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2008年硕士研究生入学试题 考试科目: (811)传热学 (答案必须写在答题纸上,写在试题或其他纸上无效) 一．填空：（每空1.5分，共15分） 1．傅里叶导热定律的数学表达式是 2．蒸汽在温度低于其饱和温度的壁面上有两种凝结形式,即膜状凝结和 的表面传热系数更大些。 3．当Pr1时，热边界层的厚度 4．n个等温、常物性表面构成的封闭系统，此系统一共有 个角系数。 5． 在工业上常见的温度范围内，H2H2O、N2CO、CO2O2、中，不参与辐射换热的气体有 。 6．加肋后的总面积与未加时的表面之比称为 7．效能的定义式 ；传热单元数的定义式 。 1. 有人求出一个二维稳态常物性无内热源导热问题的解为t=50x3y-2你认为正确？为什么？大于冷流体的。（1）画出冷、热流体温度随面积A的变化曲线；（2）写出其对数平均温差计算式。 三、计算 1．蒸汽直管道的外径为150mm准备包两层厚度都是25mm的不同材料的保温层，a种材料的导热系数为0.04W/(m.K)；b种材料的导热系数为0.1 W/(m.K).若温差一定，试问两种材料哪种放在里层保温效果更好？计算两种情况换热量相对大小？（12分） 2．30℃的大铜板，被置于400℃的炉中加热10分钟后，测得铜板温度上升到150℃，已知铜板两侧与周围环境间的表面传热系数为125w/(m2.k)，铜板的(=8440kg/m3；Cp=377J/(kg.k)；(=100w/(m.k)，试计算铜板的厚度？（11分） 3．流量为0.3kg/s的水在内径为20mm的管内流动，并使水从100℃冷却到60℃，管内壁平均温度为50℃，试计算所需管长L？15分）1和2间，插入一块很薄且两侧表面发射率不相等的第三块平板。已知1表面温度为327℃发射率为0.5；2表面温度为127℃发射率为0.8；若3板两侧发射率分别为0.6和0.2。（1）画出该系统网络图；（2）1、2板间单位面积辐射换热量；（3）若3板材料的耐热温度为260℃，应把哪面朝向1表面？（20分） 压力为1.013×105Pa的饱和水蒸气在高30的竖壁上凝结，壁面温度保持80℃，凝结（131-2型管壳式换热器用来冷却润滑油，冷却水在管内流动,水的入口温度为30℃、出口温度为50℃，水流量为3kg/s。热油入口温度为100℃、出口温度为60℃，温差修正系数为(=0.97，传热系数为350w/(m2.k)，油的比热为2148J/(kg.k)。试计算：（1）油的流量；（2）传热量；（3）所需传热面积。（15分） 7．图中所示的有内热源、常物性的二维导热区域，一个界面为绝热，其余界面与温度为tf℃的流体发生对流换热，其表面传热系数为h W/(㎡.k)，内热源为W/m3.，试列出节点1、5、8的离散方程式9分）（沿y方向节点间距离为Δy；x方向节点间距离为Δx） 1 2 3 4 7 6 8 9 y x 附：部分计算公式 管内强制对流实验关联式 竖壁膜状凝结平均表面传热系数 膜状凝结时的雷诺数 水的物理性质表 t℃ ρ kg/m3 λ×102 w/(m.k) η×106 kg/(m.s) r kJ/kg Cp KJ/(kgk) 80 971.8 67.4 355.1 2309.0 4.195 90 965.3 68.0 314.9 2283.1 4.208 100 958.4 68.3 282.5 2257.1 4.220 注p=1.013×105 Pa 对应的饱和温度为100℃。 08年传热学硕士研究生入学试题答案 一、填空 1．2．3．4． 5．、 6．7． ； NTU= 二、回答问题 1．答： 二维常物性稳态无内热源的导热微分方程为 而所以不是二维常物性稳态无内热源导热问题的解。 2．答：肋片应加在表面传热系数较小的一侧会更有效。因为强化传热要从较大的热阻环节入手， 因为加肋片后所以等于提高了较小侧的表面传热系数，从而有效的提高了传热系数k.。 3．答：气体辐射特点有：1. 2..对波长有选择性 3.在整个容积内辐射及吸收。 污染气体、 、等气体对太阳射向大气层的可见光没有吸收和辐射能力，全部