2016年传热学期中考试答案

201520161.某一房间维持室内温度tC，假定房间内壁表面温度在冬天和夏天分别为ft7C,tCdxhW/(m2K)为tCw射率为0.912分）解：物体表面与室内空气之间的自然对流换热的热流密度为：qhtt)2W/m（3分）2wfT32273305K,T7273280K,T27273300K（3分）WdW冬天物体与室内壁面之间的辐射换热热流密度为：qTT)0.95.6710(305280)127.94W/m（2分）448442d2夏天物体与室内壁面之间的辐射换热热流密度为：WdqTT)0.95.6710(305300)28.25W/m（2分）448442x2物体在冬天和夏天的热损失分别为：Wxqqq24127.94151.94W/m2dd2qqq2428.2552.25W/m（2分）2xx22.写出空间直角坐标系中的导热微分方程表达式,并根据下列各条件分别简化该方程:(1)导热体内物性参数为常数,无内热源；(2)二维，稳态，无内热源；（310分）tttt((()qc))xxyyzzv（3分）tttt222（1）导热体内物性参数为常数,无内热源；（2分）)a(x2yz22(2)二维，稳态，无内热源；)（2分）tt0()(xxyydt2（3）导热体内物性参数为常数，一维，稳态，有内热源；0q（3dx2v3.什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？（8分）2分）平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用，因为增加了一项导热热阻，从而增3分）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用，虽然增加了一项热阻，但外壁的换热热阻随之减小，所以总热阻有可能减小也有可能增大。（3分）4.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，右侧温度为60℃，请问平板左侧面和中间截面的温度各为多少？为什么？（8分）解：平板左侧面和中间截面的温度各为60℃.（4分）因为qtt0（4分）125.一温度为20℃的圆钢，长0.3m，直径为6cm,热导率为35W/(m.K),密度为7800kg/m，比热容为460J/（kg.K6，温度为1250℃的加热炉时表面3传热系数为100W/(m.K)8002(15分)答:(1)特征尺寸14140.060.3dl22Vlc0.0136m(3分)11A20.060.320.06dld2244(2)用毕渥数判断BM,可以用集中参数法(5分)c(3)通过加热炉所需时间tthAcVexp()exp()tt00s(5分)6(4)圆钢通过加热炉的速度:v0.0122m/s(2分)6.ABCD为其边界，网格划分如图所示，试导出图中节点1,3的节点方程，已知AB边界为绝热的，BC边界为第三类边界条件，边界处流体温度为tf，对流换热系数为h，材料的导热系数λ12分）TTTTTTTT节点3的方程：yyxx0（6分）36323435xxyyTTTTy节点1的方程：y（6分）h1TT)0412xy2f17．空气以1m/s的速度外掠1.5m长平板，板宽为0.8m。已知空气温度tC.f平板表面温度为tCw（15分）解：答(1)特征温度:ttt)50C(2分)1122mwf据此查得:1.093/,2.8310W/(mKv),17.9510m/s,Pr0.698(2分)6kgm3221(2)雷诺数:R5(3分)5106e属于层流.(1分)(3)对流换热系数:N0.644RP0.64483565.50.698165.14(3分)0.51/30.51/3umer2.83102Nh3.12W/(mK)(2分)2ul（4）空气与板之间的换热量：tt)3.121.50.8(7030)149.76W（2分）fw8.强制对流和自然对流有哪几种流态，判断的准则数是什么？给出其具体表达8分）2分）强制对流判断的准则数是R,R（3分）自然对流判eet3断的准则数是G,G（3分）vrr29.对管内充分发展的紊流流动换热，试分析在其他条件不变的情况下，将流体加热相同温升，而流体流速增加为原来的3倍时，管内对流换热表面传热系数有什么变化？管长又有何变化？（12分）NRP（2;0.80.4ufefrf0.80.830.82.41(4分)即表面传热系数增加为原来的2.41倍NUfR2u2ef22hUf1ef111d2根据uhtt