2019年湖北武汉科技大学传热学考研真题及答案.pdf

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1、20192019 年湖北武汉科技大学年湖北武汉科技大学传热学传热学考研真题及答案考研真题及答案一、名词解释(共 5 小题，每小题 5 分，共 25 分)1、（5 分）热扩散率2、（5 分）肋效率3、（5 分）热对流4、（5 分）珠状凝结5、（5 分）定向辐射强度二、推导及问答(共 5 小题，共 50 分)1、（10 分）一大平板厚度，两侧表面温度为 t1和 t2（t10,=0 和0 时平板内部温度分布曲线。2、（10 分）什么是 Bi 数，采用集中总参数法求解非稳态导热问题的条件是什么？3、（10 分）在对流温差大小相同的条件下,对于顶楼，夏季和冬季屋顶天花板内表面的对流换热系数是否相同?为什

2、么?4、（10 分）什么是沸腾换热的临界热流密度？为什么加热热流密度通常要低于临界热流密度。5、（10 分）什么是辐射换热的兰贝特定律，黑体辐射在空间分布上有何特点，其定向辐射强度与辐射力间有何关系。三、计算题(共 4 小题，共 75 分)1、（20 分）一蒸汽锅炉炉膛蒸发受热面管壁受到 1200烟气加热，管内沸水温度 200，烟气与管外表面复合表面传热系数为 100W/m2.K，管内表面传热系数为 8000W/m2.K，管子外径 52mm，厚度 6mm，管壁热导率=42W/m2.K，试计算以下两种情况单位长度传热量。（1）换热表面干净；（2）内外表面分别结了 1.5mm 和 0.5mm 厚度

3、的污垢，假设内外表面污垢热导率分别为 1W/（m.K）和 0.08W/（m.K），且没有改变管子表面复合传热系数。2、(17 分)将初始温度 300、直径 10mm 的小球放入温度 20的气流中冷却，小球材料导热系数=30W/(m.)，比热 c=465J/(kg.)，密度=7790kg/m3。已知小球表面传热系数为 20W/(m2.)，求小球冷却 2 分钟后的温度；如果想让小球温度降到 100，需要多少时间，此时小球总换热量是多少。3、(18 分)某内径 20mm、内壁 70的长铜管将冷水从进口 30加热到出口 50，若冷却水进口流速为 4m/s，求水与管内壁的表面传热系数和换热管长度。已知管

4、内单相对流传热准则关联式和水物性简表如下：)10(RePrRe023.0411.04.08.0fwffffNu水的物性简表：t（）(W/(m)(kg/m3)cp(kJ/(kg)106（m2/s）106（Pas）Pr200.599998.24.1831.00610047.02300.619995.74.1780.850801.25.42400.634992.24.1780.659653.14.31500.648988.14.1830.556549.23.54700.668977.84.1870.406415.12.554、（20 分）液氧储存器为双壁镀银的夹层结构，外壁内表面温度 27，内壁外表

5、面温度-173，镀银壁的发射率 0.02。试计算由于辐射换热每单位面积容器层的散热量，为了减少热损失，内外壁之间增加一辐射屏，屏两侧表面发射率 0.02，求增加辐射屏后的散热量。（20 分）答案一、名词解释(共 5 小题，每小题 5 分，共 25 分)1、（5 分）热扩散率答：热扩散率 a=/c，表示导热过程中材料的导热能力（）与沿途物质储热能力（c）之间的关系。2、（5 分）肋效率答：肋片实际传热量与假设肋表面温度等于肋根温度的理想传热量之比，称为肋效率3、（5 分）热对流答：由于流体宏观运动引起流体各部分发生相对位移、冷热流体相互掺混所导致的热量传递过程。4、（5 分）珠状凝结答：如果冷凝

6、液与表面不能很好湿润，在表面形成一个个小液珠，称为珠状凝结。5、（5 分）定向辐射强度答：单位可见面积发射出去落在空间任意方向单位立体角内的辐射能，称为定向辐射强度。二、推导及问答(共 5 小题，共 50 分)1、（10 分）一大平板厚度，两侧表面温度为 t1和 t2（t10,=0 和104（3）计算努塞尔数Nu=0.023x(1.214x105)0.8x4.310.4x(653.1/415.1)0.11=506.46（4）计算表面传热系数hf=f/dxNuf=0.634/0.02x506.46=16054.8W/(m2K)(5)计算管长L=cpud2(tf-tf)/4dh(tw-tf)=99

7、2.2x4178x4x0.02x(50-30)/4x16054.8x(70-40)=3.44(m)4、（20 分）液氧储存器为双壁镀银的夹层结构，外壁内表面温度 27，内壁外表面温度-173，镀银壁的发射率 0.02。试计算由于辐射换热每单位面积容器层的散热量，为了减少热损失，内外壁之间增加一辐射屏，屏两侧表面发射率 0.02，求增加辐射屏后的散热量。（20 分）解：因为容器夹层的间隙很小，可认为属于无限大平行表面间的辐射换热问题：Eb1=C0 x(Tb1/100)4=5.67x(300/100)4=459.27W/m2Eb2=C0 x(Tb2/100)4=5.67x(100/100)4=5.67W/m2(1)没有插入隔热屏=(Eb1-Eb2)/(1/1+1/2-1)=(459.27-5.67)/(1/0.02+1/0.02-1)=4.58W/m2（2）插入隔热屏后=(Eb1-Eb2)/(1/1+1/2+2/3-2)=(459.27-5.67)/(1/0.02+1/0.02+2/0.02-2)=2.29W/m2