05-06学年传热学试卷建环03级A卷及答案

中原工学院2005〜2006学年第1学期建环专业《传热学》课程期末试卷重修标识A卷』B卷题号一二三四五六总分一、选择、填空、问答与画图：TOC\o"1-5"\h\z1、长圆钢管外包一层绝热材料，已知t<t,d/d=1.5,djd广1.5,X<<\，定性画出稳态w1w32132213、流体在圆管内流动，与管壁有对流换热，充分发展段内各处管横断面上流体速度与温度分布特点：不同断面上流体速度分布曲线相同，温度分布曲线也相同。（）不同断面上流体速度分布曲线不同，温度分布曲线不同。（）不同断面上流体速度分布曲线相同，温度分布曲线不同。（）不同断面上流体速度分布曲线相同，综合无因次温度分布曲线相同。（）（在认为正确说法后的括号中打7”，错误说法后的括号中打“X”）（4分）4、画出一个大气压下饱和水在大空间饱和沸腾时的沸腾曲线（q—At曲线），将曲线分区并标上名称。其中横坐标△t=。工业设备中沸腾加热常处于。（6分）导热时，多层圆筒内温度分布曲线。（5分）2、写出二维导热、无内热源时平直边界上节点（i，j）的离散方程（取Ax=Ay）：（6分）5、已知基尔霍夫定律应用于不同性质物体表面时，可有多种形式，写出温度不平衡条件下时基尔霍夫定律的4种形式：任意表面：。灰体表面：。漫辐射表面：。漫-灰表面：。（4分）二、名词解释：（每题4分）1、肋片效率三、平壁表面温度tw]=450°C，采用石棉作为保温材料，导热系数久=0.094+0.000125t，保温二、名词解释：（每题4分）1、肋片效率（14分）2、灰体3、定向辐射力四、将初始温度为80°C，直径为20mm的紫铜棒，突然置于气温为20°C，流速12m/s的风道中，5分钟后紫铜棒表面温度降为34C。已知紫铜棒的密度为8954kg/m3比热c=383.1J/（kg-K）,导热系数入=386W/（m-K）。试求紫铜棒与气体之间的表面传热系数。（16分）五、两无限大平壁互相平行，表面发射率均为：=0.4，它们中间放置有一片两面发射率均为0.1的遮热板。遮热板与壁面平行，当平壁表面的温度分别为260C和30C，试计算两无限大平壁单位面积辐射换热量并画出辐射换热网络图。（17分）（不计两无限大平壁表面间及遮热板间的导热和对流换热）六、一外直径为30cm的管道，水平放置在空气温度为30°C的房间中，管道表面温度为310°C，计算由于自然对流换热每米长管道的热损失。(16分)自然对流换热准则方程：叫c(GrPr)n表512式(5-79)中的常数C和Ti加热表面形状与位置流动情况示意流态系数C及指数nGr数适用范围Cn竖平板及竖圆柱$I层流过渡湍流0.590.02920.111/40.391/3104~3X1093xIO。〜2X101。>2X1O10横圆柱12层流过渡湍流0.480.04450.101/40.371/3104~5.76X1085.76x108〜4.65xlb>4.65X109T空气的物理性质(C)(kg/m3)kJ/(kg•K)入X102w/(m•K)VX106(m2/s)Pr301.1651.0052.6716.000.7011600.8151.0173.6430.090.6821700.7971.0193.7131.290.68051800.7791.0223.7832.490.681中原工学院2005〜2006学年第1学期|a卷j|建环专业传热学课程期末试卷标准答案（即评分标准）一、选择、填空与画图:TOC\o"1-5"\h\zhAx、入h心八,⑵+1+1）—（4+2——）t+2——t=0（6分）i-1，ji，j—1i，j+1人i，j人f不同断面上流体速度分布曲线相同，温度分布曲线也相同。（X）（1分）不同断面上流体速度分布曲线不同，温度分布曲线不同。（X）（1分）不同断面上流体速度分布曲线相同，温度分布曲线不同。（J）（1分）不同断面上流体速度分布曲线相同，综合无因次温度分布曲线相同。（J）（1分）4.At=tw-ts（1分）工业设备中沸腾加热常处于泡态沸腾。（1分）画图4分5.任意表面：'，广七°j1分灰体：％疽气j1分漫辐射表面：E.t=%T1分漫一灰表面：£（T）=a（T）1分二、名词解释：1、肋片效率：肋片的实际散热量与假定肋片表面都处于肋基温度t0下的散热量之比。（4分）2、灰体是指物体的单色辐射力与同温度黑体的单色辐射力随波长的变化曲线相似，或者它的单色发射率不随波长变化。（4分）3、单位时间内，物体表面单位面积向半球空间给定发射方向的单位立体角内发射全波长能量，（4分）解：取平壁的平均温度：t=（450+50）/2=250°C（3分）平壁的平均导热系数：2=0.094+0.000125*250=0.125W/（m•K）（3分）（4分）五、解:Xi*

]O~~II~o[£3人3乂3,2人2EbiJ1J3-O—Jy（6分）5-1—t450—50=人-w—w2=0.125x=0.147（m）340（4分）辐射换热热阻:1-818A1-8（2分）四、解：取定型尺寸:兀—x0.022L4兀dL兀x0.02xL002=0.005（e）4（4分）1-8'1-8〃8'A338'A331-0.1=90.1x1（2分）因为:*

u0hAT=epcV则有:-hA,0t=ln——00pcV（5分）pV0ln-At008954x383.1x0.00534-20xln80-20300（5分）=83.2（W/（m2•K））Bi=竺=83.2x0.005=0.00108<0.1入386（1分）满足集总参数法使用条件。（1分）X1,3A11=1,1x1X3,2A3（2分）中1,21.严1一E2〃1-811-8'1-8”1++3+3+8AXA8'A8'AXA111,2133332,32对"10-"5334-3034）=178.2（w/m2）1.5+1+9+9+1+1.5（5分）六、解：定性尺寸：L=0.3（m）（1分）定性温度：T=T:T=310:30=170°C(2分)m22物性:a=—=——1——=2.257x10-3T273+170(1/°K)入=0.0371w/m・Cv=31.29X10-6(m2/s)p=0.797kg/m3Pr=0.6805gaZL9.807x2.257x10-3x(310—30)x03Gr-Pr=gPr=zvv2V31.29x10-6)（2分）（2分）x0.6805（3分）=1.163