2012华科传热学考研真题
2012 传热学考研真题
一、简答
1）一圆台物体两端面温度保持不变，且大端面温度高于小端面，侧表面绝热，试绘出圆台内温度沿轴向x的分布曲线，并简要分析。
2）欲减小套管式温度计的测温误差，如何从套管厚度、导热系数、套管的高度、套管与外界换热系数来考虑？
3）时间常数的影响因素有哪些，用同一热电偶测量在不同流场环境中的温度，其时间常数是否一样，为什么？4）能量微分方程
2
2
p y
y
v
x
u
c
?
?
=
?
?
+
?
?θ
λ
θ
θ
ρ）
（中，各项实质是什么？是什么类型的偏微分方程？其物理特征如何？
5）分析实际金属与非金属表面在半球空间内的辐射强度是如何变化的。
6）什么是入口效应？为什么会这样?
7）材料的光谱发射率如右图，试问其发射率与温度
的关系如何？
8）试用传热学观点分析温室效应。
二、分析
1）某一维导热平板，无内热源。在稳态条件下，平板两表面温度分别为t1 、t2 ，这个温度范围内导热系数与温度关系为λ=1/βt，求平板内温度分布。
2）设圆管内径为d，处于t w 均匀壁温条件下，流体进口温度为t1 ，质量流量为m，定压热容为c p，从管内流过。流体与壁面的换热系数是h，求管道中流体温度随长度变化的关系。3）一无限长的V形面，壁面温度为T，其发射率为ε，V形角度为2ψ，上端长度为L，求V形面向外界辐射的热量。
三、一核反应堆由三层平板组成，中间一层是厚度δ1=14mm的燃料层，内热源Φ=1.5×107W/m3，两边是厚度各为δ=26mm的铝板。已知燃料层导热系数λ1=35 W/(m·K)，铝板导热系数λ2=100 W/(m·K)，铝板外是温度t f=150℃的流体，其换热系数h=3500 W/(m2·K)，（平板厚度2δ的有内热源的温度分布关系为t=
()
λ
δ
2
x-2
2
Φ
+t w），求t1 、t2 和燃料层最高温度t0 。
四、一热线风速仪由直径d=0.2mm的金属丝在气流中垂直放置来测量风速。当温度为20℃的空气以30m/s的速度横向冲刷时，金属丝表面温度为21.5℃。改变气流速度，使金属丝表面温度变成23.6℃时，求此时的气流速度。Nu=CRe0.466Pr31
五、用一热电偶测管道内流场中某气体的温度（该气体是热透明物质），已知管壁温度t w =200℃，热电偶测得温度t=600℃，热电偶与流体换热系数h=1000 W/(m2·K)，其发射率ε=0.4，求流体的温度，并画出辐射网络图。
华中科技大学812传热学2008年真题
2008 传热学 一、简答 1）一无限大平板，左右两侧的温度固定为t 1和t 2（t 1 > t 2），已知平板材料的导热系数为λ=λ0（1+βt ）。分别就β>0，β=0和β<0三种情况画出稳态时平板内的温度分布曲线。 2）写出肋效率ηf 的定义。对于等截面直肋，肋效率受哪些因素影响？ 3）管内强迫对流换热考虑温度修正系数时，为什么液体用粘度（ w f μμ）n 来修正，而气体用温度 （w f T T ）n 来修正？ 4）水蒸气在管外凝结换热时，一般将管束水平放置而不竖直放置，为什么？ 5）什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？ 6）两块平行平板（表面1、2）置于大厂房内（表面3）。平板背面（表面4、5）也参与换热，试画出辐射换热网络图。 7）采用稳态平板法实验测量物体的平均导热系数时需要测量哪些量？由这些量如何计算材料的导热系数？ 8）用热电偶测量炉膛出口的烟气温度，有哪些热量传递方式会引起测温误差？对此可采取哪些措施？ 二、分析 1）半径为R 的长圆柱体，其内部有均匀内热源，强度为Φ（W/m 3 ）。现将柱体置于温度为t ∞ 的流体中冷却，表面传热系数为h 。试将稳定后柱体的壁面温度用已知条件表示。
2）有一钢管换热器，热水在管内流动，空气在管间作多次折流，横向冲刷管束以冷却管内热水。拟改造采用管外加肋片，并将钢管换为铜管，以增加冷却效果，试从传热学角度来评价这个方案是否可行。 3）对于流体外掠平板的稳定流动，边界层动量方程22y u y u v x u u ??=??+??μρ）（。试利用数量级分析 的方法，从动量方程中引出边界层厚度的如下变化关系式：δ/x ≈Re 1/2 。 三、一厚10mm 的大平壁（假定满足集总参数分析法求解的条件），初温为300℃，密度为7800 kg/m 3 ，比热容为0.47kJ/（kg ·K ），导热系数为45 W/(m ·K)，一侧有恒定热流q=100 W/m 2 流入，另一侧与20℃的空气对流换热，表面传热系数为70 W/(m 2·K)。 1）列出平壁温度随时间变化的微分方程式并由此求解温度表达式； 2）求3min 后平壁的温度； 3）求到达稳态时平壁的温度。 四、两根水平放置的圆管，表面温度和长度分别相同，受空气自然对流冷却；其中一根管子的直径为另一根管子的10倍。已知小管子自然对流换热的Gr ·Pr=104，试求两管表面传热系数的比值以及换热量的比值。 五、一直径为0.8m 的薄壁球形液氧贮存容器，被另一个直径为1.2m 的同心薄壁容器所包围。两容器表面为不透明漫灰表面，发射率均为0.05；两容器表面之间是真空的，如果外表面的温度为300K ，内表面温度为95K 。已知液氧的蒸发潜热为2.13×105J/kg ，试求由于蒸发使液氧损失的质量流量。（要求画出辐射换热网络图）
华科传热学
传热学复习题
《传热学》考前辅导题
一， 简答题 1 热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理任何？自然界是否存在单一的热量 传递方式？试举例说明。 2 什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映 的物理实质是什么？ 导热系数和热扩散系数各自从什么地方产生？它们各自反映了物质的什么特性？并指 出它们的差异？ 不同温度的等温面(线)不能相交，热流线能相交吗？热流线为什么与等温线垂直？ 非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个阶段，它们各自有什么特征? 什么是集总参数系统，它有什么特征? 时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？同一种物体导热过程 中的时间常数是不是不变的？ 对流换热系数是怎样定义的？它与哪些因素有关？常用哪些途径去求解对流换热问 题？ 对流换热问题的支配方程有哪些?将这些方程无量纲化我们能够得出哪些重要的无量纲 数（准则）?你能指出这些准则的物理意义吗?
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10 流体流过平板会在垂直流动方向上产生速度边界层和热边界层（如果流体与壁面存在温 差） ，要使边界层的厚度远小于流动方向上平板长度的条件是什么？而速度边界层和热 边界层的相对厚度又与什么因素相关？ 11 什么是热边界层？能量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的 简化有何好处？ 12 在导热过程中产生了 Bi 数， 而在对流换热过程中产生了 Nu 数， 写出它们的物理量组成， 并指出它们之间的差别是什么？ 13 写出对流换热过程中的无量纲准则 Re 数、 数和 Gr 数的物理量组成， Pr 并指出它们各自 表示的物理意义。 14 指出热射线的波长范围，它主要由哪两种射线组成？请解释我们为什么称它们是热射 线？ 15 什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关? 什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素
1
2012传热学模拟试题及参考答案(华科)
第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（） A ．复合换热、导热、对流换热 B ．导热、对流换热、复合换热 C ．对流换热、复合换热、导热 D ．复合换热、对流换热、导热 2 ．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。（） A ．等于 B ．大于 C ．小于 D ．可能大于、小于 3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A ． 8 × 10 4 W/m 2 B ． 6 × 10 4 W/m 2 C ． 7 × 10 4 W/m 2 D ． 5 × 10 4 W/m 2 4 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。（） A ．＞ 50 B ．＝ 80 C ．＜ 50 D ．＝ 100 5 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（） A ．热对流 B ．复合换热 C ．对流换热 D ．导热 6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（） A ． k B ．λ C ．α c D ．α 7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（） A ．重力和惯性力 B ．惯性和粘性力 C ．重力和粘性力 D ．浮升力和粘性力 8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？ A ．磨光的银 B ．无光泽的黄铜 C ．各种颜色的油漆 D ．粗糙的沿
9 ．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。（） A ．大于 B ．小于 C ．恒等于 D ．无法比较 10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（） A ．辐射换热 B ．热辐射 C ．热对流 D ．无法确定 二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11 ．已知某大平壁的厚度为 10mm ，材料导热系数为 45W/(m · K) ，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。 12 ．已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 （ m 2 · K ），若该换热壁面刚投入运行时的传热系数为340W （ m 2 · K ），则该换热壁面有污垢时的传热系数为。 13 ．采用小管径的管子是对流换热的一种措施。 14 ．壁温接近换热系数一侧流体的温度。 15 ．研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。 16 ．热对流时，能量与同时转移。 17 ．导热系数的大小表征物质能力的强弱。 18 ．一般情况下气体的对流换热系数液体的对流换热系数。 19 ．在一定的进出口温度条件下，的平均温差最大。 20 ．是在相同温度下辐射能力最强的物体。 三、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21 ．稳态导热 22 ．稳态温度场 23 ．热对流 24 ．传热过程 25 ．肋壁总效率 四、简答题（本大题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分）
2011华科传热学考研真题
2011年传热学考研真题 一、简答 1）什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映的物理实质是什么？ 2）若平壁和长圆筒壁的材料相同，温度条件相同，且平壁的表面积等于圆管的内表面积。试问哪种情况导热量大？并画出平壁和长圆筒壁中的温度分布曲线。 3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。Bi满足什么条件时可使用集总参数法？4）表面传热系数是从什么公式定义出来的？与哪些因素有关？有哪些方法解决对流换热问题？ 5）管内流动充分发展段中心汇合处流体温度和速度沿轴向不发生变化，这种说法正确吗？为什么？ 6）角系数的性质有哪些？角系数计算，如图，下列正确的是？ （1）X(2a+2b),1 > X2a,1+X2b,1 （2）X(2a+2b),1 = X2a,1+X2b,1 （3）X(2a+2b),1 < X2a,1+X2b,1
7）人们常用塑料薄膜来保护幼苗的生长，为什么使用塑料薄膜有利于幼苗的成长？ 8）在波长λ<2mm的短波范围内，木板的光谱吸收比小于铝板，而在长波(λ>2mm)的范围内则相反。在木板和铝板同时长时间放在太阳光下时，哪个温度高？为什么？ 二、分析 1） 直径为d，长为L的长圆棒放置在环境中，两端接墙，左侧温度为t1，右侧温度为t2，环境的表面传热系数为h，环境温度为t f，试建立长圆棒的导热微分方程并写出定解条件。2）管内湍流强制对流换热时，Nu数与Re数和Pr有关，试以电加热方式加热管内水的强制对流为例，说明在实验过程中应测定哪些物理量。 3）两漫灰平行平板间存在辐射换热，并保持表面温度T1>T2，表面发射率分别为ε1，ε2。为减少两板间的辐射热流，用一个两侧面发射率不同的薄遮热板将两板隔开。试问： （1）为使两板之间的辐射换热有最大的减少，遮热板应如何放置？即应将该板发射率小的还是大的一侧朝向温度为T1的平板？ （2）上述两种放置方法中哪一种使遮热板温度更高？
工程传热学 习题解答 华中科技大学 许国良版 (5-7章)
《工程传热学》习题解析 华中科大许国良版（5-7章） 适用于以下版本教材（题号按中国电力出版社版，华中科大出版社版本题号需微调） 5-4解：（1）当以同样流速流过两管时，21u u = 871.022 1Re Re Pr Re 23.08 .0128 .02121218 .021*******.0=?=??? ? ??=????? ??==== d d d d h h d d l Nu l Nu h h hl Nu n λ （2）当以同样质量流量流过两管时，21Q Q = 287.02 1 2 12124141//5 .08 .0128 .022112112221121=? =? ?? ? ???=??? ? ??=? ===d d d u d u h h A A A Q A Q u u 5-9解： （1） 定性温度452 ' ''=+= f f f t t t ℃ 查45℃水的物性参数有： s m kg s m v K m W K kg kJ Cp m kg ??==?=?=?==--/104.601,93.3Pr /10608.0),/(642.0),/(174.4,/2.9906 263μλρ
15=w t ℃时：46 3 1095.310 608.010202.1Re ?=???===--v d d υμρυ为紊流流动 则λ hd Nu n = =Pr Re 023.08 .0因为是被加热，所以n 取0.4 K m W h h ?=????=??-24.08.043 /1.607193.3)1095.3(023.0642 .01020 （2） 定性温度452 ' ''=+= f f f t t t ℃，物性参数与（1）相同，因为是被冷却，所以n 取 0.3 λ hd Nu = =3.08.0Pr Re 023.0 K m W h h ?=????=??-23.08.043 /5.529493.3)1095.3(023.0642 .01020 h 不同是因为：一个是被加热，一个是被冷却，速度分布受温度分布影响，Nu 不同。 5-11解：设暂取入口水温度为定性温度 60=t ℃时，物性参数为： 8 .16256415.0Re 99 .2Pr /10478.0,/109.65,/179.4,/1.9832623=?===?=??=?==-ρ πλρdv v ud s m v K m W K kg kJ Cp m kg 所以为紊流。 K m W h hd Nu ??=?= =233.08.0/1097.1Pr Re 023.0λ 由热平衡关系式4.42)(4 1)('''''2 =?-= -f f f m f w t t t Cp u d t t dl h ρππ℃ 2.512 ' ''=+= f f f t t t ℃ 查物性参数： K m W m kg s m v K kg kJ Cp ?===?=?=-/6493.0474 .3Pr ,/5.987,/10547.0,/175.4326λρ 9.14142Re =为紊流 K m W h ?=?2/15.1815 4.43''=f t ℃ 7.512 ' ''=+=f f f t t t ℃ 则s t L d b l t t t dl h s s w f 3363)41()(2 2 =?- =-πρπ 5-15解：定性温度102 20 0=+=m t ℃
工程传热学试题华中科技大学
传热学试题 （环境科学与工程学院2003级使用） 班级 姓名 学号 成绩 一、概念题（34分） 答：非周期性的加热或冷却过程可以分为初始状况阶段和正规状况阶段（2分）。前者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（ 2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。 答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为 A ατ＝ 0，（1分）从中 不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。因此，同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。 四个无量纲准则的物理量组成为： 23 Re;Pr ;Pr ;Re νβννTL g Gr Pe a L u ?= ?===∞。（各1分） Re ――表征给定流场的流体惯性力与其黏性力的对比关系；Pe ――表征给定流场的流体热对 流能力与其热传导（扩散）能力的对比关系；Pr ――反映物质的动量扩散特性与其热量扩散特性的对比关系；Gr ――主要表征给定流场在浮升力作用下产生的流体惯性力与其黏性力的对比关系。（各1分） Bi=αL s /λs 而Nu=αL f /λf 。从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数λs 为固体的值，而Nu 数的λf 则为流体的值；Bi 数的特征尺寸L s 在固体侧定义，而Nu 数的L f 则在流体侧定义。从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系，而后者则反映了换热系统中流体与壁面地换热性能与其自身的导热性能的对比关系。（2分）
2009华科传热学真题
2009 传热学 一、简答 1）说明推导导热微分方程所依据的基本定律，并解释求解导热问题的三类边界条件。 2）右图为三种不同情况下双层平板稳态导 热时的温度分布。假定双层平板各自的导热 系数λ1和λ2为定值，试分析比较三种情况 下λ1和λ 2 的相对大小。 3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。Bi→0和Bi→∞各代表什么样的换热条件？4）流体在两平行平板间做层流充分发展的对流 换热。在充分发展段某截面上流体温度分布剖面 如右图所示。试说明：（a）流体是被加热还是被 冷却？（b）哪一侧壁面处的热流密度绝对值要 大？ 5）同一种流体流过直径不同的两根管道，A管直径是B管的两倍，A管的流量也是B管的2倍。两管中的流动现象是否相似？请说明理由。 6）简述维恩位移定律，并分析为何炼钢时随着温度的升高，钢锭表面颜色由暗黑逐渐变白？ 7）在漫灰表面间的辐射换热计算中采用有效辐射J。什么是有效辐射？结合投入辐射G写出有效辐射J的表达式，并说明有效辐射包含哪几部分辐射？黑体的有效辐射J为多少？
8）一动力蒸气管道，外直径25cm，外面包上5cm厚的绝热材料。绝热材料的导热系数为0.12 W/(m·K)，绝热层与环境之间的自然对流换热系数为45 W/(m2·K)，试问为了进一步减少散热损失是否可以增加绝热层厚度，为什么？ 二、分析 1）一直径为d，长度为L，导热系数为λ的金属棒内部有强度为q W/m3 的均匀内热源，两端分别维持固定的温度t1和t2，周围和温度为t∞的空气进行对流换热，表面传热系数为h，假设金属棒同一断面温度分布均匀，试导出此金属棒的导热微分方程，并给出定解条件。2）对于竖直夹层内的自然对流换热，换热计算公式为q=h（t w1 – t w2），格拉晓夫数Gr=gβ(t w1 – t w2)δ3/ν 2 ，式中t w1 、t w2 分别为两壁面的温度；δ为夹层厚度；H为竖夹层高度。已知恒壁温条件下竖直间层内空气的换热准则关系式为： 当Gr<2000时，Nu=1 当2×104
2013华科传热学考研真题
2013 传热学考研真题 一、简答 1）导热系数、导温系数的定义式、物理意义及单位。 2）试用所学过的知识说明用套管温度计测量流体温度时如何提高测温精度。 3）毕渥数Bi的定义式、物理意义。非稳态导热问题在什么条件下可用集总参数法？ 4）流体在两平行平板间做层流充分发展的对 流换热。在充分发展段某截面上流体温度分布 剖面如右图所示。试说明：（a）流体是被加热 还是被冷却？（b）哪一侧壁面处的热流密度 绝对值要大？5）短管的修正系数是大于1还是小于1？ 6）“用增大ε的方法无法增强辐射换热。”请判断是否正确。 7）“善于发射必善于吸收。”请判断是否正确。 8）深秋或初冬季节的清晨在屋面上常会看到结霜，分析：室外空气温度是否一定低于0℃。 二、分析 1）已知圆管内径d1，外径d2，圆管壁导热系数为λ1，保温材料导热系数为λ2，内壁对流传热系数为h1，保温层外的表面传热系数为h2。推导：临界热绝缘直径d x。
2）对于竖直夹层内的自然对流换热，换热计算公式为q=h（t w1 – t w2），格拉晓夫数Gr=gβ(t w1 – t w2)δ3/ν 2 ，式中t w1 、t w2 分别为两壁面的温度；δ为夹层厚度；H为竖夹层高度。已知恒壁温条件下竖直间层内空气的换热准则关系式为： 当Gr<2000时，Nu=1 当2×104
华中科技大学812传热学2002年考研真题
1 2002 传热学 一、简答 1）试指出导热系数和热扩散系数各种从什么地方定义出来，它们各自的物理意义如何，你能说出它们的区别吗？ 2）微分方程的无量纲化可以产生无量纲的准则，试问雷诺数Re 、贝克莱数Pe 各自是从什么微分方程中导出的，它们各自的物理意义如何？ 3）边界层能量方程形式为22p y y v x u c ??=??+??θ λθθρ）（中，试指出各项反映出的物理过程的实质？这是什么类型的偏微分方程，其物理特征如何？ 4）在液体沸腾过程中一个球形气泡存在的条件是什么？为什么需要这样的条件？ 5）什么是定向辐射强度，试讨论黑表面、灰表面和非金属固体表面的辐射强度在半球空间上的变化规律，同时指出哪些表面是等强辐射表面。 二、分析 1）某一厚为δ的一维导热平板，已知平板表面一侧进入的热流密度为q 1，而温度则为T 1 。在这个温度范围内导热系数与温度关系为λ=1/βt ，求平板内的温度分布和平板另一侧的温度表达式。 2）物体长期置于温度恒为T ∞的空气。物体中强度为q v W/m 3的内能热源，并在某一时刻开始产生热量。内热源一开始产生热量，物体就在空气中升温。物体的体积为V ，表面积为F ，密度为ρ，比热容为c p ，与周围环境的总换热系数为α。如该物体内部导热热阻可以忽略，试列出该物体升温过程中的导热微分方程，并求解。 3）有一根直径为d 的长管温度保持在T w ，而温度为T 1的水以m 的质量流量从管内流过，今假设水与管壁间的换热系数保持不变，试导出水温沿管长方向x 的变化关系。 三、1）有一支插入装油的铁套管中的水银温度计用来测量贮气罐内的空气温度。设温度计的读数是铁套管底部的温度。已知温度计读数T h =100℃，铁套管与贮气罐连接处的温度是T 0=50℃。铁套管的长度h=140mm ，外径d 0=10mm ，管壁厚度δ=1mm ，铁的导热系数λ=58.2 W/(m ·℃)。从空气到铁套管的总换热系数α=29.1 W/(m 2·℃)。试求测量误差。有人认为紫铜导热好，套管改用紫铜可以减少温差。如果其他条件不变，铁套管改用紫铜套管后测量温差变化如何？ 2）一根通有电流的直径0.2mm 的金属丝，被20℃的空气以30m/s 的速度横向垂直吹过。由金属的电阻可推出金属系的温度为21.5℃。改变气流速度，使金属丝温度变成23.6℃。求此时的气流速度。 给出空气的物性值：λ=0.0259W/(m ·℃)，ν=15.06×10-6m 2/s ，Pr=0.703；及对流换热计算公式：Nu=0.683Re 0.466Pr 3 1 3）有两块0.5m ×0.1m 的平行平板，其间距为0.5m ，其中一块平板的温度为1000℃，另一块平板的温度为500℃。两块平板的黑度分别为0.2和0.5，且X 1,2= X 2,1=0.285。如果四周的墙壁是处于绝热状态，试计算两个平板之间辐射换热热流。如果上例中两平板之间的距离非常接近，再求两平板之间辐射换热热流。试比较两者之间的差异，为什么会是这样？ 4）有一个气体加热器，传热面积为11.5 m 2，传热面壁厚为1mm ，导热系数为45 W/(m ·℃)，被加热气体的换热系数为83 W/(m 2·℃)，热介质为热水，换热系数为5300 W/(m 2·℃)；热水与气体的温差42℃，试计算 该气体加热器传热过程的总热阻、传热系数以及传热量，同时分析各个分热阻的大小，并指出应从哪个方面着手来增加该加热器的传热量。
2011华科传热学真题
2011年传热学 一、简答 1）什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映的物理实质是什么？ 2）若平壁和长圆筒壁的材料相同，温度条件相同，且平壁的表面积等于圆管的内表面积。试问哪种情况导热量大？并画出平壁和长圆筒壁中的温度分布曲线。 3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。Bi满足什么条件时可使用集总参数法？4）表面传热系数是从什么公式定义出来的？与哪些因素有关？有哪些方法解决对流换热问题？ 5）管内流动充分发展段中心汇合处流体温度和速度沿轴向不发生变化，这种说法正确吗？为什么？ 6）角系数的性质有哪些？角系数计算，如图，下列正确的是？ （1）X(2a+2b),1 > X2a,1+X2b,1 （2）X(2a+2b),1 = X2a,1+X2b,1 （3）X(2a+2b),1 < X2a,1+X2b,1
7）人们常用塑料薄膜来保护幼苗的生长，为什么使用塑料薄膜有利于幼苗的成长？ 8）在波长λ<2mm的短波范围内，木板的光谱吸收比小于铝板，而在长波(λ>2mm)的范围内则相反。在木板和铝板同时长时间放在太阳光下时，哪个温度高？为什么？ 二、分析 1） 直径为d，长为L的长圆棒放置在环境中，两端接墙，左侧温度为t1，右侧温度为t2，环境的表面传热系数为h，环境温度为t f，试建立长圆棒的导热微分方程并写出定解条件。2）管内湍流强制对流换热时，Nu数与Re数和Pr有关，试以电加热方式加热管内水的强制对流为例，说明在实验过程中应测定哪些物理量。 3）两漫灰平行平板间存在辐射换热，并保持表面温度T1>T2，表面发射率分别为ε1，ε2。为减少两板间的辐射热流，用一个两侧面发射率不同的薄遮热板将两板隔开。试问： （1）为使两板之间的辐射换热有最大的减少，遮热板应如何放置？即应将该板发射率小的还是大的一侧朝向温度为T1的平板？ （2）上述两种放置方法中哪一种使遮热板温度更高？
2008华科传热学考研真题
2008 传热学考研真题 一、简答 1）一无限大平板，左右两侧的温度固定为t 1和t 2（t 1 > t 2），已知平板材料的导热系数为λ=λ0（1+βt ）。分别就β>0，β=0和β<0三种情况画出稳态时平板内的温度分布曲线。 2）写出肋效率ηf 的定义。对于等截面直肋，肋效率受哪些因素影响？ 3）管内强迫对流换热考虑温度修正系数时，为什么液体用粘度（w f μμ）n 来修正，而气体用温度（w f T T ）n 来修正？ 4）水蒸气在管外凝结换热时，一般将管束水平放置而不竖直放置，为什 么？ 5）什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？ 6）两块平行平板（表面1、2）置于大厂房内（表面3）。平板背面（表面4、5）也参与换热，试画出辐射换热网络图。 7）采用稳态平板法实验测量物体的平均导热系数时需要测量哪些量？由这些量如何计算材料的导热系数？ 8）用热电偶测量炉膛出口的烟气温度，有哪些热量传递方式会引起测温误差？对此可采取哪些措施？
二、分析 1）半径为R 的长圆柱体，其内部有均匀内热源，强度为Φ（W/m 3 ）。现将柱体置于温度为t ∞ 的流体中冷却，表面传热系数为h 。试将稳定后柱体的壁面温度用已知条件表示。 2）有一钢管换热器，热水在管内流动，空气在管间作多次折流，横向冲刷管束以冷却管内热水。拟改造采用管外加肋片，并将钢管换为铜管，以增加冷却效果，试从传热学角度来评价这个方案是否可行。 3）对于流体外掠平板的稳定流动，边界层动量方程2 2y u y u v x u u ??=??+??μρ）（。 试利用数量级分析的方法，从动量方程中引出边界层厚度的如下变化关系式：δ/x ≈Re 1/2 。 三、一厚10mm 的大平壁（假定满足集总参数分析法求解的条件），初温为300℃，密度为7800 kg/m 3 ，比热容为0.47kJ/（kg ·K ），导热系数为45 W/(m ·K)，一侧有恒定热流q=100 W/m 2 流入，另一侧与20℃的空气对流换热，表面传热系数为70 W/(m 2·K)。 1）列出平壁温度随时间变化的微分方程式并由此求解温度表达式； 2）求3min 后平壁的温度； 3）求到达稳态时平壁的温度。 四、两根水平放置的圆管，表面温度和长度分别相同，受空气自然对流 冷却；其中一根管子的直径为另一根管子的10倍。已知小管子自然对流换热的Gr ·Pr=104，试求两管表面传热系数的比值以及换热量的比值。 五、一直径为0.8m 的薄壁球形液氧贮存容器，被另一个直径为1.2m 的同心薄壁容器所包围。两容器表面为不透明漫灰表面，发射率均为0.05；
2008华科传热学真题
2008 传热学 一、简答 1）一无限大平板，左右两侧的温度固定为t1和t2（t1 > t2），已知平板材料的导热系数为λ=λ0（1+βt）。分别就β>0，β=0和β<0三种情况画出稳态时平板内的温度分布曲线。2）写出肋效率ηf的定义。对于等截面直肋，肋效率受哪些因素影响？ 3）管内强迫对流换热考虑温度修正系数时，为什么液体用粘度（）n 来修正，而气体用温度（）n 来修正？ 4）水蒸气在管外凝结换热时，一般将管束水平放置而不竖直放置，为什么？ 5）什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？ 6）两块平行平板（表面1、2）置于大厂房内（表面3）。平板背面（表面4、5）也参与换热，试画出辐射换热网络图。 7）采用稳态平板法实验测量物体的平均导热系数时需要测量哪些量？由这些量如何计算材料的导热系数？ 8）用热电偶测量炉膛出口的烟气温度，有哪些热量传递方式会引起测温误差？对此可采取哪些措施？ 二、分析 1）半径为R的长圆柱体，其内部有均匀内热源，强度为（W/m3 ）。现将柱体置于温度为t ∞的流体中冷却，表面传热系数为h。试将稳定后柱体的壁面温度用已知条件表示。 2）有一钢管换热器，热水在管内流动，空气在管间作多次折流，横向冲刷管束以冷却管内热水。拟改造采用管外加肋片，并将钢管换为铜管，以增加冷却效果，试从传热学角度来评价这个方案是否可行。 3）对于流体外掠平板的稳定流动，边界层动量方程。试利用数量级分析的方法，从动量方程中引出边界层厚度的如下变化关系式：δ/x≈Re1/2 。 三、一厚10mm的大平壁（假定满足集总参数分析法求解的条件），初温为300℃，密度为7800 kg/m3 ，比热容为0.47kJ/（kg·K），导热系数为45 W/(m·K)，一侧有恒定热流q=100 W/m2 流入，另一侧与20℃的空气对流换热，表面传热系数为70 W/(m2·K)。 1）列出平壁温度随时间变化的微分方程式并由此求解温度表达式； 2）求3min后平壁的温度； 3）求到达稳态时平壁的温度。 四、两根水平放置的圆管，表面温度和长度分别相同，受空气自然对流冷却；其中一根管子的直径为另一根管子的10倍。已知小管子自然对流换热的Gr·Pr=104，试求两管表面传热系数的比值以及换热量的比值。
2007华科传热学考研真题
2007 传热学考研真题 一、简答 1）已知圆筒壁内外侧温度分别为t1 和t2，若圆筒壁材料的导热系数为常数，试分别对(t1 >t2)和（t1 二、分析 1）如图所示的稳态平板导热系数测定装置中，试件厚度δ远小于其直径。由于安装制造不好，试件与冷、热表面之间各存在着一厚度为△的空气隙，△约为δ的1%。若试件的导热系数约为空气隙的导热系数的10倍。试分析因空气隙的存在引起的导热系数测定的相对误差。（通过空气隙的辐射和对流换热可以忽略不计） 2）流体沿着一大平板流动，已知流流速为u∞，温度为T∞，平板温度为T w（T w >T∞）。试分别画出在Pr<1和Pr>1的条件下其壁面形成的速度边 界层和热边界层厚度相对大小示意图，以及边界层内速度和温度的剖面曲线。 3）如图所示，在两漫灰同心圆球壳之间插入同心辐射遮热球壳，解释为什么遮热球壳靠近外球壳即半径越大时辐射换热量越大？要求画出网络图。 4）画出在下述条件下，换热器中冷、热流体沿换热面的沿程温度变化 17.5 第一章: 1?3—大平板，高2?5m,宽2 m,厚0.03m 导热系数为45 W/(m ?K),两侧表 面温度分别为tl = 100-C, t2 = 80 "C,试求该板的热阻、热流量、热流密 度。 0)= Z4—= 45x 2.5x 2x 100~ 80 = 150/CW 3 0.03 1- 6 一单层玻璃窗，高1.2ni,宽1.5 in,玻璃厚0?3 mm,玻璃导热系数为九二1.05 W/(m K),室内外的空气温度分别为20 9和5 9,室内外 空气与玻璃窗之间对流换热的表面传热系数分别为hl = 5.5 W/(m2 K)和h2 = 20 W/(m2.K),试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热 Q= Axq = 113.5W 6 0.003 … R- = - 3?3xl(T'K/W 1.2x 1.5x 0.5 4- = ---------- ------ = 0」01K / W Ah 】 1.2x1.5x5.5 A/T = 1.2X 1.5X 20 = 278X10 K W 1?16附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚 度远小于其高度与宽度。其余已知条件如图。表面2是厚5=0.1 ni 的平板的一 侧面,其另一侧表面3被高温流体加热，平板的平均导热系数入=17.5 VV/(m.K), 试问在稳态工况下表面3的tw3温度为多少? 解：若处于稳定工况，则 一 / €8a(T ：x -T ：2) w3 — l wl A =127 ? l.OxO.lx5.67x IO -8 x(3004 -4004) =132.67 °C 150x103 2.5x 2 =30KW/m 2 阻 。 63W/〃F 20-5 10.003"" = ----- + ------------- F ----- 5.5 0.5 20 2001 传热学一、简答 1）热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理如何？今有一热平板在空气中冷却，试问这一热量传递过程包含哪些传递方式？ 2）非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个主要的阶段，它们各自有什么特征？在海斯勒的诺模图中无量纲中心温度的对数值与傅里叶数的线性关系说明过程进入了哪一个阶段？ 3）表面传热系数是从什么公式定义出来的？它与哪些因素有关？常用哪些方法解决对流换热问题？ 4）大容器沸腾换热过程有哪几个主要的区域，并指出临界热流密度在什么情况下会对加热壁面造成损坏？5）什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关？什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素相关？它们之间有什么区别？如果物体表面可视为灰体，那么它们还有区别吗？ 二、分析 1）某一大平板截面上的温度分布为：3 3 2 2 1 1 2 1x c x c c+ + = - - T T T T ，式中的T1与T2分别表示大平板两侧的温度，若导热系数K为常数，墙厚度为L，试导出内热源单位体积发热率q与x之间的关系式。x是由T= T1之表面算起的坐标变量，且在x=0处q=q0。 2）已知垂直平板上的自由对流边界层内的速度分布为2 x y -1y u u ? ? ? ??=δδ，试求 最大速度发生在边界层内的位置，并导出最大速度的表达式。 3）换热器的流体温度沿程变化图中端差大的一侧的流体温度变化曲线较陡，端差小的一侧的流体温度变化曲线较平，试从传热方程和热平衡方程加以证明。 三、1）重量为5.5kg 的铝块，原来温度为290℃，突然浸入15℃的液体之中，液体与铝块间的对流换热系数为58 W/(m 2 ·℃)，假设铝块为球体，估计将铝块冷却至90℃所需之时间（使用集总参数系统分析）。已知铝的密度ρ=2707kg/m 3 ，比热c p =879.71J/（kg ·℃）。 2）有一直径为1.0mm 的导线，其温度为400℃，外界环境温度为40℃，换热系数h=150 W/(m 2·℃)，计算导热系数λ应为何值才能使临界绝缘厚度为0.2mm ，同时计算在临界热绝缘厚度下的导线单位长度的散热量，以及与无热绝缘条件下的散热量之比。 2010年传热学 一、简答 1）有一大平板，导热系数为常数，最初温度为t0。现在对其左侧进行加热，试说明平板内随时间而变化的温度分布曲线不可能是上凸的。 2）两根不同直径的蒸汽管道，外表面紧密敷设厚度相同、材料也相同的保温材料，若两根管子外表面温度相同，且保温材料外表面温度也相同，使比较两管每米长的热损失的大小。 3）有两个形状及大小相同的物体，导热系数也一样，但导温系数不同。如果将它们置于同一炉膛中加热，问哪一个先到达炉膛温度？假设两个平板表面对流和辐射的速率一样。 4）对流换热过程微分方程组的无量纲化可以产生一系列无量纲的准则，试问雷诺数Re、贝克莱数Pe和努赛尔数Nu各自是从什么微分方程中导出的，它们各自的物理意义是什么？ 5）高粘度的油类流体，沿平板作低速流动，该情况下边界层理论是否仍然适用？ 6）如下5个有关角系数的表达式，式中X表示角系数，A表示面积，判断上述各式正确与否。 （1）X1-2,3=X1,2-X1,3 （2）X3,1-2=X3,1-X3,2 （3）A1-2X3,1-2=A1X3,1-A1X3,2 （4）A1-2X1-2,3=A1X1,3-A1X2,3 （5）A3X1-2,3=A3X1,3-A2X2,3 7）什么是定向辐射强度，试讨论黑表面、灰表面和非金属固体表面的辐射强度在半球空间上的变化规律，同时指出其中哪些表面是等强辐射表面。 8）有一稳态的平面肋壁传热过程如图所示，无肋一 侧的表面积为A i，肋侧总表面积为A o，它包括肋面 突出部分的面积A f及肋与肋之间的平壁部分的面积 A b两个部分。无肋侧表面换热系数为h i，有肋侧表 面换热系数为h o，平壁厚度为δ，导热系数为λ， 肋效率为ηi，写出其针对无肋侧面积的传热系数K。 二、分析 1）将一初始温度为T0的固体，突然置于壁面和空气温度均为T∞的大房间里。已知空气和固体间的对流表面换热系数为h，固体体积为V，表面积为A，密度为ρ，比热为c；固体表面可认为是黑体。若假设个体内部温度分布可视为集总参数系统，参考辐射、对流和非稳态导热，写出固体温度T随时间Γ变化的微分方程。2）同一种流体流过直径不同的两根管道，A管直径是B管的2倍，A管的流量也是B管的2倍。两管中的流动现象是否相似？请说明理由。 3）在深秋晴朗无风的夜晚，草地会结霜，可气象台天气预报说清晨最低温度为2℃，试分析这种现象（假设草地与地面之间绝热）。 三、厚度为10cm的大平板，通过电流时发热功率为3×104 W/m3，平板的一个表面绝热，另一个表面暴露于25℃的空气中。若空气与表面之间的换热系数为50 W/（m2·K），平板的导热系数为3W/(m·K)，试确定平板中的最高温度。 2003 传热学 一、简答 1）什么是温度场？什么是温度梯度？写出其数学表达式，且以此来描述傅立叶定律。 2）我们为什么把肋片的散热归入一维稳态导热问题？肋片效率是如何定义的？它与哪些因素相关？请定性分析在给定肋片材料下是否存在使散热最大的最佳的肋片效率？ 3）对流换热过程微分方程组的无量纲化可以产生一系列无量纲的准则，试问雷诺数Re、贝克莱数Pe和努赛尔数Nu各自是从什么微分方程中导出的，它们各自的物理意义是什么？ 4）努赛尔建立竖板层流膜状凝结换热模型时做了许多假设，你能指出有哪些主要的假设吗？在实际的膜状凝结过程中，因不满足这些假设因素会对凝结过程带来何种影响？ 5）从基尔霍夫定律可以得出物体的黑度等于吸收率的结论，但用于一般的物体是有条件的。你知道这些条件吗？灰体是否还要这些条件？请解释一下原因。二、分析 1）一个原来温度为T0的铜球突然浸入液体中，该液体温度是由电热器控制，其变化关系式为：T∞-T m=Asin（ωτ），其中T m为液体的平均温度，T∞为液体的温度，A为温度变化的振幅，ω为角频率。今假设球及液体的温度均可认为是集总的，且球与液体之间的换热系数为常数，试建立铜球温度随时间变化的微分方程，并解方程得出球的温度与时间的函数关系。 2）管内湍流强迫对流换热时，换热准则关系式为Nu=0.023 Re0.8Pr n。试问：（1）流速增加一倍，其他条件不变，对流换热系数α如何变化？（2）管径缩小一半，流速等其他条件不变，α如何变化？（3）管径缩小一半，容积流量等其他条件不变，α如何变化？ 3）圆管外包上保温材料，当其小于某一外直径时会使热流量增加，导出这一临界直径的表达式。球外包保温材料会有这种现象吗？如果有也请导出其表达式。 2010年传热学考研真题 一、简答 1）有一大平板，导热系数为常数，最初温度为t0。现在对其左侧进行加热，试说明平板内随时间而变化的温度分布曲线不可能是上凸的。 2）两根不同直径的蒸汽管道，外表面紧密敷设厚度相同、材料也相同的保温材料，若两根管子外表面温度相同，且保温材料外表面温度也相同，使比较两管每米长的热损失的大小。 3）有两个形状及大小相同的物体，导热系数也一样，但导温系数不同。如果将它们置于同一炉膛中加热，问哪一个先到达炉膛温度？假设两个平板表面对流和辐射的速率一样。 4）对流换热过程微分方程组的无量纲化可以产生一系列无量纲的准则，试问雷诺数Re、贝克莱数Pe和努赛尔数Nu各自是从什么微分方程中导出的，它们各自的物理意义是什么？ 5）高粘度的油类流体，沿平板作低速流动，该情况下边界层理论是否仍然适用？ 6）如下5个有关角系数的表达式，式中X表示角系数，A表示面积，判断上述各式正确与否。 （1）X1-2,3=X1,2-X1,3 （2）X3,1-2=X3,1-X3,2 （3）A1-2X3,1-2=A1X3,1-A1X3,2 （4）A1-2X1-2,3=A1X1,3-A1X2,3 （5）A3X1-2,3=A3X1,3-A2X2,3 7）什么是定向辐射强度，试讨论黑表面、灰表面和非金属固体表面的辐射强度在半球空间上的变化规律，同时指出其中哪些表面是等强辐射表面。 8）有一稳态的平面肋壁传热过程如图所示，无肋一 侧的表面积为A i，肋侧总表面积为A o，它包括肋面 突出部分的面积A f及肋与肋之间的平壁部分的面积 A b两个部分。无肋侧表面换热系数为h i，有肋侧表 面换热系数为h o，平壁厚度为δ，导热系数为λ， 肋效率为ηi，写出其针对无肋侧面积的传热系数K。 二、分析 1）将一初始温度为T0的固体，突然置于壁面和空气温度均为T∞的大房间里。已知空气和固体间的对流表面换热系数为h，固体体积为V，表面积为A，密度为ρ，比热为c；固体表面可认为是黑体。若假设个体内部温度分布可视为集总参数系统，参考辐射、对流和非稳态导热，写出固体温度T随时间Γ变化的微分方程。2）同一种流体流过直径不同的两根管道，A管直径是B管的2倍，A管的流量也是B管的2倍。两管中的流动现象是否相似？请说明理由。 3）在深秋晴朗无风的夜晚，草地会结霜，可气象台天气预报说清晨最低温度为2℃，试分析这种现象（假设草地与地面之间绝热）。 三、厚度为10cm的大平板，通过电流时发热功率为3×104 W/m3，平板的一个表面绝热，另一个表面暴露于25℃的空气中。若空气与表面之间的换热系数为50 W/（m2·K），平板的导热系数为3W/(m·K)，试确定平板中的最高温度。华科版工程传热学课后习题答案
2001华科传热学 真题
2010华科传热学真题
华中科技大学812传热学2003年真题
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