中原工学院传热学卷子

中原工学院2004～2005学年第一学期热能专业传热学课程期末试卷一、填空与问答(除第1、5题外，每题4分)1.导热系数为常数的无内热源的平壁稳态导热过程，若平壁两侧都给定第二类边界条件，问能否惟一地确定平壁中的温度分布？为什么？（6分）2.需要在蒸汽管道上加装1根温度计测温套管，可供选作套管材料的有外径×厚度为φ10×1和φ10×2（单位：mm）的铜管、铝管和钢管，其中引起测温误差最小的材料应是规格为的管，如下图所示；在管道中套管的位置以种布置为好。见下列a）、b）两图。（注：，ch（x）为单调增函数,λ钢＜λ铝＜λ铜）a)b)3.蒸汽在壁面上凝结时，增强凝结换热的措施有：、和。4.已知基尔霍夫定律应用于不同性质物体表面时，可有多种形式，写出下列条件时基尔霍夫定律：热平衡、非热平衡条件下任意表面：。灰体表面：。漫辐射表面：。漫、灰表面：。5.求下列图形中的角系数Φ1,2.（6分）CAhUm二、名词解释：(每题4分)1、热扩散率（写出定义式及其物理意义）2、光谱辐射力（Eλ）3、肋片效率三、200ｍｍ厚的平面墙，其导热系数为1.3Ｗ／(m·K)。为使每平方米面积墙的热损失不超过1830W，在墙外面覆盖了一层导热系数为0.22Ｗ／(m·K)的保温材料。已知与室内、外空气接触的墙内表面和墙外表面温度的分别为1300℃和30℃，试确定保温层应该具有的厚度。（１6分）四、将初始温度80℃，直径为20mm的紫铜棒，突然横置于气温为20℃，流速为12m/s的风道中，5min后紫铜棒的表面温度降为34℃。已知紫铜的密度ρ=8954kg/m3，Cp=383.1J/(kg·K)，λ=386Ｗ／（m·K），试求紫铜棒与气体之间的表面传热系数。（16分）（注；M=0.5）五、当电流通过热线式风速仪的金属丝时，可确定横掠而过的空气流速。如果金属丝的直径ｄ＝0.25mm，长度Ｌ＝13mm，并且温度保持在90℃，试计算一个大气压下，10℃的空气以8m／s的速度横掠金属丝时所带走的热量。空气横掠单管时的准则方程：Nuf＝ＣRefnPrf0.37（Prf／Prw）0.25ReCn定性温度为流体主流温度。空气物性：空气温度10℃：λ＝0.0251W／(m·K),1～400.750.440～1030.510.5ν＝14.16×10-6m2／s,Pr＝0.705;空气温度90℃：λ＝0.0313W／(m·K),ν＝22.10×10-6m2／s,Pr＝0.691×103～2×1050.260.62×105～1×1060.0760.7（16分）六、两个很长的同心圆筒壁的温度分别为-196℃和30℃,直径分别为10cm及15cm,两表面发射率均为0.8,试计算单位长度圆筒体上的辐射换热量。为减弱辐射换热，在其间同心地置入一遮热罩，直径为12.5cm，两表面的发射率均为0.2，试画出此时的辐射换热网络图，并计算单位长度套筒壁间的辐射换热量。（16分）中原工学院2005～2006学年第1学期建环专业《传热学》课程期末试卷一、选择、填空与问答：1、已知有一套管式换热器，水在内、外管之间的环形空间中流动，计算水与内管外表面换热系数时，Re、Nu中的定型尺寸应是___________(注：d2—外管内直径；d1—内管外直径)。①d1+d2②4(d2-d1)③④（d2-d1）②在计算非圆形截面管内强制对流换热时，求取当量直径的用途是什么？（4分）2、在非稳态导热过程中产生了Bi准则数，而在对流换热过程中产生了Nu准则数，分别写出其数学表达式及各物理意义，并指出这两个准则数之间的区别。（6分）3、从热阻角度分析，要增加肋片散热量，是采用导热系数大的材料还是导热系数小的材料做肋片？简述其原理。（4分）４、下面三图为大空间饱和沸腾过程的三个不同状态，在图中标出其名称并指出沸腾温差的相对大小。（5分）12122ddd（a）（b）（c）5、判断将图示的1、2、3表面间的角系数表示成下列两式是否正确，在括号中打√或×，如有错误，请予改正。（5分）⑴（）⑵（）二、名词解释：(每题4分)1、膜状凝结2、辐射强度三、一外直径100mm,内直径85mm的蒸汽管道，管材的导热系数λ=40W/（m·K），其内表面温度180℃，若采用λ=0.053W/（m·K）的绝缘材料进行保温，并要求保温层外表面温度不高于40℃，蒸汽管允许的热损失52.0W/m,问绝缘层厚度是多少？(17分)3132312XXX，，，1323123XXX，，，lq四、某地，某个季节，一天内地表面最高温度为6℃，最低温度为-4℃，已知土壤的α=0.12×10-5m2/s，试问地表面以下0.3m处最低温度是多少？达到最低温度的时间滞后多少？（14分）五、水以2.5m/s的速度，在一壁温为90℃，内直径为3cm的光滑管内流动，如果水由40℃被加热到60℃，试确定所需管长。（16分）（管内流动换热准则方程：适用范围：Ref104，Prf=0.7—16700，L/d10）（水的物性见下表）t(℃)ρ(kg/m3)cpkJ/(kg·K)λW/(m·K)ν×106(m2/s)Pr40992.24.1740.6350.6594.3150988.14.1740.650.5563.54060983.14.1790.660.4782.9990965.34.2080.680.3261.950六、两个很长的同心圆筒壁的温度分别为-196℃和30℃,直径分别为10cm及15cm,两表面发射率均为0.8,试计算单位长度圆筒体上的辐射换热量。为减弱辐射换热，在其间同心地置入一遮热罩，直径为12.5cm，内外两表面的发射率均为0.2，试画出此时的辐射换热网络图，并计算单位长度套筒壁间的辐射换热量。（17分）14.0318.0PrRe027.0wffffNu