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