2017年山东青岛科技大学传热学考研真题.doc

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2017 年山东青岛科技大学传热学考研真题一、填空题（每空 1.5 分，共 30 分） 1、求解导热问题的第二类边界条件规定了任何时刻物体边界上的 __，而第三类边界条件规定了边界上物体与周围流体间的 __以及周围流体的 __。 2、反映导热过程中材料的导热能力与沿途物质储热能力之间的关系，描述非稳态导热过程进行程度的无量纲准则数是。 3、相似原理指出，凡同类现象，若相等，且相似，那么这两个现象一定相似。 4、研究对流传热的方法也就是获得对流传热面表面传热系数 h表达式的方法，主要有 4 种方法，分别是分析法、比拟法、和。 5、流体的运动边界层必然影响流体的对流传热，为此传热学中引入普朗特数来表征这一影响因素，普朗特数被定义为和的相对厚度。 6、如果流体在被加热或冷却的过程中发生了相态的变化，则称为相变对流传热，工程上最常见的相变对流传热为和 __。 7、普朗克定律描述黑体的光谱辐射力与和的关系。 8、角系数的性质是通过代数法来求解角系数的基础，其主要性质有：（1）；（2）；（3）。 9、基尔霍夫定律把关系到辐射换热能量收支的重要指标和联系了起来，是描述实际物体辐射行为的重要关系之一。二、计算题（每题 20 分，共 120 分） 1、为了减少散热损失和保证安全工作，经常在蒸汽管道的外面覆盖保温层，现有一外直径为 133mm 的蒸汽管道，管道外壁面的温度为 400℃，按照保温节能要求，保温材料的外侧温度不能超过 50 ℃ 。加入水泥珍珠岩制品作为保温材料，其导热系数为 0.0651+0.000105  c 控制在 465W/m 之下，问保温材料厚度应为多少？ t  W/(m K)  ，  c t  为材料的平均温度，把每米长管道的热损失 / l 2、直径为 1mm 的金属丝置于温度为 25 C 的恒温油箱中，其电阻值为 0.01Ω/m。电流强度为 120A 的电流突然经过此导线并保持不变，导线表面与油之间的表面传热系数为 550 2W/(m K)  。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值相

差 1 C 所需要的时间为多少？设表面传热系数为常数并保持不变，导线的 500J/(kg K) c   ，  3 8000kg/m ， =25 W/(m K)  。  3、在一台缩小成为实物 1/8 的模型中，用 20℃的空气来模拟实物中平均温度为 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。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？空气在 20℃和 200℃是的物性 20℃：参数分别为：  2 59 10 W m K .  3 93 10 W m K .   ，  ，    200℃：   2  2  2 6   15 06 10 m s . 2  ， 34 85 10 m s  .  6  Pr ， . Pr 0 703 . 0 680 4、水流过长 l = 5m、壁温均匀的直管时，从 ' ft =25.4℃ 被加热到 '' ft =34.6℃。管子的内直径 d =20mm，水在管内的流速为 2m/s，求表面传热系数和平均管壁温度。已知：管内对流传热关联式为 Nu f  023.0 Re 8.0 Pr f 4.0 f ，适用范围为中等温差，水的物性参数如下。的小表面是漫发射体，测得法向发射的全波长强度为 2 3  5 、已知面积为 1 10 m A   。从表面发射的辐射被另外的三个面积为 5000W (m sr) I  n 拦截，它们离 1A 的距离是 0.1m ，方位情况见下图。试求： 2 A 2  A 3  A 4  1 cm 2 的表面（1）在每个方向上的发射辐射强度；（2）从 1A 观察的这三个表面所对的立体角；（3）从 1A 发出分别落到 2A 、 3A 与 4A 的辐射能量。

计算题 5 图 6、在内直径为 5mm、发射率为 0.7 的圆管内放入直径为 0.25mm、发射率为 0.8 的电热丝。假如电热丝的温度为 300℃，管子内壁的温度为 100℃，管内为真空，求单位长度电热丝消耗的功率。如在电热丝和管子间加上发射率为 0.6、直径为 2.5mm 的薄壁管，其他条件不变，求此时单位长度电热丝消耗的功率。

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