2016年山东青岛科技大学传热学考研真题.doc

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2016 年山东青岛科技大学传热学考研真题一、分析回答题（本题共 7 小题，每小题 8 分，共计 56 分） 1、试分别用数学语言和传热学术语表述非稳态导热问题三种类型的边界条件。 2、在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？ 3、什么叫非稳态导热的正规状况阶段或充分发展阶段？这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点？ 4、什么叫做两个现象相似？判断两个同类现象相似的条件是什么？ 5、试对比水平管外膜状凝结与水平管外膜态沸腾换热过程的异同？从换热表面的结构而言，强化凝结换热和强化沸腾换热的基本思想分别是什么？ 6、请从“实际物体对辐射能的吸收具有选择性”这一角度解释为什么大气中的 CO2 含量增加会导致温室效应？

7、为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的办法，但发现效果并不明显，试分析原因。二、计算题（本题共 5 小题，共计 94 分） 1、（20 分）在一根外径为 100mm 的热力管道外拟包覆两层绝热材料，一种材料的导热系数为 0.06 W/(m K)  ，两种材料的厚度都取 75mm，试比较把导热系数小的材料紧贴管壁，及把导热系数大的材料紧贴管壁这两种方法对保温效果的影响，这种影响对于平壁的情形是否存在？假设在两种做法中，绝热层内外表面的总温差保持不变。  ，另一种为 0.12 W/(m K) 2、（20 分）等离子喷镀是一种用以改善材料表面特性的高新技术，陶瓷、氧化铝等是常用的喷镀材料。喷镀过程大致如下：把陶瓷粉末注入温度高达 410 K 的等离子气流中，在到达被喷镀的表面之前，陶瓷粉末吸收等离子气流的热量迅速升温到熔点并完全熔化为液滴，然后被冲击到被喷镀表面迅速凝固，形成一镀层。设氧化铝( 3Al O )粉末的直径为 2 pD  50μm ，密度  =3970kg/m 3 ，导热系数 11W/(m K)  ，比热容 1560J/(kg K)  c   ，这些粉末颗粒与气流间的表面换热系数为 10000W/(m K) 2  ，粉末颗粒的熔点为 2350K ，熔解潜热为 3580 kJ/kg 。试在不考虑颗粒的辐射热损失时确定从 0 t  300K 加热到其熔点所需的时间，以及从刚到熔点直至全部熔为液滴所需时间。 3、（14 分）在一台缩小成为实物 1/8 的模型中，用 20℃的空气来模拟实际平均温度为 200℃ 空气的加热过程。实物中空气的平均流速为 6.03m/s，问模型中的流速应为多少？若模型中的平均表面传热系数为 195W/(m2∙K)，求相应实物中的值。空气在 20℃和 200℃时的物性参数分别为 20 C ：  =2.59 10 W/(m K) 2   ，  =15.06 10 m /s  6 2 200 C ：  =3.93 10 W/(m K)   ， 2  =34.85 10 m /s 6  2 ， Pr=0.703 ， Pr=0.680

在这一实验中，模型与实物中流体的 Pr 数并不严格相等，你认为这样的模化实验有无实用价值？ 4、（20 分）初温为 30 C 的水，以 0.875 kg/s 的流量在直管内流动，管子内径 40mm，管壁温度维持在 100 C ，求（1）把水加热到 50 C 时的管子长度；（2）管子出口截面处的局部热流密度。管内层流强迫对流换热可以使用如下特征关联式计算： Nu f  1.86 1/3 Re Pr f / l d f       管内湍流强迫对流换热可以使用如下特征关联式计算： Nu f  0.023Re Prn f 0.8 f 水的物性参数如下：，加热流体时 =0.4 n ，冷却流体时 =0.3 n t C 30 40 50 pc 210 610 kJ/(kg K)  W/(m K)  kg/(m s) 4.174 4.174 4.174 61.8 63.5 64.8 801.5 653.3 549.4 。 Pr — 5.42 4.31 3.54 5、（20 分）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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