传热学《热传导》试题1.doc

热传导试题 一. (1997)一短圆柱体直径为d，高为h，初始温度为，侧壁绝热，顶面加入热流q (W/m2)，底面与温度为tf，放热系数为a的流体接触。试写出求解其稳态温度场的微分方程与定解条件。二. (1997)某平板节点划分如图所示，各网格边长均为。导热系数，左、右、上边温度均为40，下边与，的流体进行对流换热。试写出1、2、3三个节点的热平衡方程式，并将其化为高斯赛德尔迭代的格式。三. (1994)两维稳态导热运用有限差分法节点划分如图所示，。已知左边与下边节点(1,4,7,8,9)保持常温20，上边绝热，右边与的流体接触，板的导热系数。试列出节点方程，并整理成，的形式，以便于进行高斯赛德尔迭代。四. (1992)某无穷大平壁上置有一短圆柱形肋，尺寸如图。初始温度与肋基温度均为，流体温度为，放热系数为，忽略辐射换热。写出求解该圆柱体内温度场的微分方程与定解条件。五. (1992)拟在某圆管上包两层厚度相同的保温材料A与B，。包法有两种I：A在内B在外；II：B在内A在外。求证：两种包法保温材料的总热阻 六. (1992)某无穷大平壁在20的流体中双侧冷却。在正常情况阶段下，侧得壁中心温度下午1点钟为70，2点钟时为50。求3点钟时壁中心温度为多少？七. (1994) 某两层平壁稳态导热的温度场如图，已知，求：1) ；2) ；3) 。八. (1994)某球形热电偶，直径为1.2mm，初温为20，其物理参数为：，。突然将其放入80的气流中，对流换热系数。试写出热电偶温度t随时间的变化函数，并求出t=79.9时，t为多少秒？九. (1994)某无限大平壁两侧被20流体冷却，已进入正常情况阶段。今测得8点钟时表面温度为35，中心温度为50，9点钟时表面温度为25。求1) 9点钟时中心温度为多少？2) 9点半钟时中心温度为多少？十. (1994)某直径为1mm的通电导线裸露于20的空气中，其表面温度为50，放热系数为，求今保持电流不变，在该导线上包裹一层厚度为1mm，的塑料皮，设放热系数不变，求此时塑料皮内、外表面温度与。十一. (1987)网格节点划分如图，间距为，周围流体温度为，放热系数为，物体导热系数为。写出稳定导热时，节点1的有限差分节点方程。十二. (1987)工程上常用平壁公式近似计算圆管壁导热问题。若圆管内、外径为和，试求：当把圆管看成是厚度为，面积为的平壁时，计算出的导热量Q与精确值Q相比的相对误差公式，并填写下表：0.250.50.751e注：十三. (1983)求证：肋壁的全效率大于肋效率。十四. (1985)一块钢板面积为，厚度为20mm，具有均匀的初温300，放在空气中冷却到30，需要多长时间？已知：空气温度为20，钢板的导热系数，其导温系数，钢板与空气间的放热系数。(提示：)十五. (1993)如图所示复合墙壁，、为各部分的传热面积，、为各部分的单位面积的热阻。若，则复合墙壁的单位面积的热阻为：A B C 十六. (1998)一短圆柱体直径为d，高为h，初始温度为，侧壁温度绝热，顶面加入热流q()，底面与温度为，放热系数为a的流体接触。试写出求解其稳态温度场的微分方程与定解条件。十七. (1998) 某无穷大平壁左侧绝热，右侧与温度为，放热系数为a的流体接触。壁内有均匀内热源，物理参数为已知参数。求：1) 当初始温度为时，写出求解该不稳定温度场的微分方程与定解条件；2) 当时间趋于无穷大，过程稳定时，求解壁内温度分布函数。十八. (1998)半无穷大平壁内初始温度。从时刻起，从表面加入定常热流q。已知：壁体的物性参数等，试写出运用有限差分法求解不稳态导热问题时，节点1与节点4的节点热平衡方程式，并整理成便于迭代的形式。十九. (1998)某平板。用有限差分法计算导热问题，节点划分如图所示。已知：，上边绝热(4、5、6点)，右边(3、6点)与，的流体接触，平板的导热系数为。试计算与。二十. (1991)一短粗圆柱形肋，半径为R，长为l，肋基温度为100，与周围20的空气进行对流换热，放热系数为a，肋基导热系数为l，密度为r。当换热过程稳定时，试写出描述肋中温度场的微分方程与边界条件(无内热源，且忽略辐射换热)。二十一. (1991)某厚度为的无穷大平壁，初始温度为，双侧在第三类边界条件下冷却时，不稳态导热的温度场公式为，坐标原点在壁中心。现坐标位置不变，平壁右侧保持原冷却条件，将左侧表面改为绝热边界条件，试写出新的温度场公式。(注：不需解微分方程，请利用原有的解函数，写出新的解公式)二十二. (1987)通电导线直径为1mm，电阻率为，电流强度为0.5A，与空气的放热系数为，若空气的温度为20，求导线表面的温度。有若将导线表面包上一层厚度为1mm，的电绝缘材料，求此时导线表面的温度与绝缘材料表面温度。二十三. (1987)某无穷大平壁初始温度为50，两侧空气温度突然降至10。若冷却已进入正常情况阶段，在某时刻测得中心温度为30，壁面温度为20。求：当壁面温度降为15时，中心温度为多少？二十四. (1987)一正方形薄板，边长为0.2m，导热系数为，左右两边均保持恒温30，顶边与温度为100的流体接触，放热系数为。试根据图示节点划分，列出有限差分节点方程，并求解出未知温度、。(注：)二十五. (1987)一边长为l的正方形固体，初始温度为，其所处的环境为：底面(垂直于z轴方向)绝热，顶面与温度为，放热系数为a的流体相接触，左、右两面(垂直于y方向)同时加入定常热流，前后侧面保持定常温度，物性参数为常数。试写出描写该立方体内温度场的微分方程组与单值性条件。二十六. (14)如图所示三层材料组成的多层壁，在稳定传热过程中，试求：中间材料的导热系数和层间的温度、？已知：介质温度，换热系数；，。二十七. (16)一金属杆内的温度分布，式中：t为时间(单位：小时)，x为从杆的一端起的坐标，L为杆总长度。如杆的导热系数为，L为1.5m。求：t=5小时，通过杆中心(x=L/2)截面的热流通量。二十八. (16)二维导热区的三个边界上的温度已给定，如图所示。第四边与自左向右流过的流体相接触，此流动使局部