同济大学传热学真题2003.docVIP

同济大学2003年硕士研究生入学考试传热学考试试题 基本概念题（每题5分，共35分） 何为临界热绝缘直径？ 分析比较Gr和Re的特性和用途。 何为传热过程的一般定解条件？ 简述对流换热过程中的相似理论并说明使用方法。 何为对流换热系数h的微分方程式？ 写出辐射换热表面热阻和空间热阻的定义式，并解释物理含义。 简述辐射换热中角系数定义和特性。 简析题（每题8分，共40分） 1、一维稳态常物性无热源平壁面中的导热过程，在给定第一类边界条件时，温度分布表达式为：t=tw1-(tw1+tw2)x/δ(其中tw1和tw2为两侧壁面温度，x为坐标，δ为壁厚度)，为何式中温度分布无导热系数项？ 2、一直在某球壁中进行径向一维稳态常物性均匀分布热源的导热过程，设内外边界条件均为第三类边界条件，试简析该问题并建立模型求解。 3、某表面接受太阳辐射性能不佳，在涂改颜色后辐射性能大大提高。问该表面放在室内时，不同色彩对辐射换热有何影响？ 4、在逆流布置管壳式换热器中，如果热流体由饱和状态放热到过冷态，冷流体由过冷态被加热到饱和态。试简析这一换热过程，并导出对数平均温差的计算公式。 5、分析在传热表面的两侧分别布置肋表面时，对传热过程的影响有哪些？ 三、计算题（每题15分，共75分） 1、某铜线的直径为3mm，每米长的电阻为0.002欧姆。如果该导线外面包有厚度为1mm和导热系数为0.15W/(m. ℃)的绝缘层，其使用温度为0℃到65℃，求该导线中可以通过的最大电流为多少？ 2、管道内的气流温度可以采用热电偶进行测量。已知管道面的温度为90，气流与热电偶头部间的对流换热系数为50 W/(m2. ℃)，热电偶头部辐射率为0.6，裸露热电偶温度测量值为170℃.试求气流温度以及测温的误差，并分析减少测温误差的方法和传热学原理。 3、在两块小间距平行无限大平板之间进行辐射换热。设其均为慢灰表面，辐射率为0.8，温度分别为527℃和27℃，试求各板的自身辐射、有效辐射、入射辐射、反射辐射和辐射换热量。 4、初始温度为25℃的热电偶放入200℃的气流中，如果欲使热电偶头部的时间常数τ0小于1秒，则热电偶头部的直径应为多少？（时间常数为ρcpV/Fh）。设气流欲热电偶之间的对流换热系数为350 W/(m2. ℃)，热电偶头部温度的参数为：λ=20 W/(m. ℃)，ρ=8500kg/m3 ，cp=400J/(kg. ℃),辐射率ε=0.85，外界温度为25℃，与外界的辐射换热系数为h=25 W/(m2. ℃) 5、某平行壁面之间有常压空气，一测温度为40 ℃，另一侧壁面温度有变化，最小值温度为40 ℃，最大值为80 ℃，球该平行壁面之间的最大与最小换热量的比值。平壁间距为16mm。空气物性参数为常数：λ=0.029 W/(m. ℃)，ν=1.9×10-5m2/s,Pr=0.7。对数换热准则方程：Nu=0.212(GrPr)0.25