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2008年山东科技大学传热学考研真题.doc

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2008 年山东科技大学传热学考研真题 一、问答题(每题 6 分,共 10 题,60 分): 1.导热问题常见的边界条件分别有那些? 2.写出 Bi、Fo、Nu、Pr 数的表达式,说明各准则数的物理意义。 3.什么是正规状况阶段,为什么要划分正规状况阶段和非正规状况阶段? 4.简述时间常数的定义及物理意义。 5.什么是相似原理?为什么要引入相似原理? 6.显式差分方程和隐式差分方程在求解时的差别是什么? 7.从流体的温度场分布可以求出表面传热系数,其物理机理和数学方法是什么? 8.竖壁附近自然对流的温度分布,速度分布和换热系数有什么特点?
9.选择太阳能集热器的表面涂层时,该涂料表面光谱吸收比随波长的变化最佳曲线是什么? 有人认为取暖用的辐射采暖片也需要涂上这种材料,你认为合适吗? 10.对壳管式换热器来说,两种流体在下列情况下,何种走管内,何种走管外? 二、如图所示,平板具有均匀的内热源 ,其两侧同时于温度为 tf 的环境空气发生对流换热, 表面传热系数为 h,求平板内的温度分布及热流密度。(14 分) 三、任意形状固体,体积为 V,表面积为 A,具有均匀的初始温度 t0。在初始时刻,突然将其 置于温度恒为 的流体中,设 。固体与流体间的表面传热系数 h 及固体的物性参数 保持常数。使用集总参数法,计算物体内部温度变化及 0 到 t 时间内的总换热量。(16 分) 四、试阐述强化传热的目的、原则和手段。(14 分)
五、一长为 30cm,直径为 12.5mm 的铜杆,导热系数为 386W/(m·K),两端分别紧固地连接在 温度为 200℃的墙壁上。温度为 38℃的空气横向掠过铜杆,表面传热系数为 17W/(m2·K)。 求杆散失给空气的热量是多少?(12 分) 六、一导热系数为 50 W/(m.K),厚度为 50mm 的墙壁,稳态时墙壁内沿厚度方向的一维温 度分布为:t=200-2000x2,式中 t 的单位为℃,x 的单位为 m。试求:(1)墙壁两侧表面的热流 密度;(2)壁内单位体积的内热源生成热。(8 分) 七、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,如果外表面的 温度为 300K,内表面温度为 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。(10 分) 八、有一换热器把流量为 7200kg/h 的热流体从 100℃冷却至 60℃,其比热 cp=3KJ/(kg.℃), 冷流体是用 15℃的地下水,流量为 10800kg/h,比热 cp=4KJ/(kg.℃),传热系数 k=60W/(m2.K)。 求顺流和逆流布置时,所需的换热面积各为多少?并对结果进行分析。(16 分)
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