readdta传热学

1、北京航空航天大学2006-2007学年第二学期期末传热学考试卷班级学号姓名成绩2007年7月10日班号 学号 姓名 成绩传热学期末考试卷注意事项：所有答案均写在答题纸上，答在试卷上无效。题目：一、判断下列说法是否正确，正确的画，错误的画“X” （本题10分，每 小题1分）1、由导热微分方程可知，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。（）2、在其它条件不变时，肋片越高，肋效率越低，因此，增加肋片高度会使换热量下 TOC o 1-5 h z 降。（）3、对流换热系数只与流体掠过固体壁面的速度有关。（）4、管内湍流换热，雷诺数越大，则对流换热系数也越大。（）5、对于对流换热，如果流体的温度高

2、于壁面温度，流体总是被冷却。（）6、对于重辐射表面（即绝热面），从辐射特性而言可当作黑体，而从吸收特性而言相当于白体。（）7、黑体的温度越高，其单色辐射力最大值所对应的波长则越小。（）8、颜色对红外线的吸收几乎没有影响。（）9、无论是计算圆管水平放置还是竖直放置的管外自然对流换热时，其定性尺度均为圆管的外径。（）10、传热过程的传热削弱总是通过减小两侧对流换热来实现的。（）二、简单回答下列各题（本题50分，第16题7分，第7题8分）1、对于一维无内热源无限大平板的稳态导热，平板左侧面绝热，右侧面温度为50C,请问平板左侧面和中间截面的温度各为多少，为什么？2、厚度为、导热系数为 、无内热源、初

3、始温度均匀并为t。的无限大平板，两侧面突然暴露在温度为t （t t0）且与平板发生对流换热的流体中。 试在题2-2图所示的坐标系中定性画出当Bi 0时不同时刻平壁内部和流体中的温度分布。3、为什么用普朗特数Pr可以定性地判断流体外掠平板 时的速度边界层和温度边界层的相对厚度？4、如何将从实验室得到的实验结果应用于工程实际？5、简述温室效应是怎么回事？6、温度为T的灰体，具有效辐射是否有可能大于同温 度下的黑体辐射？7、在流速和物性参数不变时，为什么采用直径小的管子 可以强化管内的换热（设管内流动状态均为湍流）？三、计算题（共40分，第1题10分，第2、3题各15分）1、有一双层无限大墙壁由厚度

4、为 1和2两部分组成，中 间紧密贴合，两者的导热系数1和2均为常数。墙壁1有均匀内热源，左侧面绝热；墙壁2右侧面与温 度为tf的流体发生对流换热，对流换热系数为 h o试 求两墙接触面处及墙壁右侧面的温度。题2 2图计算题1附图2、温度为0.1mm的电阻丝被置于空气流中，并与来流方向垂直。来流温度为20C, 电阻丝的加热功率为17.8W/m=试确定使电阻丝稳定在40c的空气流速。所需的 物性参数和公式如下空气在一个大气压下的物性表t (C)Cp (J/(kg. C)106 kg/(m.s)_ 2_102W /(m. C)3(kg/m )20100518.12.591.20540100519.1

5、2.761.128空气外绕圆柱体的对流换热准则关系式为：Nu CRen,其中C和n见下表ReCn0.440.8910.334400.8210.3854040000.6150.4663、有两个同心球壳，半径分别为 R和R2。球壳1外表面温度为Ti ,发射率为1； 球壳2内表面温度为T2,发射率为2。如果在两个同心球壳中插入半径为 R3、内、外表面黑度均为 3的球壳并与球壳1和2同心，忽略球壳3的导热热阻和厚度。（1）求当改变球壳3的半径飞时，球壳1和2之间的辐射换热热流随R3 的变化关系，（2）为了减小两球壳间的辐射换热，你应该采取哪些措施？计算题3附图答题要点：画对初始时刻、中间任意时刻平板内

6、的温度分布为直线得传热学期末考试卷答案及评分标准:判断下列说法是否正确，正确的画，错误的画“X” （本题10分，每小题1分）1. x 2. x 3. x 4. x 5. x 6.V 7. V 8. V 9. x 10. x简单回答下列各题（本题50分，第16题7分，第7题8分）1、答均为50Co2t因为1 0,积分得t C1X C2。X利用两个边界条件：x 0时， C1，得C1 0 xx 时，t C2,得 C250所以 平板内的温度分布为t 50答题要点：答对均为50c得3分。原因说明正确得4分，其他情况酌情给分3分，画对时间无限长为直线且等于t得2分，其余画对再得2分3、答普朗特数Pr ,分

7、子表征了流体由于分子运动而扩散动量的能力，这一能力 a越大，粘性的影响传递的越远，速度边界层越厚；分母则表征了热扩散的能力，因此，两者相比，基本上可以反映边界层的相对厚度。答题要点：答对普朗特数的表达式得2分，答对分子所代表的意义得2分，答对分 目所代表的意义得2分，答对两者相比可以反映边界层的相对厚度再得 1分。答的 不理想可酌情给分。4、答由相似第二定例可知，相似的两个物理现象具有完全相同的准则函数关系， 由根 据相似第一定理可知，两个相似的物理现象对应点上的同名准则数相等，所以，如 果两个同类物理现象相似，则它们具有完全相一样的准则关系式，所以从实验室得 到的实验结果完全可以应用于工程实

8、际。答题要点：答对相似第二定理得2分，答对相似第一定理得2分，答对具有完全一 样的关系式再得3分，答的不理想可酌情给分。5、答(1)对于普通玻璃、塑料薄膜、非对称的双原子气体及多元子气体等介质，可以透射可见光，但可以阻隔红外线。(2)当可见光透射过这些介质后，被这些介质包围的固体吸收；(3)另一方面，固体的温度相对较低，发出的辐射能绝大部分是红外线。(4)红外线无法透过这些介质，使得被这些介质包围的固体的温度升高。这就是温室效应。答题要点：(1)(3)答对各得2分，(4)答对得1分。如果意思相近可酌情给分。6、答有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和，反射部分越大，有效辐射也

9、越大，因此，完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。答题要点：答对有可能得3分，答对原因得4分。其他情况可酌情给分。7、答因为除管径改变外，其他都不变根据管内对流换热关系式有:Nu Re0.80.8ud0.8hd ud0.2 ,即hd所以管径越小，对流换热系数越大。0.808 ud0 2答题要点：答对NuRe 得4分；答对hd .得4。其他情况可酌情给分。三、计算题（共40分，第1题10分，第2、3题各15分）1、解由于是一维稳态导热，且左侧绝热，墙壁 1发出的热能全部从右侧散出墙壁1发出的热量： A 1墙壁2右侧的对流换热量为：hA tw2 t f根据能量平衡有：A 1

10、hAtw2 tftw2 tf又因为墙壁1发出的热能,必须从墙壁2以导热的方式传出，有:A 12A%tw2得：tw1tw21 2-1tf2h答题要点：说出墙壁1发出的热能全部从右侧散出得 2分；得出tw2得4分；得出tw1得4分。其他情况酌情给分2、解一、I、，1，(1)定性温度为tf (t tw) 30 c 2以此温度查物性得(单位略)cp 1005,18,6 10 6,2.675 10 2,1.167(2)计算对流换热系数hAtw t 17.8Lh dL tw t 17.8L17.8d tw t17.83.14 0.1 10 340 202834.4z hd 2834.4 0.1 10 3N

11、u 10.62.675 10 2假设雷，若数在404000范围内查表得 C 0.615, n 0.466(4)求雷诺数1Nu nReC在假设的范围内。10.60.615(5)计算流速Re 18.6 10 6 u 450d 1.167 0.1 10 371.7 m/s答题要点：每个步骤可按3分计算，如果其中某个步骤得数计算有误导致下面步骤 数据不对，共扣2分，其他情况可酌情给分或扣分。3、解(1)画出辐射换热网络图111313112Eb1A11 J1A1x1,3J3A13A13 J3A3x3,2J2A12Eb2:1 Ij I:1 I:1 I:1=:=1 I(3)i i 1A1 1A1x1,3Eb1Eb2J3123A3 3A3x3,2A3x3,2A2 2整理T14 T212 1R2 2R33(4)4(2)x1,31 , x3