-学热能专业传热学试卷a卷.docVIP

一、选择、填空与画图：（每题4分） 一个三层材料组成的无限大平壁，各层材料厚度相同，导热系数均为常数，各层均无内热源，λ2＞λ1＞λ3，该多层平壁为稳态导热。 求：（1）各层平壁的导热量Q1、Q2、Q3的相对大小。 （2）若ｔ1＞ｔ4，画出该多层平壁内温度分布线 2．写出二维导热、无内热源时平直边界上节点（m,n）的离散方程（取Δx=Δy）： 3． 对于油、空气及液态金属，分别有Prl、Pr≈l及Prl。试就外掠等温平板的层流边界层流动，画出三种流体边界层中速度分布与温度分布的大致图象(要能显示出δ与δｔ的相对大小)。 4．已知如下计算对流换热公式： ⑴　Ｎu f＝1.86Ｒe f 1/3 Pr f 1/3 (d/L)1/3 (ηf／ηw)0.14 ⑵ S t ·Pr 2/3＝C f ／2 ⑶　Ｎu ＝0.59 (ＧrＰr)1/4 ⑷ h＝0.664Ｒe 0。5 Pr 0。333 λ/L ⑸ h=0. 943{grρ2lλl3/[ηlL(ts-tw)]}1/4 (6) h ＝C1Δt2.33 p0.5 其中：流体自由流动时，与垂直壁面间对流换热关联式是： 。 流体管内受迫流动时，与壁面间对流换热关联式是： ； 流体横掠过平板时动量交换与热量交换类比定律是： ； 大空间饱和沸腾换热关联式是： 5．肋片在垂直气流速度方向上开若干切口，（如图示）可强化对流换热，其理由是 。 6．两垂直表面的角系数可否表示为： X3，1+2=X3，1+X3，2 ( ) X1+2，3=X1，3+X2，3 ( ) 如有错误，请予以改正。 第5题图 第6题图 7.画出一个大气压下水在大空间饱和沸腾时的饱和沸腾曲线，将曲线分区并标出名称，工业设备中沸腾常处在 。 其中横坐标Δｔ= 。 二、名词解释：（每题4分） 1. 膜状凝结 2. 定向发射率(写出定义式) 三、在温度为260℃的壁面上伸出一根纯铝的圆柱形肋片，直径d=25 mm，高 H=150 mm。该柱体表面受温度tf =16℃的气流冷却，表面传热系数h=15 w/(m2·K)。肋端绝热，试计算该柱体的对流散热量。如果把柱体的长度增加一倍，其他条件不变???柱体的对流散热量是否也增加一倍?从充分利用金属的观点来看，是采用一个长的肋好还是采用两个长度为其一半的较短的肋好?( 纯铝的导热系数λ=240 W／(m·K) )（16分） 四、一热电偶的热接点可近似地看成为球形。初始温度为25℃，后被置于温度为200℃的气流中。问欲使热电偶的时间常数τc = 1 s，热接点的直径应为多大? 热接点的直径确定后，热接点的过余温度达到初始过余温度的1% 需要多长时间？如果气流与热接点之间还有辐射换热，对所需的热接点直径之值有何影响?热电偶引线的影响略而不计。 已知热接点与气流间的表面传热系数为350w/( m2·K)，热接点的物性为：λ=20 W／(m·K)，c=400 J/(kg·K), ρ=8500kg/m3。（16分） 五、一输送冷空气的方形截面管道，水平地穿过一室温为28℃的房间，管道外表面平均温度为12℃，截面尺寸为0.3 m×0.3m。试计算每米长管道上冷空气通过上、下表面的自然对流从房间内带走的热量。注意：冷面朝上相当于热面朝下，而冷面朝下则相当于热面朝上。对均匀壁温情形，水平板热面朝上时有： Nu=0.54(Gr·Pr)1/4 (1.43×104 Gr 1.43×107) 及 Nu=0.15(Gr·Pr)1/3 (1.43×107 Gr 1.43×1011) 水平板热面朝下时: Nu=0.27(Gr·Pr)1/4 (105 Gr·Pr 1011) 特征长度为A/P,其中A为表面面积，P为周长。 干空气的热物理性质(p=1.01325×105Pa) t （℃）ρ （kg/m3）λ×102 （W／（m·K））ν×106 （