传热学试题与解析-02.docVIP

传热学试题二 一、简答题（每题7分，共21分） 1、近几十年来，地球气温逐年上升，舆论认为原因之一是工业生产生成的大量，等气体排入大气造成的。你能否从传热学的角度对这一观点作出评述。 答：这是一个典型的温室效应现象。工业生产生成的大量，等气体排入大气后形成一层膜，它对光谱的吸收和透过有选择性，它会允许太阳光透过，而地球表面别的物体发出的光谱能量透不出去，从而造成地球气温逐年上升。 2、什么是沸腾传热的临界热流密度？为什么有些换热设备需在加热热流密度低于临界热流密度状态下工作？ 答：核态沸腾与过渡沸腾交界处的热流密度峰值叫做沸腾传热的临界热流密度。对于热流密度可控的传热设备，当热流密度超过时，工况将跳至稳定膜态沸腾，传热温差迅速上升（近1000℃），为保证设备安全运行而不致烧毁，应控制。 3、对流传热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式两者有什么不同之处？ 答：对流传热过程微分方程式描述了局部表面传热系数与 流体温度场的关系；而导热过程第三类边界条件的表达式所表示的是：固体壁在壁面处的导热量等于壁面与流体的对流传热量。 二、已测得三层平壁的壁面温度，，和依次为600℃，480℃，200℃和60℃。试求在稳态情况下，各层导热热阻在总热阻中所占的比例？（18分） 解：由多层平壁导热公式得 上式中 各层导热热阻在总热阻中所占的比例为 讨论：多层平壁的总温度差是按各层热阻占总热阻的比例大小分配到每一层的。 三、采用一个缩小到1/15的模型来研究锅炉炉膛中的流动情况。实际炉膛中烟气的设计流速为，烟气温度为1200℃。问①用20℃的空气；②用20°C的水作试验工质时，模型中流速应保持多大，才能使模型中的流动工况与实物相似。（已知空气在20℃时的运动粘度为，水在20℃时的运动粘度为，烟气在1200℃时的运动粘度为；）（20分） 解：要流动工况相似必须保证模型与实物的数相等，即 于是模型中的流速为 （1）当用20℃的空气时，；烟气在1200℃时，。则 （2）当用20℃的水时，。则 四、半径分别为1和2的同心球组成球壁状真空腔，如图所示。内球上下间绝热，已知上半球温度为500℃，下半球温度为200℃。外球壁绝热。如球面的发射率均为0.8，求内球上、下半球的热流量和。如外球壁不绝热，而维持100℃，求热流量、和。（20分） 解：，， ， （1）外球壁绝热：， ， （2）如外球壁不绝热，而维持100℃ ，， ， 即、、分别为93.7,6.3,-100。 讨论：外球壁改为不绝热后，辐射传热状况发生了变化：上半球的辐射散热量增加为原来的2.23倍；下半球从一个净吸热表面而成为一个净放热表面；球壁则变成一个净吸热表面。 五、定压比热、流量、入口温度℃的流体，在逆流式换热器中被、入口温度℃、流量的流体加热到℃。若传热系数等所有其它条件都不变，而将冷流体加热到℃，问传热面将增加多少？并求两种条件下换热器的效能。（21分） 解：（1）℃时 ?℃ ?℃ ?℃ ?℃ 换热器效能 （2）=800℃时 ?℃ ?℃ ?℃ ?℃ 换热器效能 （3）传热量之比 （4）传热面之比 传热面增加率