2004年上理传热学研究生考试
传热学·上海理工大学 考研
fairytale²º¹º传热学简答题终极PK——2010.12.26一．导热1.（06年一.3/05年一.3）热电偶的时间常数问题。
①影响因素：热电偶的几何参数（V/A），物理性质（ρ、c），换热条件（h）。
②对换热条件的要求：尽可能减小体面比V/A，同时在满足集中参数法条件（Bi≦0.1）下尽可能强化对流换热（增大h）。
2.（03年一.5）对非稳态导热而言，导热微分方程中只出现热扩散系数a。
那是否可以认为，非稳态导热只与热扩散系数a有关，而与导热系数λ无关？答：由于描述一个导热问题的完整数学描写不仅包括控制方程，还包括定解条件。
所以虽然非稳态导热的控制方程只与热扩散系数a有关，但边界条件中却有可能包括导热系数λ（如第二或第三边界条件）。
因此上述观点不对。
二．对流1.（10年一.7）有人说对流换热的强度从本质上决定于导热过程，请解释这种说法是否正确，并从对流换热强化方法上至少举出两种强化方法来佐证你的看法。
答：这种说法是对的，因为对流传热是由流体宏观运动所造成的热量转移以及贴壁处流体中分子导热所产生的热量传递联合作用的结果，对流传热量就等于贴壁流体层的导热量（不考虑辐射）。
比如对于单相对流传热，通过减薄边界层来强化换热就是为了减小流体的导热热阻。
对于相变对流传热，通过减薄或破坏液膜也是为了减小液膜的导热热阻。
2.（06年一.7）影响外掠管束对流换热表面传热系数h的因素。
答：①管子排数n。
②管间距s1/d,s2/d。
③管束排列方式（叉排还是顺排）。
④流体流动方向与管束轴向夹角θ。
⑤流体的物性。
⑥流体的流速u。
3.（04年一.10）在稳定膜态沸腾过程中，为什么换热系数随Δt增加而迅速上升？答：因为此时Δt>200℃，在加热表面上形成了稳定的蒸汽膜层，产生的蒸汽有规则地排离膜层，再加上此时壁面温度远高于液体饱和温度，汽膜内有不能忽略的辐射传热，所以换热强度又进一步提高，换热系数随Δt增加而迅速上升。
东南大学传热学2004考研真题及答案详细解析
c
dt d
① ②
又 V Ah(t t ) 由①②可得微分方程为 cV
dt Ah(t t ) d
'' ' t2 3、由热平衡有 qm1c1 t1' t1'' qm1c1 t2 ，而 qm1c1 qm2c2 ，因此 t1' t1'' t2'' t2'
东南大学
二 00 四年攻读硕士学位研究生入学考试试题
一、选择填空（共 30 分，每小题 3 分。答错一题扣 4 分，不答扣 3 分，本题不 得负分） 1、将初始温度为 t0 的小铜球放入温度为 t∞的水桶里， 如果用集中参数法来分析， 则在经过的时间等于时间常数τc 时，铜球的温度为（ ） 。 （A) t=(t0+t∞)/2 （B) t=0.632t∞+0.386t0 （C) t=0.386t∞+0.632t0 2、物体被加热时，其第三类边界条件可表示为（ ） 。 t （A) - （ ） w h(t f t w ) n t （B) （ ） w h(t f t w ) n t （C) - （ ） w h(t w t f ) n 3、冬季室内气温高于室外气温，如果用裸露的热电偶测量室内空气的温度，则 温度计的读数（ ） 。 （A) 高于空气实际的温度 （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 Re 较小，流动保持层流，则（ ） 。 （A) 局部对流换热系数 hf 逐渐减小 （B) 局部对流换热系数 hf 保持不变 （C) 局部对流换热系数 hf 可能减小，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 1000C 的饱和水蒸气，用来加热室内空气，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。
2004-2007西安建筑科技大学
西安建筑科技大学2004年招收硕士研究生入学考试试题考试科目：传热学一、是非题（8分）1.导热只能发生在密实的固体中。
2.导热可以发生在固体，液体及气体中。
3.导热只能发生在固体和静置的流体中。
4.导热只能发生在固体和上面温度高，下面低的液体层中。
5.导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，所以它对任意形状的内部和边界都适用。
6.只要保证管道外保温层外径大于临界绝缘直径，便可减少热损失。
7.管内受迫对流是，（1）细管比粗管表面传热系数大； （2）弯管比直管表面传热系数大； （3）短管比长管表面传热系数大；（4）横截面周长相等的椭圆形管比圆管表面传热系数大； （5）粗糙管比光滑管表面传热系数大；（6）不论层流与紊流，常壁温边界还是常热流边界，在充分发展段，表面传热系数不沿管长方向变化；8.一物体与周围介质进行对流换热时，物体的导热系数较小而表面传热系数很大，这时物体的表面温度愈接近介质温度。
9.一表面的有效辐射一定不小于它的本身辐射。
10.玻璃对热射线可视作透明体。
11.在一个封闭的辐射换热体系中，所谓的重辐射面是指净辐射换热量为零的表面。
二、填空题（32分）1.对大平壁的稳态导热，其导热形状因子S 的计算式为 a2.壁体材料的热扩散系数越大，则周期性温度波的衰减越 a ；温度波的延迟时间越 b 。
3.两个物理现象相似的条件是 a 。
4.物体岩平板作二维稳态受迫流动换热时，层流边界层厚度x ∂随板长X 的变化关系为 a ，层流边界层的局部表面传热系数x h 随板长X 的变化关系为 b 。
（其中系数可以用常数C 表示）5.直径1d =100mm ，发射率1ε=.8的管道被直径2d =200mm ，发射率2ε=0.7的管道所包围。
设管长为1m ，此时，管道1的表面辐射热阻为 a ，管道1和2之间的辐射空间热阻为 b 。
6.热管是一种具有很高热传输性能的元件，它集 a 和 b 于一体。
一般，热管是由 c 、 d 和 e 组成的封闭系统。
华中科技大学2004传热学答案
华中科技大学二零零四年招收硕士研究生入学考试试题答案一、简答题1、答：时间常数的定义为τ0=ρcv/aA采用热电偶测量温度时，根据非稳态积总参数法的无量纲温度表达式，时间常数越小，热电偶越能反映出流体温度的变动，动态温度测量精确度越高。
2、答:流体流动时，粘性的作用区域仅限于靠近壁面的薄层内，这一区域为速度边界层。
边界层外速度梯度很小，粘性作用可以忽略，流动可以认为是理想流体的无旋流动，求解容易得多，在外边界层内速度变化很快。
边界层厚度δ：通常规定达到主流速度外99%处的距离为流动边界的厚度。
在近壁面的一个薄层，流体温度沿法线方向剧烈变化，在薄层外，温度梯度几乎为零。
这个薄层为温度边界层。
一般温度达到来流99%的位置定义为热边界层。
Рr=v/a 是动量扩散能力之比。
当pr>1时，σ>σt当pr=1时，σt =σ当pr<1时，σ<σt3、答：△t/℃ 随着过热温度△t=t w -t s 的增加会有四个换热规律全然不同的区域：膜态沸腾 100 q1）自然对流区：壁面过热温度小时沸腾尚未开始，换热规律服从单相自然对流规律；2)核态沸腾区：从开始沸腾点开始，在加热面的某些特定点上产生气泡。
开始阶段，汽化核心产生气泡彼此互不干扰，称孤立气泡区。
随着△t的进一步增加，汽化核心增加，气泡互相影响，并会合成汽块及汽柱。
核太沸腾又称泡状沸腾。
特点是温差小，换热强，一般工业应用都设计在这个范围内。
这个区域的终点是临界热流密度点。
3）过渡沸腾：从峰值点进一步提高△t，热流密度不仅不升高，反而越来越降低。
这是因为气泡产生的速度大于它脱离加热面的速度，气泡汇聚覆盖在加热面上，传热过程只依靠蒸汽的导热和辐射，因而传热恶化。
这种情况持续到最低传热流密度为止。
过渡过程很不稳定。
4）稳定模态沸腾：从最低热流密度起换热规律再次发生转折。
这时随着t w的提高，辐射换热量占据的比例越来越大，所以q随△t的增加而增加。
考研传热学各校历年真题
工业学院2006年硕士研究生入学考试传热学考研试题一、简答题（64分，每小题8分）1.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，另外一种导热系数较大，如果包敷厚度相同，则导热系数较小的应包在内侧还是外侧？为什么？2.什么叫“临界热绝缘直径”？写出其表达式。
3.设计肋片时，是否肋片越长越好？4.在求解导热问题时，如果物体表面与环境既有对流换热，又有辐射换热，则边界条件如何写？5.水在管内被加热，当水流量增大时，水的出口温度是升高还是降低？为什么？6.蒸汽分别在宽为2H、高为H的垂直平壁和宽为H、高为2H的垂直平壁上冷凝，试比较两种情况下冷凝量的大小。
7.冬季和夏季，用空调维持室内恒温，尽管室温都是20℃，但感觉却不同，为什么？8.一加热器用过热蒸汽加热给水，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。
设两种流体为逆流，单相介质部分GhCph<GCCPC，试画出冷、热流体的温度变化曲线。
< P>二、（20分）厚度为δ的平壁，内热源强度为φ，一侧绝热，另一侧暴露在tf的流体中，对流换热系数为h，平壁导热系数为λ，试：（1）写出该问题的微分方程式和定解条件；（2）求平壁中的温度分布表达式；（3）求平壁中的最高温度。
三、（20分）采用测定铂丝电阻的方法可间接测定横掠铂丝的空气速度，现测得铂丝直径0.1mm，长10mm，电阻0.2Ω，通过铂丝的电流1.2A，铂丝表面温度200℃，空气温度20℃，求空气流速。
四、（22分）一直径为200mm的圆盘加热器1，其正上方为一直径400mm的半球罩2，它们被放置在27℃的大房间3中。
圆盘加热器的底部和侧面均绝热，且t1=727℃，ε1=0.9，t2=727℃，ε2=0.1.求：（1）画出该系统的辐射网络图；（2）半球罩得到的热量；（3）圆盘加热器的功率。
五、（24分）一条供热管道长500m，架空敷设，管道内径70mm，外径80mm，管外包敷50mm厚的保温材料，保温材料导热系数为0.05w/（m.k），钢管材料导热系数为40 w/（m.k），管内侧对流换热系数5000 w/（m2.k），保温层外侧对流换热系数10 w/（m2.k），热水流量5000kg/h，进口温度110℃，水的比热容4.2kJ/kg.k，空气温度10℃，求热水出口温度。
上海理工01-07年传热学考研试题
2001年上海理工大学硕士研究生入学考试试题考试科目：传热学准考证号：得分：一、问答题（每题5分）1．有三层平壁组成的复合壁，已测得各层壁面温度依次为600℃、500℃、300℃、60℃，在稳态导热情况下，问哪一层热阻最小？2．说明非稳态可以采用集总参数法求解的条件，并说明其物理意义。
3．怎样才能改善热电偶的温度响应特性？4．直管内紊流对流换热中，其他条件相同时，相同的流速或相同的流量条件下粗管和细管的对流换热系数哪个大？有何证据？5．不凝性气体对膜状凝结换热有什么影响？其机理是什么？6．何为灰体？引入灰体概念对计算辐射换热有什么意义？7．试比较黑表面、温射灰表面、重辐射面的有效辐射和本身辐射的关系。
8．举例说明强化单相强制对流换热的基本思想。
9．从传热观点看，为什么暖气片一般都放在窗户下面？10．试说玻璃温室效应的原理。
二、计算题（一、二题每题13分，第三题14分）1．水以2kg/s的流量流过内径为40mm的管子，管内表面的温度保持100℃。
问需要多长的管子才能把水（比热Cp=4.141kJ/(kg.k),动力粘度μ=547×10-6N.s/㎡,导热系数λ=0.643W/(m·℃),温从25℃加热到75℃。
密度 1000kg/ ,Pr=3.56,不需要修正）2.考察一长4m,宽3m的房间,地板和天花板之间的距离为2.5m,房间的四个墙壁是绝热的,由于使用了电阻加热器使地板表面保持均匀温度30℃,天花板的温度为12℃,地板对天花板的角系数为0.29,若所有表面的黑度都为0.9,问地板与天花板间的净辐射热量是多少?墙壁的温度是多少?3.一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行:热流体进口温度t1′=360℃,出口温度t1″=300℃,冷流体进口温度t2′=30℃ ,出口温度t2″=200℃,热流体的质量流量G1与比热C1的乘积 2500W/℃,传热系数800W/(㎡·℃) .运行一年后发现,在G1C1、冷液体的G2C2 及t1′、t1保持不变的情形下，冷流体只能被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃，试确定此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。
上海理工大学802传热学2007-2017年真题答案和重点
3、
X1,3 1
1 R1 = A1
1 1
A1 X1,3 A3 X 3,1
d 21
X 3,1
A1 X1,3 A3
22 4 d 21
22
1 0.35 0.1 2 1 0.35
2
118.29m 2
1
R13
A1 X1,3
0.25
1 0.1 2 1 1
2
63.69m 2
50
【不二研】上海理工大学802传热学
10、此时 t 200℃，在加热面上形成稳定的蒸汽膜层，产生的蒸汽有规则的排离膜层，
带走热量；此时壁面温度高于液体饱和温度，气膜的辐射换热在整个对流传热量中占有重要
地位，所以强化换热进一步提高，换热系数随 t 增加迅速上升。
11、同 2015 年 一、（6） 二、 1、
Bi
V A
h
Rh 3
10 2.5 102 3 33
dt
0
dc
V hA(t t )
令 =t
t
，当
=0时，
=
；当
0
=
，
=
hA
（2） =e cV , c
0
cV 7753 0.48 103 0.5 10 2
hA
20 3
310.12s
600e 310.12
(3)当t 310℃时，310 10 =e 310.12 610 10
=214.96s
2、管道散热量=辐射换热量+自然对流换热量
3.29 106
1
N
u
=0.48（G
r
P ）0.25 r
0.48
3.29 106 0.7 4
上海理工01-08年传热学考研试题
考试科目：传热学准考证号：得分：一、问答题（每题5分）1．有三层平壁组成的复合壁，已测得各层壁面温度依次为600℃、500℃、300℃、 60℃，在稳态导热情况下，问哪一层热阻最小？2．说明非稳态可以采用集总参数法求解的条件，并说明其物理意义。
3．怎样才能改善热电偶的温度响应特性？4．直管内紊流对流换热中，其他条件相同时，相同的流速或相同的流量条件下粗管和细管的对流换热系数哪个大？有何证据？5．不凝性气体对膜状凝结换热有什么影响？其机理是什么？6．何为灰体？引入灰体概念对计算辐射换热有什么意义？7．试比较黑表面、温射灰表面、重辐射面的有效辐射和本身辐射的关系。
8．举例说明强化单相强制对流换热的基本思想。
9．从传热观点看，为什么暖气片一般都放在窗户下面？10．试说玻璃温室效应的原理。
二、计算题（一、二题每题13分，第三题14分）1．水以2kg/s的流量流过内径为40mm的管子，管内表面的温度保持100℃。
问需要多长的管子才能把水温从25℃加热到75℃。
（比热Cp=4.141kJ/(kg.k),动力粘度μ=547×10-6N.s/㎡,导热系数λ=0.643W/(m·℃),密度 1000kg/ ,Pr=3.56,不需要修正）2.考察一长4m,宽3m的房间,地板和天花板之间的距离为2.5m,房间的四个墙壁是绝热的,由于使用了电阻加热器使地板表面保持均匀温度30℃,天花板的温度为12℃,地板对天花板的角系数为0.29,若所有表面的黑度都为0.9,问地板与天花板间的净辐射热量是多少?墙壁的温度是多少?3.一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行:热流体进口温度t1′=360℃,出口温度t 1″=300℃,冷流体进口温度t2′=30℃ ,出口温度t2″=200℃,热流体的质量流量G1与比热C1的乘积 2500W/℃,传热系数800W/(㎡·℃) .运行一年后发现,在G1C1、冷液体的G2C2及t1′、t1保持不变的情形下，冷流体只能被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃，试确定此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。
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2004年上海理工大学硕士研究生入学考试试题
考试科目：传热学准考证号：得分：
一、问答题(每题5分)
1. 一无内热源平板沿厚度x方向发生一维稳态导热，其一侧表面上的温度梯度=30 ℃/m，导热系数λ1=40W/(m.℃)，如果其另一侧表面上的导热系数λ2=50W/(m.℃)，问这一侧表面上的温度梯度是多少?
2. 解释毕渥准则数Bi的物理含义，并说明为什么用Bi判别非稳态导热问题能否采用集总参数法求解。
3. 图1.1示出了常物性、有均匀内热源、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用元体平衡法建立节点0关于温度t的有限差分方程式（设，所需参数的符号自己设定）。
4. 当条件相同时，物体在空气中冷却快还是在水中冷却快？这一现象说明对流换热与什么因素相关？
5. 试用简图表示流体沿平板流动时速度边界层的发展并说明速度边界层内分成哪些区域？
6. 试解释普朗特数Pr的物理意义,并示意性的画出Pr>1时的速度边界层和热边界层厚度沿板长的变化(速度边界层和热边界层要画在同一图上以便比较)。
7. 说明温度附面层的概念及附面层能量微分方程在物理上忽略了哪部分换热。
8. 在应用管内旺盛紊流实验关联式时，当流体与换热壁面温差较大时需要对计算结果修正，为什么?
9. 试说明为什么一个细长圆柱水平放置时自然对流换热一般大于竖直放置时的自然对流换热？
10.在稳定膜态沸腾过程中，为什么换热系数随增加而迅速上升？
11.试说明大气中CO2含量增高为什么会出现大气温室效应？
二、计算题
1. （10分）一直径为5cm的钢球，其初始温度为500℃，突然被置于温度为30℃的空
气中。
设钢球表面与周围环境的对流换热系数为10 W/m2℃，试计算钢球非稳态导热
的时间常数及其被冷却到300℃所需的时间。
已知钢球的比热为c=0.48kJ/kg℃, ρ
=7753kg/m3, λ=33W/m℃。
2. （20分）长10m、外径133mm的水平管道通过一大房间，房间壁面及其内的空气温
度均为30℃。
若管道表面温度为90℃、黑度为0.9，求管道的散热量（自然对流换
热的努塞尔特数用下式计算）。
3. （22分）如图2所示为一半径R=1m的半球，球冠3绝热。
底面1和2的温度分别为
500℃和100℃，黑度都为0.9，求底面1和2间的辐射散热量。
4. （23分）温度为95℃的热空气流经一内径100mm、厚度6mm的圆管，管壁导热系数
为22 W/m℃。
管外环境温度为30℃，管外壁与环境的总换热系数为10 W/m2℃。
若
管内空气质量流量为407kg/h ，求管出口空气温度降低到65℃时的管长(不需考虑修正)。
三、 理论题
1. （8分）一厚度为2δ的无内热源薄平板，其导热系数和初始温度分别为λ和t 0，突
然被插在温度为t f 的流体中。
平板表面与流体的换热系数为h ，给出问题的完整数学描述。
2. （12分）绕流平板换热的附面层积分方程为：
平板温度为t W ，来流速度和温度分别为u ∑ 和t ∑，若Pr<<1，可以忽略速度附面层而取流速u =u ∑，求：（1）用附面层积分方程写出绕流平板换热的数学描述；（2）若温度函数取为一次多项式，求温度附面层厚度δt 的计算式。
空气热物性表。