2014-工程流体力学与传热学 6-PPT介绍
传热学数值计算大作业2014011673
数值计算大作业 一、用数值方法求解尺度为100mm×100mm 的二维矩形物体的稳态导热问题。物体的导热系数λ为1.0w/m·K。边界条件分别为： 1、上壁恒热流q=1000w/m2; 2、下壁温度t1=100℃； 3、右侧壁温度t2=0℃; 4、左侧壁与流体对流换热，流体温度tf=0℃，表面传热系数 h 分别为1w/m2·K、10 w/m2·K、100w/m2·K 和1000 w/m2·K; 要求： 1、写出问题的数学描述； 2、写出内部节点和边界节点的差分方程； 3、给出求解方法； 4、编写计算程序(自选程序语言)； 5、画出4个工况下的温度分布图及左、右、下三个边界的热流密度分布图； 6、就一个工况下（自选）对不同网格数下的计算结果进行讨论； 7、就一个工况下（自选）分别采用高斯迭代、高斯——赛德尔迭代及松弛法（亚松弛和超松弛）求解的收敛性（cpu 时间，迭代次数）进行讨论； 8、对4个不同表面传热系数的计算结果进行分析和讨论。 9、自选一种商业软件（fluent 、ansys 等）对问题进行分析，并与自己编程计算结果进行比较验证（一个工况）。（自选项） 1、写出问题的数学描述 设H=0.1m 微分方程 22220t t x y ??+=?? x=0，0 y=H ，0 传热学大作业报告二维稳态计算 院系：能源与环境学院 专业：核工程与核技术 姓名：杨予琪 学号：03311507 一、原始题目及要求 计算要求： 1. 写出各未知温度节点的代数方程 2. 分别给出G-S 迭代和Jacobi 迭代程序 3. 程序中给出两种自动判定收敛的方法 4. 考察三种不同初值时的收敛快慢 5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m ℃）） 6. 绘出最终结果的等值线 报告要求： 1. 原始题目及要求 2. 各节点的离散化的代数方程 3. 源程序 4. 不同初值时的收敛快慢 5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m ℃）） 6. 计算结果的等温线图 7. 计算小结 二、各节点的离散化的代数方程 左上角节点 )(21 1,22,11,1t t t += 右上角节点 )(2 15,24,15,1t t t += 左下角节点 C t ?=1001,5 右下角节点 )2(211,24,55,5λ λ x h t t x h t ?++?+= 左边界节点 C t i ?=1001,，42≤≤i 上边界节点 C t j ?=200,1，42≤≤j 右边界节点 )2(415,15,14,5,+-++= i i i i t t t t ，42≤≤i 下边界节点 )42()2(211,51,5,4,5∞+-?+++?+=t x h t t t x h t j j j j λλ ，42≤≤j 内部节点 )(2 1,1,11,1,,j i j i j i j i j i t t t t t +-+-+++= ，4,2≤≤j i 三、源程序 1、G-S 迭代法 t=zeros(5,5); t0=zeros(5,5); dteps=0.0001; for i=2:5 %左边界节点 t(i,1)=100; end for j=2:4 %上边界节点 t(1,j)=200; end t(1,1)=(t(1,2)+t(2,1))/2; t for k=1:100 for i=2:4 %内部节点 for j=2:4 t(i,j)=(t(i-1,j)+t(i+1,j)+t(i,j-1)+t(i,j+1))/4; end end t(1,5)=(t(1,4)+t(2,5))/2;%右上角节点 for i=2:4;%右边界节点 t(i,5)=(2*t(i,4)+t(i-1,5)+t(i+1,5))/4; end for j=2:4; %下边界节点 2016年东南大学918传热学考研真题及讲解 名词解释： 1.总传热过程 热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。 2.集总参数法 当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度趋于一致，近似认为固体内部的温度t仅是时间τ的一元函数而与空间坐标无关，这种忽略物体内部导热热阻的简化方法称为集总参数法。 3.光谱发射率 热辐射体的光谱辐射出射度与处于相同温度的黑体的光谱辐射出射度之比。 4.自然对流自模化 它表明自然对流紊流的表面传热系数与定型尺寸无关。 5.Bi Bi =hl/λ, 表明了导热热阻与对流换热热阻的比值。 6.局部对流传热系数 就是指某个点的对流传热系数,比如一个平板上某一点,是用该点的温度同外界温度的差来计算所得该点的局部对流换热系数。 7.接触热阻 接触热阻是由于两接触面凹凸不平存在空气使得接触不完全而产生的热阻。接触热阻的大小与接触表面的材料、连接方式、表面状况及接触压力大小等多种因素有关。 8.热边界层 流体在平壁上流过时，流体和壁面间将进行换热，引起壁面法向方向上温度分布的变化，形成一定的温度梯度，近壁处，流体温度发生显著变化的区域，称为热边界层或温度边界层。 9.漫射表面 辐射能按空间分布满足兰贝特定律的表面。 10.灰体。 光谱吸收率与波长无关的物体。 简答题： 1功率恒定的电阻丝放在房间中，分析影响表面温度的因素是什么？ 答：电阻丝跟外界的换热有两种方式，一种是与空气的对流换热，第二种是与墙壁的辐射换热。从对流换热的角度出发，影响因素主要有空气的物性参数、流速、电阻丝的散热面积、表面性质；从辐射的角度来说，影响因素主要有墙壁的温度、电阻丝的散热面积。 2为什么冷藏车表面刷白漆？ 答：增加车表面的反射辐射，减少吸收辐射。 3非稳态一维无内热源环境传热系数h ，环境温度tf ，步长为△x ，写出显示差分方程并指出收敛条件。 答：p176 公式4-14a;p177公式4-16a 。 4强制对流，流体通过温度恒定两块平行板，画出传热系数变化曲线，并画流体平均温度变化曲线。 答：p244图6-6b;批、p245图6-7b 。 5水滴滴在120度和400度金属板哪块汽化更快？为什么？ 答：120度的汽化更快， 因为那时候处在核态沸腾区域，热流密度更大。而400度时，处于膜态沸腾区，热流密度相对较小。 6不同直径的材料相同的小球温度计放在温度变化相同的环境中，哪个测量更准确，为什么？ 计算题 1圆柱直径30mm ，圆柱表面温度80度，表面覆盖保温层，保温层导热系数为0.5W/mk ，保温层外表面传热系数10，环境温度为30度。分析保温层厚度δ对传热量的影响。若允许保温层外表面温度最高为50度，则保温层厚度δ为多少？ 0.075m δ= 2空气温度为20度，速度为2m/S ，横掠直径为15mm 长500mm 的圆柱。圆柱表面温度为80度，求传热系数和换热量。 求解： 取步长δx=0.02。已知x=0,Φ=0;x=1,Φ=1.令k=ρｕ/Γ计算结果图表： 程序及数据结果： 追赶法： #include a[i]=2+0.02*k; b[i]=4; c[i]=2-0.02*k; f[i]=0; } tdma(a,b,c,f,x); for(i=0;i 目录 实验一直流发电机的工作特性 1实验二单相变压器的参数测定 6实验三三相变压器的联接组别 14实验四他励直流电动机的机械特性 18实验五三相笼型异步电机的工作特性 23 实验一直流发电机的工作特性 一、实验目的 1、观察并励直流发电机的自励过程及自励条件。 2、测定并励及他励直流发电机运行的负载外特性曲线。 3、观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电。 二、实验设备 1、原动机为直流电动机M03一台： U N 220V，I N 1.1A, P N 185W，n N 1600rpm 2、直流发电机为M01一台： U N 200V，I N 0.5A, P N 100W，n N 1600rpm 3、直流电流表2台（2A） 4、直流电压表一台 5、N MEL－03可变电阻箱及转速表（MEL－09）各一台 6、直流励磁电源、可调直流电源各一台 三、实验项目与注意事项 1、并励发电机 A、实验线路 图1-1 并励发电机 （1）可调直流源经电枢电流测量表A1向直流电动机M03的电枢供电（V0内接）。 （2）直流励磁电源经励磁电流测量表A2向直流电机的励磁线圈F1，F2供电。 （3）直流发电机M01输出端接300V档电压表，负载回路串直流电流表2A档。 （4）直流发电机的励磁线圈F1，F2并联到发电机的电枢端。 （5）R L总阻值0～1350Ω可调。 接线要求：必须保证在操作过程中带电导线的金属部分不裸露在外。完成接线后，检查各旋钮的初始位置：可调直流电源输出最小（调节旋钮逆时针旋到底），而R L在最大位置（3个调节旋钮都逆时针旋到底）；直流励磁电源开关置“0N”，可调直流电源开关置“0N”；必须经指导教师检查认可，才能通电。 B、实验系统的启动及调试 （1）接通总电源后，先检查直流电动机的励磁电流测量表A2，必须要有100mA左右的电流指示，才能按复位键启动电机，否则禁止启动电动机，直到励磁电流正常。 （2）调节“可调直流稳压电源”输出电压，渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表应有逐渐增大的读数，则表明发电成功，可将电动机升速到1600rpm。 （3）如果渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表的读数不变化，则表明发电机不能发电，则将可调直流电源恢复到最低后关断，待改接发电机励磁接线后再开。 （4）若励磁端对换后发电机仍不能发电，则要先充磁。方法如下： a)先将可调直流电源降到最小，然后关断。 b)再将直流励磁电源关断。 c)将发电机与电动机的励磁线圈 F1，F2并联（见图1-2，不管如何并联法）。 d)开启直流电源总开关，开启励磁电源，励磁电流测量表A2应有200mA左右的电流指示，片 刻后关断两个开关。 e)将发电机的励磁线圈 F1，F2重新并联到发电机G的电枢F1，F2端。 f)按以上步骤重新启动电动机。 图1-2 发电机充磁 C、并励直流发电机的运行外特性U=f（I）测定（n=1600rpm保持恒定） U为并励发电机输出电压，I为并励发电机负载电流，注意随发电机输出功率增大，必然造成电动机的转速跌落，要不断微调“可调直流稳压电源”，将转速调整到n=1600rpm（增大电动机的电枢端电压）。数据记录于表1-1。 硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业 查阅相关资料,回答以下问题： 1、一滴水滴到120度和400度的板上，哪个先干？试从传热学的角度分析？ 答：在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△ t=tw–ts=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。 2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，为什么？ 答：是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。 3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。为什么？ 答：这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉，而壁的热又一下子传不出来，外壁冷却很快的收缩，壁却还很热，没什么收缩，加以瓷特别脆，所以往往裂开。 或者：烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而壁温度降低慢,砂锅外收缩不均匀,故易破裂。 4、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。为什么？ 答：因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。 5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。为什么？ 答：因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。 6、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。为什么？ 答：这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。 7、冬壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。 答：这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 8、某些表演者赤脚踩过炽热的木炭，从传热学角度解释为何不会烫伤？不会烫伤的基本条件是什么？ 答：因为热量的传递和温度的升高需要一个过程，而表演者赤脚接触炽热木炭的时间极短，因此在这个极短的时间传递的温度有限，不足以达到令人烫伤的温度，所以不会烫伤。 基本条件：表演者接触炽热木炭的时间必须极短，以至于在这段时间所传递的热量不至于达到灼伤人的温度 物化练习卷 班级学号：姓名： 一、选择题（10题,各1分） 1.1mol 单原子理想气体从298K，20 2.65kPa 经历①等温可逆过程; ②绝热可逆过程; ③等压; 三条途径膨胀使体积增加到原来的2倍，所作的功分别为W1,W2, W3，三者的关系是: ( B ) (A) W1> W2> W3 (B) W2> W1> W3 (C) W3> W2> W1 (D) W3> W1> W2 2、理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳定，此变化中的体系熵变?S体及环境熵?S环 应为： ( C ) A. ?S体 > 0, ?S环< 0 B. ?S体 < 0, ?S环 > 0 C. ?S体> 0, ?S环= 0 D. ?S体< 0, ?S环= 0 3、已知苯一乙醇双液体系中，苯的沸点是353.3K, 乙醇的沸点是351.6K, 两者的恒沸组成为：含乙醇47.5%(摩尔分数)，沸点为341.2K。今有含乙醇77.5%的苯溶液，在达到气、液平衡后，气相中含乙醇为y2，液相中含乙醇为x2。问：下列结论何者正确？ ( C ) A. y2 >x2 B.y2 =x2 C. y2 二维导热物体温度场的数值模拟 一、物理问题 有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道，其截面尺寸如下图1-1所示，假设在垂直于纸面方向上用冷空气及砖墙的温度变化很小，可以近似地予以忽略。在下列两种情况下试计算： 砖墙横截面上的温度分布；垂直于纸面方向的每米长度上通过砖墙的导热量。 第一种情况：内外壁分别均匀维持在0℃及30℃； 第二种情况：内外壁均为第三类边界条件，且已知： K m K m W h C t K m W h C t ?=?=?=?=?=∞∞/35.0/93.3,10/35.10,302 22211λ砖墙导热系数 二、数学描写 由对称的界面必是绝热面，可取左上方的四分之一墙角为研究对象，该问题为二维、稳态、无内热源的导热问题。 控制方程： 02 222=??+??y t x t 边界条件： 第一种情况： 由对称性知边界1绝热： 0=w q ； 边界2为等温边界，满足第一类边界条件： C t w ?=0； 边界3为等温边界，满足第一类边界条件： C t w ?=30。 第一种情况： 由对称性知边界1绝热： 0=w q ； 边界2为对流边界，满足第三类边界条件： )()( 2f w w w t t h n t q -=??-=λ； 边界3为对流边界，满足第三类边界条件： )()(2f w w w t t h n t q -=??-=λ。 1 -1图2 -1图 三、方程离散 用一系列与坐标轴平行的间隔0.1m 的二维网格线将温度区域划分为若干子区域，如图1-3所示。 采用热平衡法，利用傅里叶导热定律和能量守恒定律，按照以导入元体（m,n ）方向的热流量为正，列写每个节点代表的元体的代数方程， 第一种情况： 边界点： 边界1（绝热边界）： 5~2)2(4 1 1,11,12,1,m =++= +-m t t t t m m m ， 11~8)2(4 1 1,161,16,15,16=++=+-n t t t t n n n n ， 边界2（等温内边界）： 7,16~7;7~1,6,0,=====n m n m t n m 边界3（等温外边界）： 12,16~2;12~1,1,30,=====n m n m t n m 内节点： 11 ~8,15~6;11~2,5~2)(41 1,1,,1,1,====+++= -+-+n m n m t t t t t n m n m n m n m n m 第二种情况 边界点： 边界1（绝热边界）： 5~2)2(4 1 1,11,12,1 ,m =++=+-m t t t t m m m ， 11~8)2(4 1 1,161,16,15,16=++=+-n t t t t n n n n ， 边界2（内对流边界）： 6~1) 2(2221 11,61,6,5,6=++++= ??-+n Bi t Bi t t t t n n n n ， 3 -1图 2014东华大学服装设计与工程复试(服装生产管理回忆版) 一.名词解释 1.成衣化服装 2.SPT:平均节拍spt=标准总加工时间/作业员人数=一天的作业时间/目标日产量 3.竞争定价法:亦称成本减法，指企业依据自身在竞争中的地位，以竞争各方之间的实力对比和竞争者的价格为定价的依据，以在竞争环境中生存和发展为目标的定价方法 4.批量系数:因为批量大小而引起的生产效率变化可称为批量系数 5.ISO 9000T 6.水平系数:在制定标准工时定额时，应将个人因素的差异整合成统一水平的数值，以便对实测工时进行修正，这种统一水平的数值称为水平系数。 7.随机抽样 8.TQC:是企业全体职工及有关部门同心协力，综合应用管理技术、专业技术和科学方法，经济地开发、研制、生产和销售用户满意产品的管理活动。 9.边际贡献:指在量本利分析中，产品售价超过变动成本的部分 10.瓶颈工序:又称隘路工序，生产线上负荷量最大的工序或工作地。 二.简答题 1.分析我国目前服装业的现状，并提出解决方案 2. 服装质量标准种类以及相互之间的关系。 种类：国际标准、国家标准、专业标准、企业标准及内控标准 关系：一般而言，国家标准比国际标准分得更细，专业标准比国家标准详尽，而企业标准或内控标准往往是最细致和详尽的。实际应用时应注意，除了企业或内控标准是保密的，其他标准则是公开可查询的。 3.多品种小批量服装生产成本的控制方法。 在稳定品种的连续生产中，宜采用标准成本体系。而个别订货生产的品种款式多变时，连续生产不易实行，这时可进行目标成本控制。目标成本是根据预计可实现的销售收入扣除目标利润计算出来的成本。 4.工时定额的制定及水平系数的确定方法。 在制定标准工时定额时，应将个人因素的差异整合成统一水平的数值，以便对实测工时进行修正，这种统一水平的数值称为水平系数。 测定时间×（1+水平系数）=标准纯加工时间 标准纯加工时间×（1+浮余率）=标准工时定额 标准工时定额×批量系数=修正的标准工时定额 Ps: 因为批量大小而引起的生产效率变化可称为批量系数 5.批量变换时减少起步损失的方法和积极措施。 a) 事前彻底地研究所要使用的材料 b) 事先准备好所要使用的机器设备 c) 积累合理的加工技术和专利 d) 通过工序分析、时间和动作的研究，合理地进行工序编排和作业安排 e) 提高作业员的技能，培养多面手 f) 适当使裁剪作业先行完成，以便及时供应裁片 g) 认真推行物品管理措施 h)制定和充实作业标准 三.计算题 《传热学》上机大作业 二维导热物体温度场的数值模拟 学校：西安交通大学 姓名：张晓璐 学号:10031133 班级：能动A06 一．问题（4-23） 有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道，形状和截面尺寸如下图所示，假设在垂直纸面方向冷空气和砖墙的温度变化很小，差别可以近似的予以忽略。在下列两种情况下计算：砖墙横截面上的温度分布；垂直于纸面方向上的每米长度上通过墙砖上的导热量。 第一种情况：内外壁分别维持在10C ?和30C ? 第二种情况：内外壁与流体发生对流传热，且有C t f ?=101， )/(2021k m W h ?=，C t f ?=302，)/(422k m W h ?=，K m W ?=/53.0λ 二．问题分析 1.控制方程 02222=??+??y t x t 2.边界条件 所研究物体关于横轴和纵轴对称，所以只研究四分之一即可，如下图： 对上图所示各边界： 边界1：由对称性可知：此边界绝热，0=w q 。 边界2：情况一：第一类边界条件 C t w ?=10 情况二：第三类边界条件 )()( 11f w w w t t h n t q -=??-=λ 边界3：情况一：第一类边界条件 C t w ?=30 情况二：第三类边界条件 )()( 22f w w w t t h n t q -=??-=λ 三：区域离散化及公式推导 如下图所示，用一系列和坐标抽平行的相互间隔cm 10的网格线将所示区域离散化，每个交点可以看做节点，该节点的温度近似看做节点所在区域的平均温度。利用热平衡法列出各个节点温度的代数方程。 第一种情况： 内部角点： 一、 填空题（23分） 1.1. （3分）温度梯度的数学表达式为 ，它表示在等温面的 法线方向 上，单位长度的 温度变化率 最大。 1.2. （2分）黑体是指 反射比和透射比 为0的物体，白体是指 反射比为1 的物体，透明体是指 穿 透率为1 的物体，灰体是指 光谱吸收比 与 波长 无关的物体。 1.3. （4分）集中参数法中时间常数的定义式 ；时间常数可以看作 物体对流体温度变 化响应快慢 的指标。 1.4. （3分）大容器饱和沸腾曲线可分为 自然对流区、核态沸腾区、 过渡沸腾区 和 模态沸腾区 四 个区域，其中 核态沸腾 区域具有温差小、热流大的传热特点。 1.5. （4分）强制对流和自然对流分别存在以下两种流动形态： 层流 和 湍流 ，判断强制对流和自 然对流流动形态的准则数分别是 雷诺数Re 和 格拉晓夫数Gr 。 1.6. （3分）材料成形工业中称为吸热系数的物理量，除与导热系数成正比外，还与 密度 和 比热 物性有关，它的大小代表了物体向 与其接触的高温物体吸热 的能力。 1.7. （4分）热水瓶内胆瑕疵后，其瓶胆夹层形成的很薄的气隙间的复合传热，忽略对流换热可以认 为是 热传导 和 热辐射 两种基本换热方式并联的换热现象。其中各自的计算公式为 ，和 。 二、 简答题（35分） 2.1. （6分）有一非稳态系统,无内热源，常物性二维导热物体,在某一瞬时的温度分布为 x y t cos 22 =， 试根据导热微分方程判断该导热物体内部点1,0==y x 处的温度是随时间增加逐渐升高，还是逐渐降低。 二维非稳态无内热源常物性的导热方程： （2分） 将t=2y 2 cosx 带入上式， （2分） （2分） h,t f 2015考上的学长，有1996-2014的东华传热学真题及2002-2012真 题详细答案，联系Q1062682749 东华大学2014传热学 一、 分析、简答与简单计算（40’，1-5：6’，6：10’） 1、 比较准则数Nu 与Bi 的区别。 2、 为什么管内强迫对流换热的入口段的表面换热系数比充分发展段大? 3、 请说明不凝性气体对凝结换热的影响及原因。 4、 北方深秋的清晨，低矮的灌木或草的叶子上会结霜，请问是叶子的上面还是下面结霜，为什么？ 5、 什么是辐射力E 和辐射强度L ？对于漫射表面，辐射力和辐射强度有什么关系? 6、 请利用角系数的基本性质计算下面的角系数： a) 一个无限大平面2和它上面的一个球表面1间的角系数X 1,2。 b ）倾斜的长平板A 2和底板A 1间的角系数X 1,2和X 2,1。 二、 如图所示，有一双层无限大 墙壁，由厚度为σ1和σ2两部分 组成，中间紧密结合，无接触热 阻，两者的导热系数λ1和λ2 均（b ） （a ） 为常数。墙壁1有均匀内热源Φ，左侧面绝热。墙壁2右侧面与温度为t f 的流体发生对流换热，对流换热系数h 。求两墙接触面处的温度t w1和墙壁有此面的温度t w2。（10’） 三、 已知一根一维匀质棒，在稳态、无内热源条件下，实验发现 ，式中t 为温度，x 为空间坐标。请判断：随着温度的升高， 该棒的导热的系数λ（t ）是逐渐增大还是减小？（15’） 四、 一块无穷大的平板，单侧表面积为A ，初温为t 0，一侧表面积受到温度为t ∞，表面传热系数为h 的流体的冷却，另一侧受到恒定热流密度为q w 的加热，内热阻可以忽略。请写出其内部温度随时间变化的过余温度的微分方程(不用求解)。设其几何参数及物性参数已知。(10) 五、 一维大平板的非稳态导热，边界表面与周围流体的表面传热系数为h ，流体温度为t ∞。取均匀步长为Δx ，请用控制容量热平衡法写出边界节点o 的显示差分方程，并给出其稳定条件。(15’) 六、 导热系数为λ=0.026W/m·℃的流体外掠平板，通过实验得到了距离平板前缘x 处的流体温度分布为：t=40-2.5×103y ，y 为与平 板垂直方向的坐标。局部表面传热系数随板长变化的关系为：t ∞ h 简答题8道，分析说明题4道，计算题5道，回忆顺序可能不一致 一．简答题 1．传热有哪几种方式，各有什么特点 2．强制对流和自然对流各有哪几种流态，判别的准则数各是什么，给出具体表达式 3．冬天，一手拿木棒，一手拿铁棒，另一端都放火上烤，铁棒的感觉到热；夏天，一手摸木板，一手摸铁板，铁板的感觉到凉，用传热原理说明原因 4．北方窗户采用双层窗户隔热，其原因是什么，隔热条件是什么 5．画出水被加热沸腾的曲线，说明为什么1滴水滴在130度的钢板上比420度的钢板上先烧干 6．有人说d2t/dx2=0的一维稳态导热温度分布与导热系数无关，因为里面没有λ，请说明这种看法对不对，为什么 7．沸腾传热与冷凝传热的强化原则是什么，请在改善表面结构上给出具体措施 8．推导有效辐射与投入辐射的关系，并说明有效辐射有哪几部分组成 二．分析题 1．一厂的热电偶上标有时间常数1S，给出其具体表达市，用传热知识说明标注是否准确，为什么 2．自己划分网格，给出如图所示的点的二维，稳态，有内热源，第三类边界条件的离散方程 3．冬天菜棚里的空气温度大于0度，但潮湿的地面仍然会结冰，为什么？并给出改善防冻的措施 4．液-气换热，管内是液，管外是气，现在要强化，可以增加管内流速，减少管壁导热系数，在管外加肋片，请问哪个最有效，为什么 三．计算题 1．图略，给了一个电熨斗，其实就是一维稳态平壁导热，左边是定加热功率Ф，右边是与环境对流（第三类边界条件），给出数学描述和边界条件，并求出温度分布 2．（1）求出辐射强度（2）求出在与平面法线成0度和60度时的定向辐射强度 3．一个水平管道，与外界发生自然对流，求与外界的换热量。考查辐射传热和水平管的自然对流，已经给出了2个自然对流的NU数的经验式，自己计算进行选择 课程编号：13SD02010340 课程名称：传热学 上课时间：2014年春季 电子元器件散热方法研究 姓名： 学号： 班级： 所在学院： 任课教师： 摘要：随着电子器件的高频、高速以及集成电路技术的迅速发展和技术的进步，电子元器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小，热流密度也随之增加，所以高温的 温度环境势必会影响电子元器件的性能，这就要求对其进行更加高效的热控制。因此，有 效解决电子元器件的散热问题已成为当前电子元器件和电子设备制造的关键技术。本文针 对电子元器件的散热与冷却问题，综述了当前应用研究中不同的散热和冷却方法，并进行 了适当的分析。 关键词热管理; 冷却; 电子器件 近些年来,电子技术的快速发展。电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化,使得单位容积电子器件的总功率密度和发热量大幅度地增长,从而使电子器件的冷却问题 变得越来越突出。如: 大型计算机的芯片热流量已达到了60 W/ cm2,到2000 年已经超过了,目前最高已达到200 W/ cm2。特别是由于MEMS技术突飞猛进,使得电子元器件的尺寸越来越小,已经从微米量级进入到了亚微米量级。尽管随着器件或系统尺寸的减小, 消耗功率也会有所减小, 但为了完成一定的任务,可减小的余地非常有限,这使得为系统内的热流密度非 常大, 据报道可达, 远远高出航天飞行器回归地球与大气摩擦时产生的惊人的高热流密度。在微系统中可能出现的高热流密度对于电子器件是致命的, 然而使用传统的冷却技术要使 如此高的热流密度在短时间内散去几乎是不现实的; 另一方面, 电子器件工作的可靠性对 温度十分敏感, 器件温度在70～80 水平上每增加1, 可靠性就会下降5%。因而电子产品的 开发、研制中必须要充分考虑到良好的散热手段, 才能保证产品的可靠性和表观。由于电 子元器件的小型化、微型化和集成化,所采用的散热和冷却手段必须要求具有紧凑性、可靠性、灵活性、高散热效率等特点。 1 电子元器件的散热或冷却方法 电子元器件的高效散热问题与传热学、流体力学等原理的应用密切相关。电子器件散 热的目的是对电子设备的运行温度进行控制,以保证其工作的稳定性和可靠性。这其中涉及了与传热有关的散热或冷却方式、材料等多方面内容。从应用的角度看,常用的方法主要有: 自然散热或冷却、强制散热或冷却、液体冷却、制冷方式、疏导方式、热隔离方式和PCM 温度控制方法等。 1.1 自然散热或冷却方法 自然散热或冷却方法是指不使用任何外部辅助能量的情况下,实现局部发热器件向周 围环境散热达到温度控制的目的,这其中通常都包含了导热、对流和辐射三种主要传热方式, 其中对流以自然对流方式为主。自然散热或冷却往往适用对温度控制要求不高、器件发热 的热流密度不大的低功耗器件和部件,以及密封或密集组装的器件不宜采用其它冷却技术 的情况下。有时,在对散热能力要求不高时也常常利用电子器件自身特点增强与邻近热沉的导热或辐射、通过结构设计强化自然对流,在一定程度上提高系统向环境散热能力。 机械工程学院沈伟斌 讲师,教龄9年,秉持着“教育的本质是唤起兴趣, 鼓舞精神”的教学理念,在传授学生知识的同时鼓励他们大胆思考,勇于质疑。面对工业设计专业部分学生艺术基础较为薄弱的现状,他总是一遍遍耐心地教导、因材施教,对零基础的学生倾注更多的时间和心力,帮助他们提升和成长,为日后的专业学习打下扎实的基础。 好老师寄语:人生的定位和方向永远比速度重要。 旭日工商管理学院都星汉 副教授,教龄40年,立志以赤子之心,倾毕生所学,恪尽“传道授业解惑”之责。他讲课旁征博引,见解独到,总能结合实际例子,让学生乐于接受、易于理解,被学生亲切地称呼为东华版的“都教授”。在日常教学工作中,都教授不仅传授专业之术,更启迪学生对洞悉事物发展规律、明察社会与人性本质的大道追求。 好老师寄语:一分耕耘一分收获， 过去决定现在，现在决定未来！ 信息科学与技术学院柴煜 助教,专职辅导员。学生眼中的他是一个称职的老师,一个贴心的朋友,一个只要想到就会觉得很温暖的人,“暖男”的标签也让他更易与学生交心。他坚持勤跑寝室、一对一辅导、开通24小时在线的“柴哥热线”,用自己的身体力行告诉学生“责任”与“做人”的道理,也成为学生信得过的知心朋友。 好老师寄语:做一个敢于追梦的人， 寻梦路上不会孤单，因为你我同在。 计算机科学与技术学院姚砺 副教授,教龄10年,多次获评“我心目中的好老 师”。他在课堂教学中始终坚持寓教于乐、深入浅出,在轻松愉快的氛围中把看似晦涩难懂的专业知识讲清、讲透。面对复杂的程序代码,他用“电脑是个笨小孩”的比喻消除学生对代码的恐惧,又如同武侠小说中的“绝世高手”,教会学生一招一式,使一个功能庞大的程序变得通俗易懂。 好老师寄语:无限风光在险峰， 莫为轻阴便拟归。环境科学与工程学院盛夏 助教,专职辅导员、分团委书记。学生眼中的她就像美丽体贴的邻家大姐姐,每天脸上都挂着标志性的微笑,再忙也不忘对学生嘘寒问暖。她在工作中始终坚持把学生的成长放在第一位,通过机制塑造人、平台锻炼人、文化孕育人,将学院团学工作开展得有声有色。个人曾获全国科技活动周暨上海科技节“先进个人”、上海市妇联“巾帼环境友好使者”、等荣誉。 好老师寄语:做好自己的事， 改变自会发生。材料科学与工程学院陈大俊 教授,教龄26年,长期从事纤维及高分子材料功能 化方面的教学研究工作。学生眼中的陈教授知识广博、要求严格,虽然科研任务繁重,但坚持为本科生和研究生讲授多门课程,尤其善于结合实践案例帮助学生充分认识学习的重要性,激发学生的学习兴趣和热情,并给予适当的方法指导,培养学生独立思考和研究的能力。 好老师寄语:做力所能及的事， 并努力为之。人文学院白华山 副教授,教龄11年,主要从事中国近现代史纲要教 学工作。他认为,教书不仅仅是传授给学生知识,更重要的是以自己的言行和人格给予学生教益。听过他讲课的学生评价他的课“好玩”“带劲”“获益匪浅”,兼具幽默风趣与深刻的历史反思,能帮助学生从另一个角度看历史、察古今。 好老师寄语:趁着年轻,多读点好书,不读书的人生无异于堕落。 外语学院庞炳良 讲师,教龄11年。学生眼中的庞老师是个很有魅力的人,上他的课气氛非常好,能学到很多书本上学不到的东西。他坚持从培养学习兴趣出发,调动学生参与学习的主动性,切实提高学生解决问题的能力,曾获2010年校青年教师教学竞赛二等奖、2013年校师德建设青年标兵等荣誉。 好老师寄语:青春，不留白； 努力，不遗憾。理学院李晋秀 副教授,教龄19年,曾获第十一届“我心目中的好老 师”称号。在她的课堂上,原本枯燥的微积分、线性代数等课程变得生动有趣起来,教室里不乏学生从别的教室搬来椅子听课,而李老师重点分明的板书和精心挑选的例题则被学生视为考试复习的“宝典”,还有她独特的公式记忆法、私人定制的冷笑话、天冷时提醒学生添加衣物的温暖言语……这些都让学生们对这位课堂内外的良师益友敬爱有加。 好老师寄语:好好把握今天， 你就会有美好的明天。体育部徐陆璐 讲师,教龄18年,主要从事基础体育课、羽毛球和排 球等体育教学工作。他上课时注重从学生的实际需求和身体特点出发,因材施教,激发学生参加体育运动的主动性和积极性。从2008年开始,徐老师担任学校女子手球队教练。除了技术上严格要求,他更是时刻关心着队员日常训练和比赛中可能遇到的意外伤害,让这群“铿锵玫瑰”在球队里感受到家的温暖。如今,这支团队多次在全国大学生手球锦标赛等大型赛事中摘金夺银,其本人也两次获得上海市手球协会先进个人称号。 好老师寄语 :堂堂正正做人， 认认真真做事。2014年9月10日 ·2·二版编辑陈前chenqian@https://www.360docs.net/doc/c89426059.html, 教师之窗 编者按:在第30个教师节来临之际,由校团委主办、学生投票评选产生的第十四届“我心目中的好老师”评选结果日前揭晓。上榜的12位老师有基础课教师、专业课教师,也有一线辅导员,他们在各自岗位上潜心育人,默默奉献,不仅用深厚的学识和过硬的专业素养收获了学生的尊敬与爱戴,也用自己的言传身教弘扬和践行了社会主义核心价值观。他们是可亲可敬、可学可鉴的东华好老师。 第十四届“我心目中 的好老师”风采巡礼 服装·艺术设计学院陆云飞 讲师,教龄21年,讲授的三维动画等课程被学生公认为“有用、有趣、有味”。在他看来,艺术设计学科教与学的共同目标应该是“开发个人天赋的创造力”,因此在他的课堂上,既有一丝不苟的严谨要求,也有生动丰富的内容展示和自由充分的互动交流,学生不仅折服于陆老师“杠杠的”专业技术,更敬佩他的师德师风。 好老师寄语:学习快乐， 快乐学习！纺织学院邱夷平 教授,教龄19年。课堂上,他用风趣的语言传授专业前沿知识;网络上,他用流行的网言潮语与“童鞋(同学)们”打成一片,学生们亲切地称他为“最潮教授”。年近六旬的他仍像一个热血青年,亲自带领援疆暑期社会实践团一次次奔赴新疆播撒援疆大爱,用实际行动激励青年学子树立正确的价值观。 好老师寄语:今天的学习就是为了明天的行动， 做行动的巨人！ 我校记者团学生 参加2014上海校媒暑期精英培训营 本报讯(学生记者顾赪琳)8月26日,2014上海校媒暑期精英培训营在复旦大学新闻学院开营,来自全国各地的50名校媒代表齐聚上海,开展了为期六天的培训活动。我校校报记者团学生记者、人文学院2013级传播专业学生顾赪琳参加培训。 培训营以开放式讲座、企业实地交流、小组讨论、实践演练等方式展开,通过课堂和实践相结合的方式来提高校园媒体人的新闻业务能力。专家讲座是最受热捧的活动之一,上海电视台知名记者宣克炅、《人物》杂志主笔王晶晶、《壹读》杂志创始人林楚方等媒体界重量级人士先后开展精彩讲座。讲座内容包括校园媒体选题、特稿采访与写作、新闻摄影、突发新闻的处理、轻新闻的生产之道以及新媒体时代的融媒报道等。学员们聆听业界前辈们的经验之谈和心得感悟,收获了宝贵的知识和技能。此外,培训营还专门设置了读报分享会和“新媒体挑战赛”,围绕“报纸如何与读者沟通”和“校园媒体的新媒体运营”等关键话题展开头脑风暴和实战演练,不断为校园媒体的进步与发展开拓新思路。 我校学生骨干参加2014阳光国际交流营活动 本报讯(通讯员邵钰淞张晓冬)7月17日至25日,我校学生会、研究生会主席团的四名学生骨干,与来自美国、澳大利亚、墨西哥、哥伦比亚等国的400多名大学生和100多名国际志愿者一起参加了在西北工业大学举办的2014阳光国际交流营活动。活动以“培养以诚信为本的仆人式领袖”为主题,通过一系列学习、交流和体验活动,致力于提升学员自信心、综合素质和领导能力。 今年是我校首次派出优秀学生骨干参加阳光国际交流营活动。学员们表示,通过参与活动,切实提升了组织领导和服务他人的能力,做到“感受爱、凝聚爱、传递爱”,希望未来成为“仆人式领袖”,服务社会。本次营会也为我校学生会、研究生会的创新建设提供了新的视角和思路。 据悉,本次营会从全国“211工程”重点高校中严格选拔中国营员,邀请国际知名企业的资深高级主管参与授课,由专业培训导师带领,以英语为通用语言,开展讲座、小组讨论、角色扮演、体育运动、影片鉴赏、演讲、项目策划和团队游戏等丰富多彩的营会活动。传热学大作业报告 二维稳态导热
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