PDF《二一六年硕士研究生入学考试试题》

二一六年硕士研究生入学考试试题 考试科目代码

803 考试科目名称 传热学 所有答案必须写在答题纸上,做在试卷或草稿纸上无效.

一. 名词解释(每题

5 分,共6个,共计

30 分) 1. 换热器的效能 2. 接触热阻 3. 保温(隔热)材料 4. 流动边界层 5. 大空间自然对流换热 6. 漫射表面 二. 单项选择题(每题

2 分,共5个,共计

10 分) 7.换热器管内为被加热水,管外为烟气,水侧结垢后管壁温度将会 ( ) ;

烟侧积灰后,管壁温度又将( ). A. 增大,增大 B.减小,减小 C.增大,减小 D.减小,增大 8. 已知敷设在圆管外的保温材料的导热系数为 0.08 W/(m.K),管外环境 介质的表面传热系数为8W/(m2 . K) , 其临界热绝缘直径为().A.0.02m B.200m C.0.005m D.50m 9. 已知一传热设备,新投入时传热系数为 78W/(m2 .K),使用一年后其传 热系数为 55W/(m2 .K),则其污垢热阻为( ) . A. 0.018(m2 .K)/W B.0.005(m2 .K)/W C. 0.0128(m2 .K)/W D.0.003(m2 .K)/W 10. 下列哪个是传热单元数( ) . A.ε B.Cmin/Cmax C.KA/Cmin D. min max min max ln t t t t ? ? ? ? ? 11.已知热流体由 300℃冷却到 150℃,而冷流体由 50℃加热到 100℃,逆 流时的对数平均温差为( ) . A.124 ℃ B.134 ℃ C.144℃ D.154℃ 三. 简答题(共6题,共计

50 分) 12. (本题

10 分)厚度为 L,导热系数为λ,初始温度均匀为 t0 的无限大 平壁,两侧突然置于温度为 tf 的流体中,对流换热表面传热系数为 h ,定 性画出当 Bi→∞时的平壁内部温度温度随时间的变化. 13. (本题

5 分)简述冰雹落地后融化所需热量从哪些途径得到? 14. (本题

5 分)利用同一冰箱储存相同的物质,结霜的冰箱耗电量大还是 未结霜冰箱耗电量大?为什么? 15. (本题

10 分)简要说明数值计算导热问题的有限差分法的基本思想. 16. (本题

10 分)为了提高测温灵敏性,热电偶端部的接点总是做得很小, 用其测量流体温度时,也总是设法强化热电偶端部的对流换热,如采用抽 气式热电偶,简要解释原因. 17. (本题

10 分)半径为 R 的半球形容器的内表面为绝热面 3,温度为 T3, 顶部平面的一半为灰表面 2, 温度为 T2, 另一半为黑表面 1, 温度为 T1 (T1>

T2) . 试求角系数

3 ,

3 2 ,

3 1 ,

3 1 ,

2 2 ,

1 , , , , X X X X X . 四. 计算题(每题

20 分,共3个,共计

60 分) 18.热电偶的接结点近似为是直径为 0.5mm 的球体,热电偶材料的 ? = 8500kg/m3 , P c =400 J/(kg?K),? =20 W/(m?K) .热电偶初始温度为 25?C, 突然将其放入 100?C 的气流中,热电偶表面与气流间的表面传热系数 h=95W/(m2 ?K),试求热电偶指示温度为 50?C 时所需时间. 19.某换热器,冷却水以 2m/s 的速度流过内径 d=20mm 的长铜管,已知: 管内壁平均温度为 80℃.欲将水从进口处的 20℃加热到出口处的 50℃, 试计算水与管内壁之间的对流换热表面传热系数.定性温度取水的算术平 均温度. 准则关联式为: )

10 (Re Pr Re

023 .

0 4

11 .

0 4 .

0 8 .

0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? f w f f f f Nu ? ? )

10 (Re ) / Pr (Re

86 .

1 4

14 .

0 3

1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? f w f f f f L d Nu ? ? 水的物性简表: t (℃) λ (W/(m℃) ) ρ (kg/m3 ) cp (kJ/(kg℃)) ν?106 (m2 /s ) μ?106 (Pas) Pr

20 0.599 998.2 4.183 1.006

1004 7.0

2 30 0.619 995.7 4.178 0.850 801.2 5.4

2 40 0.634 992.2 4.178 0.659 653.1 4.3

1 50 0.648 988.1 4.183 0.556 549.2 3.5

4 80 0.674 971.8 4.195 0.365 355.1 2.2

1 20.用热电偶来测量管内流动着的热空气温度.热电偶测得温度t1 =400℃, 管壁由于散热测得温度t2 =350℃,热电偶头部和管壁的发射率分别为0.8 和0.7.从气流到热电偶头部的对流表面传热系数为35W/(m

2 ・K).试计算 气流的真实温度应为多少? 二一七年硕士研究生入学考试自命题试卷 考试科目代码

803 考试科目名称 传热学 (注意:所有答案必须写在答题纸上,做在试卷或草稿纸上无效)

一、单项选择题(每题

2 分,共5题,共10 分) 1. 传热的基本方式是 . A、导热、对流和辐射 B、导热、对流换热和辐射 C、导热、对流和辐射换热 D、导热、对流换热和辐射换热 2. 由两种不同材料制成的大平壁紧密接触时进行稳态导热过程,若已知

1 2 ? ? ? ? ? ,

1 2

2 3 t t t t ? ? ? ,则.A、

1 2 ? ? ? B、

1 2 ? ? ? C、

1 2 ? ? ? D、

1 2 ? ? ?? 3. 夏季在维持 20℃的室内工作时一般穿单衣感到舒适,而冬季在保持 20℃的 室内工作却必须穿厚衣服衣才感觉舒适,这主要因为 . A、冬季和夏季人的冷热感觉不一样. B、室内冬季墙体的温度低于夏季墙体的温度. C、冬季房间的湿度小于夏季房间的湿度. D、冬季房间的风速大于夏季房间的风速. 4. 下列说法错误的是 . A、Gr 准则表征了浮升力与黏滞力的相对大小,反映自然对流换热. B、Nu 准则反映表征壁面法向无量纲过余温度梯度的大小,而梯度的大小, 能反映对流换热的强弱. C、 Pr 准则反映了动量扩散和热量扩散的大小, Pr 准则也称为物性准则. D、 Re准则表征了惯性力与黏滞力的相对大小,反映自然对流流态. 5. 流体以层流外掠平板时,在x长度内的平均表面传热系数 h 与x处局部换热 系数 x h 之比 : x h h 为.A、1:3 B、1:2 C、2:1 D、3:1

二、填空题(每空

2 分,共5个空,共10 分) 6.节能建筑应用双层玻璃中间抽成真空的真空玻璃,其目的在于 . 7.中国北方寒冷地区农村民居南向设计大窗以利于冬季提高室内热舒适,这是 利用玻璃的 原理. 8.对流换热研究方法之一类比法,是指通过研究 传递和 传递之间的共性,从而建立表面传热系数与流动阻力系数相互关系的方法. 9.毕渥准则 Bi 数趋近于无穷大时,相当于边界条件为 .

三、简答题(每题

20 分,共4个题,共80 分) 10.住宅建筑冬天供暖所消耗的能源最终都是通过建筑物的外围护结构由室内 传向室外的, 试问是通过建筑的哪些部位, 以什么方式和过程传到室外的? 11.简要叙述热边界层的基本要点. 12.冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风比无风时感到更冷些? 13.黑体表面与重辐射面相比,均有 b E J ? ,这是否意味着黑体表面与重辐射面 具有相同的性质?

四、计算分析题(共3题,共50 分) 14.(本题

10 分) 如图所示, 复合平壁用两种材料制成, 导热系数分别为 A ? 和B?,厚度为 A ? 为B?,平壁面积为 B, 两侧分别有冷、 热流体流过,1

1 , t t ? ?? 分别代表热流体入、出口温度,

2 2 , t t ? ?? 分别代表冷流体入、出口温度,

1 h 和2h分别代表热、冷流体侧的对流换热 表面传热系数.求:(1)此传热过程的传热系数 K (2)通过平壁的传热量Φ 15.(本题

20 分) 一外径为0.3m,壁厚为5mm的圆管,长为5m,外表面平均温度为80℃.200℃的 空气在管外横向掠过,对流换热表面传热系数为80W/(m

2 ・K).入口温度为20℃ 的水以0.1m/s的平均速度在管内流动.如果过程处于稳态且没有热损失,试确 定水的出口温度.水的定压热容为4184J/(kg・K),密度为980kg/m

3 . 16.(本题 20分) 两个直径为 0.4m,相距 0.1m 的平行同轴圆盘,放在环境温度保持为 300K 的大房间内.两圆盘背面不参与换热,两个圆盘辐射之间的角系数为 0.62,其 中一个圆盘绝热,另一个保持均匀温度

500 K,发射率为 0.6.且两圆盘均为漫 射灰体.试确定绝热圆盘的表面温度及等温圆盘表面的辐射热流密度. 河北建筑工程学院二一八年硕士研究生入学考试自命题试卷 考试科目代码

803 考试科目名称 传热学 (注意:所有答案必须写在答题纸上,做在试卷或草稿纸上无效) 一.单项选择题(每题

2 分,共5题,共10 分) 1. 两块形状大小一样的正方形薄平板,内部无内热源,中间有一个圆孔,一块 是不锈钢板,另一块是铜板.平板厚度方向无温差,平板长度和宽度方向存在温 度梯度.正方形平板外边界条件均为绝热,中心圆孔壁温度保持恒定.请判断两 块平板中的温度分布是下列选项中的哪一个?( ) A. 不锈钢板和铜板温度分布一样;

B. 不锈钢板内温度梯度大于内铜板温度梯度;

C. 铜板内温度分布比不锈钢板内温度分布更均匀;

D. 铜板内温度梯度大于不锈钢板内温度梯度;

2. 在工业上常见的温度范围内,不参与辐射换热的气体是( ) . A. 水蒸气;

B. 烟气;

C. 空气;

D. 煤气 3. 太阳能热水器能在严冬季节也可提供热水,它主要是利用( )原 理进行蓄热的. A. 导热;

B. 温室效应;

C. 对流;

D. 凝结换热 4. 下列工质中 Pr 数最小的是( ) . A. 空气 B. 水C. 变压器油 D. 水银 5. 灰体表面热阻与( )无关. A、表面粗糙度 B、表面尺寸 C、表面材料 D、表面位置 二.填空题(每空

2 分,共4题,共10 分) 6.对于热射线,玻璃( )被视作透明体. (选填 可以 或 不可以 . ) 7. 黑体的温度越高,其最大辐射力对应波长越短,描述这一性质的物理定律叫 ( )定律. 8.太阳照射下打伞,感觉比不打伞凉快些,其主要原因为 ( ) . 9.一物体与周围介质进行对流换热时,当物体的导热系数较小,而对流换热表面 传热系数较大时,物体的表面温度更接近 ( ) (选填 介质温度 或 物体中心温度 ) , 而物体内部的温度梯度更 ( ) (选填 大 或 小 ) . 三.简答题(每题

20 分,共4题,共80 分) 10.什么是 半无限大 物体? 半无限大 物体的非稳态导热存在正规情况阶 段吗? 11.冬天,在相同的室外温度及其它条件均相同的情况下,为什么有风比无风时 感到更冷些? 12.太阳能集热器的结构通常是将一组集热管放在一个密封的箱体内,上面是透 明的玻璃板,内部有涂有选择性吸收涂层的集热管,从辐射传热角度说明该涂层 应具有什么样的特点? 13.说明导热系数、对流换热表面传热系数的物理意义、单位、及其相互之间的 区别. 四.计算题(共3题,共50 分) 14.(本题

15 分)一房屋的混凝土外墙的厚度为? = 200mm ,混凝土的热导率 为?=1.5W/(m・K) ,冬季室外空气温度为

10 2 ? ? f t ℃, 有风天和墙壁之间的表 面传热系数为

2 h =20W/(m

2 ・K),室内空气温度为

25 1 ? f t ℃,和墙壁之间的表面传 热系数为

1 h =5 W/(m2 ・K).假设墙壁及两侧的空气温度及对流换热表面传热系数 都不随时间而变化,求单位面积墙壁的散热损失及墙内外壁面的温度

2 1 w w t t 、 . 15.(本题

20 分) 一黑体炉的圆柱型炉腔的直径为 d = 10cm、深度为 l = 40cm , 炉腔内壁面黑度为? = 0.9 ,炉内温度为 1000℃.如果室内壁面温度为 27℃, 炉 门打开时,单位时间内炉门的净辐射散热损失为多少? 16.(本题

15 分)一台逆流........