上海海事大学传热学试题

传热有哪几种根本形式，其每种根本形式的特点是什么？试用传热理论来分析热水瓶中的传热过程及其根本形式？试分析航空发动机五大部件中的传热问题？〔五大部件为进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管。〕目前推测世界环境温度在不断上升，这种气象变化与传热学有什么关系？试分析家用电器中的传热现象〔如冰箱、空调、烘箱等〕？如何节约能源，提高效率？第一章何谓导热系数？影响因素是什么？试比较有内热源和无内热源时平壁导热的温度分布规律(设=常数； )管外包两种不同导热系数材料以削减热损失，假设 ，试问如何布置合理？等截面伸展体稳态导热时，肋端边界条件的影响为何？• =C时，在平壁、圆筒壁和球壁中温度分布是何规律？何谓热阻？平壁、圆筒壁和球壁的热阻如何表达？对流热阻如何表示？谓接触热阻？影响因素是什么？2.0W/(mK)的平壁内温度分布为T(x)=100+150x，试求单位面积的导热热流量？9*ABCD四种材料构成复合平壁〔1-30〕λA=75W/(m.K),δA=20cm;;λC=58W/(m.K),δC=25cmλD=20W/(m.K),δB=40cm;AA=AD=2m2,AB=AC1)2)3D左面的温度。1热传导。假定无内热生成，试推导出导热系数式。 ， ，A、T、x的单位分别为

的表达公KmR。欲使R194Ocm的岩石，38cm的木头或15cm的玻璃纤维。认为这则广告合理吗？单位面积的热阻方程式。

，倘用这种材料制成平壁，试求其(0.50.5)温度；要求只考虑无穷级数的前五个非零项，并估量只取无穷级数前三项所造成的误差。14*15cm0.6W/(m·K)，在砖墙外侧敷设保温材料，其K)1000W/m2，问需敷设多厚的保温材料〔设内侧壁温900℃，20℃〕。4mm100mm130W/(m.K)，肋壁与介质间的传热系数为30W/(m2·K)15150W75多少？40mm120120.8mm20mm95W/(m.K)，四周介质温度为20℃，对流传热系数为20W/(m2.K)，求每米管长散热量？50mm1800.14W/(m.K)的保温材料包扎起来，厚为30mm600.034W/〔m.K〕的导热系数的材料，其它条件不变，试计算该保温材料的厚度。22Ocm1702O℃，试问在热稳定条件下必需向加热器供给多少功率？19*1m2.5cm，为了避开土壤性质明显变化，当土壤温度为1055℃，假设土壤导热系数为1.7W/(m·K)，试计算电加热器所需功率？20、厚度为25cm数 时，℃。如把厚度五等分，试写出一维稳定导热的数值解步骤及全部节点方程。

℃， 时，21*1-341-4-71-2-3面的对流传热系数h=28W/(m2·K)，3.5W/(m·K)1、2、4、5。第二章、何谓非稳态导热？非稳态导热的数学表达式？、何谓集中热容法？使用该法的判别标准是什么？、试述热集中率、毕奥数和傅里叶数的组成相它们的物理意义？、海斯勒图的来由及使用方法？、试写出如下热传导问题的数学描述：一块平板， ，初始温度为F(0)。当时间t>0时。x=O处为绝热边界,x=L处边界以对流方式传给温度为零的介质。3一实心圆柱体，O<r<b,F(r)t>0q(r)W/m3的热量,在r=6处，以对流形式传给温度为零的介质。F(0)t>0q(r)W/m3r=b处始终保持均温T0。炉用高频电磁场使加热物体内分子产生振荡，其效果相当于均匀内热源。一般烘箱靠辐射加热，需加热时间较长。试定性画出一块厚为 时的温度分布曲线：1)加热开头前；2)刚开头加热；3)加热过程申间时刻；4)接近终了时〔设终了时，最低温度一样〕。7、温度为Ti=500℃的钢板放在25℃的空气中冷却，求钢板冷却到100℃时所需要的时间？(设钢板导热系数=46.5W/(m·K)厚度=3mm,=790Okg/m3， 8*60mm3002020多少？〔铜球λ=85W/(m·K)，a=2.95×10-5m2/s，外表的h=30W/(m2·K)。〕802Omm2012m/s5分钟后紫铜棒温度降至为34h？(铜棒=8954kg/m3，=383.1J/(kg.K)，=386W/(m.K)。10*5mm的铜质立方体埋入叶片，一面与燃气10005秒钟从30500℃。〔铜的物性λ=380W/(m·K)，ρ=8940kg/m3，cp=385J/(kg·K)。〕的铁球(·K)，=1.7x1O-5m2/s)h75W/(m2.K)却423Ocm的不锈钢球(l4W/(m.K)，=3.9Xl0-6m2/s)，实现相像冷却过程需多少时间？对流传热系数为多少？380X240XlOOmm328-1O℃的冷库中冰冻，冷库中当量传K)0℃时需多少时间？(肉0.55W/(m·K),=1.28x1O-7m2/s)。、一只初始温度为30℃的苹果放入温度为l℃的冰箱中，假设苹果在冰箱中的外表当量传热系数h=60W/(m2.K)，苹果的=0.58W/(m.K)， 量直径90mm，试问苹果中心温度降至2℃所需时间？14*2505cm2050℃2020W/(m2·K)。15lOcmlOcm25030系数h=280W/(m2·K):1)22)2416*、边长为10cm35090℃W/(m2·K)1？〔铝λ=204W/(m·K)，a=8.42×10-5m2/s〕。17、始终径为0.5mm的热电偶( ，用来测120℃的气流温度，试问热电偶过余温度为初始温度1%和0.1%时所需时间？这时热偶指示温度为多少？(初始温度为25℃，h=95W/(m2·K)总复习题根本概念:薄材:在加热或冷却过程中,假设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,传热:由热力学其次定律,但凡有温差的地方,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 --.对流换热:指流体流过与其温度不同的物体外表时,流体与固体外表之间发生的热量交换过程称为 --.流淌边界层:当具有粘性的流体流过壁面时,由于粘滞力的作用,壁面四周形成一流体薄层,在这一层中流体的速度快速下降为零,而在这一流层外,流体的速度根本到达主流速度.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,会在壁面四周形成一流体薄层,在这一层中流体的温度快速变化,而在这一流层外,流体的温度根本到达主流温度.这一流体层即为 --.热辐射:物体由于本身温度而依靠外表放射电磁波而传递热量的过程称为 --.λλ+dλ量.rr2512Q1→2占离开外表1Q1的份数,称为外表1对外表2当辐射投射到固液外表是外表辐射，投射到气体外表是 辐射。容积RL2t-2T-1]Л强制对流换热的准数方程形式为 --.Nu=f(Re,Pr)Nu=f(Re,Pr,Gr)Nu=f(Pr,Gr)率,同温度下灰体与其他物体辐射换热时,首先要抑制-----------到达节点,而后再抑制----------进展辐射换热.6对流流淌传质的准数方程为 --.Sh=f(Re,Sc)推断并改错:〔ⅹ〕热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能放射辐射能。〔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相等的。〔〕流体的物性参数μλ紊流运动粘度εm与流体运动粘度υRePrt=εm/εh(ⅹ).热量传输有哪几种根本方式？温度场有哪几种表示方法？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？7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？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？〔λ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〕⑵分析热阻组成,弄清各个环节的热阻在总热阻中所占的d1d2为dx,圆筒内为热流体其对流换热系数为α1α2)散热.此时rdxr∑与dxr∑取得极值的条件是 其中dc为临界绝热层直径∴当dx=dc时,r∑为微小值.此时管道dxdcdc与λxdc值.何谓薄材？厚材？如何判别？集总系统导热特点？数学描述？温度分布及瞬时热流量？BiFo定义式及物理意义？答:8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根本方法是什么？α边界层微分方程求解α思路:ⅠⅡⅢⅣVX,VYT,再求温度梯度代入Ⅳ式求得α值.类比法求解α⑵用已由理论分析或实测得到的阻力规律CF来求解换热规律α9紊流中:当Pr=1时,Cp= 此二式一样.即也是雷诺类比解成立的条件.Nu;PrGr答:努谢尔特准数Nu定义式: 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: 物理意义:反映了动量集中与热量集中的相对大小.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.?10网络图.D•5cm45030℃空气中，设钢球外表与四周环境ρ=7753kg/m3,λ=33w/(m..℃).〔8分〕11Bi故可以按薄材加热处理.∴τ=57.0s=0.158h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，平壁两外表温度恒为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。１０分导热微分方程为:边界条件为:x=s,t=twx=-s,t=t∞求解上述微分方程,得由边界条件确定积分常数:∴平壁内的温度分布:当X=0,8020mm2012m/s的风道之中,34℃.试计算气体与紫铜棒之间的换热系数α紫铜棒密度ρ=8954kg/m3C=383.1J/(kg·℃λ=386W/(m·℃)解:先假定可以用集总系统法分析紫铜棒的散热过程12其中τ=560=300s验算Bi:150mm和159mm.λ2=0.11,厚δ2=5mmλ3=0.1,厚δ3=80mm厚=5mmλ1=52,170℃和30d1=0.15m,d2=0.159m,d3=0.169m,d4=0.339m各层每米管长热阻分别为:⑴管壁:⑵石棉内层:⑶石棉预制瓦:⑷灰泥外壳:蒸汽管道每米长散热量为1.013bar,20V=35m/sL=70cm,壁面温度tw=601m计算)?:40λ=0.0271W/m·℃υ=16.9710-6m2/sPr=0.71113查附录得空气物性为:λ=0.0271w/m℃υ=16.97×10-6m2/sPr=0.711则 ∴为紊流6.2010m/stw=60200mm处的速度边界层和温度边界层以及αx,αCf.:40λ=0.0271W/m·℃υ=16.97×10-6m2/sPr=0.711ρ=1.127kg/m3Cp=1.009×103J/kg·℃40λ=0.0271W/m·℃υ=16.97×10-6m2/sPr=0.711∴为层流边界层.则1440ρ=1.127kg/m3Cp=1.009×103J/kg·℃0.50.8,0.05,参加遮热板后的辐射换热量削减的百分率为:10005000.8和0.5,15两灰体外表间的辐射换热量是:t1=527℃,t2=27℃,其黑度ε1=ε2=0.8,假设两外表间按放一块黑度为εp=0.050.8,11．平板稳流边界层内的速度分布为 ，并有及n=1/9, ,试推导出边界层厚度的计算式。16解：