07-11 华电传热真题

2007年华电研究生入学考试（传热学A）

一、选择填空（可多选）（每题5分，共75分）

1.靠得非常近的两个等面积平行大平板，可以近似认为它们之间的角系数是（） A.0.5 B. 1 C.0 D.0.25

2.某电缆外包裹导热系数是0.1W/（m-K）的绝缘层，绝缘层外表面与周围环境间表面传热系数是W/(m2.C)，则它的临界绝缘直径是（） A.11mm B.22mm C.27mm D.44mm

3.半径为R的钢球，与周围环境间的表面传热系数是h,自身导热系数 为m，则可以采用集总参数法分析钢球非稳态温度场变化规律的条件是（） A.hR/m<0.1 B. hR/m<0.2 C. hR/m<0.05 D.hR/m<0.0333 4.管槽内流体层流流动与湍流流动分界点的临界Re数一般取做（） A.4500 B.10000 C.2300 D.1600

5.二氧化碳被称作温室效应气体，是因为二氧化碳（） A.具有辐射和吸收能力的光带均位与红外线的波长范围 B.具有辐射和吸收能力的光带均为与可见光的波长范围 C.具有在整个波长范围内连续吸收和辐射热量的能力 D.在整个波长范围内呈现透明体的性质 6.下列说法中正确的是（）

A.测量非稳态温度场的温度，热电偶的时间常数越大越好 B.测量非稳态温度场的温度，热电偶的时间常数越小越好 C.热电偶的性能与其时间常数无关

D.热电偶只在测量稳态温度场时才考虑时间常数的影响

7.为了更好地起到削减辐射换热的作用，插入两个辐射换热表面间的遮热板，其发射率（）

A.越大越好 B.越小越好 C.与辐射换热量无关 D.与其他换热表面发射率相等 8.采用肋片强化通过壁面的传热，肋片应该加在 A.热阻较大的一侧 B.热阻较小的一侧 C.温度较高的一侧 D.温度较低的一侧

9.下列哪种情况满足基尔霍夫定律（即善于辐射者必善于吸收）（）

A.黑体辐射 B.灰体辐射 C.气体辐射 D.实际物体与同温度黑体之间的辐射 10.下列说法中，正确的是（）

A.管内强制对流流动的充分发展段，边界层厚度沿流动方向发生变化 B.对大空间饱和沸腾，增加壁面过热度，壁面热流密度反而有可能下降 C.通过等截面直肋的导热可以简化为带内热源的一维导热问题 D.内部流动和外部流动间不可能存在相似现象

11.欲设计一种换热器，要求将热流体由300。C冷却至150。C，而冷流体由50。C被加热到100。C，则逆流和顺流布置时换热器的对数平均温差分别是（） A.144.3。C和124.3。C B. 124.3。C和144.3。C C.164.7。C和138.6。C D. 138.6。C和164.7。C

12.某种流体的Pr数远大于1，则该流体外掠平板作层流流动时，其速度边界层与热边界层的关系是（）

A.速度边界层厚度远大于热边界层厚度 B. 速度边界层厚度远小于热边界层厚度 C.两者相近 D.不能确定

13.导温系数a为0.2m2/s，厚度为0.2m的大平板边界温度突然升高，则时间经过（）以后，可以认为大平板内部温度变化进入正常阶段 A.1s B.0.2s C.0.04s D.25s

14.对于相似现象，可以从它们的对流换热过程微分方程式导出下列特征数相等：（）

A.Re B.Pr C.Gr D.Nu

15.准则数Bi趋近于无穷大，相当于边界条件是（） A.第一类边界条件 B. 第二类边界条件 C. 第三类边界条件

D.二者之间没有关系

二、请问不凝性气体的存在会对液体的沸腾和蒸气的凝结产生什么影响？说明理由。（15分）

三、特征数Nu与Bi的区别是什么？并说明他们各自的物理意义。（15分）

四、已知某对流换热过程的热边界层温度场可以表示为t=a-by+cy2。壁温为tw，主流温度是tr，流体导热系数为a，试求它的表面传热系数。（15分）

五、用裸露的热电偶测量炉膛烟气温度，热电偶读数为tr=792。C，已知水冷壁壁面温度tw=600。C,烟气对热电偶表面的对流换热表面传热系数为58.2W/(m2*。C),热电偶的表面发射率为a=0.3，试求炉膛烟气的真实温度和测量误差。若要提高测量温度，应该采取什么措施？

华北电力大学2009年研究生入学考试初试试题

考试科目：热传学A

考生注意：答案必须写在答题纸上 以下为考试内容：

1. 单层大平壁的两个表面分别维持均匀的温度t1和t2（t1>t2），平壁的导热系数随温度t线性变化：X=X0（1+bt）其中X0为某基准温度下的已知导热系数，b为常数，试求平壁内的温度分度，并定性画出b大于，小于0时平壁内的温度分布曲线（20分）

2. 漫射表面的角系数有哪些性质？有一正方体空腔内表面均具有完全漫射的特性，已知其互相正对的二表面的辐射角系数为0.2，试问二相邻表面得辐射角系数为多少？（20）

3. 温度为100摄氏度的热水进入一个逆流热换器并将5摄氏度的冷水加热到30摄氏度，冷水的流量为1.5kg/s，热水流量为2.5kg/s，总热传递系数为800W/(m2.C)。请计算换热器的面积和效能各为多少？（水的比热为4175J（kg/C））（20分）

4.如果稳态导热问题的全部边界都以第二类边界条件给出，则该问题无解或无唯一解，请从物理概念上说明其理由，并指明什么条件下无解，什么条件下无唯一解。（20分）

5.（共25分）某液态金属的普朗特数Pr接近为零，某外掠平板层流对流换热的边界层能量积分方程可表示为： 请问：（1）上式中的速度分布u是否可以看作是主流来流速度ux，为什么？（10分）

（2）假如无量纲温度Q是三次多项式分布，请求解恒壁温边界条件下局部NUx的准则关系式。（15分）

6.对通过大平板的一维的非稳态导热问题利用显式差分进行数值求解，请写出对流边界节点的差分方程式，并说明其稳定性条件是什么？（20分）

7.如图所示间距为H，温度分别为tw1和tw2的两块无限长平行板，如果其充满粘性流体，下板静止，上板以速度u运动时，会引起流体的层流流动，已知流体的粘度为w，导热系数为s，忽略流体流动产生的粘性耗散热，试求其中流体的速度分布和温度分布（25分）

2008年华电研究生入学考试（传热学A）

试题内容：

1.请判断以下逆流换热过程中两流体温度沿程变化的画法是否正确？为什么？（纵轴表示温度，横轴表示流程）（17分）

2.流体在两平行板间作层流充分发展对流传热，请画出下列三种情形下充分发展区域截面上的流体温度分布曲线并说明依据： （1）qw1=qw2 （2）qw1=2qw2 （3）qw1=0

3.在管道中充分发展的换热区域有。其中，管壁温度tw

还是界面平均温度tb都是轴向坐标x的函数。请证明管道内充分发展换热区常物性流体的局部表面传热系数与x无关。（18分）

4.请说明Bi数的物理意义。Bi趋于0和Bi趋于无穷各代表什么样的换热条件？（15分）

5.一水银温度计的测头呈圆柱形，长20mm，直径4mm。以其测量烟气管道内的烟气温度，假设温度计测头与烟气间的表面传热系数为11.63W/(m2*K).请计算温度计的时间常数，并确定5分钟后的温度计读数的过余温度是初始过余温度的百分之几？水银的物性参数：比热：c=0.138KJ/(Kg*K)，密度p=13110kg/m3，导热系数a=10.36W/(m*K)(15分)

6.假设某材料的导热系数a在温度t1~t2的范围内按a=a0（1+bt）的规律随温度t线性变化。将该材料制成一块厚度为x的大平壁，令平壁两侧分别维持均匀定

壁温t1及t2，且已知a0和平壁中间层温度tg，试导出b与上述三个温度间的关系。（20分）

7.请问不凝性气体的存在会对液体的沸腾和蒸气的凝结产生什么影响？并说明理由。（15分）

8.请举例说明什么是温室效应，以及产生温室效应的原因。（15分）

9.准备设计一个开口半径t=1cm，开口发射率为0.999的球型人工黑体腔，已知空腔内壁材料表面黑度为0.9，试确定黑体腔半径R的大小。（20分）

2010

考试科目：传热学 A 共2页

考生注意：答案必须写在答题纸上

以下为试题内容：

1、请判断以下逆流换热过程中两流体温度沿程变化的画法是否正确？为什么？（图中纵坐 标代表温度，横坐标代表流程）（15分）

2、一空心圆柱，在r=r? 处t=t? ，在r=r? 处t=t? 。λ=λ?(1+bt)，t为局部温度。试导出圆柱中温度分布的表达式及导热量计算式。（20分）

3、直径为1mm的金属丝置于温度为25°C的恒温槽中，其电阻值为0.01Ω/m，设电流强度为 120A的电流突然流经此导线并保持不变，导线表面与油之间的表面

传热系数为550W/(m2?K)。问： 当导线温度稳定后其值为多少？从通电开始瞬间到导线温度与稳定时之值相差1°C所需要的时间为多少？设表面传热系数为常数，导线的c=500J/（kg?K)，ρ=8000kg/m3，λ=25W/(m?K)。（20分）

4、一个二维物体的竖直表面受液体自然对流冷却，为考虑局部表面传热系数的影响，表面 传热系数采用h=c(t - tf )^1.25来表示。试列出下图所示的稳态、无内热源物体边界层节点（M，n)的温度方程，并对如何求解这一方程组提出你的看法。设网格均分。（20分）

5、为什么在给圆管加保温材料的时候需要考虑临界热绝缘直径的问题而平壁不需要考虑？请推导出圆筒壁临界热绝缘直径的计算公式。（15分）

6、试通过对外掠平板的边界层动量方程式

沿y方向作积分（从y=0到y≥δ）（如下图所示），导出下列边界层的动量积分方程。 （25分）

7、请问不凝性气体的存在会对液体的沸腾和蒸汽的凝结产生什么影响？并说明理由。

（15分）

8、准备设计一个开口半径为1cm、开口发射率为0.999的球型人工黑体腔，已知空腔内壁材料表面黑度为0.9，试确定黑体腔半径R的大小。（20分）

2011

1.“相似”和“比拟”是传热学中常用的两种研究方法，试举例说明两种方法的异同。

2. 简述韦恩位移定律，并以此分析为何炼钢时钢锭的颜色由暗红色变为白色。如何利用韦恩位移定律测量物体温度。

3. 判断逆流换热温度曲线的画法。（真题2005年第6题、2008年第1题）

4. 求圆筒壁换热的最低温度及对应绝热层厚度。(真题2005年第8题)

5. 肋片导热问题（真题2005年第3题）

6. 埃库特流动（真题2009第七题、2010真题或是教材P191 5-9）

7. 求角系数（真题2004第四题、2009第2题或是2010年真题）

8.不凝结气体的存在会对液体的沸腾和整齐的凝结有什么影响，说明理由。（真题2006第2题、2008第7题）

9.求内热源的发热率。（真题2006年第5题）

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