié)點3的方程：yyxx0（6分）36323435xxyyTTTTy節(jié)點1的方程：y（6分）h1TT)0412xy2f17．空氣以1m/s的速度外掠1.5m長平板，板寬為0.8m。已知空氣溫度tC.f平板表面溫度為tCw（15分）解：答(1)特征溫度:ttt)50C(2分)1122mwf據(jù)此查得:1.093/,2.8310W/(mKv),17.9510m/s,Pr0.698(2分)6kgm3221(2)雷諾數(shù):R5(3分)5106e屬于層流.(1分)(3)對流換熱系數(shù):N0.644RP0.64483565.50.698165.14(3分)0.51/30.51/3umer2.83102Nh3.12W/(mK)(2分)2ul（4）空氣與板之間的換熱量：tt)3.121.50.8(7030)149.76W（2分）fw8.強制對流和自然對流有哪幾種流態(tài)，判斷的準則數(shù)是什么？給出其具體表達8分）2分）強制對流判斷的準則數(shù)是R,R（3分）自然對流判eet3斷的準則數(shù)是G,G（3分）vrr29.對管內(nèi)充分發(fā)展的紊流流動換熱，試分析在其他條件不變的情況下，將流體加熱相同溫升，而流體流速增加為原來的3倍時，管內(nèi)對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)有什么變化？管長又有何變化？（12分）NRP（2;0.80.4ufefrf0.80.830.82.41(4分)即表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加為原來的2.41倍NUfR2u2ef22hUf1ef111d2根據(jù)uhtt