入学传热学考试试题及答案

传热学课程考试 考试时间150分专业班 考试日 学 算 123456123(427分1

3102310240的有限差分方程式（设xy不同的凝结形式？产生不同凝结形式的原因是什（什么？一块厚度为2(x)的大平板，与温度为tf0时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度2tf。假定平板两侧表面传热数相同Bih0时，试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的温二、计算题(58分1．(18分)一块大平板，厚度5cm，有内热源，平板中的 态温度分K)为tbcx2，式中b200oC，c200K/m2。假定平板的导热系数K)平板中内热源之值x0x边界处的热流密度2．(15分)21温度T1550K，发射率10.8，表面2温度T2275K，发射率20.4，圆柱面3为绝热表面，角系数X3,10.30813132tt t t

tt5 ps3.6110图 图（1）（2）3．(25分)为了得到热水，0.361MPa(ts=140℃)的水蒸气在管外凝结（所示，其表面传热系ho9500W/(mK)。冷却水在盘管内流动，流速为2的弯曲半径为90mm。冷水进换热器时的温度为25oC，加热到95oC。试求所需Nu0.023Re08Pr (n=0.4 60oC时水的物性：ρ＝983.1kg/m3,cp=4.179kJ/(kgK)，λ=65.9×10-W/(mν=0.478×10-6m2/s，

d10.3(dR 考试时 分 题简答总23得一、简答题（42分，每小题6分1维持均匀恒定温度tw,rri的表面绝热，其余表面与温度为t面传热系数为h，为用数值法确定区域中的温度分布，在径向和分别用定步长r和1NuBi直径为dR、发射率为的金属棒，初始时与温度为TI，已知棒与环境的表面传热系数为h。试导2。二、计算题（58分1（18分直径为1m1m的电阻丝水平地置于℃的静止空气中，试问在不计辐射换热的情况下它每米长度上能承受的最大散热量是多少？如果考虑辐射换热，这一最大散热量朝哪个方向变化？该电阻丝的为℃。Nu0.360.363Gr1/60.0914Gr1/3，Gr106~ 5000.0574W/(mK)，79.38106m2/2（20分）0.4m0.1mT3300K大房间内，一圆盘T1500K、10.6，另一圆盘绝热。若两圆盘的X1,20.623（20分）质量流量为2000kgh的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从t180t130，其比定压热容cp12.093kJ(kgK。进口温度为t220的冷水在盘管外流动用来冷却变压器油。出口处水温t225的比定压热容cp2

kJ(kgK。水侧表面传热系数为580W(m2K侧表面传热系数为150W(m2K。钢盘管的导热系数为40W(mK阻总共为0.0007m2KW。若盘管的直径为0.4m，管的外径壁厚为mm3.5mm一．简答yt2t0xt3t0yt1t0xt4

hxy(tt)3xy 律，()(Bi0时，内热阻→0

1

t

)1.5ttt电流通过电子器件时会产生焦，导致温度上升，于是产生了周围空无噪声污染的冷却方式是合适的。自然对流冷却方式的最大不足是其换热强度二．计算d2tΦ d2t

(8分

2(200) 2

(W/mq

x=0处绝 (5分q

2cδ2200505102103W/m2 (5分

AA

A3X

0.180.3080.61611

1X1

10.616R1

10.8

0.36

R2

10.4

R12

0.09

0.09

(RR)/R

1

(9分(2)

Eb1Φ1

4.81103(W/m2J Φ

2.61103(W/m2

J1

J

)1(4.811032.61103)3.71103(W/m24J3σ4J3σ4J3

T3

(6分定性温度:

1(t't")1(2595) 2 查物性:ρ=983.1kg/m3，ν=0.478×10-6Reν

0.8

2.5110410

湍1 d 15 10.3()11 d 15 Nu0.023Re08Pr04c0.023(2.51104)082.99041.05 dhidi

Nu

65.910

1245.45

3

(8分4 (3分

(14025)(14095)

(4分1 1 00ln0

(6分 .2041.24105A k0tm

4.0710

(4分ld

3.25(m2一、简答题（42分，每小题6分17r/2(tt)(ri0.5r)/2

t)hrtt

(ri1.5r)/2

4

)

r/

(t8t7)Nuh，Bi

h[r(ri2r)]

Nu数中的为影响边界层厚度的几何尺寸。Bi数中的为物体的导热系数为固体壁(如壁厚等)的某一尺寸。NuBi

u

v

2x

2y2边界层内utx为同一量级，即u~O(1、t~O(1x~O(1，而边界层t则属于小的量级即t~O(、v~O()。于是有u

v

x

y2量 t

2(1)12t)12其中a具有2的量级应如下理解:等号两边应有相同的量级，如果a2O(21。为使等号后面的量级为12ta~O(2

2x

2y

，边界层能量微分方程为 u

v

2tay4． I2RhdTTdT4T4d2 I2RhdTTdT4T4

4dT0I2RhdTTdT4T4在自然对流区和核态沸腾区，随着壁面过热度ttwts表面传热系数是增加的，因随t的增加产生汽泡的数增加，汽泡对流体的当进一步提高t时，进入过渡沸腾区。这时，由于t的增加，在加热表面因这时壁温很高，辐射热量急剧增加，沸腾换热表面传热系数又随t的增加而 漫-灰表面是一种理想表面，对其可直接应用定律()，b定律(EL)和-玻耳定律(ET4)等基本定律和角系数的概念b二、计算题（58分1（18 最大散热量为相应于温度下的表面换热量，其tm(97030)/2 (97030)0.000

273 1.891103(79.38106m m0.360.12740.0113hNu0.4990.0574286.4W/(m2 1cdolht3.140.00011286.484.6W/2（20d

JAA 01256

b 角系数X1,20.62

X1,31X1,2J21R10.65.3m21R30，J3Eb

0.1256

RR

0.1256

RR//R

R 13 (T4T4 5.67(5.04 所以 169.08 JER5.675.04169.085.312645.9 J1Eb2Eb3Eb2 R J 12.845.67(3.0)42645.920.95 12 123

1815W R 4145.6741