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1、传热学试题1一、填空题（共20分，每题2分）1.依靠流体的运动,把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流。2.凡平均温度不高于350°C,导热系数不大于0・12W/（m・K）的材料称为保温材料。3.对应管壁总热阻为极小值时的保温层外径称为临界热绝缘直径。4.格拉晓夫准则的物理意义表征浮升力与粘滞力的相对人小，显示/然对流流态gAtal'对换热的影响：表达式Gr二丫o5.常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断血平均温度，在常热流边界条件卜-呈线性规律变化，在常壁温边界条件下呈对数Illi线规
2、律变化。6.一维常物性稳态导热物体中，温度分布与导热系数无关的条件是超热源。7.不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，节点的显式差分方程是采用温度对时间的•阶导数向前差分方法获得的,此差分方程县逆稳定性条件。隐式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向后差分获得,没有稳定性条件。显式差分格式中温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得&减弱膜状凝结换热的主耍影响因素有蒸汽含不凝结气体、蒸汽流速高1L少液膜重力方向相反。9.在热辐射分析中，把光谱发射率二发射率二常数的物体称为灰体。10.冇效辐射包括发射辐射和反
3、射辐射两部分能。二、判断题，对的画错的画X（共10分，每小题2分）1.换热器中，冷、热流体通过换热器可能经历的最人温差是热流体进II温度与冷流体进口温度之差。（7）2.稳态温度场屮，温度处处是均匀的。（X）3.无论在什么条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。（X）4.当外径为d2的管道采取保温措施吋，应当选用临界绝缘直径dc>d2o（V）5.蒸汽在水平管束外表面膜状凝结换热时，从上面数的第一排管子的平均换热系数最大。（V）三、解释名词与基本概念（20分，每小题4分）I在具冇连续温度场的物体内，过
4、任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线的法线方向上，称过点P的最大温度变化率为温度梯度，温度增加的方向为正。2.接触热阻在两个总接接触的固体之间进行导热过程时，山于固体表而不完全平整的接触产牛的额外的热阻。2.傅里叶准则及其物理意义ar是表征非稳态导热过程的无量纲时间。3.换热器效能表示朮如器屮的实际传热量与理论上最人可能的传热量之比。5・对流换热指流体与固暮之间肓接接触时导热与热对流同时存在的复杂热传递过程1.传热单元数NTU反映换热器传热能力的大小。四、简答及说明题(共40分，每小题8分)1.简述
5、相似原理内容。表述了和似的性质、和似准则间的关系以及判别相似的条件，用相似模型代替实际设备进行试验，从而简化试验规模。2.写出Bi准则，说明(1)Bi=()；(2)BiT8时，无限人平壁内温度随时间变3.化的特征，并作图说明之。Bi=2为什么改变内部流动截面形状会改变换热效果?试用充分发展段紊流公式NUf=0.023Re/8Pr/3解释之。管内流动雷诺数Re=—,d的改变会影响雷诺数，进而影响Nu、hoV4.为什么太阳灶的受热而要做成黑色的粗糙表而，而辐射采暖板不涂黑色?4.试用传热学的理论解释热水瓶保
6、温原理。五、计算题(60分)1.一套管式换热器，假定其传热系数为常数，冷流体的质量流量、比热、进出口温度分别为：().2kg/s、4()()()J/(kg・K)、4()°C和9()°C；热流体的质量流量、比热、进口温度分别为：0.2kg/s、2000J/(kg・K)、200°C。试确定最大可能传热量和换热器总效能(10分)解：由热平衡方程:%心(儿-广1)=%2“2(广2-*2)得热流出口温度最大可能传热量:①丽=5d2)=%"□；)换热器总效能：*止/h?颐图2.如图为一无限大平壁，在其厚度方向X,划
7、分了n・l等份，间距均为心，其中节点n为笫三类边界条件下的边界节点，大平壁中冇一均匀的内热源，内热源强度为％(W/m3),采用M不变的定步长的计算，用热平衡法建立一维不稳态导热时，节点n的节点显式差分方程，并讨论其稳定性条件。(其中p,Cp,九，h,tf皆为常数，为对流表而传热系数，即对流换热系数)(10分)Ar2疋—+W加+竺—_叫伉_-亡）EAAx2显式差分格式稳定性条件:1-2Rax>0,即Fo,=^<-Ajt23.厚度为10cm的人平板，通过电流时大平板单位体积的发热功率为3X104W/m3,
8、平板的一个表面绝热，另一个表面暴露于20°C的空气中。若空气与表面Z间的表面传热系数(即对流换热系数)为60W/(m2.K),平板的导热系数为3W/(m.K),试确定稳态时平板中的最鬲温度。(1()分)由传热微分方程：0・$=亠(兄?]+%得：droxV丿dx2兄卑+%,=0-卑+坐=0->2+乞兀=C]->f+弘x2=c?+C,dx2力ax2Adx212212令兀=(s彳导：w__^F5边界条件：x=0时：—=o->c.=odxH-x=/
