1、1同济大学 1993 年硕士研究生入学考试传热学试题1、二根水平放置的圆管，他们的表面温度相同，长度也一样，粗管直径为细管直径的 10 倍。已知均被空气自然电流冷却，细管自然对流换热的 GrPr=104，试求此两根管子表面对流换热系数的比值及换热量的比值。 （10 分）2、在换热器中一种流体由过热蒸汽冷却成过冷液体，另一种液体无相变，试分析在顺流、逆流条件下二种流体温度沿程变化。此时换热器中的平均传热温差应如何计算？（10 分）3、一面积为 20m2 的平板集热器，对太阳辐射的吸收率为 0.15，表面温度为 60，大气温度为 18，天空的有效辐射温度为-10，板表面的对流换热系数 h=3W/m
2、2.k，太阳队集热器的投射辐射为 800W/m2。如将水从 15 加热到 45，则 1 小时集热器可供多少水量？（已知水的比热 c=4.174KJ/kg.）(10 分)4、水银温度计的芯温泡长 15mm，直径为 5mm，其物性参数=8000kg/m 3，c=430J/kg.k，=10W/m.k 。它的初始温度为 25，将其突然插入温度为120的气流中，温泡表面的换热系数为 95W/m2.k,试问当测温时的过余温度为初始过余温度的 1%和 0.1%，其温度指示值是多少？达到该温度所需的时间为多少？试对计算结果进行讨论。 （20 分）同济大学 1994 年硕士研究生入学考试传热学试题一、问答题（1
3、5 分）1、对于二维稳态导热过程能否将表面对流换热量转换成内热源产生的热量？2、为了增强油冷却器（有水作冷却剂）传热效果，如果用提高冷却水流速的方法，试分析其效果。3、辐射表面特性中什么是漫表面、灰表面，它们之间又有何联系？二、计算题（35 分）1、一外径 d0=300mm 的蒸汽管道，蒸汽温度为 400，管道外包了一层厚度为 65mm 的材料 A，测得其外表面的温度为 40，但材料 A 的导热系数无法查得。为了知道热损失情况在材料 A 外又包了一层厚为 20mm 导热系数 B=0.2W/m.k 的材料 B，测得材料B 的外表温度为 30，内表面温度为 180。试推导未包材料 B 的管道热损失
4、核材料A 的导热系数 A。 （10 分）22、一平板型太阳能集热器的吸热表面对太阳辐射的吸收率为 0.92，表面发射率为 0.15，集热器的面积为 20 m2，表面温度为 80，周围空气温度为 18，表面对流换热的表面传热系数为 3 W/（m 2.k） 。当集热器表面的太阳总辐射照度为 800W/ m2，天空的温度为0时，试计算该集热器所用到的太阳辐射热和它的效率。 （10 分） 书书书 P2503、一根通电流直径为 0.2mm 的金属丝，被 20的空气流以 30m/s 的速度横向垂直吹过，由金属电阻推知此金属丝的温度为 24.5。气流速度发生变化致使金属丝的温度变为26.6，试求改变后的气流
5、速度。 （15 分）同济大学 1995 年硕士研究生入学考试传热学试题一、概念题（每题 6 分）1、试分析流体外掠单圆管时速度边界层的发展情况以及局部对流换热系数变化趋势。2、使用热电偶测量流体瞬时温度时，应如何考虑所选用热电偶的热物性参数、感温接点的几何参数和换热条件等？3、导温系数 a 和导热系数 对对流换热系数 h 的影响有何不同？4、试讨论下面三个准则数的物理意义及应用场合：（1） 普朗特准则数 Pr（2） 施密特准则数 Sc（3） 刘伊斯准则数 Le二、计算题（每题 13 分）1、为在一个 10mm 直径的钢球上，涂一层彩色的装饰膜，需在 75 的炉子中烘烤，然后把它从炉子中拿出来，
6、放在 t=23，u=10m/s 的空气中进行冷却，试计算球温冷却到35时，所需要的时间。已知：铜球的物性参数：=8933kg/m 3，=399 W/（m 2.k） ，c=387kJ/(kg.k)空气的物性参数：t f=23时,=2.61 10-2 W/（m 2.k）=15.3410 -6m2/s =18.2510 -6(N.s)/m2，Pr=0.702tw=55时，=19.8510 -6(N.s)/m2外掠圆球流动换热准则关系式为:Nu=2+(0.4Re 0.5+0.006Re0.64)Pr0.4( f/ w)0.252、一车间内，有一根外径为 170mm，内径为 160mm 的蒸汽通道，管道
7、的导热系数 1=58 3W/（m 2.k） ，在管道外壁覆盖一层保温材料，厚度为 30mm，导热系数 2=0.058 W/（m 2.k） ，蒸汽管道的内侧的内侧表面温度 tw1=350，隔热保温层外表面的发射率=0.9. 已知车间内空气温度 tf=25，对流换热系数 hc=5.6 W/m2.k,周围环境温度ts=27,试求每米蒸汽管道的热损失。同济大学 1996 年硕士研究生入学考试传热学试题一、问答题（20 分）1、短圆柱体在加热炉中被加热时，其最高温度和最低温度各在何处？可采用什么方法来确定这些地点的温度。2、试说明黑体、灰体和实际物体（固体）的辐射特性和吸收特性的异同。3、试绘出顺流时，
8、冷、热流体沿换热面温度变化的曲线：（a） m1c1m 2c2（b） m1c1m 2c2（c） m1c1 为（d） m1c1 为4、试就管内层流和恒壁温工况，讨论在热充分发展阶段内，局部对流换热系数沿管内的变化情况，并分析原因。二、计算题（30 分）1、以水平蒸汽管外包有保温材料，保温材料的表面温度 30，外直径为 200mm 远离蒸汽管的环境温度为 10，保温材料和周围环境之间辐射换热系数 n=4.54W/(m2.k)，试计算每 m 管长散失热量为多少？已知：定性温度 tn=20时的空气物性参数： =2.8310 -2W/(m.k) =17.9510 -6m2/s Pr=0.698横管自由对流
9、换热准则方程：Nu=0.53(Gr.Pr) 1/42、160的油在薄壁套管式换热器中冷却到 60 ，25的水作冷凝剂。油和水的流量均为2kg/s，内管直径为 0.5m. 套管换热器的传热系数 K=250W/m2.k；油的比热容 c1=2.26kJ/kg.k,水的比热容 c2=4.174 kJ/kg.k. 问到达油所要的求的冷却温度所需的长度是多少？此换热器应如何布置才是？4同济大学 1997 年硕士研究生入学考试传热学试题 一、概念题（20 分）1、一大平壁两侧表面温度分别为 t1 和 t2，且 t1t2。试问在下列的稳态导热情况下，平壁内的温度分布曲线的形状是怎样的？平壁材料的导热系数为常数
10、；平壁材料的导热系数随温度升高而增大；平壁材料的导热系数为常数，但平壁内有内热源。2、管内流动到达充分发展阶段的特征是什么？达到热充分发展的特征是什么？3、请说明遮热板的遮热原理。4、传热单元数 NTU 的定义式及其物理意义是什么？一、计算题（30 分）1、直径为 3mm 的钢珠，密度 =7701kg/m 3，比热容 c=0.46kJ/(kg.K)，导热系数=73W/（m.k）,初始温度 t0=500，突然放入.t=20的空气中冷却，钢珠表面与空气间的总换热系数 h=78W/(m2.k)。试计算钢珠冷却到 100所需的时间。2、有一均热炉，炉膛长 4m。宽 2.5m、高 3m. 炉墙和炉底的内
11、表面温度均为 1300，发射率 =0.8 。求敞开炉盖的辐射热损失为多少？若炉口每边缩小 0.2m，其他条件不变，问辐射热损失有何变化?同济大学 1998 年硕士研究生入学考试传热学试题一、 概念题（20 分）1、在换热器中，将肋装在换热系数小的一侧和装在换热系数大的一侧的目的是什么？2、试说明临界热流通量 qmax的确定对沸腾换热设备的安全或经济性有什么重要意义？3、试分析沿着竖平板自由对流时，由底部到顶部各处局部换热系数的变化，并分别分析平板温度高于和低于周围介质温度时的情况。4、用相同的玻璃材料制成若干个不同直径的圆球，把它们加热到同样的温度。此时，如圆球突然被温度为 tf，对流换热系数
12、为 h 的流体冷却，大直径的圆球破裂了。试问：圆球的直径必须满足什么条件才能不破裂？二、计算题（30 分）1、一无限大平壁的厚度为 10cm，两侧壁温为 100和 500，平壁材料的导热系数5=0.099（1+0.002t）W/(m.k).试求在导热系数 = 均 和 =f(t)两种情况下的平壁中心面温度 t.2、由三块边宽都为 2m 的平板，组成一个截面为正三角形的长通道（即垂直于纸面方向的长度很大，以至于长通道两端面的辐射作用可以不计） 。每板的参数如下： 板 1 t1=300, 1=0.6 板 2 t2=30 2=1 板 3 绝热试求每单位长度板 1 的辐射散热量 Q 和板 3 的温度 t
13、3，并画出网络图。同济大学 1999 年硕士研究生入学考试传热学试题一、概念题（20 分）1、分析一个半无限大均质物体的一维非稳态导热问题。已知常物性，导温系数为 a，无内热源，具有均匀的初始温度 t0。边界条件有以下三类：（1）0 时，x=0 处，温度升为 tw，且恒定不变；（2）0 时，x=0 处，有一个恒定辐射热源，热源强度为 qw;（3）0 时，x=0 处，有一股温度为 tf的热流体流过,它的对流换热系数为 h试写出这三类问题的数学表达式，并定性的画出它们的温度分布变化的趋势。2、已知在平板 x 位置处，热边界层内的温度分布 t(y)=a-by+cy2,式中：a,b,c 均为常数，试求
14、局部对流换热系数 hx.3、试述黑体、灰体和实际物体（固体）的辐射特性和吸收特性的异同。4、对于通过平壁的传热过程，当忽略壁的导热热阻时，如已知：（1）h 1=2h2； (2)h1h 2 试写出它们的壁面温度与两侧流体温度之间的关系式，并定性画出温度分布曲线。二、计算题（共 50 分）1、 设计一台 1-2 型管壳式冷油器，壳程内走 30#透平油，油的体积流量为M1=40m3/h( 1=880kg/m3, cp1=1.95kJ/kg.K)，从 t1=57冷却到 t1=45。冷却水在管壳内走（c p2=4.174kJ/kg.k） ，进入换热器的温度 t2=32，温升不大于 4。油侧和水侧的对流化
15、热系数 h1=400W/(m2.k), h2=5000 W/(m2.k)。管壁的导热热阻可忽略不计，水垢的热阻 Qw=0.0002m2.K/w，油垢的热阻 Ro=0.0002m2.K/w，换热器-的平均温差修正系数 t =0.97.试求所需的面积 F 和冷却水量 G2.2、 A 和 B 两种材料组成一个复合平壁（如图所示） 。材料 A 会发热，q v=1.5106W/m3, 6 A=75W/m.k, A=50mm；材料 B 不发热， B=150W/m.k, B=20mm。材料 A 的外侧为绝热面，材料 B 的外侧由水进行冷却，t f=30, h=1000W/(m2.K).试求稳态情况下，复合平
16、壁内的温度分布 t2、绝热表面的温度分布 t1与冷却表面的温度 t3。同济大学 2000 年硕士研究生入学考试传热学考试试题 A一、概念题（每题 5 分，共 40 分）1、一个常物性、无内热源、厚度为 L 的平壁，初始温度为 t1，突然在 x=L 处的表面，受到温度为 tf的流体加热，对流换热系数为 h，而在边界 x=0 处则完全被绝热。 （1）试在 t-x 坐标图上，定性画出下述情况下的温度分布：初始状况（0,b(mc)2, （mc） 1T2T ，板与周围流体的对流换热系数为 h，板的导热系数为 ，板的横截面积为 f，横截面的周长为 U，试推导出板的温度；板的散热量。 （15 分）五、已知两
17、个相互垂直的正方形表面的温度分别为 T1=103K，T 2=500K。如图所示，其黑度分别为 1=0.6， 2=0.8，该表面位于一绝热房间内，试计算表面与表面之间的角系数 X1,2及两表面之间的净换热量 Q. （20 分）六、一冷凝换热器壳程为膜状凝结换热，工质温度为 80，冷凝换热系数为 104W/(m2k),管程为一根蛇形管，管内径为 20mm，壁厚为 3mm，管壁导热系数为 100W/(m.k).总污垢热阻为0.001m2.K/W,管内流冷却水，流速为 2m/s，入口水温为 20，出口水温为 60，试计算换热器传热系数和所需管长。 （10 分）水的热物性：温度 密度 导热系数 比热 粘
18、度 kg/m3 W/(m.) kJ/（kg.k） Kg/(m.s)20 998.2 59.910-2 4.183 100410-640 992.2 63.510-2 4.174 653.310-660 983.1 65.910-2 4.179 469.910-6管内紊流强制对流换热的关联式为：Nu f=0.023Ref0.8Prfn加热流体时 n=0.4,冷却流体时 n=0.3.同济大学 2001 年硕士研究生入学考试传热学试题 B一、基本概念思考与分析（每题 8 分）1、试定型画出在如图所示的多层复合平壁中，进行一维导热时的温度分布曲线。设每层厚度相等，即 1= 2= 3= 4， 1= 2
19、3, 3tw2.2、运用雷诺比拟理论求解管内对流换热时，其最简单的准则方程式为：St=f/8.试问使用该公式的条件有哪些？3、在对流换热的理论分析和实验研究过程中，当流体流过各种非圆形流道时，采用当量直径（或水力直径）来表示其流道截面。试计算如图所示的环形通道（即外径 D 与内径 d10之间的夹层）和流体只占半管道截面流动时的当量直径。4、在一块竖壁面上进行凝结换热时，其换热过程可以采用怎样的无量纲准则数的准则关系式表示和进行分析？5、在某传热过程中，热量自高温物体一侧穿过壁面传递到另一侧的低温物体处。该过程中壁面为平壁，且是一维无内热源的，两侧的换热系数均为常数。低温侧的流体的温度保持为常数
20、，如果高温侧流体的温度作周期性变化，设分析传热量能否采用如下公式进行计算：Q=FK（t f1-tf2） K=(1/h 1+/+1/h 2)-1式中：F 为传热面积，K 为换热系数，h 1和 h2为两侧的对流换热系数， 和 分别为平壁的厚度和导热系数，t f1和 tf2为两侧流体的温度。二、计算题（每题 15 分）1、有一圆型直肋（如图所示） 。其外侧总换热系数为 h,流体的温度为常数 tf,直肋高为 L，直径为 d，导热系数为 ，肋根的温度为 t0.求该肋顶部的温度和总散热量。 （设肋顶端绝热，无热源稳态一维导热）2、试用热辐射过程中的维恩位移定律求太阳的最大辐射力及相应的波长。设太阳为黑体，
21、表面温度为 5700K，辐射过程中的物理参数为：普朗克第一常数为 C1=3.743108W.m 4/m 普朗克第二常数为 C2=1.439104m.K3、试计算两块无限大平板之间的空气的自由对流换热的热量。已知条件：平板平行水平放置，热面在下，其温度为 t1=65,冷面在上，其温度 t2=25，夹层的间隙宽度为=40mm。空气的热物性参数为：=2.79510 -2W/m,=3.1410 -3s-1,=19.3510 -6J/m2,=1.111kg/m 3,Pr=0.698.水平放置平行平板之间的换热关系式为：Nu=c(GrPr) n: 1700D).同济大学 2003 年硕士研究生入学考试传热
22、学考试试题一、基本概念题（每题 5 分，共 35 分）1、何为临界热绝缘直径？122、分析比较 Gr 和 Re 的特性和用途。3、何为传热过程的一般定解条件？4、简述对流换热过程中的相似理论并说明使用方法。5、何为对流换热系数 h 的微分方程式？6、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。7、简述辐射换热中角系数定义和特性。二、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/(其中 tw1 和 tw2 为两侧壁面温度，x 为坐标， 为壁厚度)，为何式中温度分布无导热系数项
23、？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
24、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
25、数 0小13于 1 秒，则热电偶头部的直径应为多少？（时间常数为 c pV/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：=20 W/(m. )，=8500kg/m 3 ，c p=400J/(kg. ),辐射率 =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：=0.029 W/(m. )，=1.910 -5m2/s,Pr=
26、0.7。对数换热准则方程：Nu=0.212(GrPr) 0.25 同济大学 2004 年硕士研究生入学考试传热学试题一、基本概念题（每题 5 分，共 40 分）1、何为管内流动的充分发展阶段？2、解释名词“表面有效辐射”和“投射辐射” 。3、写出 Nu 和 Bi 的定义，并说明其含义和用途。4、用热电偶测量流体瞬态温度，应该如何选择热电偶材料、尺寸和换热条件？5、哪些因素对蒸汽凝结换热有影响？为什么？（简述之）6、什么是集总参数法？7、什么是大空间自然对流换热？什么是有限空间自由对流换热？这与强制对流换热中的外部流动级内部流动有什么异同？8、试述黑体、灰体、实际物体的辐射和吸收特性。二、简答题
27、（每题 7 分，共 35 分）1、在一块竖壁面上进行凝结换热时，其换热过程可以采用怎样的无量纲准则数的准则关系式表示和进行分析？2、运用雷诺比拟理论来求解管内对流换热时，其最简单的准则关系式为：St=f/8.试问使用该公式的条件有哪些？3、二维无内热源稳态导热问题，网格划分如图 1 所示。试导出图中节点 2 的节点方程。已知顶部温度为 tf,对流换热系数为 h，材料 A 的导热系数为 A，材料 B 的导热系数为 B。4、试比较 -NTU 法和 LMTD 法的异同点。145、以壁面温度为 60的水平圆柱为例，当温度为 20流体作自然对流换热时，在定型尺寸相同的情况下，试讨论空气和变压器油的自然对
28、流换热系数 h 的相对大小。已知：对于水平圆柱，层流时自然对流换热准则方程为 Nub=0.48(GrmPrm)0.25.空气在定性温度 tn=40时的物性参数： a=0.0276W/（m.K） c pa=1.009KJ/(Kg.K) a=1.12367kg/m2 a=16.9710-6m2/s a=3.210-3变压器油在定性温度 tn=40 时的物性参数： o=0.123W/（m.K） c po=1.993KJ/(Kg.K) o=852kg/m2 o=16.710-6m2/s o=0.6910-3三、计算题（每题 15 分，共 75 分）1、一长为 L 的薄板，两端分别接于温度为 T1和 T
29、2的墙边上，如图 2 所示。板以对流换热方式将热量传给温度为 T 的周围流体，假定 T1T2T ,板与周围流体间的对流换热系数为 h，板的导热系数为 ，班的截面积为 f，横截面的周长为 U，试推导出板的温度分布;板的散热量2、试用热辐射过程中的韦恩位移定律求太阳的最大辐射力以及相应的波长。设太阳为黑体，表面温度为 5700K，辐射过程中的参数为：普朗克第一常数为 C1=3.743108W.m 4/m 普朗克第二常数为C2=1.439104m.K3、 设有一直肋（如图 3 所示） 。其外侧的总换热系数为 h，流体的总换热系数为 tf,直肋高度为L,导热系数为 ，肋根的温度为 t 。试求该肋顶端的
30、温度和总散热量（设肋顶端绝热，无内热源一维稳态导热）4、已知两个相垂直的正方形表面温度分别为 T1=103K,T2=500K.如图 4 所示，其黑度分别为 1=0.6， 2 =0.8，该两表面位于一绝热房间内，试计算表面与表面之间的角系数 X1,2以及两表面的净换热量 Q。5、在一个蒸汽-空气热交换器中，采用干饱和蒸汽来加热空气，设空气的流量为 5kg/s，空气的初始温度为 15，干饱和空气的饱和温度为 135.换热过程中的传热系数为 40 W/（m 2.K） ，换热器的换热面积为 55m2,空气的比热 cp=1005J/(Kg.K)。试求：换热器中的流体的温度随换热面积的变化曲线；15换热器
31、中的空气出口温度和热交换器的热交换量同济大学 2005 年硕士研究生入学考试传热学考试试题一、基本概念题（每题 5 分，共 40 分）1、写出 Pr 和 Gr 的定义并说明其含义和用途。2、试说明大空间饱和沸腾曲线曲线各段的沸腾状态。定性解释 q 随t 变化的规律。3、解释名词：角系数。并说明角系数的性质。4、具有辐射和吸收能力的气体，它们的发射率和吸收率受到哪些因素的影响？5、试分析比较蒸汽在竖直壁面上的膜状凝结换热过程与热空气在竖直壁面附近被冷却作自由流动时的换热过程之间有何共同点？又有何区别？6、试分析在传热壁面上加肋，可到达哪些传热要求？7、简述玻璃温室保温的原理（限 50-70 字）
32、 。8、在换热器热计算中，为什么要采用对数平均温差法，而不是采用算术平均温差法？并简述采用对数平均温差法进行换热器校核计算的过程。二、简答题（每题 7 分，共 35 分）1、如图 1 所示，这是一个直径为 d，长为 1 的圆棒状伸展体一维稳态导热过程问题，试写出该伸展体向周围空气散热量 Q(w)的微分和积分计算式，假定该伸展体温度分布用 t=t(x)表示，材料导热系数为 ，换热系数为 h，空气温度为 tf.2、如果管径、流速、和传热温差都相同，试判断下列各问题中的两种换热情况，何者的对流换热系数最大？并解释原因（1）空气在竖管内自下往上流动被加热和空气在竖管内自上往下流动被加热（2）油在竖管内
33、自下往上流动被冷却和油在竖管内自上往下流动被冷却（3）水在竖管内自上往下流动被冷却和水在横管内被加热 （4）水在水平管内受迫流动被加热何和在弯管内受迫流动被加热3、试述遮热板的遮热原理。4、有均匀内热源的无限的平板稳定导热条件及温度分布如图 2 所示。(1)画出 q1及 q2的方向；（2）比较 q1及 q2的大小；（3）比较 h1及 h2的大小。5、在某传热过程中，热量自高温流体一侧穿过壁面传递到另一侧的低温处。该过程中壁面为平壁，而且是一维无内热源的。两侧的换热系数均为常数，低温侧的流体温度保持常数。如果16高温侧的流体的温度作周期性变化，试分析传热量能否用如下的公式进行计算：Q=FK（t
34、f1-tf2） K=(1/h 1+/+1/h 2)其中：F 为传热面积，K 为传热系数，h 1和 h2为两侧的对流换热系数， 和 分别为平壁的厚度和导热系数，t f1和 tf2为两侧的温度。三、计算题（每题 15 分，共 75 分）1、薄壁球空壳内表面 F2包围着另一球体表面 F1，组成了封闭空间。已知两表面的发射率分别为 1= 2=0.8,直径 d1=0.125m,d2=0.5m,表面 F1的温度为 t1=427，表面 F2的外侧空气温度为 t2=37。设表面 F2的外侧对流换热量为同侧的辐射换热量的 5 倍。试计算表面 F1 和表面 F2之间的辐射换热量。 （不计封闭空间的对流换热及薄壁球
35、的导热热阻）2、水以 2.5m/s 的速度，在内径为 20mm、长度为 3m 的管内流动，进口处水温为 20，管壁温度保持在 40，试确定出口处的水温。水在定性温度 t=25时的物性参数：=0.609W/（m.k） c p=4.178kJ/(kg.k) =997kg/m 3=0.90610 -6m2/s f=90310-6kg/(m.s) Prf=6.22 w=653.310-6kg/(m.s) Prw=4.31管内受迫对流准则关联式：Re=1041.210 6 Nu=0.023Ref0.8Prf0.4Re2200 Nu=1.86RefPrf(d/f)(1/3)( f/ w)0.14Re=22
36、0010 4 Nu=0.012(Ref0.87-280)Prf0.41+（d/L） (2/3） (Prf/Prw)0.113、试推出二维稳态导热时如图 3 所示拐角节点（i,j）能量守恒表达式即有限差分方程式。已知右侧壁绝热；顶点处于温度为 tf、换热系数为 h 的冷流体环境，同时受到外界热辐射qr(W/m3)照射；有内热源 Qr(W/m3)；网格x=y；材料导热系数为 。4、用热电偶测量气流温度，通常把热电偶接点近似看成一个圆球体。已知气流与热电偶接点的h=400W/（m 2.k）,热电偶的物性参数为：c=400J/(kg.k)、=8500kg/m 3,热电偶接点的时间常数 =1s,试确定（
37、1）热电偶接点的直径 d；（2）如果把初温为 t0=25的热电偶放在温度为 t =200的气流中，问：当热电偶显示温度为 t=199时，其需要经历多长时间 。5、有一卧式单流程蒸汽冷凝器，冷凝蒸汽量 G1=1000kg/h,从干饱和蒸汽凝结为饱和水。蒸汽温度 t1=200，汽化潜热 r=2257kJ/kg.冷凝管为 n=30 根、直径 d=20mm 的薄壁铜管（导热17热阻不计） 。已知冷却水流量 G2=20000kg/h，进口水温为 t2=20，冷凝侧 h2=16000W/(m2.K),污垢热阻 r=210-4(m2.k)/W,求冷凝管长度 L(已知管内紊流换热准则式 Nuf=0.023Re
38、f0.8Prf0.4,水的物性参数为 cp=4.178kJ/(kg.k), =0.80510 -6m2/s, Prw=5.42, =0.618W/(m.k), =996kg/m 2.)CY-1一、分析计算题1、某球壁面内有均匀分布的内热源 qr(W/m3),导热系数为温度的线性函数（= 0（1+at） ， 0和 a 均为常数） ，球壁面的内侧壁面温度 tw1为常数，外侧给定第三类边界条件，换热系数 和温度函数 tf均为常数。试求在球壁面内进行一维径向稳态导热过程时的温度分布及换热密度分布。 （15 分）2、试推导证明纵掠平壁面能量交换的雷诺类比公式：St=Nu/(RePr)=C f/2.（15
39、 分）3、试求二维空间任意两个凸表面 F1和 F2间的辐射热交换的角系数。其中 a,b,c 分别为凸表面 F1和 F2的边界点，如图所示。 （8 分）4、已知已知某表面的单色吸收率 2随波长的变化关系如图 4a 所示，该表面的投射单色辐射 G2随波长的变化图 4b 所示。试计算该表面的全色吸收率 。 （15 分）5、一个逆流式套管散热器，其中油的问温度从 100冷却到 60，水由 20到 50，传热量为 2.5104W，传热系数为 350 W/m2.k，油的比热 2.13 KJ/kg.，求换热面积为多少？如果计入换热器表面污垢热阻 0.004m/W，流体入口温度不变，此时换热器的传热量和流体出
40、口温度为多少？（15 分）二、讨论题（每题 8 分）1、试讨论视觉色彩与热辐射吸收率和辐射绿的关系。2、根据导热机理讨论金属材料的导热系数随温度的变化关系。3、进行单相流体受迫对流换热过程模拟实验时，如何确保两个实验相似？4、试分析换热器中的传热过程中，热阻的主要来源以及加强传热可以采取的措施。CY-2一、概念题1、试述努谢尔特数 Nu 和毕渥数 Bi 的物理含义，并作比较。182、分析传热过程中污垢热阻对传热系数的影响。3、分析下表中四个工况下的对流换热过程的相似性。如要使相似，应如何调整或改变表中的参数？工况 管型 介质 Re Pr 边界条件A 圆管 水 3000 1.2 第一类边界条件B
41、 圆管 油 3000 2.5 第二类边界条件C 方管 水 3000 3.2 第三类边界条件D 三角型管 盐水 3000 12.5 第四类边界条件6、在计算有气体介质的两个物体之间在某波长范围内辐射换热时，有人认为：“因其间存在气体介质，故必须计及气体辐射的影响，或建立气体和两个物体辐射换热的联立方程进行求解” 。试分析这一说法是否肯定正确。7、画出换热器顺流和逆流换热过程中流体温度随传热面积变化的关系图。并导出平均温度差的计算公式。三、计算题1、对某热水管道进行保温设计时，已知所选的石棉材料的导热系数 =0.11W/m 2,保温外部与外层空气的对流换热系数 h=12 W/m。如果热水管的外径为
42、 16、18 和 40mm，在内外温差为 80下，要求散热量 q 小于 80W/m 时，问如何选管径和保温层厚度？2、一根直径为 1mm 和长度为 100mm 的金属丝，初温为 20，突然置于 500的空气中。设金属丝与外界的表面换热系数 25W/m2，求金属丝温度达到空气的 95%温度值所需要的时间。3、计算如图所示 A 和 B 两个物体表面之间的辐射换热角系数。其中：a=b=0.5m,h=1.0m.4、水以 1.5m/s 的流速通过内径 20mm 和长度 5.5m 的管子，压降为 42mmHg，管壁平均温度为 80，管内水的平均温度为 55，试由雷诺类比律求管内对流换热系数。已知水的物性参
43、数为 =985kg/m 3,=0.51710 -6m2/s,Pr=3.27,cp=4177J/kg. CY-3一、基本概念题1、写出下列参数的定义式，并说出其物理含义a. 导热系数 19b. 对流换热系数 hc. 圆筒壁面传热系数 Kd. 努谢尔特数 Nube. 普朗特数 Pr2、与固定不透明壁面相比，气体辐射换热有何特点？3、分别计算下列流道中的水力当量直径：正方形通道：边长 a 夹层通道：间距 b=r2-r1二、计算分析题（任选两题）1. 某一长方体金属块的尺寸为 152015mm3,密度为 =8666kg/m 3, =26W/m 2 cp=343W/kg.初始温度为 600，放入 50的
44、大油池中进行冷却处理，设油池中的对流换热系数为 450W/m2，求该问题冷却到 120所需要的时间。2. 二块平行无限大平壁的表面发射率分别为 1=0.25 和 2=0.5，他们中间放置两面辐射率均为 3=0.05 的遮热板，如果平板的温度分别为 t1=250和 t2=50.试求两板之间的辐射换热量以及家遮热板后辐射换热减少的百分比（不计热传导和对流换热）4、在单流程逆流式换热器中，用高温烟气加热水。高温烟气的流量为 13Kg/s,比热容为1010 W/kg，进口温度为 427，水的流量为 12kg/s，比热为 4179 W/kg，温度由27升到 87。换热器的传热系数为 900W/m2，试求
45、高温烟气的出口温度及换热器的传热面积。CY-41、流体与两平行平板间的对流换热如下面两图所示。试画出两种情况下流体温度分布曲线（注：直接画在下面两张图上） （4 分）（1）q w1=0 (2)qw1=qw22、对于右图所示几何结构，试导出从沟槽表面发出的辐射能中落到沟槽外面的部分部分所占的百分数计算 式。设在垂直纸面方向为无穷长。 （5 分）3、两块不同材料的平板组成如图所示大平板，两板的面积分别为 F1和 F2，导热系数分别为 1 2.如果该大平板的两个表面分别维持在均匀的温度 t1及 t2.试导出通过该大平板的到热量 Q 的计算20式。 （5 分）4、某一瞬间，假定一厚度为 的无限大平板的
46、温度分布可表示成 t=c1x2+c2的形式，其中 c1和 c2为已知常数。试求（1） 导出此时刻在 x=0 表面处的热流密度 q|x=0=0（2） 证明此时刻平板的平均温度随时间的变化率 t/=2ac 1，这里 a 为平板材料导热系数。 （15 分）5、q=1000W/ m 2的热流密度沿 x 方向通过厚 =20mm 平板（见右图） 。已知在 x=0,10 及 20mm 处温度分别为 100，60及 40.试据此数据确定平板材料导热系数= 0（1+b t）( t 为平均温度)中的 0及 b.（18 分）8、室温为 t =10,大房间有一根 d=10cm 烟筒，其竖直部分已知空气的物性数据=1.
47、06kg/m 3, =0.029W/m 2 =18.9710 -6m2/s,Pr=0.696.大空间自然对流换热实验准则式为 Nu=C(GrPr)n,式中系数 c 及指数 n 见附表一。 （20 分） 附表一 Nu=C(GrPr) n中的 c 和 n系数 c 及指数 n加热表面的形状及位置 流态 c n适用范围(GrPr)竖平板 层流 0.59 0.25 104-109竖圆柱 紊流 0.10 1/3 109-1013横圆柱 层流 0.53 0.25 104-1099、一燃烧试验设备的壁面上安置了一小块直径 d=5cm 圆形耐热玻璃，其穿透率 =0.9，反射率 =0，黑度 =0.3，如果燃烧温度
48、 Tg=727，设备的环境温度 T =20，外表的对流换热系数 h=9.6W/(m2)，试导出耐热玻璃的能量守恒式，并据此计算玻璃的温度 Tw及其散热量 Q，假定玻璃的温度时均匀的.(18 分)10、 有一逆流式套管式冷油器，冷却水流量 Gc=230kg/h，进水温度 tc=35，热油进口温度 th=120，传热面积 F=1.4m2，传热系数 k=280 W/m2。如果油的出口温度 th不允许低于 60，冷却水的出口温度 tc不得高于 85。试计算冷油器每小时所能冷却的最大油流量 Gh。已知水的 cpc=4.17kJ/kg，油的 cp=2.1kJ/kg. (15 分)2006 年真题21一、 基本概念题（每题 5 分，共 40 分）1.何为傅里叶定律及其物理意义？2.肋片效率的概念，以及提高肋片效率的措施。3.对流换热微分方程与第三类边界条件方程的区别。4.何为膜状凝结、珠状凝结，以及两者的
