2012年山东青岛科技大学传热学考研真题.doc

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2012 年山东青岛科技大学传热学考研真题一、填空题（本题共 12 小题，每空 1 分，共计 20 分） 1、某物体温度分布的表达式为 t=f(x,y,τ)，此温度场为（几维）、（稳态或非稳态）温度场。 2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。 3、导热微分方程式是根据定律和定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。 4、工程上常采用肋片来。 5、稳态导热过程的单值性条件有几何条件、、。 6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为与。 7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为，其厚度定义为。 8、判断两个现象相似的条件是：；。 9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中有较大的换热强度，工程上常用的是。 10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射强度的。 11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为，单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的。 12、半径为 R的半球内表面 1 和圆底面 2 组成封闭系统，则半球内表面对圆底面的角系数 X1,2 等于。二、分析回答题（本题共 7 小题，共计 50 分） 1、（4 分）说明以下两式所描述的物理现象：（1）  2 d t  2 dx    0 （2） t     a ( t 2 2  x   t 2 2  y  ) 2、（8 分）试说明 Bi的物理意义。Bi→0，Bi→∞各代表什么样的换热条件？有人认为，Bi →0 代表了绝热工况，你是否赞同这一观点，为什么？ 3、（6 分）对管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热？

4、（8 分）在青藏铁路建设中，采用碎石路基可有效防止冻土层的冻胀和融降问题，请解释原因。 5、（8 分）什么叫临界热流密度？为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机？ 6、（8 分）什么是“温室效应”？为什么说大气中的 CO2 含量增加会导致温室效应？ 7、（8 分）有一台钢管换热器，热水在管内流动，空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。有人提出，为提高冷却效果，采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。请你评价这一方案的合理性。三、计算题（本题共 4 小题，每题 20 分，共计 80 分） 1、野外工作者常用纸质容器烧水。设厚为 0.2mm 的纸的导热系数为 0.9 W/(m K) 气压力下沸腾，水侧沸腾换热表面传热系数为 2400  ，水在大  。容器用 1100℃的火焰加热，  。若纸的耐火温度为 200℃，试证明该纸质容 2W/(m K) 火焰与纸面的表面传热系数为 95 器能耐火。 2W/(m K) 2、用热电偶测量气流温度时，通常热电偶接点可近似看成一个圆球体。已知气流与热电偶接点的 h＝400W/(m2·K)，热电偶材料物性数据为 c＝400J/(kg·K)，ρ＝8500kg/m3。热电偶接点的时间常数为τc ＝1s，试用集中参数法确定：（1）热电偶接点的直径 D；（2）如果把初温为 t0＝25℃的热电偶放在温度为 t∞＝200℃的气流中，问当热电偶显示温度为 t＝199℃时，其需要经历多少时间？

（3）此时热电偶吸收的总热量。 3、水流过长为 10m 的直管，入口温度为 20℃，出口温度为 40℃，管内径 d＝20mm，水在管内流速为 2m/s，求对流换热系数和平均管壁温度。已知：30℃水的物性为λ＝0.618W/(m·K)，ν＝0.805×10－6m2/s，Pr=5.42，ρ＝995.7kg/m3， cp=4.17kJ/(kg·K)。管内紊流强制对流换热关联式为：Nu .0 023 Re 8.0 Pr 4.0 。 4、一直径为 0.8m 的薄壁球形液氧贮存容器，被另一个直径为 1.2m 的同心薄壁容器所包围。两容器表面为不透明漫灰表面，发射率均为 0.05，两容器表面之间是真空的，如果外层容器表面的温度为 300K，内层容器表面温度为 95K，试求由于蒸发使液氧损失的质量流量。液氧的蒸发潜热为 2.13×105J/kg。

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