04-05学年热能专业传热学试卷a卷

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1、一、选择、填空与画图：（每题4分）1．一个三层材料组成的无限大平壁，各层材料厚度相同，导热系数均为常数，各层均无内热源，λ2＞λ1＞λ3，该多层平壁为稳态导热。求：（1）各层平壁的导热量Q1、Q2、Q3的相对大小。（2）若ｔ1＞ｔ4，画出该多层平壁内温度分布线2．写出二维导热、无内热源时平直边界上节点（m,n）的离散方程（取Δx=Δy）： 3．对于油、空气及液态金属，分别有Pr>>l、Pr≈l及Pr<

2、流换热公式：⑴　Ｎuf＝1.86Ｒef1/3Prf1/3(d/L)1/3(ηf／ηw)0.14⑵St·Pr2/3＝Cf／2⑶　Ｎu＝0.59(ＧrＰr)1/4⑷h＝0.664Ｒe0。5Pr0。333λ/L⑸h=0.943{grρ2lλl3/[ηlL(ts-tw)]}1/4(6)h＝C1Δt2.33p0.5其中：流体自由流动时，与垂直壁面间对流换热关联式是：。流体管内受迫流动时，与壁面间对流换热关联式是：；流体横掠过平板时动量交换与热量交换类比定律是：；大空间饱和沸腾换热关联式是：5．肋片在垂直气流速度方向上开若干切口，（如图示）可强化对流

3、换热，其理由是。6．两垂直表面的角系数可否表示为：X3，1+2=X3，1+X3，2()X1+2，3=X1，3+X2，3()如有错误，请予以改正。第5题图第6题图7.画出一个大气压下水在大空间饱和沸腾时的饱和沸腾曲线，将曲线分区并标出名称，工业设备中沸腾常处在。其中横坐标Δｔ=。二、名词解释：（每题4分）1.膜状凝结2.定向发射率(写出定义式)三、在温度为260℃的壁面上伸出一根纯铝的圆柱形肋片，直径d=25mm，高H=150mm。该柱体表面受温度tf=16℃的气流冷却，表面传热系数h=15w/(m2·K)。肋端绝热，试计算该柱体的对流散热

4、量。如果把柱体的长度增加一倍，其他条件不变，柱体的对流散热量是否也增加一倍?从充分利用金属的观点来看，是采用一个长的肋好还是采用两个长度为其一半的较短的肋好?(纯铝的导热系数λ=240W／(m·K))（16分）四、一热电偶的热接点可近似地看成为球形。初始温度为25℃，后被置于温度为200℃的气流中。问欲使热电偶的时间常数τc=1s，热接点的直径应为多大?热接点的直径确定后，热接点的过余温度达到初始过余温度的1%需要多长时间？如果气流与热接点之间还有辐射换热，对所需的热接点直径之值有何影响?热电偶引线的影响略而不计。已知热接点与气流间的表面

5、传热系数为350w/(m2·K)，热接点的物性为：λ=20W／(m·K)，c=400J/(kg·K),ρ=8500kg/m3。（16分）五、一输送冷空气的方形截面管道，水平地穿过一室温为28℃的房间，管道外表面平均温度为12℃，截面尺寸为0.3m×0.3m。试计算每米长管道上冷空气通过上、下表面的自然对流从房间内带走的热量。注意：冷面朝上相当于热面朝下，而冷面朝下则相当于热面朝上。对均匀壁温情形，水平板热面朝上时有：Nu=0.54(Gr·Pr)1/4(1.43×104

6、×107

7、℃，顶棚表面温度为12℃，房间四周的墙壁均是绝热的，所有表面的发射率均为0.8，①画出该系统的辐射换热网络图。②写出各表面角系数,X1,2,X1,3,X2,3。(地面-1，顶棚（天花板）-2），墙壁-3)③算出顶棚和地板的净辐射换热量。（16分）（4分）（2分）（3分）影响是在相同时间常数下，直径d可以有所增加。（1分）五、解：水平板面：定型尺寸L=A/P=0.3*L/（2L）=0.15(m)（2分）定性温度tm=(tw+tf)/2=(12+28)/2=20℃（2分）（3分）管道下表面:Nu=0.54(Gr·Pr)1/4=0.54×(7.

8、963×106×0.703)1/4=26.26（2分）管道上表面:Nu=0.27(Gr·Pr)1/4=0.27×(7.963×106×0.703)1/4=13.133（2分）管道上表面;h=N