1、河北工程大学二一六年硕士研究生入学考试试题 试卷卫考试科目代码807 考试科目名称 传热学I所有答案必须写在答题纸上,做在试题纸或草稿纸上无效。一、解释下列名词与概念(共 分,每小题2分)1.温度场;2。导热系数;3.普朗特数Pr ;4。温度边界层;5。黑体;6.发射率;7.重辐射表面;8。辐射强度;9。表面热阻;10。换热器的效能。二、简要回答下列问题(共钔分,每小题4分)1.瞬态导热过程中,温度场的变化可以分为哪三个阶段?2.同一房屋外墙内、外表面的的对流换热系数是否一样,为什么?3.如图2所示,两层平壁内为一维稳态导热,其温度分布如图2乇所示,导热系数1,2均为常数。试确定q 1、和q
2、J的相对大小。4.比渥(Bi )准则与努谢尔特准则(Nu )有何异同?5.两物理现象相似的条件?6.管内强制对流换热,为何采用短管和弯管可以强化流体的换热?7.为什么蒸汽中含有不凝结气体会影响凝结换热的强度?8.北方冬季晴朗的夜晚,测得地面附近空气温度高于摄氏零度,但有人却发现地面上有水的地方结有一层薄冰,试解释原因(不考虑水表面的蒸发)。9.测量锅炉炉膛烟气温度时,为什么采用遮热罩抽气热电偶可以减少测温误差?1。 增强传热的方法主要有那些?三、计算(共g O分,各题分数见每题标注)1.(15分)一蒸汽锅炉炉膛中的蒸发受热面管壁受到温度为10OO的烟气加热,管内沸水温度为2O0,烟气与受热面管
3、子外壁间的复合换热表面传热系数为100w /(m 2。k ),沸水与内壁间的表面传热系数为s O00w /(m 2.k ),管壁厚61u l l ,管壁赳2l T/l m K),外径为52n l In 。试计算下列三种情况下受热面单位长度上的热负荷:(1)换热表面是干净的;(2)外表面结了一层厚为1n l m 的烟灰,其司。OB W/Cm K);(3)内表面上有一层厚为2m I1l 的水垢,其 丬W/K)。逐 日2-1图2-2共上 页 第 页2.(15分 )将初始温度为80,直径为z O1l m 的紫铜棒,突然横放于气温为z O,流速为12m /s 的风道中,假定紫铜棒与气体之间的表面换热系数
4、为 h 司3.2W/(m 2),求多长时间后紫铜棒的表面温度降为34? 已知紫铜的密度为p 司954k g /m 3,比热Cp =383.1J/(Kg ),导热系数司g s w /(m )。3.(15分)在一台缩小成为实物1/8的模型中,用的空气来模拟实物中平均温度为 0空气的加热过程。实物中空气的平均流速为6.03m /s ,问模型中的流速应为若干?若模型中的平均表面传热系数为 195W/(m 2K),求相应实物中的值。 在这一实物中,模型与实物中流体的Pr 数并不严格相等,你认为这样的模化试验有无实用价值?(空气 在 时 的 物 性 为: v l =15.06106酽/s ,F2.5910
5、2W/k ),Ph =o .z O3;空气在 0时的物性为: v 2司4.8510/s ,2司。9310叼W/(m k ),Pr 2=0.680.)4.(15分)一水平放置的正方形太阳能集热器,边长为1.1m ,吸热表面直接暴露于空气中,其发射率句。2,其上无夹层,对太阳能的吸收比s =0.9,当太阳的投入辐射G=g O0W/m 2时,测得集热器吸热表面的温度为90,此时环境温度t s 为30,天空可视为温度t 为23K的黑体。集热器效率定义为集热器所吸收的太阳辐射能与太阳投入辐射之比。求:此集热器的效率。(计算时定性温度t m 按照60考虑,其物性为: v =18。昕 10韦俨/s ,甥。9
6、10 W/【m k ),Pn =0.696。太阳能表面与空气的对流换热可按照 :Nu =o .16Gr Pr ,l /3计算。其中 Gr =g (t t s )3/(v 2)。)5.(15分)两平行大平壁的发射率均为 l l 。4,它们中间放置一两面发射率均为0。的遮热板。 当平壁的表面温度分别为250和 们时,计算辐射换热量和遮热板的表面温度(不计导热和对流换热)。6.(15分)一台l -2型壳管式换热器用来冷却润滑油。冷却水在管内流动,冷却水进口温度t 2=,出口温度 怩丬0,流量为3k g /s ;热油入 口温度为100,出口温度为s Oq 换热摁皈岬t 飙 巛Q、螂敢憋毂缡交镒度下的比热为c l 乇148J/k g ,0丬174J/k g 。试计算:(1)油的流量;(2)换热器所传递的热量:(3)设对数平均温差的修正系数v 司。 9,求所需的传热面积。共上 页 第主页
