高等传热学复习题-2014

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传热学答案 习题答案2014

传热学答案 习题答案2014

1-3 一大平板,高2.5m ,宽2m ,厚0.03m ,导热系数为45W/(m·K),两侧表面温度分别为t 1=100℃,t 2=80℃,求该板的热阻、热流量、热流密度。

解:导热热阻:40.031.3310 K/W2.5245R A λδλ-===⨯⨯⨯ 热流量:410080150.4 KW 1.3310t R λφ-∆-===⨯ 热流密度:32150.41030 KW/m 5q A φ⨯=== 1-6 单层玻璃窗高1.2m ,宽1.5m ,厚3mm ,玻璃热导率λ=0.5 W/(m·K),室内外的空气温度分别为20℃和5℃,室内外空气与玻璃窗之间的对流换热系数h 1=5.5 W/(m 2·K),h 2=20 W/(m 2·K),求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。

解:这是一个典型的传热问题。

玻璃窗的散热损失指的就是通过玻璃窗的热流量,而非热流密度!玻璃窗单位面积的散热损失指的才是热流密度。

传热问题可视为三个热阻串联,即对流热阻1、导热热阻、对流热阻2三个热阻相互串联。

室内对流热阻:11110.101 K/W 1.2 1.5 5.5h R Ah ===⨯⨯ 室外对流热阻:22110.0278 K/W 1.2 1.520h R Ah ===⨯⨯ 导热热阻:30.003 3.310 K/W 1.2 1.50.5R A λδλ-===⨯⨯⨯ 玻璃窗的散热损失:12205113.5 W h h t R R R Rλφ∆-===++∑1-16 图示空腔由两个平行黑体表面组成,空腔内抽成真空,且空腔厚度远小于其高度和宽度。

壁面1温度为27℃,黑体。

壁面2温度为127℃,黑体。

壁面2和3之间是一厚度为δ=0.1m 的平板,热导率17.5 W/(m·K),壁面3右侧被高温流体加热。

求稳态工况下表面3的温度。

解:表面1温度较低,表面2温度较高,因此表面1和2之间的辐射换热热流密度应从表面2指向表面1。

传热学习题(附参考答案)

传热学习题(附参考答案)

传热学习题(附参考答案)一、单选题(共56题,每题1分,共56分)1.下列不能提高对流传热膜系数的是( )。

A、利用多管程结构;B、增大管径;C、在壳程内装折流挡板;D、冷凝时在管壁上开一些纵槽。

正确答案:B2.传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时,影响传热过程的将是( )A、管壁热阻;B、管内对流传热热阻;C、污垢热阻;D、管外对流传热热阻;正确答案:C3.在一输送系统中,改变离心泵的出口阀门开度,不会影响( )A、泵的工作点B、管路特性曲线C、管路所需压头D、泵的特性曲线正确答案:D4.用l20℃的饱和蒸汽加热原油,换热后蒸汽冷凝成同温度的冷凝水,此时两流体的平均温度差之间的关系为(Δtm)并流( )(Δtm)逆流A、大于B、小于C、不定D、等于正确答案:D5.橡胶与塑料和纤维比较,正确的是( )。

A、模量最大B、强度最大C、结晶度最大D、Tg最低正确答案:D6.某单程列管式换热器,水走管程呈湍流流动,为满足扩大生产需要,保持水的进口温度不变的条件下,将用水量增大一倍,则水的对流传热膜系数为改变前的( )A、2倍B、1.149倍C、1.74倍D、不变正确答案:C7.按照离心泵完好标准,轻石脑油返输用离心泵机械密封允许泄漏量( )。

A、允许每分钟5滴B、比液化气的允许泄漏量多5滴C、允许每分钟15滴D、允许每分钟10滴正确答案:D8.对于列管式换热器,当壳体与换热管温度差( )时,产生的温度差应力具有破坏性,因此需要进行热补偿A、大于50℃B、大于60℃C、大于45℃D、大于55℃正确答案:A9.下列哪个选项是离心泵的主要部件( )A、电机B、轴封装置和轴向力平衡装置C、密封环D、叶轮和泵壳正确答案:D10.蒸汽中不凝性气体的存在,会使它的对流传热系数α值( )A、升高B、降低C、都可能D、不变正确答案:B11.以乙烯为原料经催化剂催化聚合而得的一种热聚性化合物是( )A、PB、PC、PVCD、PP正确答案:B12.关闭出口阀启动离心泵的原因是( )A、轴功率最大B、能量损失最小C、处于高效区D、启动电流最小正确答案:D13.若被输送液体的黏度增大时,离心泵的效率( )。

传热学复习资料(5套)

传热学复习资料(5套)

一、选择题1、下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动〔A〕A导热2、在稳态传热过程中,传热温差一定,如果希望系统传热量增大,则不能采用下列哪种手段〔A〕A增大系统热阻B 增大传热面积C增大传热系数D增大对流传热系数3、温度梯度表示温度场内的某一点等温圈上什么方向的温度变化率〔B〕法线方向4、下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的。

(D) A 防止热量或冷量的消失B提高热负荷C防止烫伤D保持流体温度5、流体纯自然对流传热的准则方程可写为〔B〕B Nu=f(Gr,Pr)6、流体掠过平板对流传热时,在下列边界层各区中,温度降主要发生在哪个区〔C〕C 层流底层7、由炉膛火焰向木冷壁传热的主要方式〔A〕A 热辐射8、将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空,其目的是〔D〕D减少导热与对流传热9、下述几种方法中,强化传热的方法是哪一种〔C〕C加肋片10、若冷热流体的温度给定,传热器热流体侧结垢后传热壁面的温度将如何改变〔B〕B减少11、热量传递的三种基本方式〔A〕A导热、热对流、辐射12、无量纲组合用于对于换热时称为〔C〕准则 C Nu13、对流换热与以〔B〕作为基本计算式 B 牛顿冷却公式14、下述几种方法中,强化传热的方法是〔C〕C增大流速15、当采用加肋片的方法增强传热时,将肋片加在〔B〕时最有效B换热系数较小一侧16、下列各参数中,属于物性参数的是〔D〕导温系数17、某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温,为了达到较好的保温效果,应将〔B〕材料放在内层B导热系数较小的18、物体能够发射热辐射的基本条件是〔A〕A温度大于0K19、下述哪种气体可以看作热辐射透明体〔B〕反射比=1 B 空气20、灰体的吸收比与投射辐射的波长分布〔A〕A无关21、在稳态导热中,决定物体内温度分布的是〔B〕B导热系数22、下列哪个准则数反应了流体物性对对流换热的影响〔C〕C普朗特数23、在稳态导热中,决定物体内温度分布的是〔B〕B导热系数24、单位面积的导热热阻单位为(B) B K/W25、绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数〔C〕自然对流 C 大于26、对流换热系数为100W/(㎡·K),温度为20℃的空气流经50℃的壁面,其对流换热的热流密度为〔D〕D 3000W/㎡q=h(t2-t1)27、流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热。

【免费下载】高等传热学复习题

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4) 两侧为相同的第一类边界条件,求 t 的分布。
5) 两侧为不同的第一类边界条件,求 t 的分布。
5. 厚为 L、导热系数 =1.5W/(m K)的浇注混凝土墙,两边保持温度为 20℃,由于混凝土
的固化,单位体积释放 100W/m2 的化学热能。若要求浇注时墙内任意处每米墙厚的温度
梯度不大于 50℃,墙的最大厚度是多少?
6. 敷设肋片就一定能强化传热? 增加散热量满足的条件?
解:敷设肋片时:
Φ
不敷设肋片时:
Φnf hA0
Φ
Φnf
Φ Φnf

hU

m h
Φ

A0m
A0
sh(mH ) ch(mH )
sh(mH ) h ch(mH ) h
hA0
sh(mH ) h m ch(mH ) ch(mH ) h m sh(mH )
13. 直径为 0.3cm 的水银球温度计,测量炉子温度。已知炉子的比热率为 200K/h,温度计与 空气的表面传热系数 h=10W/(m2 K) ,求温度计最大滞后温度。
14. 一直径 4cm 的铝制小球形仪器放在宇宙空间(宇宙空间可视为 0K 的黑体),初始温度 30℃,球的温度降低到 40K 时,该仪器实效。试写出该问题的完整数学描述,若小球的
22. 流体横掠平板,设速度场分布满足以下三个条件:
(1)
y
0,u
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
;(2) y
请列出动量方程,并求解给出 δ(x) 的表达式。
,u

u
y ;(3)
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资,配料不置试仅技卷可术要以是求解指,决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资,配料而置试且时卷可,调保需控障要试各在验类最;管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下,安与要全过加,度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高;试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中,核资或对料者定试对值卷某,弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试,.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置,弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误,试高要方中求案资技,料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高,术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术,管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高,案中为;资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资,管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装,工置合作调理并试利且技用进术管行,线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确:指灵在导活分。。线对对盒于于处调差,试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷,术调应问试采题技用,术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔,变开需压处要器理在组;事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故,资障强料时电、,回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资,料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而,与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检,卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

高等传热学

高等传热学

高等传热学问题及答案1. 简述三种基本传热方式的传热机理并用公式表达传热定律;传热问题的边界条件有哪两类?2. 有限元法求解传热问题的基本思想是什么?基本求解步骤有哪些?同有限差分方法相比其优点是什么?3. 什么是形函数?形函数的两个最基本特征是什么?4. 加权余量法是建立有限元代数方程的基本方法,请描述四种常见形式并用公式表达。

5. 特征伽辽金法(CG )在处理对流换热问题时遇到什么困难?特征分离法(CBS )处理对流换热问题的基本思想是什么?第一题:(1)热传导传热传导模式是因为从一个分子到另一个分子的能量交换,没有分子的实际运动,如果自由电子存在,也可能因为自由电子的运动。

因此,这种形式的热输送在很大程度上取决于介质的性质,如果存在温度差,热传导发生在固体,液体和气体。

书上补充:当两个物体有温差,或者物体内部有温度差时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物体微粒(分子,原子或自由电子)的热运动传递了热量。

(2)热对流()a w T T h q -=(牛顿冷却定律) 存在于液体和气体中的分子具有运动的自由,它们随身携带的能量(热量),从热区域移动到冷区域。

由于在液体或气体的宏观运动,热量传递从一个地区到另一个地方 ,加上流体内的热传导能量传递,称为对流换热。

对流可能是自然对流、强制对流,或混合对流。

百度补充:对流仅发生于流体中,它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而导致的热量传递过程。

由于流体间各部分是相互接触的,除了流体的整体运动所带来的热对流之外,还伴生有由于流体的微观粒子运动造成的热传导。

在工程上,常见的是流体流经固体表面时的热量传递过程,称之为对流传热。

(3)辐射4w T q εσ= ( 斯蒂藩-玻耳兹曼定律)任何(所有)物体和任何(所有)温度都能产生热辐射。

(绝对零度以上)这是唯一一种发生热传递不需要介质的方式。

热辐射本质上是从物体的表面发射电磁波,由电磁波携带能量进行能量传输。

传热复习题(一)参考答案

传热复习题(一)参考答案

15、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管,其目的是( C )。
A. 增加热阻,减少热量损失; B. 节约钢材、增强美观; C. 增加传热面积,提高传热效果。D.降低传热系数,减少散热
16、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是( B )。
A.斯蒂芬-波尔兹曼定律; B.克希霍夫定律;
C.折射定律;
较小 一侧的对流传热系数。
12、有两种不同的固体材料,它们的导热系数第一种为 λ>第二种为 λ,
若作为换热器材料,应选用 第一 种;当作为保温材料时,应选用 第二 种。
13、某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为
150℃,而环境温度为 20℃,要求每平方米热损失不大于 500w,采用某隔热材 料,其导热系数 λ=0.35W/m2.K,则其厚度不低于 91mm 。(注:大型容器可视 为平壁) 14、列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于 提高壳程流体的流速 , 折流挡板的形状有 弓形 , 圆盘形 等。 15、化工生产中最常用的载热体(加热剂)为 饱和蒸汽 ,常用的冷却剂 为水。
D.普朗克定律
17、采用多管程换热器,虽然能提高管内流体的流速,增大其对流传热系数,
但同时也导致( D )。
A.管内易结垢;
B.壳程流体流速过低;
C.平均温差下降;
D.管内流动阻力增大
三、 判断题 1、换热器的平均传热温度差,是指热流体进出口的平均温度与冷流体进出口的 平均温度的差值。( F ) 2、固体材料的内部结构越松疏,其导热系数则越大( F ) 3、在稳定的多层平壁导热中,热阻与温差成正比。( T ) 4、维持膜状沸腾操作,可获得较大的沸腾传热系数。( F ) 5、保温层应该选用导热系数小的绝热材料( T ) 6、传热边界层厚度总是小于或等于流动边界层厚度。( T ) 7、换热器的导热管,应选用导热系数值大的材料。( T ) 8、在稳态传热中,凡热阻大处其温差也大。( T ) 9、在稳定的多层平壁导热中,若某层的热阻较大,则导热温度差就较小。( F ) 10、当保温材料的厚度加大时,内外壁面的总温度差增大,总的热阻也增大, 总推动力与总阻力之比为定值,即导热速率不变 。( F ) 11、多层平面壁稳态热传导时,推动力是内壁面与外壁面间总的温度差;总热阻 是各层热阻的倒数之和。( F ) 12、由溶液沸点造成温度差损失等于溶液的沸点与相同压力下水的沸点之差。( T) 13、凡稳定的圆筒壁传热,热通量为常数。( F ) 14、维持膜状沸腾操作,可获得较大的沸腾传热系数。( F ) 15、当保温材料的厚度加大时,内外壁面的总温度差增大,总的热阻也增大, 总推动力与总阻力之比为定值,即导热速率不变 。( F ) 16、蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种。( T )

《传热学期末复习试题(卷)库》含参考答案

《传热学期末复习试题(卷)库》含参考答案

传热学试题第一章概 论一、 名词解释1热流量:单位时间内所传递的热量2. 热流密度:单位传热面上的热流量3. 导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位 移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导, 简称导热。

4. 对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程, 称为表面对流传热,简称对流传热。

5. 辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。

同时,物体也不断接 收周围物体辐射给它的热能。

这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射 而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。

6. 总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为 总传热过程,简称传热过程。

10. 总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。

数值上表示传热温差为 1K 时,单位传 热面积在单位时间内的传热量二、 填空题1. ______________________________ 热量传递的三种基本方式为 、 、 O(热传导、热对流、热辐射)2. ______________________ 热流量是指 ______________ ,单位是 ____________________ O 热流密度是指 __________________ ,单位是 ____________ O(单位时间内所传递的热量,W 单位传热面上的热流量,w/m )3. __________________________ 总传热过程是指 ______________ ,它的强烈程度用 来衡量。

(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数)4. __________________________ 总传热系数是指 ___ ,单位是 O(传热温差为1K 时,单位传热面积在单位时间内的传热量, W (m 2 • K)) 7. 对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为位为 W (m 2 • K)。

高等传热学复习题-2014

高等传热学复习题-2014

高等传热学复习题1. 太空飞行物伸出的细长散热棒,以辐射方式与外部进行换热,棒长L 、截面积A 、截面周长U 、导热系数λ、发射率ε、棒根部温度t 0 ,外部空间为绝对黑体,写出该问题的完整数学描述。

2. 半径为R 的实心球,初时温度为t 0,突然放入t f 冷水中,已知球的物性λ、c 、ρ及表面传热系数h ,写出球冷却的完整数学描述。

3. 直径为d 、单位长度电阻为R 、发射率为ε的金属棒,初始时与温度为T ∞的环境处于热平衡状态,后通过电流I ,已知棒与环境的表面传热系数为h 。

试导出通电流期间金属棒温度随时间变化的规律,并写出处于新的热平衡状态的条件。

(不用求解)4. 大平板:δ,Φ1) 已知两侧为对称第三类边界条件,h ,f t 求t 的分布;2) 一侧为第三类边界条件,h ,f t 另一侧绝热, 求t 的分布。

3) 一侧为第一类边界条件,另一侧为绝热,,求t 的分布。

4) 两侧为相同的第一类边界条件,求t 的分布。

5) 两侧为不同的第一类边界条件,求t 的分布。

5. 厚为L 、导热系数λ =1.5W/(m K)的浇注混凝土墙,两边保持温度为20℃,由于混凝土的固化,单位体积释放100W/m 2的化学热能。

若要求浇注时墙内任意处每米墙厚的温度梯度不大于50℃,墙的最大厚度是多少?6. 半径为R 的实心圆柱体,内热源强度Φv 为常量。

求第三类边界(,h ,f t )下圆柱体内的温度分布及最大温差max t ∆。

7. 半径为R 的实心导线,导线的电阻率为ρ,导线通过电流I 而发热,导线的导热系数λ为常数。

求:1) 内热源强度Φv ;2)第一类边界下导线内的温度分布及最大温差max t ∆。

8. 直径为3.2mm 的导线,长为30mm ,两端电压为10V ,表面温度为93℃,电阻律为70μΩcm ,导热系数为22.5W/(m.K ),求导线中轴线上的温度。

9. 一根半径为r 的发热长细圆杆,单位体积发热量为q v ,导热系数为λ,细杆侧面和右端面与温度为t f 的流体对流换热,表面传热系数为h ,左端面热流密度q 已知,如附图所示。

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高等传热学复习题1. 太空飞行物伸出的细长散热棒,以辐射方式与外部进行换热,棒长L 、截面积A 、截面周长U 、导热系数λ、发射率ε、棒根部温度t 0 ,外部空间为绝对黑体,写出该问题的完整数学描述。

2. 半径为R 的实心球,初时温度为t 0,突然放入t f 冷水中,已知球的物性λ、c 、ρ及表面传热系数h ,写出球冷却的完整数学描述。

3. 直径为d 、单位长度电阻为R 、发射率为ε的金属棒,初始时与温度为T ∞的环境处于热平衡状态,后通过电流I ,已知棒与环境的表面传热系数为h 。

试导出通电流期间金属棒温度随时间变化的规律,并写出处于新的热平衡状态的条件。

(不用求解)4. 大平板:δ,Φ1) 已知两侧为对称第三类边界条件,h ,f t 求t 的分布;2) 一侧为第三类边界条件,h ,f t 另一侧绝热, 求t 的分布。

3) 一侧为第一类边界条件,另一侧为绝热,,求t 的分布。

4) 两侧为相同的第一类边界条件,求t 的分布。

5) 两侧为不同的第一类边界条件,求t 的分布。

5. 厚为L 、导热系数λ =1.5W/(m K)的浇注混凝土墙,两边保持温度为20℃,由于混凝土的固化,单位体积释放100W/m 2的化学热能。

若要求浇注时墙内任意处每米墙厚的温度梯度不大于50℃,墙的最大厚度是多少?6. 半径为R 的实心圆柱体,内热源强度Φv 为常量。

求第三类边界(,h ,f t )下圆柱体内的温度分布及最大温差max t ∆。

7. 半径为R 的实心导线,导线的电阻率为ρ,导线通过电流I 而发热,导线的导热系数λ为常数。

求:1) 内热源强度Φv ;2)第一类边界下导线内的温度分布及最大温差max t ∆。

8. 直径为3.2mm 的导线,长为30mm ,两端电压为10V ,表面温度为93℃,电阻律为70μΩcm ,导热系数为22.5W/(m.K ),求导线中轴线上的温度。

9. 一根半径为r 的发热长细圆杆,单位体积发热量为q v ,导热系数为λ,细杆侧面和右端面与温度为t f 的流体对流换热,表面传热系数为h ,左端面热流密度q 已知,如附图所示。

试列出杆内温度变化的微分方程及有关单值性条件(不必求解)。

10. 等截面杆两端(==x x ,0δ)的温度分布分别保持为1t 和2t ,其侧面向温度为f t 的周围介质散热,表面传热系数为h 。

设杆的横截面上的温度差可忽略,求杆长方向的稳态温度场。

11. 一平板单侧面积为A ,初温t 0,突然一侧面有一热源q s 加热,另一侧与气流t f ,h 接触,内阻略,写出完整的数学描述并求解温度分布。

12. 直径为0.3cm 的水银球温度计,测量炉子温度。

已知炉子的比热率为200K/h ,温度计与空气的表面传热系数 h =210W/(m K)⋅,求温度计最大滞后温度。

13. 一直径4cm 的铝制小球形仪器放在宇宙空间(宇宙空间可视为0K 的黑体),初始温度30℃,球的温度降低到40K 时,该仪器实效。

试写出该问题的完整数学描述,若小球的物性参数为:密度32710/kg m ρ=;比热902/.c J kg K =;表面发射率0.96ε=,估计该仪器能工作过长时间而不失效。

14. 证明: 在正常情况阶段,温度的变化不论是在时间上还是在位置上都是成比例的。

15. 铺设地下水管时要考虑冬季结冰,若土地初始温度均匀为20 ℃,且在冬季60天里地表温度恒为-15 ℃,求为避免水管结冻的最小埋设深度。

已知泥土 a=0.138 x 10-6 m2/s16. 夏天马路表面温度50℃,一阵暴雨后,路面温度降为20℃,并在较长时间内(30分钟)表面温度维持在这个温度上,求马路传出的总能量。

(假设马路为半无限大物体)物性:300K 时马路3/2115m kg =ρ,c =920J/(kg·K),0.062W/(m K)λ=⋅,s m a /10*18.328-= 17. 大平壁的初始温度均匀为0t , 从某一个时刻起,受到均匀内热源v q 的加热,同时两侧表面的温度保持为0t 不变。

试写出该导热问题的完整数学描述,并求解平壁中的温度场。

18. 某厚度为2δ的无穷大平壁,初始温度为t 0,双侧在第三类边界条件下冷却时,不稳态导热的温度场公式为0(,,)i o xf B F θθδ=⋅坐标原点在壁中心。

现坐标位置不变,平壁右侧保持原冷却条件,将左侧表面改为绝热边界条件,试写出新的温度场公式。

(注:不需解微分方程,请利用原有的解函数,写出新的解公式)19. 直径为d 的长圆柱棒,置于壁温为T sur 的大空间内,初始温度为T i ,对它通电进行热处理,已知其体积热量产生率q v (W/m 3)均匀;空气温度T a ;棒表面发射率ε;棒与空气的对流传热系数为h ;棒的比定压热容为c p ;质量密度为ρ。

假定圆柱棒内部无温度梯度且常物性。

a )稳态传热方程;(b )当忽略热辐射换热时的瞬态温度响应T (η)。

20. 用有限差分法求解不稳态导热问题,存在一个迭代是否收敛的问题。

对某种材质空间间隔取Δx 1,允许间隔时间取Δτ1。

若材质的导热系数提高一倍,其它条件不变(记为状态2),或所取的Δx 增大一倍,其它条件不变(记为状态3),则为保证迭代收敛,所取的时间间隔应满足:τττ∆<∆<∆21. 流体横掠平板,设速度场分布满足以下三个条件:00y u ==,y u u δ∞==,22u y 00y ∂==∂,请列出动量方程,并求解给出δ(x) 的表达式。

22. 二维、常物性、稳态有应力系统(法向力为 ζ,切向力为η),其中Y 向流速v =0,温度T =T (y ),试建立其连续性方程,动量方程及能量方程。

23. 设流体纵掠平版时,边界层内的速度为u a by =+,(a 、b 为常数) 。

试利用动量积分方程00()w d du u u u dy dx dy δρμ-=⎰,求边界层厚度δ(x )与Re x 的函数表达式。

24. 流体横掠平板边界层如图。

1-1为边界层外不远处一平行面。

已知边界层内速度分布为: 331[()]22x y y u u δδ∞=-, 求流出1-1面的流量V 以及x 点处的局部摩擦系数c fx 。

25. 现假定流体横掠平板层流边界层中的速度分布用二次曲线。

2u y y a b()c()u δδ∞=++ 当y=0时,u=0;当 y ≥δ 时,u=u ∞ 且0u y∂=∂,试列出积分形式的边界层动量方程,并通过求解给出δ(x )的表达式。

26. 某流体流经恒壁温的平板,已知在热边界层内速度可近似为u 0不变,试用积分法求热边界层的厚度δt 和局部换热的Nu 数。

xy δ≥27.某液态金属以速度u0流经长度为L的恒壁温平板,试用积分法求热边界层的厚度δt和换热的平均Nu数。

28.试根据速度边界层和热边界层的概念,用量级分析的方法,从对流换热的能量微分方程导出二维稳态、常物性、不可压缩流体外掠平板层流边界层流动时的边界层能量微分方程。

29.试通过对外掠平板的边界层动量方程式22u u uu vx y yν∂∂∂+=∂∂∂沿y方向作积分(从y=0到y≥δ)导出边界层动量积分方程。

提示在边界层外边界上,vδ≠0。

30.水在间距为L的两大平行平板之间流动,其中一块平板为静止,另一块平板以匀速运动。

两块板温度相同。

(假设:不可压缩流体、常物性、充分发展流)1)写出描述该问题的动量和能量微分方程及边界条件;2)为维持上述运动,求单位面积上的应力τ;3)求流体中最高温度及其位置。

31.如图所示,两无限大平行平板的间距为l,下板静止不动,上板以速度u作匀速运动,粘性流体在两平板间作稳定的层流流动,两板的温度均为Tw,流体的物性为常量。

如果已知速度分布为,,沿运动方向的温度梯度为零,即,但需要考虑粘性耗散,,试求:a.流体沿y方向的温度分布;b.上下板的换热热流密度;c.若定义,为流体截面平均温度,求=?32.水在间距为L的两大平行平板之间流动,其中一块平板为静止,另一块平板以u匀速流动,两块板温度相同。

○1写出动量方程及能量平衡方程○2为维持上述运动,单位面积上应力○3流体最高温度(假设常物性,不可压缩流体,充分发展流)33. 利用守恒定律,导出管内充分发展流局部剪切力 τ 沿管道横截面的变化规律。

34. 间距为D 的平行通道,试求充分发展段速度u 分布,剪切力τw 和摩擦系数Cf 。

35. 两无限大平板,板间距为D ,上板以u 0运动,下板静止,求板间流体的速度u 分布。

若不计黏性力,上下板温度分别为tw 1,tw 2,求其内流体的温度分布。

36. 水在管径d=0.305m 的长管内流动(湍流),已知水的u =0.305s m /, 3/6.999m kg =ρ,s m /10*093.028-=ν,求1) 壁面上w t2) 摩擦速度u*3) 估计层流底层,过渡区及湍流核心区的厚度(三层模型)37. 导出流体在平板外、定常流动时湍流区层流底层的动量方程及速度分布u +=f(y +)的表达式。

38. 两无限大平板,间距为D ,计算并画出层流及湍流(两层模型)时1)*u u 随by 的变化情况 ;2)摩擦速度 *u 39. 两块具有均匀壁温(70℃)的竖直板,平行放置于20℃的空气中,板高为0.6m ,求为不使自然对流边界层汇合,两板间距最小是多少?40. 有一列管式换热器,外表面积为40m 2, 列管为 φ25x2.5mm 的钢管。

用饱和水蒸汽将处理量为 2.5x104kg/h 的油从40℃ 加热到 80℃ 。

油走管程,流动状态为湍流。

蒸气走壳程,水蒸气压力为0.2MPa(绝压),冷凝传热膜系数α=1.2x104w/ m 2·K , 油的平均比热容C P =2.1x103J/(kg ·K)(1)当油的处理量增加一倍时,油的出口温度为多少?若要保持油的出口温度仍为 80℃ ,换热器是否够用?(2)若不够用,可采取哪些措施?(3)并联或串联多大的换热器才够用?要考虑哪些问题?(4)处理量加大一倍,若将加热蒸汽提高到3大气压,能否保持油的出口温度?(5)油的处理量不变,如果油的粘度增大一倍,仍为湍流流动,其他物性不变,油的出口温度为多少?(6)由于换热器运行时间较长,使得管壁增加了一层油垢,其厚度为1mm ,导热系数λ=0.2 w/( m 2·K),此时油的出口温度为多少?(7)大气温度为 10℃,管壁对空气的对流传热膜系数按αT =9.4+0.052(t w -t) w/ m 2·K(单位为)计算,换热器的壳直径为426x5mm,保温后壁温为30℃,保温层导热系数λ=0.058 w/ m2·K 。

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