传热学真题整理版

1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题

1． 直径100mm 的蒸汽管道，绝热层外径250mm ，若绝热层内外璧温度均不变而改用

新的绝热材料（已知导热系数2λ=1λ/2，单位体积价格1G =22G ）。问价格相同时，但位管厂的热损失变化是多少？

2． 两个表面黑率的平行平板，其温度分别为1T 与2T 。板间辐射换热，热在中间插入一块厚δ，导热系数λ，表面黑率ε的平板，问热流有什么变化？

3． 空气在方管内作强迫对流紊流时，若流量增加一倍，问对流换热系数变化多少？压

力损失多少？（阻力系数与雷诺数无关）

4． 设计一个采用瞬态导热理论测试材料热物性（如导热系数a ）的实验装置。说明其

工作原理与测试方法。 5． 用裸露热电偶测量管中的气流温度，热电偶读数1t =170c ?，已知管壁温度2t =90c ?，

气流对热接点的对热换热系数α=50c m w ?2

/，接点表面黑率ε=0.6，试确定气流的温度。若考虑热电偶导热的影响，则真实的温度应有何变化？

6． 流量为的907kg/h 水，通过长4.6m 的钢管，水温16c ?升高至49c ?，钢管内壁温度

66c ?。求钢管的内径。 水的物性：

一、请设计一个存放液氮的金属容器，附上简图并加以说明（按传热学原理） 二、导热微分方程

)(222222z

T y T x T T ??+??+??=??ατ 的推导过程与条件

三、请说明并比较换热器计算中的平均温压与传热单元数法。

四、长铜导线置于温度为∞t 的空气中，已知导线的电阻值为m /10*63.32

Ω-，密度为

3/9000m Kg =ρ，比热C Kg J C ?=/386，直径为2.2mm ，问当为8A 的电流通

过及对流放热系数C m W

*/1002=α时，该导线的初始温升及其时间常数是多少？ 五、流量为h Kg /10*11.03

的水在直径为50mm 的管内作强迫对流换热，管内表面温度

为50℃。试问水由25℃加热到35℃需要多长的圆管? )*/174.4(C Kg KJ C

=

六、由表面1与表面2两平行黑体表面组成的空腔，内有空气流过，进出口空气的平均

温度为2

7℃，空气与热壁的对流换热系数为50W/C m

*2,空腔是窄通道。表面1外侧绝热，表面2的温度为127C

，平均厚度m 1.0=δ，C m W

/5.17=λ。其外侧被高温流体加热，问表面3的稳态温度是多少？

一．简答题

1. 无限大平板在稳态导热时，有以下不同的温度分布曲线。已知平壁的导热系数为常

数，试列出满足图示曲线的其他条件：

2. 空气横掠圆管时，对流换热的实验关联式为：n

ef uf CR N =，当流速为零时，对流换热量是否为零？为什么？

3．两块大平板中间放置第三块平板，可起到减少辐射传热的作用，故称第三块板为遮

热板。 问：（1）遮热板位置移动，不在正中间，遮热板的效果是否受影响？ （2）如果遮阳板两表面的黑度不同，板的朝向会不会影响遮热效果？

（3）若遮热板是有一定厚度的非金属板，与金属遮热板比较，其遮热效果可能有怎样的变化？、

4..有一冷油器，用冷却水冷却变压器油，实验测得其传热系数K 有如图所示的特性，问：

（1） 该换热器的主要热阻在哪一侧？

（2）如果两种流体流速相差不多，你认为流体甲是水还是油？为什么？

K

流体甲的流速 流体乙的流速

K

二．有一根半径为r 的发热长细圆杆，单位体积发热量?

Q ，导热系数为

λ 。细杆的侧面和

右端面温度为f t 的流体对流换热 ，对流换热系数为h 。 左端面的热流密度q 已知。试列出杆内温度变化微分方程式既单值性条件（不必求解）。

三．进口温度为95C

的热水0.2m/s 的速度在外径为46mm 内径为40 mm 长度为100m 的

直管内流过。管壁的导热系数为s m W ?=/301λ 管外包导热系数为s m W ?=/1.02λ的保温材料，若要求热水输送管出水口的温度不低于85 C

保温层的外表面温度为50C

保温层的厚度至少为多厚？ 水的物性

四，壁温为300k 的大房间内，放置有直径为1d =200mm 圆盘电加热器1，其上方有一直径为2d =400mm 的半球罩。圆盘的底部和侧面被良好保温。已知如图盘的表面温度为1000k 黑度为 1ε =0.9. 半球罩的表面温度为600k ，2ε=0.5.不计对流换热求稳定状态下电热器的所需的电功率，并画辐射网络图。（半球外侧不参与换热）

五．某板式换热器一侧为被冷却的油，其质量流量 1G 每小时

10000C Kg KJ C Kg p

./90.1,1=。进口温度C t

134"

1=，冷却水在传热面的另一侧流

动，进口温度为C

24，其质量流量 2G 每小时3000C Kg KJ C Kg p

./186.4,2=，

两种流体逆向流动。已知其传热系数C m W K

?=2/300，如忽落换热器的散热损失，求所需的传热面积，并画出两种流体沿传热面积的温度变化图。

六．求壁面内直角处节点A 的节点方程。壁面外表面与流体（温度为f t ）对流换热，换热系数为1λ，壁面有内热源，内热源强度?

Q ，壁面按二维稳态导热问题处理。（方程式不必整理）

1998年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、简答题

1、简述数Bi 的意义。在物体非稳态导热过程中，和两种情况对物体温度分布有什么影响？为什么？

2、室内有两块水平放置，面积很大的平板组成间隙很小的夹层。上下表面维持在恒温1T 和

2T ，且1T 〉2T ，故有热流量从上平板传给下平板，分析此热量传递过程，并写出稳态传热

的计算。

3、气体在直管内强迫对流换热，在水平管外自然对流。蒸汽在垂直管外表面凝结换热，这三种换热过程中，管长对换热轻度的影响有何不同？为什么？

4、家利用平底铝锅烧开水，炉火温度远高于铝所耐受的高温，为什么铝锅不会烧坏？试解释其原因。如铝锅低的热流密度为20002

/m W ，你能否采用一些数据，演示性地估计一下清洁铝锅内外表面的温度（数据应尽量合理）。

5、有一块厚为δ的无限大平壁，两侧的流体温度分别为1f t 和2f t ，对流换热系数分别为和1α和2α，平壁导热系数λ为常数，使这对下列条件，分别画出热流体到冷流体的温度分布曲线。

⑴1f t 〉2f t ； 2α〉1α ，

0/≈λδ，内流热源强度Q=0

⑵1f t =2f t ； 1α〉2α 有均匀内流热源强度Q 〉0 6．两相互辐射的表面被第三个绝热表面包围时， ⑴绝热表面的存在与否，对净辐射换热

12Q 有何影响？

⑵绝热表面的黑率大小，对12Q 有何影响？ ⑶绝热表面的表面面积大小，对12Q 有何影响？

二、有一由导热系数分别为1λ和2λ的不同材料组成的复合长杆，求两材料的平直交接面上A 点的差分方程（不必整理）。 已知长

杆横截面为直径d 的圆截面，温度为f t 的流体横向掠过长杆。对流换热系数为α，假设长杆内导热按轴向一维稳态处理，靠近节点温度用和表示，杆内无内热流。

三、一个功率为1000w 的薄型电热元件，其上部被覆盖以1λ=0.2c m w ?/，厚度10mm 的电绝缘材料，下部覆盖了导热系数2λ=0.1c m w ?/，厚度5mm 的电绝缘材料，这样构成的直径d=0.5m 圆盘式加热器备选放置于空气温度为20c ?的环境中，已知上表面复合换热系数

1α=20c m w ?2/，下表面符合换热系数2α=10c m w ?2/，薄片电热元件的厚度及整个装置

的侧面散热量可忽略。试求出稳态时上下表面的温度2w t 和1w t 。

四、质量流量为180kg/h 的水在内径25mm 为，管壁温度60c ?为的直管内流过，求将水30从c ?加热50c ?到所需要的管子长度。

五、一个有两层同心圆柱壁（璧厚可不计）制成的保温瓶，两层壁间被抽成真空，内壁直径110mm ，外壁直径114mm ，两壁面黑率均为0.1，瓶高300mm ，外壁温度24c ?，瓶内盛有热水，故内壁温度为70c ?，忽略保温瓶两端部的散热。计算：

1、在上述状态保持稳态时的散热量。

2、若瓶内水温视均匀，热水从90c ?冷却到70c ?所需最短时间。

六、用一台逆流套管式换热器冷却润滑油，管内冷却水从16c ?升到44c ?，流量为30kg/s ；热油入口温度100c ?，出口温度降为58c ?，传热系数为k=324c m w ?/，有的平均比热为

p C =2150c kg J ?/。求：

1、油的流量。

2、所传的热量。

3、所需的传热面积。 附录：饱和水的热物理性质

1999年攻读硕士学位研究生入学考试题

一，简答题（本题共40分）

1. 在计算长圆筒壁（无内热源）的稳态导热时，如果系数随温度线性变化，是否可仍按常

物性长圆筒壁导热公式计算，而式中导热系数取两表面导热系数的算术平均值，为什么？

2. 试述对流换热能量微分方程与固体导热系数微分方程的异同及相互联系。

3. 在流体外掠单管的换热过程中，如来流温度，来流速度及管子外表面温度不变，在横掠，

斜掠，纵掠三种情况中，哪种情况的对流换热系数最大？为什么？（不必写出计算公式） 4. 管内紊流强对流换热时，增大流速可增强传热，为使流速增大一倍，可采用（1）管径

不变，流量增大一倍，（2）流量不变，内径缩小两种办法。如流体物性变化不大，哪一种方法对增大对流换热系数更有利？

5. 农用塑料薄膜覆盖的塑料大棚具有温室效应。试阐明温室效应的原理。

二．有一大平壁厚度为δ，导热系数可作常数处理。已知左表面接受性是热流密度0q ，右表面维持均匀而恒定的温度w2t ，平板内有均匀内热源，单位时间，单位体积的生成热为

Φ，平板温度分面稳定。

（1）求温度沿空间坐标变化的函数关系式。 （2）已知δ=0.4m,

1.5/w m λ=?℃ ，w2t =40℃, 0q =5202/w m ,Φ=1002/w m ,求板

内最高温度。（本题15分） 三．润滑油以114kg/h 的流量在管径为12.7mm 的直管内流动，油温从95℃被冷却到65 ℃，管子壁面温度为30 ℃，求所需的管长。（15分） 附：准则关联式

1. 0.8

0.4

0.023Re Pr f f

t c R Nu εεε=

45

Re 10~1.210f =? , Pr 0.7~120f =

2. 1

0.1431.86(Re Pr )()f f f f w

d Nu l μμ=

Re 2200f <, 0.5~17000f Pr =,

0.044~9.8f

w

μμ= Re Pr )10f f

d

l

>（

润滑油热物理性质 t ρ Cp

λ 610ν? Pr

℃ kj/kg.℃ W/m ℃ 2/m s

30 886.6 1.947 0.1423 153.2 1859 60 868.8 2.064 0.1396 38.4 493 80 857.4 2.148 0.1379 19.7 263

四．有一如图1所示的房间，天花板上装有均匀辐射加热器，外部绝热，天花板维持恒定温度40℃地板温度为20℃四面墙中有三面为内墙，可称作绝热面，剩下一面墙为外墙，表面温度为12℃如所有表面均为黑体，且已知地板对天花板的角系数为120.28X =，试画出稳态时各内表面间辐射换热的网格图，并求出辐射加热器的所需的功率及绝热墙内表面的温度。

五．有一台逆流式换热器，用压力Ps=53.6110?Pa,温度Ts=140℃的水蒸气来加热冷水，饱和蒸汽流量G =120kg/h, 汽化潜热r=2144kj/kg, 在换热器的出口处，蒸汽已被冷却成t=55℃的过冷水。冷却水进口温度14℃,出口温度68℃,水的比热容均按Cp= 4.174kj/kg 计算。

如蒸汽凝结段传热系数为1802/w m ?℃ ,水——水换热段传热系数为1002

/w m ?℃ ,不计

散热损失，求换热器总传热面积，并画出流水温度沿程变化示意图。（示意图应正确反映出每种流体温度变化的趋势。本题15分）

2000年研究生传热学入学考试题

一．解释下列现象：（本题共25分，每题5分） 1，冰箱里结霜后，耗电量增加;

2, 某厂一条架空敷设的电缆使用时发现绝热层超温，为降温特剥去一层绝热材料，结果发现温度更高。

3， 某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20℃，但感觉不同。

4， 大气中的 CO2 含量增加，导致地球温度升高。

5， 同样是-6℃的 气温，在南京比在北京感觉要冷一些。

二．半径为s γ 圆球，其热导率（导热系数）为λ单位体积发热量为Qr,浸在温度为tf 的 流体中，流体与球表面的对流换热系数为h, 求稳态时，(1) 圆球内的温度分布，(2)当

0.1, 4.5/(s m w m γλ==?℃), 25000/v Q w m =,215/(h w m =?℃), 20f t =℃时，球内

的最高温度。（本题15分）

三．采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。现测得铂丝直径d=0.1mm,

长10mm ，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A,表面温度为200℃,已知0.3851/3

0.911Pr um em m R N =，

空气的物性参数见下表，求气流的速度u ∞( 本题15分)

附：空气的物性参数

t ℃ λ/(w m ?℃) ν 2/m s Pr

20 2.59210-? 21.4610-? 0.703 110 3.27210-? 24.3610-? 0.687 200 3.93210-? 26.0610-? 0.680

四，用一裸露的热电偶测烟道内的烟气温度，其指示值为280℃ 已知烟道壁面温度为250℃ 热电偶的表面温度为0.9℃，与烟气的对流换热系数为1002

/(w m ?℃)求烟气的实际温度。若烟气的实际温度为317℃，热电偶的指示值为多少？（本题15分）

五，一条供热管道长500m ，架空敷设，管道内径为70mm ，管内热水与外部空气的总传热系数为1.82

/(w m ?℃)流量为1000kg/h,比热为4.168J/(kg .℃).若入口温度为110℃ 空气温度为—5℃ 求出口热水温度。（本题15分）

六， 一长为H ，宽为b ，厚度为δ的铝板水平放置（b >>δ ）长度方向两端温度均为o t ,底部绝热，周围空气的温度为f t 与铝板的对流传热系数为h ，设铝板的热导率为λ，求铝板的温度分布。（本题15分）

2001 传热学

一．简答题

1一蒸汽管道外包厚度相同的两种隔热材料，一种的导热系数较小，另一种的导热系数较大，从减小散热损失的角度考虑，应该把种包在外边？为什么？

2一块表面抛光的铝板和一块表面刷有白漆的铝板同时暴露于阳光之下，已知两块板对太阳辐射的吸收比相同，即a 1 ＝a 2 ,但发射率ε1＜ε2。如果两块板处于热稳态且忽略对流的作用，哪个表面温度更高？为什么？

3采用平板导热仪测量液体的导热系数，通常要使热面在上，冷面在下，为什么？如果测量气体导热系数，还应考虑哪些因素？

4用铠装热电偶测量锅炉尾部烟气的温度，如果烟气中所含的粉尘增加，对测量结果有何影响？为什么？

5一无限大平壁一侧绝热，初始温度t0,从某一时刻开始起另外一侧浸入温度为t 1的流体中（t 0＜t 1））试画出过程开始后到达稳态前任意三个时刻平壁内的温度分布。

6．一圆球和一正方体体积相同，材料都是紫铜，初始温度相同。如果同时放在空气中冷却，哪个冷却的快些，为什么/

7一逆流同心套管式换热器，加热介质和被冷却介质都是水，且流量相同，假如水的物性不发生变化，试画出冷水和热水的温度沿管长的变化曲线。

水蒸气在0.5×0.2m的垂直平板上凝结，该平板如何放置能使传热效果更好些（假设液膜内是层流流动）？

二，计算题

1 有一个A,B两块材料组成相同的复合平壁，厚度分别为50mm和20mm导热系数分别为75w/(m ·K)和50 w/(m ·K)。A材料内部有体积发热强度为的1.5×106W/m3内热源。的左侧绝热，右侧与接触良好，B的右侧被水流冷却，水流温度为30℃，与B的传热系数为1000 w/(m2·K)。求（1）稳态条件下两块材料内的温度分布（2）两块材料两侧的温度

2．20℃的空气进入内径为12mm。壁温恒为200℃，的直管，入口空气的平均流速为25m/s。（1）使出口空气温度达到60℃，的管长是多少（2）如果直管改为相应的蛇型管，出口温度将如何变化？

3.直径200mm的圆盘电热器1的上方有一直径为400 mm的半球罩2，圆盘周围的环境温度为27℃，。且为真空，圆盘底部绝热且恰好位于半球底面上，已知t1=727℃，t2=227℃，

ε2=0.1,试画出辐射网络图并求加热器所需规律。

4空气加热器的传热系数为40w/(m2·K)，传热面积53m2，空气入口处温度2℃，，每小时流量为30吨，加热蒸汽150℃，

的饱和蒸汽，流出饱和水，试求空气加热器出口的温度和传热量。

东南大学2002年攻读硕士学位研究生入学考试试卷

一 名词解释（20%） 1.接触热阻 2.对流换热 3.换热器 4.辐射力 5.传热系数 二 简答题、（24%）

1. 为强化传热，可采取哪些具体措施？

2. 简述影响传热系数的因素？

3. 黑体具体有什么样的性质？ 三 计算题 （每题14分）

1. 一个厚度7cm 的平壁，一侧绝热，另一侧暴露于温度为30

c ο

的流体中，内热源

630.310/w m φ=?。对流换热表面的传热系数为，2450/()w m k ?，平壁的导热系

数为

18/()w m k ?。

试确定平壁中的最高温度及其位置。

2. 在一次对流换热实验中，10c ο的水以1.6m/s 的速度流入内径为28mm,外径为3 mm ，长为1.5 m 的管子。管子外面均匀的缠绕着电阻带作为加热器，其外还包有绝热层。设加热器总功率为42.05kw ，通过绝热层的散热损失为2%，管材的导热系数为18w/(m k) 试确定：

（1） 管子出口处的平均温度 （2） 管子外表面的平均璧温

3.右图表示一个半球表面3，其黑度为

3

ε

= 0.475，并且处于

辐射平衡中。被半球表面覆盖的圆盘的一半为灰体表面，记作表面1，其黑度为

1

ε

= 0.35 ，温度1T = 555k,而圆盘的另一

半表面即表面2为2T =333k 的黑体。半球的直径为0.3 ,试求：

（1）画出该系统的辐射网络图：

（2）计算表面1和2之间的辐射换热量；

4.室外横放的一根煤气管道，直径d = 150 mm ，表面黑度和温度为

ε

= 0.8, w t = 60 c ο周围环境和空气的温度f t =20 c ο

空气处于自由运

动状态。试计算每米管长的散热损失？

东南大学2003

一．选择填空

1冬季室内气温高于室外气温，如果裸露的电热偶测量室内空气的温度，则温度计的读数应（）（A）高于空气实际温度

(B)等于空气实际温度

(C)低于空气实际温度

2空气横向掠过等温圆柱，从圆柱前驻点开始后热边界层厚度在不断增加，如果较小，流动保持层流，则（）

(A)局部对流换热系数逐渐减小

(B)局部对流换热系数保持不变

(C)局部对流换热系数可能减小，也可能增大

3将初始温度为t0的小铜球放入温度t∞的水槽中，如果用集总参数发来分析，则经过时，铜球的温度为（）

(A)t＝(t0+ t∞)/2

(B)t= 0.628 t∞+0.368 t0

(C) t=0.368 t∞+0632 t0

4饱和水蒸气在水平圆管外侧凝结l＞＞d圆管的壁温恒定，以下方案可以增加单位时间凝结水量

(A)将圆管垂直放置

(B)将圆管水平放置

(C)在圆管外加装低肋管

5在室内一根未保温的钢管内通入100℃的饱和水蒸气，用来加热室内的空气，如果需要增加传热量，则可通过下方法实现。

(A)在管内安装肋片

(B)降低管道厚度

(C)在管外安装肋片

6根据兰贝特定律，黑体的定向辐射强度在各个方向上是相同的，这表明（）

(A)穿过微元黑体表面正上方的单位面积上的辐射能与侧上方单位面积上的辐射能

(B)穿过微元黑体表面正上方的半球面上单位面积的辐射能最大

(C)穿过微元黑体表面正上方的半球面上单位面积的辐射能最小

7一根放在空气中的电缆，其电阻为r，通过电流强度I为的电流，如果减小绝缘材料的厚度。则（）

(A)电缆的表面温度升高

(B)电缆表面的温度降低

(C)电缆表面的温度可能升高，也可能降低

8在套管式换热器用热水来加热冷水，两个流体的温度变化曲线（）

(A)a正确b错误

(B)a正确b错误

(C)a,b都可能正确

对图2二维稳态导热问题，右边界是恒定热边界条件，热流密度为q w，如果采用有限差分法求解，△x=△y（）是正确的

(A)t1+t2+t3-3t+q w△x/λ=0

(B)t1+2t2+t3-4t4+ q w △Y/λ=0

(C) )t1+2t2+t3-4t4+q w△x/λ=0

10蒸汽管道外包厚度相同的两种隔热材料，一种的导热系数较小，另一种的导热系数较大，如果包敷的厚度相同，以下说法（）是正确的

(A)为减小传热量，导热系数较小的材料应包在内层

(B)为减小传热量，导热系数较大的材料应包在内层

(C)如何包敷对传热量无影响

二．简答题

1，空气分别与宽度为2H，高度为H的竖直平壁和宽度H 高度为2H竖直平壁进行自然对流换热，试比较两种情况下对流换热量的大小

2，夏天在室外穿白色的衣服比穿黑色的衣服凉爽，在室内是否有相同的感觉，为什么？3，两根不同管径的蒸汽管道，外边都覆有一层厚度相同，材料相同的热绝缘层。如果管子表面以及热绝缘层的外表面温度相同，试问：两管每米的热损失相同吗？若不同，哪个大？试证明之

4，在进行管内强迫对流换热实验研究时，需测量哪些量，如何测，实验结果如何整理？5，简述Bi和Nu的同异，并说明两者在传热学中的作用。

三．计算题

1厚度为的大平板，通过电流时发热率为3×104w/m3 ,板的一个表面绝热，另一个表面暴露在25℃，的空气中，若空气与平板间的换热系数为3w/(m ·K)，试

（1）写出该问题的微分方程及定解条件

（2）求平板内温度分布表达式

（3）求平板的最高温度

2直径为0.13mm的导线暴露在－30℃的空气流中，气流速度为230m/S，导线长125mm，并用电加热试求导线表面温度为170℃所需的电功率

3一直径为200mm的圆盘电热器1的上方有一直径为400 mm的半球罩2.它们被纺织在温度为27℃的大房间中，（房间气体试为透热气体），盘底部和侧面均绝热，已知t1=727℃，t2=227℃，ε1=0.9，ε2=0.1,

试画出辐射网络图

并求加热器和半球罩之间的辐射换热量

计算加热器的功率

4有一台逆流套管式换热器，用100℃的热油将25℃的水加热到50℃，而热油被冷却到65℃，换热器的传热系数340w/(m2·K)，如油的比热容为1950J/(Kg ·K)，质量流量为0.4kg/S，水的比热容求换热器的换热面积，使用一段时间后，油使传热面产生一层污垢，使油的出口温度只能降到80℃，求污垢系数Rr(m2.K/W)

2004年攻读硕士学位研究生入学考试试卷

一 选择填空（共30分，每小题3分。答错一题扣四分，不答扣三分，本题不得负分） 1.将初始温度为0t 的小铜球放入温度为t ∞的水槽中，如果用集总参数法来分析，则在经过的时间等于时间常数c t 时，铜球的温度为（） A. t = (0t +t ∞) / 2 B t = 0.632 t ∞ + 0.368 0t C t = 0.368 t ∞ + 0.632 0t

2.物体被加热时，其第三类边界条件可表示为（） A λ-(/)w t n ?? = h (f t -w t ) B

λ(/)w t n ?? = h (f t -w t )

C λ-(/)w t n ?? = h(w t -f t )

3.冬天室内气温高与室外气温，如果用裸露的热点偶测量室内空气的温度，则温度计的读数应（）

A 高与空气实际的温度

B 等于空气实际的温度

C 低于空气实际的温度

4.空气横向掠过等温圆柱体，从圆柱前驻点开始向后热边界层厚度在不断增加，如果e

R

较

小，流动保持层流，则（） A 局部对流换热系数f h 逐渐减少 B 局部对流换热系数f h 保持不变

C 局部对流换热系数f h 可能减少，也可能增加 5.不凝结气体的存在，将（） A 削弱凝结换热 B 削弱沸腾换热 C 削弱强制对流换热

6.一根未保温的钢管内通入100c ο

的饱和水蒸气，用来加热室内的空气，如果需要增加传热量，则可以通过（）方法来实现。 A 在管内安装肋片 B 降低管道的厚度 C 在管外安装肋片

7. 二氧化碳和水蒸气只对某些特定波长下的热辐射才有明显的吸收作用。因此，对于（），可以忽略吸收。 A 低温辐射源 B 太阳辐射 C 红外辐射

8. 一根放在空气中的电缆，其电阻为R ，通过强度为I 的电流，外面有一层绝缘材料。如果减小绝缘材料的厚度，则（） A 电缆的表面温度会升高 B 电缆的表面温度会降低

C 电缆的表面温度可能升高也可能降低

9. 在高温蒸汽管道外包敷两种不同的保温材料，一种导热系数较小，另外一种导热系数稍大，如果包敷的厚度相同，以下说法（）是正确的。 A 为减少传热量，导热材料较小的材料应包在内层 B 为减少传热量，导热材料稍大的材料应包在内层 C 如何包敷材料对传热量没有影响 10.下面表述中正确的是（）

A 对漫射表面，光谱吸收比等于光谱发射率

B 吸收比等于发射率

C 定向辐射强度与空间方向无关

二 模型与理论分析（共18分，每题6分）

1. 试画出20 c ο

的空气横掠60 c ο

的平板时，速度边界层及局部换热系数沿板长的变化曲线，并简要说明。

2. 将一个单位体积发热量为

φ?

，初始温度为0

t

，直径为 d 的纯铜小球，突然放入温度恒

为t ∞的空气中进行自然冷却。试写出小球温度随时间变化规律的微分方程。

3. 一加热器中用过热蒸汽来加热给水。过热蒸汽在加热器中先被冷却到饱和温度，再凝结成水，最后被冷却成过冷水。设冷，热流体的总流向为逆流，热流体单相介质部分的1m q ?

2m q

试画出冷，热流体的温度变化曲线。 三 简答题（共32分，每题8分）

1.室内采暖器为何一般采取横置（宽度大于高度）？试用传热学原理说明。

2.何为 “温室效应“？并举例说明其原因。

3.什么叫不稳定导热分析的“集总参数法“？该方法在分析不稳态导热时有何优点？

4.什么叫“临界绝热直径“？写出其表达式？ 四，计算题（70分）

1（20分）平板的厚度为δ，两表面温度分别为1t 和2t ，且1t 2t ?。平板材料的导热系数是温度的函数，即0(1)t λλβ=+。试： （1） 写出该问题的微分方程及定解条件；

（2） 求平板内温度分布表达式； （3） 求热流密度的表达式；

（4） 画出平板内温度分布的示意图。

2.（20分）一圆柱体外径为80mm ，长为1.82m ，黑度（发射率）为0.9，表面温度保持93

c ο

，放置于温度为27 c ο的大气中。试确定该圆柱水平放置和竖直放置时的散热损失。

3.（15分）三个无限大的平板平行放置（如图所示）。平板1的温度1200k,平板3的温度为60k 且

1

ε

=0.2，

2

ε

=0.5，

3

ε

=0.8。若平板2不从外部接受任何热量，试求：

（1）画出该系统的辐射网络图； （2）计算网络图中各热阻的数值； （3）计算平板2的温度。

4．（15分）在换热器中，油侧从300 c ο

冷却到200 c ο

，而石油从25 c ο

被加热到175c ο

。如换热器设计成（1）顺流式；（2）逆流式，并假设两种情况的传热系数和所传递的热量完全一样，试求：

（1）画出两种情况下换热器中温度分布的示意图； （2）确定两种情况下换热器的对数平均温差； （3）比较两种情况下换热器的经济性。

2005年研究生入学考试传热学试卷

一．选择填空（共30分，每小题3分。答错一题扣四分，不答扣三分，本题不得负分）

1.为了保证集总参数法分析的结果更接近实际，Bi应（）

A.越大越好

B.越小越好

C.适中为好

2.物体被加热，其第三类边界条件可表示为（）

3.夏季室内气温低于室外气温，如果用裸漏的热电偶测量室内空气的温度，则温度计的读数应（）

A.高于空气的实际温度

B. 等于空气的实际温度

C. 低于空气的实际温度

4.空气纵掠等温平板时，从平板前缘点向后热边界层厚度在不断增加，如果Re较小，流动保持层流，则（）

A.局部对流换热系数hx逐渐减小

B. 局部对流换热系数hx保持不变

C. 局部对流换热系数hx可能减小，也可能增加

5.当温度为tf、Pr>1的流体纵掠温度为tw（tw≠tf）的平板时，会在平板表面形成流动边界层和热边界层，此时热边界层的厚度（）流动边界层的厚度。

A.大于

B.小于

C.等于

6.对于蒸汽→空气加热器而言，若要提高其传热量可采用（）方法来实现。

A.在空气侧加装肋片

B.在蒸气侧加装肋片

C.增加蒸汽侧的换热系数

7.二氧化碳和水蒸气只对某些特定波长下的热辐射才有明显的吸收作用，因此，对于（），可以忽略其吸收作用。

A.低温辐射源

B.太阳辐射

C.红外辐射

8.一根放在空气中的电缆，其电阻是R，通过强度是I的电流，外面有一层绝缘材料。如果减小绝缘材料的厚度，则（）

A.电缆的表面温度会升高

B. 电缆的表面温度会降低

C. 电缆的表面温度可能升高也可能降低

9.在当蒸汽中含有不凝结气体时，对流换热系数将会（）

A.变大

B.变小

C.可能变大，也可能变小

10.下面表述正确的是（）

A.对漫射表面，光谱吸收比等于光谱发射率

B.吸收比等于发射率

C.定向辐射强度与空间方向无关

二模型与理论分析（共18分，每题6分）

1.对于右图中有均匀内热源Ф的二位稳态导热问题，右边界为恒定热流边

界条件，其热流密度为qw,如果采用有限差分法求解，则在△x=△y的条

件下，写出边界节点4的节点方程。

2.当20℃的空气与50℃的墙壁接触时会产生自然对流换热，试画出热边界层、速度边界

层、局部对流换热系数随高度方向的变化曲线。

3.右图表示一组合平板，平板左侧为真空，右侧为已知温度Tf和表面换热

系数为h的流体，板的导热系数和厚度分别为λa、λb、δa和δb，并

都为已知；左表面从没有示出的一红外热源吸收辐射能，已知其净值为

qo(瓦每平方米)。当处于稳态时，试写出以已知量表示的左表面温度表

达式。

三简答题（共32分，每题8分）

1.空气分别与宽度为2H高度为H 的坚壁和宽度为H高度为2H的坚壁进行自然对流换热，

是比较两种情况下对流换热量的大小。

2.冬季利用太阳能温室可以种植蔬菜，试用辐射理论来阐述这种效应。

3.什么叫接触热阻？是阐述其产生的原因及影响因素。

4.何谓“临界绝热直径”？写出其表达式并简述在何种情况下考虑之。

四，计算题（70分）

1.（20分）一无限长圆管的内半径为r1，该处的温度为Tw1；外半径为r2，该处的温度为Tw2。导热系数为λ=λo(1+bT)，试中，λo、b均为已知的常数，且无内热源。试求：（1）写出该问题的微分方程及定解条件；

（2）求以r的函数表示的温度分布表达式；

（3）求每米管长的导热量；

（4）画出平板内温度分布的示意图。

2.（15分）在直径为76mm、长为6m的管子中，流量为120kg/h的空气必须从25℃加热到55℃。为达到此目的，试求管壁所应该保持的温度。

3.（15分）有一个半球形容器r=1m，底部的圆面积上有温度为200℃、ε1=0.8

的表面1和温度为40℃、ε2=0.4的表面2，它们各占底部圆面积之半。容

器壁面3是绝热的。试求

（1）画出该系统的辐射网络图；

（2）计算表面1、2间的辐射换热量；

（3）计算容器壁面3的温度。

4.(20分)一蒸汽—空气加热器，要求将空气由15℃加热到50℃，空气的流量为5Nm3 /s，ρ=1.293kg/ Nm3；加热蒸汽为压力0.2MPa、温度为140℃的过热蒸汽，该状态的焓值为h=2749KJ/Kg，凝结水为饱和状态。已知加热器的传热系数为k=75W/(㎡·k)，试求

（1）画出改加热器的温度分布曲线；

（2）所需的蒸汽流量；

（3）加热器的面积。

07年东南大学硕士研究生招生考试试卷

一、名词解释

1． 速度边界层 2． 傅立叶数 3． 换热器单元数 4． 贝兰特定律 5． 肋片效率 二、模型

1．20C ?

空气与60C ?

竖直墙壁发生自然对流时，画出其速度边界层厚度、换热系数沿高度方向变化的示意图。

2．第三类边界条件与换热微分方程的异同。 3．双层玻璃窗减小传热的主要方法。 4．影响沸腾换热的主要因素。 三、问答

1．什么叫临界绝缘直径。并分析一个直径100mm 的管道，外包保温层，问此直径是否大于临界绝缘直径（具体数据忘记）

2．单位发热为

Φ?

的非稳态导热物体，试列出其中心节点（m ，n ）点的显式差分格式

迭代方程，并指出收敛条件。

3．同心圆两辐射面之辐射热阻。 四、计算

1．一个平壁，厚400mm ，一侧温度40C ?

，另一侧80C ?

，中间温度60C ?

，截面积12

m ，传热量1kw 。

问：a 、按t b a *+=λ列出其导热系数线性方程； b 、画出沿壁厚温度变化图； 2．横流管外对流的传热计算。 3．同往卷相同之辐射计算。

4．同往卷相同之计算污垢热阻，多了一个换热器流体温度变化图。