2020年武汉科技大学传热学(同等学力加试)考研复试核心题库之综合题精编

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一、2020年武汉科技大学传热学（同等学力加试）考研复试核心题库之综合题精编

1．对有限空间的自然对流换热，有人经过计算得出其Nu数为0.5。请利用所学过的传热学知识判断这一结果的正确性。

【答案】以如下图所示的有限空间自然对流为例。

图

如果方腔内的空气没有对流，仅存在导热，则

此时当量的对流换热量可按下式计算

由以上两式：，即Nu=1。

即方腔内自然对流完全忽略时，依靠纯导热的Nu数将等于1，即Nu数的最小值为1,不会小于1,所以上述结果是不正确的。

2．初温为的热电偶被置于温度为的气流中。设热电偶热接点可近似看成球形，要使其时间常数，问热接点的直径应为多大？忽略热电偶引线的影响，且热接点与气流间的表面传热系数为

，热接点材料的物性：。如果

气流与热接点间存在着辐射换热,且保持热电偶时间常数不变，则对所需热接点直径之值有何影响？

【答案】由于热电偶的直径很小，一般满足集总参数法条件，吋间常数为

故：

故热电偶直径：

验证Bi数是否满足集总参数法

故满足集总参数法条件。

若热接点与气流间存在辐射换热，则总表面传热系数h(包括对流和辐射)增加，由知，保持不变时，可使V/A增加，即热接点直径增加。

3．试写出四个灰体表面间的辐射换热网络图并写出其四个节点的辐射换热计算方程。

组(不需展开)。

【答案】辐射换热计算方程组：

.

4．抽真空的保冷瓶胆是双壁镀银的夹层结构，外壁内表面温度为30℃，内壁外表面温度为，镀银壁黑度为0.03。计算由于辐射换热单位面积的散热量。

【答案】

5．(1)假定:无限大平壁、常物性、稳态,试说明、>0、<0所表示的热状态。

(2)有分别具有导热系数为和的三种材料构成的—个复合平壁(如图所示)，已知壁1-2,2-3中温度分布线性，壁3-4中的分布为抛物线,试比较和和和和的相对大小。

【答案】(1)因为，

所以分别表示无内热源、有内热汇、有内热源的情况。

(2)因为壁1-2和壁2-3内的温度都是线性分布，说明在此两块壁内无内热源，所以。

壁面3-4中的温度是拋物线分布，说明其中含有内热源，温度分布比另外两块壁面高。故。

因为通过壁1-2和壁2-3的热流量是一样大的，而壁1- 2中的温度分布比壁2-3中的温度分布陡，所以

同理，。

6．试用数值计算证实，对方程组

用高斯-赛德尔迭代法求解，其结果是发散的，并分析其原因。

【答案】将上式写成下列迭代形式

假设初值为0,迭代结果如下：

显然.方程迭代过程发散。

因为迭代公式的选择应使每一个迭代变量的系数总大于或等于式中其他变量的系数绝对值代数和。

7．设有如附图所示的一个无内热源的二维稳态导热物体，其上凹面和下表面分别维持在均匀温度及.其余表面绝热。试：(1)画出等温线分布的示意图；(2)说明材料的导热系数是否对温度分布有影响。

【答案】(1)由题意右知，上凸面、下表面的温度为及，其余表面绝热，假设