2006年山东科技大学传热学考研真题.doc

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2006 年山东科技大学传热学考研真题一、名词解释：(每题 2 分共 20 分) 等温面；导热；准则数；时间常数；海斯勒(Heisler)图；热边界层；同类现象；角系数；有效辐射；遮热板。二、问答题(每题 6 分共 48 分) 1、常见导热问题边界条件分哪几类? 2、写出 Bi、F0、Pr 数的表达式，说明各准则数的物理意义。 3、非稳态导热为什么要划分正规状况阶段和非正规状况阶段? 4、什么是相似原理?为什么要引入相似原理? 5、简述热边界层理论的基本要点。 6、简述热辐射的基本特点。 7、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? 8、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? (1)清洁流体与不清洁流体； (2)腐蚀性大的流体与腐蚀性小的流体； (3)温度高的流体与温度低的流体； (4)压力大的流体与压力小的流体； (5)流量大的流体与流量小的流体； (6)粘度大的流体与粘度小的流体。三、计算题(共 82 分) 1(12 分)如图所示的单层圆筒壁，内径 r1 外径 r2,长 L,导热系数入，设该圆筒壁内、外壁面温度分别为 t1、t2,无内热源。 (1)试写出其导热微分方程； (2)分析圆筒壁内温度分别分布曲线的凹凸； (3)写出热流密度 q 的表达式。

2(12 分)、某一维平壁稳态导热，导热系数 ,面积为 A,壁厚为δ,当两侧壁温维持 t1、t2 时，求热流密度及热流量。 3(12 分)、将一个直径为 12mm 的钢球加热到 877℃,然后再慢慢冷却至 127℃进行退火。冷却过程在周围空气中进行，空气温度 tf=52℃,对流换热系数 h=20W/(m2.℃)。假定钢球的导热系数。密度 p=7800kg/m3,比热 c=600J/(kg℃)。求冷却过程所需要的时间。 4(10 分)、用热平衡法推导具有均匀内热源(发热量 qvw/m3)的二维稳态导热内接点差分方程。 5(12 分)、如图所示，空气以恒定流速 v 掠过无限大平板。通过试验得到沿 X 方向的努塞尔(Nusselt)数为：试求： (1)平板的局部对流换热系数 hx 与平均对流换热系数 ; (2)比较 hx 与的大小，并阐述原因。 6(12 分)、一直径为 Di=0.8m 的薄壁球形液氧贮存容器，被另一个直径为 D0=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为真空。如果外表面的为 T0=300k,内表面温度为 Ti=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。 7(12 分 ) 、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(m2k)。试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。

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