传热学总复习试题及答案第五版考研必备

1、对流流动传质的准数方程为.Sh=f(Re,Sc)? 对流流动传质: 在流体中由于对流掺混引起的质量传输 .基本概念 :? 薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体的温度, 则该物体称为.? 传热 : 由热力学第二定律 , 凡是有温差的地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起的热量转移过程统称为 .? 导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时, 发生的热量传输的现象 .? 对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象 .? 对流换热 : 指流体流过与其温度不同的物体表面时

2、, 流体与固体表面之间发生的热量交换过 TOC o 1-5 h z 程称为 .? 强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起的流动.? 自然对流 : 由于流体各部分温度不同 , 致使各部分密度不同引起的流动.? 流动边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时, 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零, 而在这一流层外, 流体的速度基本达到主流速度.这一流体层即为 .? 温度边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时, 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外, 流体的温度基本达到主流温度. 这一流体层即为? 热辐射

3、 : 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为 .? 辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量.? 单色辐射力：物体在单位时间内，由单位表面积向半球空间发射的波长在入-入+d入范围内 的辐射能量.? 立体角 : 是一个空间角度, 它是以立体角的角端为中心, 作一半径为r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2 的比值作为 的大小 .? 定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积, 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为 .? 传质 : 在含有两种或两种以上组分的流体内部, 如果有浓度梯度存在 , 则每一种

4、组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀的趋势. 物质由高浓度向低浓度方转移过程称为? 分子扩散传质: 静止的流体中或在垂直于浓度梯度 方向 作层流流动的流体中的 传质 , 有微观分子运动所引起, 称为 .? 有效辐射 : 单位时间内 , 离开所研究物体单位表面积的总辐射能.? 灰体 : 单色吸收率 , 单色黑度与波长无关的物体 .? 角系数：有表面1投射到表面2的辐射能量Q 1 f 2占离开表面1的总能量Q 1的份数 , 称为表面 1 对表面 2 的角系数 .辐射换热 : 物体之间通过相互辐射和吸收辐射能而产生的热量交换过程填空题 :? 当辐射投射到固液表面是表面辐射，投射到气体表

5、面是 辐射。容积? 气体常数 R 量纲是 。 L 2 t -2 T -1 ? 当辐射物体是 时，辐射力是任何方向上定向辐射强度的 倍。漫辐射表面,J1? 强制对流换热的准数方程形式为 .Nu=f(Re,Pr)? 描述流体运动方法有 和 两种方法 . 拉氏法 , 欧拉法? 对于一个稳态的流动传热现象而言, 其准数方程式可表示为 .Nu=f(Re,Pr,Gr)? 自然对流换热的准数方程式可表示为 . Nu=f(Pr,Gr)? 热辐射过程中涉及到的三种理想物体有.黑体 , 透明体 , 镜体? 实际上大部分工程材料在 范围内 , 都表现出灰体性质. 红外线? 善于发射的物体同时也善于. 吸收? 角系数

6、是一个与 有关的纯几何量. 辐射物体的尺寸 , 空间位置? 实际物体的辐射力与 的比值恒等于 的黑体的辐射力 . 辐射来自于黑体的吸收率, 同温度下? 灰体与其他物体辐射换热时, 首先要克服 达到节点 , 而后再克服进行辐射换热. 表面热阻 , 空间热阻? 黑体的有效辐射就是. 黑体的自身辐射? 为增加辐射换热系统的换热量, 可通过 辐射换热物体表面的黑度来实现. 增加 TOC o 1-5 h z 判断并改错:?只有管外径小于临界绝热直径时，铺设绝热层才能使热损失减小。（X ）?热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。（X ）?通过圆筒壁的一维稳态导热时，单位面积上的热流密度是处处

7、相等的。（X ）? 导温系数仅出现在非稳态热量传输过程中 , 导温系数越大, 物体内各处温度越不均匀（X ）.?热量传输一般有导热，热对流及热辐射三种基本形式.（ V ）.?水平热壁面朝上布置时比朝下时的对流换热量大（V ）.?流体的物性参数科愈小，入愈大，流体对流换热能力愈大（V ）.?紊流运动粘度 m与流体运动粘度U都是流体的物性参数，与Re和紊流程度有关.（x ）.? Pr t = m / eh,紊流的普朗特数不表示流体的物性参数,表示紊流时热量和动量传递过程的程度和状态（V ）.? 两物体之间的辐射换热必须通过中间介质才能进行, 且热辐射过程中伴随着能量形式的二次转化（X ）.?金属表

8、面在空气中被氧化后，在相同温度下，其辐射能力比原来争强了（ V ）.?与黑体一样，灰体也是一种理想物体，只是在数值上与黑体成折扣关系（V ）.? 同温度下，物体辐射力越大，其吸收率越小（X ）.? 角系数描述的是物体的空间位置和几何形状对辐射换热的影响, 并与辐射物体本身的特性和温度有关（X ）.? 当系统处于热平衡时, 灰体的有效辐射等于同温度下的黑体辐射, 并与灰体的表面黑度有关（X ）.?当一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小与车间大小有关（X ）.?当一铸件在车间内加热时，其辐射换热量的大小取决于铸件面积和本身黑度.（ V ）.问答题热量传输有哪几种基本方式? 温度场有哪几种表示方

9、法？? 能量微分方程的几种形式均用于哪些条件？? 导温系数表达式及物理意义？? 何谓单值性条件？包括哪些？? 边界条件分为哪几类？各自数学描述？ TOC o 1-5 h z ? 通过平壁的一维稳态导热数学描述及第一；三边界条件数学描述？温度分布？热流密度？（单;多层；入为常；变量时）? 通过圆筒壁的一维稳态导热数学描述及第一；三边界条件数学描述？温度分布？热流密度？（单；多层）? 热阻有何应用？推导临界直径公式并分析影响临界直径的因素？答：1.热阻的应用：利用热阻可将某些热量传输问题转换成相应的模拟电路来分析. 分析热阻组成，弄清各个环节的热阻在 总热阻中所占的地位，能有效地抓住过程的主要矛盾

10、 .2.公式推导：已知一管道的内径为 d 1外径为d 2 , 设在管道外面包一层 绝缘层，其直径为d x,圆筒内为热流体其对流换热系数为a 1 ,穿越筒壁向外冷流体（对流换热系数为 a 2 ）散热.此时单位管长的总热阻：皿端2冗42k4皿的r汇仅是dx的函数,只与划线部分的热阻有关.通过分析得知,r 汇与dx间存在取得极值的条件是他其中dc为临界绝热层直径加才当d x =d c时，r E为极小值此时管道向外散热最多.分析影响临界直径的因素：当dx dc时，敷设绝热层会使散热减少d c与入x有关，可通过选用不同绝热材料改变d c 值.? 何谓薄材？厚材？如何判别？? 集总系统导热特点？数学描述？

11、温度分布及瞬时热流量? Bi及Fo定义式及物理意义？物理意义：物体内部热阻与外部热阻之比?求解对流给热系数的方法有哪几种？?影响对流换热系数的因素有哪些？如何作用？?求解对流换热系数的基本方法是什么？?边界层微分方程求解“思路是什么？边界层微分方程求解a思路：I n m w再求由i式和n式求解流场的速度分布得 V X ,v Y ,代入m式得温度场的分布 T,温度梯度代入 W式求得a值.?类比法求解 a思路？推导过程？ TOC o 1-5 h z ?试比较类比法和边界层微分方程组法？答：边界层微分方程组法只能求解绕流平板的边界层内的层流问题，计算较烦.类比法即适用于边界层内也适用于边界层外，还适

12、用于圆管内的流动 ，即适用于层流也适用于紊流.且推导和计算也较方便 .?建立动量边界层和热量边界层厚度受那些因素的影响？?建立动量传递和热量传递的目的是什么？类比解推导过程？答：L建立动量传递和热量传递的目的：认为动量热量；传递规律是类同的，用数学式子把两现象联系起来用已由理论分析或实测得到的阻力规律C F来求解换热规律a层流中I紊流中：当P r =1 时，C p =13匕二式相同.即也是雷诺类比解成立的条件.? 试说明Nu;Pr及Gr的物理意义及定义式 ？答：努谢尔特准数Nu定义式：匕!|物理意义：表示实际流体热量传递与导热分子热量传递的比较.反映了对流换热的强度.普朗特准数Pr定义式：In

13、闲理意义:反映了动量扩散与热量扩散的相对大小格拉晓夫准数Gr定义式物理意义：是由浮升力/粘滞力和惯性力/粘滞力的乘积得到的. TOC o 1-5 h z ? 流动边界层；温度边界层；层流底层；紊流边界层定义及边界层特性？?热辐射定义及其特点是什么？其波长主要集中在哪些波长范围内？?黑体概念及研究黑体的意义是什么？辐射力；单色辐射力；立体角及定向辐射力和辐射强度的概念有何区别？?黑体辐射的基本规律有哪几个？都分别揭示了哪些规律？?什么是物体表面的吸收率；反射率和透过率？?什么是绝对黑体；白体和透明体？?试说明兰贝特定律的几种表达形式及适用条件？?什么是物体表面的黑度？受哪些因素影响？? 什么是灰

14、体？有何特性？?实际物体的辐射特性与灰体有何不同？?什么基尔霍夫定律 ？它的适用条件是什么？什么是辐射角系数 ？它有什么性质？两面；三面封闭系统角系数的基本计算方法及线交叉法计算任意两面间的角系数的方法什么是有效辐射和净辐射热流密度？试汇出由两面或三面灰体组成的封闭系统的辐射网络图？试列出三面灰体组成的封闭系统各面有效辐射的方程式什么是重辐射面？它有什么特点？ TOC o 1-5 h z ?试汇出具有辐射绝热面的三面辐射系统的网络图？?在两面平行板间的换热系统中间加一块与平板黑度相同的遮热板时，两面间辐射换热减少多少？并会出辐射网络图.?传质概念及分子扩散传质和对流扩散传质定义？?二种传质方式

15、的传质量基本计算公式？质量传输平衡法方程式及简化形式和单值性条件？?分之扩散传质中，气体通过间壁的扩散通量；金属园管的扩散通量及静止介质中通过半无限大物体的浓度分布和传质通量？?分子扩散传质系数 D的影响因素有哪些 ？?对流流动传质模型有哪几种 ？? 层流；紊流流动时各自的浓度分布及平均传质系数准数方程形式？?流体通过单个球体及流过填充床时的传质系数计算公式？?流体在园管内流动时的传质计算？?动量与热量比拟解(雷诺；柯尔朋)?动量与质量比拟解(雷诺；柯尔朋)?类比关系准数有哪些各准数间关系怎样？?动量边界层；热量边界层和质量边界层间类比关系怎样？计算题：1有一直径为5cm的钢球，初始温度为 4

16、50 C,将其突然置于温度为 30 C空气中，设钢球 表面与周围环境间的总换热系数为 24w/( m 2 . C )，试计算钢球冷却到 300 C所需的时间。已 知钢球的 c =0.48kJ/(kg. C ) , p =7753kg/m 3 , 入=33w/(m. C ).( 8 分)解：先验算Bi准数，钢球的特征尺寸为Bi =0.006 工 01 x故可以按薄材加热处理30 - 30024 x4jfx 0 025=一 30 - 45。7753x 0.48 x ItP x 4 % / 0 0253t =57.0s=0.158h2具有内热源并均匀分布的平壁，壁厚为2S，假定平壁的长宽远大于壁厚，

17、平壁两表面温度恒为tw ,内热源强度为qv ,平壁材料的导热系数为常数，试推出稳态导热时，平壁内的温 度分布和中心温度。1。分解：因平壁的场，宽远大于厚度，故此平壁的导热可认为是一维稳态导热套+回=0导热微分方程为：L- -边界条件为：x=s ,t=t wx=-s , t=t求解上述微分方程由边界条件确定积分常数平壁内的温度分布当X=0,则得平壁中心温度3.将初始温度为80 C ,直径为20mm的紫铜棒突然横置于气温为20 C ,流速为12m/s的风道之中，五分钟后，紫铜棒温度降到34 C .试计算气体与紫铜棒之间的换热系数a .已知紫铜棒密度P =8954kg/m 3 ,比热C=383.1J

18、/(kg ), 导热系数入=386W/(m - C )解：先假定可以用集总系统法分析紫铜棒的散热过程qy r - Lf=or = - - In-Ft %，3951 x3g3.lx0.005, 80-20In30034-20= 83.2w 便七）其中T =5X 60=300s=0 005喀验算Bi:总.稣 J*O5=.OQl0g13634. 一蒸汽管道，内，外径分别为150mm和159mm.为了减少热损失， 温材料：内层为入2 =0.11, 厚8 2 =5mm的石棉白云石；中间为入3 =0.1,石棉白云石互状预制板；外壳为入4 =0.14,=52,管内表面和保温层外表面的温度分别为厚8 4 =5

19、mm的石棉硅藻土灰泥在管外包有三层保厚 8 3 =80mm 的 ;钢管壁的入1170 C 和30 C .求该蒸汽管每米管长的散热量解:已知 d 1 =, d 2 =, d 3 =, d 4 =各层每米管长热阻分别为La道二2 万马2x3.14x520.15In 0= 1.78 x IO-4石棉内层：石棉预制瓦：二；In =0 329In= L062x3.14x0.10.169(4)灰泥外壳：Iti -5 -必2x3.14x0.140,329In 225. 3.4xl0r-2马15170 30d 1O A j.q,=4 =y = 1 IS.4w / m* W ,1.7Bx10-4 + 3.3x1

20、0-? 4-1,06 4-3.4X10-2蒸汽管道每米长散热量为5.压力为1.013bar,20 C空气以速度 V=35m/s掠过平板,板长L=70cm,壁面温度t w =60 ,试求该板的换热系数及换热量 （板宽按1m计算）？已知：40 C空气物性参数为： 入 C u =16.97 X 10 -6 m 2 /s Pr=0.711解：按壁面与流体温度的算术平均值做为定性温度确定物性H 60 I 2D% =查附录得空气物性为：入C则对于紊流纵掠平板时，局部摩擦系数为：c7二。口74 R/% = 0.074 m 6,44 410）强二 342x11 营苏 一里.一红u =16.97R1=X 10

21、-6 m 2 /s Pr=0.711，= 1.44x10s x 5xlOJ 1697 xlL TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 此Re ,1x3.42 xl0-sxl.44xl0 x0.77 1961 422足10.0271- - run i 2 *日=x 1961 = 75.9i? f yn c HYPERLINK l bookmark41 o Current Document I ”0.7Q= oAf = 75,9x40 xlxO 7 = 2125 26.20 C的空气在常压下以10m/s的速度流过平板，板面温度

22、t w =60 C ,求距前缘200mm处的速度边界层和温度边界层以及aX, a和单宽换热量，再用类比法求局部摩擦系数C f.已知:40 C 空气物性参数为：入 C u =16.97 X 10 -6 m 2 /s Pr=0.711 p =/m 3 C p =1.009 x 10 3 J/kg6。解：边界层内空气的定性温度由题已知40 C空气物性参数为 ：入 u =16.97 X 10 -6 m 2 /s Pr=0.711，为层流边界层则0.2V1 18xl05=2.7 x 10-3/?s =4 = = 27 X= 2 9 x 10=3雁=2.9依愕户负 0/711%局部换热系数：= 0.332

23、Re尸产=0332 x（1.13 x 100 711） = 101.8% = 101.8 x = 1 3.8vp/ ffsa c* 曲工0.2ct= 2% = 27 6 vi?/ryP 9c单位宽度的换热量：Q=沏葭一勺）=27.6 x 0 2 x 1 x（60 - 20）= 220 3w40 C 空气物性参数为 ：p =/m 3 C p =1.009 x 10 3 J/kg C13.81.1271,00910 10= 1.22xl0-3、=% 第羊=1,22x10 x（0.711.）* = 973x 10M2= 1 547x iuj.两平行大平板间的辐射换热，平板的黑度各为0.5和0.8,如

24、果中间加进一块铝箔遮热板，其黑度为0.05,试计算辐射热减少的百分率？并画出辐射网络图.解：未加遮热板时，两大平板单位面积间的辐射换热量为 =卡中-=54444（/Eb.）1F 1司 s2 0,5 0*8设置遮热板后巨16主W* 鸟 中班1-0.5 1 1-0.051- 0.05 - 1- 0.8 = 0342(% - %)+ 1 +H+ 1 H0 50.050 050 8加入遮热板后的辐射换热量减少的百分率为0.4444 - 0.0242-Q 4444xlOO% = 91.5%.有两平行黑体表面,相距很近,他们的温度分别为1000 C与500 C ,试计算它们的辐射换热量,如果是灰体表面,黑

25、度分别为0.8和0.5,它们间的辐射换热量是多少？解：两黑体表面间的辐射换热量是= 5.67xK 1000+273 丫WO- /128655. 65w/m2两灰体表面间的辐射换热量是 TOC o 1-5 h z 12 M 55 一 65.=57180.3w/然+ -1O.B 0.59.两个互相平行且相距很近的大平面 ,已知t 1 =527 C , t 2 =27 C ,其黑度 1 =2 =0.8,若两表面间按放一块黑度为e p =0.05的铝箔遮热板，设铝箔两边温度相同，试求辐射 换热量为未加隔热板时的多少成？若隔热板的黑度为 0.8,辐射换热量又为多少 ？解：未加遮热板时，两大平板间的辐射换

26、热量为：旦一4=0.南乂玛41一十一-10.8 0.S设置遮热板后=1-0 / 1-O.lB 1-0.05 1-CI.S = 0 024K当1 - %）十, 1 4+ 1 +0.80,050 050 317121-0.80.8x4 + 1-F1=0至33（%-加）塾J一 经理 xlOO% = 50?3 加 0 66672 =0.8,两净辐射热10.有两个平行钢板,温度各保持t 1 =527 C , t 2 =27 C ,其黑度e 1 = 钢板间的距离比起钢板的宽和高相对很小，试求这两块钢板的自身辐射，有效辐射，流，反射辐射，投射辐射和吸收辐射热流 ？解：两大平板间的辐射换热量为：5.67x41

27、 1 %产7+ 273丫I W0 ,27 + 273 丫1.5处于0.8 08人=。二笔詈=氏-I： = I%/掰热平衡时自身辐射：有效辐射：=0.8x 5.7 x-0.8 5.67 x527+273100；=5.67x15)nr=5.67 x10027+273100IDO4= r8579.4w/?2742731Q04=367,4wJ 喀-15,176.7x-! = 19430ww0.81 _ A Q-15176.7 x = -33349卬田口*反射辐射：RRQ= |鼻 | - 豆.=3334.5 -367.4= 29675”，中虫 4 = S5 56 = 4252.3他/微 1 31-0.8

28、5 =总投入辐射：: = 4 = = 1483工5”/相1 0- 811 .已知平板稳流边界层内的速度分布为/ lf92Ml8 ,并有区二ai5R父及 n =1/9,0 S5占 ,试推导出边界层厚度的计算式。解：由湍流圆管内的知识可知 当Renl.lHlOT时，光滑管中的湍流流动的近似 1/9-= 0 85AJMK又以仁代替一以，代替，f10.185R已一5 Q(0尤5%) )口（0,知 gc）2A= ix0.185x30.015叽将（1-1 ）和（1-2(1-1 )(1-2 )）代入边界层动量积分方程:(1-3又dy = 511dy =310代入（1-3 ）得分离变量积分得:-5 6产 s

29、=0.21?6二0 1 S3 32 = -0.015步1/5=0 183 一 L V*12.已知平板层流边界层内的速度解式.层流边界层动量积分方程L/5dxCi.2827xRe6组=2 J叼叱 仃 试导出边界层厚度和摩擦阻力系数的公削M呢-匕*匕力）二-%解：由层流的边界层动量积分方程可知:削）-曝白（1-1 ）式y= J0y= y=o （1-2 ）式义 A又.- y= y=o = J f（匕-%）匕心=f 中心口纭-a+ 2（分F皆匾上兀r吗-、畤、曲卜=嚷?不-占一迪口 f心1，-0=0738C f =-: ：,/： =1.46Re 1-1/2导热:一、(10分)如图所示的墙壁，其导热系数

30、为50W/(m K),厚度为100mm,所处外界温度20C,测得两侧外壁面温度均为100C,外壁面与空气的表面传热 系数为h为125W/(m2 K),壁内单位体积内热源生成热为 ，假设墙壁内进行 的是一维稳态导热，求及墙壁厚度方向温度分布t(x) ?di即 xnun、(10分)如图所示一个半径为r1=100 mm的实心长圆柱体，具有均匀的内热源=104W/m3,导热系数 =10W/(m K)。圆柱体处于温度为tf 25C的环境中，与周围环境间的表面传热系数h为80W/(m2 K)。试求圆柱体外壁温度tw 及圆柱体沿半径方向的温度分布；并求圆柱体内最高温度的位置和大小？对流：三、(10分)20c

31、的空气，以10m/s的速度纵向流过一块长200mm,温度为60c 的平板。求离平板前沿 50mm, 100mm处的流动边界层和热边界层厚度。并求得平板与流体之间的换热量。(平板宽为1m,空气物性参数见表)准则关联式：Nu 0.664Re12Pr13 层流；Nu (0.037 Re4,5 871)Pr13 湍流 5 0边界层厚度：-5=;流动边界层与热边界层之比：一Pr13x .Rex空气的热物理性质t/c106 /m2/s/ W/(m K)Pr304050四、（10分）水以2m/s的流速流过长为8m的直管，入口温度为20C,出口温度为40C,管内径d=20mm,求对流换热系数和平均管壁温度 水

32、的热物理性质t/C106 /m2/s/ W/(m K)Pr/kg/m3Cp / kJ/(kg K) 20304050五、（10分）一水平放置的蒸汽管道，管长，保温层外径为400mm,壁温为50 C, 周围空气的温度为10Co计算蒸汽管道外壁面的对流散热损失。准则关联式：Nu C (GrPr)n形状流态参数Gr数适用范围Cn横圆柱层流0.481/41.43 104X109过渡165M09X1010湍流1/3X101。空气的热物理性质t/C106 /m2/s/ W/(m K)Pr203040六、（10分）一块平板宽为1m,长为m,在10c的空气中保持90C,如果空气 流过平板时，板的一面与空气的对

33、流换热量为 3.75kW,试确定空气的流速。准则关联式：Nu 0.664Re12Pr13层流；Nu (0.037 Re415 871)Pr13 湍流空气热物理性质t/C106 /m2/s/ W/(m K)Pr405060辐射：七、（10分）如图所示，半球表面是绝热的，底面一直径 d=的圆盘被分为1、2 两部分。表面1为灰体，T1 = 550K,发射率表面2为温度T2 = 333K的黑体。（1）计算角系数 X3,（1 2） , Xi” Xi X2,3（2）画出热网络图并计算表面1和表面2之间的换热量以及绝热面3的温度。八、（10分）已知如图所示微元面积dA与球缺A2,微元处于球面的中心出，到达

34、球面的距离为球面半径r。求：从角系数的积分定义出发，计算dA到球缺内表面A? 的角系数，并用两种极限情形来检查你所得到的公式的正确性。九、（10分）两个相互平行的漫灰大表面，相距很近，两表面的发射率均为0.85。要使它们之间的辐射换热量减少为原来的 1/10,在中间插入一块遮热板，该板的 表面发射率必须不高于多少？在两表面温度分别为 200c和400c的情况下，若 用人=0.05W/（m陶保温材料达到相同的目的，需要多厚保温层？十、（10分）如附图所示，已知一微元圆盘 dA1与有限大圆盘A2 （直径为D）相 平行放置，两圆盘中心线之连线垂直于两圆盘，且长度为So试计算Xd1,2图2*H一、（1

35、0分）如图所示一直径为20mm,表面温度T2 =2000K的热流计探头，用以测定一微小表面积 A的辐射热流，该表面温度为T1 = 1000K。环境温度很低， 因而对探头的影响可以忽略不计。因某些原因，探头只能安置在与A表面法线成60处，探头距地面l=W。表面A1是漫射的，而探头表面的吸收比可近似地 取为1。试确定A1的发射率。A的面积为4 10 4m2 0换热器十二、（10分）用进口温度为12C、质量流量qm2 18 103kg/h的水冷却从分储 器中得到的80c的饱和苯蒸汽。使用顺流换热器，冷凝段和过冷段的传热系数k 均为980W/（m2K）。已知苯的汽化潜热 395 103 J/kg,比热

36、容Cpi 1758 J/（kg K）。试确定将质量流量qm1 3600kg/h的苯蒸汽凝结并过冷到 40c所需的 冷凝段和过冷段传热面积分别为多少。（水的定压比容Cp2 4183 J/（kgK）。）十三、（10分）一台逆流式油冷器，管子为铜管，外径为15mm,壁厚为1mm,铜管导热系数为384W/m K。在油冷器中，密度为879kg/m3,比热容为1950J/kgK, 流量为39 m3/h的油从t1 56.9 C冷却到了 t： 45 C ,油在管外的隔板间流，对 流换热系数ho 425 W/m2 K ,冷却水在油冷却器的管内流，进口温度t2 33 , 温升为4C,对流换热系数hi 4480W/

37、m2 K,若温差修正系数t 0.97, （1）试求按管子外表面面积计算的总传热系数。（2）试求所需传热面积。简答题：导热：1、（5分）对于平板导热，试说明Bi数的物理意义，Bi 0及Bi 各代表什 么样的换热条件？ 一块厚为2的金属平板，初始温度为t,突然置于温度为t的 流体中冷却，试着画出当Bi 0时，平板中温度场的变化情形。2、（5分）厚度均为 的两个无限大平板，紧靠在一起放置在某一环境中，达到稳态时平板中的温度分布如图所示，两平板的导热系数分别为1、 2且均为常数，试从一维稳态导热方程出发，判断两平板是否存在内热源，若存在指出是哪 个平板，并判断内热源的正负；两平板中热流密度 q，q2是否相等，并比较两平 板的导热系数1、2的大小？|-565 *-x3、（5分）在热电偶测定流体温度时，热电偶对流体温度变动响应快慢的指标是 什么？写出该指标的具体表达式，由表达式判断该指标与那些因素有关？4、（5分）肋效率表征了肋片散热的有效程度，试说明肋效率的物理意义，并判 断随肋高H