传热学历年真题

更新时间：2024-04-04 10:57:01 阅读量：综合文库文档下载

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一、选择题（每题2分，共30分）

（）1、下面那种材料导热系数最大？ )(D

A) 二氧化碳 B) 水 C) 石墨 D) 银

（）2、在高温蒸汽管道外包覆两种不同的保温材料，一种导热系数较小，另一种导热系数稍大，如果包覆的厚度

相同，为减少传热量，以下说法正确的是____(A)_。

A)导热系数较小的材料应包在内层；B)导热系数较大的材料应包在内层； C)如何包覆对换热量没有影响

（）3、需要在蒸汽管道上加装温度计测温套管，套管的位置有a、b两种方式。以__(B)___种布置为好。

A) a B) b C) 两种布置方式一样

(a) (b)

（）4、有两根材料不同，几何尺寸完全相同的等截面直肋A和B，处于相同的换热环境中，

肋基温度均为t0，肋端绝热，它们的表面均被温度为tf、对流换热系数h为常数的流体所冷却。现测得A和B内沿肋高方向的温度分布如图所示，则肋效率η

A) > B) < C) 无法判断

（）5、右图为一块金属平板中非稳态导热过程的温度分布曲线，其中曲线____C_处于正规

状况阶段。

A) ABCD B) HBD C) HE

fA ____(B)_ηfB。

?u?u?p?2u?2u（）6、在二维稳态对流传热动量方程u?v?Fx???(2?a2)中，数量级相对

?x?y?x?x?y较小的项是____C_。

?u?2u?u?2uA) u B) v C) ?2 D) ?2

?x?y?y?x（）7、管内强制对流换热的螺旋管修正系数___A__1。

A) > B) < C) = D) 无法判断

（）8、宽为a和高为b的矩形通道的当量直径为___B__。

（）9、空气横向流过等温圆柱体，从圆柱前驻点开始向后热边界层厚度在不断增加，如果Re数较小，流动保持

层流，则局部对流换热系数hx____C_。

A) 逐渐增大 B) 逐渐减小 C) 先减小后增大

（）10、横圆柱大空间自然对流传热实验关联式中，采用____A_作为特征长度。

A) 外径 B) 柱长 C) 圆周长

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ab2ab4ab B) C) a?ba?ba?b（）11、下面哪个不是自然对流传热的特点。C ．．

A) 有层流和湍流之分 B) 边界层边缘速度为0 C) 边界层内温度为常数 D) 湍流时有自模化的特点

（）12、漫射体是定向辐射强度满足____D_定律的物体。

A) 斯忒藩-玻尔兹曼定律 B) 普朗克定律 C) 维恩位移定律 D) 兰贝特定律

（）13、树叶在夏季呈现绿色，这在传热学中的解释是树叶对绿色光谱_B____。

A) 吸收比大 B) 反射比大 C) 透射比大 D) 发射率大

（）14、在圆管外加热绝缘层会___C__换热。

A）强化； B）削弱； C）可能强化也可能削弱

（）15、下面哪个是交叉流换热器？C

A) 螺旋板式换热器 B) 套管式换热器 C) 板翅式换热器

二、分析简答题（共27分）

1、对于下图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中液体

的导热系数，应采用哪种布置？（5分）（a）中热量交换的方式主要为热传导。

（b）热量交换的方式主要有热传导和自然对流。

所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（a）布置。

2、将一个单位体积发热量为?、初始温度为t0、直径为d的纯铜小球，突然置于温度恒为t∞的空气中进行自然冷却，

表面传热系数为h。已知小球表面发射率为ε，密度为ρ，比热容为c。内部热阻可忽略，试用热平衡法写出小球温度随时间变化规律的微分方程。(6分)

3、水蒸气在0.5m×0.2m的平板上凝结。假设液膜内是层流流动，该平板应如何放置能使传热效果更好些？画出示意

图，并做简要说明。(5分)

4、在如图所示的有内热源的二维稳态导热区域中，一个界面绝热，其余三个界面与温度为tf的流体对流换热，h均匀，

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内热源强度为?。试列出节点7、11的离散方程式。(?x??y，不需整理) (5分)

绝热?1592610htf3711?x4?yhtf8tfyh

5、一根钢管内通入100℃的饱和水蒸气，用来加热室内的空气。为增加传热量，有人提出下列方法（A）在管内安装

肋片，（B）将钢管换成铜管，（C）在管外安装肋片。你认为那种方法收效最显著？简述理由。(6分)

三、一烘箱的炉门由两种保温材料A和B做成，且δ

（见附图）。已知A=2δBλA=0.1 W/（m·K），λB=0.06 W/（m·K），

烘箱内空气温度tf1=400℃，内壁面的总表面传热系数h1=50 W/（m2·K）。烘箱炉门的外表面温度tw为50℃。环境温度tf2=25℃，外表面总表面传热系数h2=9.5 W/（m2·K）。设可把炉门导热作为一维问题处理，试确定①通过炉门的热流密度；②两种保温材料的厚度。（7分）

q?tf1?tfw：热损失为解

又tfw?50℃；?A??B

?A?B??A?B?h1?tf1?t??h2?t?tf2?

联立得?A?0.078m;?B?0.039m

四、设有如图所示的几何体，半球表面是绝热的，底面被一直径（D=0.6m）分为

1、2两

部分。表面1为灰体，T1=550K，?1=0.35，表面2 为黑体，T2=330K。试画出热阻图，并计算表面1的净辐射热损失及表面3的温度。（13分）

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X1?2,3?1?X3,1?2X1,3?X2,3?1?R2?X1?2,3?0.52?R2?X3,1?X3,2?0.5/2?0.25111A1???D2??3.14?0.22?0.0157248A3?2?R2?0.06285504)?5188.4W/m21007304Eb2?5.67?()?6272W/m2100Eb1?5.67?(

1??11?0.35??118.3m?2?1A10.35?0.015711??63.7m?2A3X3,1A3X3,2表面1的净辐射损失：E?E5188.4?672.4??b1b2??18.38W?R118.3?63.7?2E?Eb35188.4?Eb3由??b1??Eb3?1843.24W/m2?R?118.3?63.7T又Eb3??(3)4?T3?424.6K。100 1，2表面间的辐射换热量是由于绝热表面3的存在而引起的

五、水流过长

L=5m、壁温均匀的直管时，从tf’=25.3℃被加热到tf’’=34.6℃，管子内径d=20mm，水在管内流速为

2m/s，求①换热量大小；②表面传热系数。（9分）

0.8管内湍流换热准则方程： Nuf?0.023RefPrfn（加热流体n=0.4，冷却流体n=0.3）

t (℃) 30 40 ρ 3(kg/m) 995.7 992.2 cp J/(kg·K) 4174 4174 λ W /(m·K) 0.618 0.635 ν×10 2(m/s) 0.805 0.659 6Pr 5.42 4.31

①定性温度tf?t1?t2?30℃，以此查水的物性参数。（1分） 211换热量???u?d2c?t''f?t'f??995.7?2???0.022?4174?9.3?2.43?104W（3分）

44②Ref?ud2?0.02??4.97?104（1分） ?6?f0.805?100.8Nuf?0.023RefPrf0.4?258.5（2分）

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?fNuf?7988W/m2﹒K（2分） d六、一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行t1'＝360℃、t1''=300℃，t2'=30℃, t2''=200℃，

qm1c1?2500WK，k?800Wm2K。试确定①换热量的大小Φ及冷流体的qm2c2；②对数平均温差及该换热器

??的换热面积。运行一年后发现，在qm1c1、qm2c2及t1、t2保持不变的情形下，冷流体只能被加热到162℃。试确定③结垢后的换热量??及热流体的出口温度；④结垢后的传热系数k?；⑤污垢热阻的大小。 (14分)

''解：不结垢时，