2012.9传热试题3

一、计算题1、如图所示，一个二维稳态导热物体，其导热系数为常数，右侧平直边界面与环境同时发生对流与辐射换热，其表面发射率为。环境可看作无限大空间，温度为T、边界面的表面传热系数为h。试建立数值求解边界节点温度,MnT的离散方程。2、图1为一“扇形区域”中的二维、稳态、无内热源的导热问题，其一侧平直表面维持均匀恒定温度trrwi,的表面绝热，其余表面与温度为t的环境换热，表面传热系数为h，为用数值法确定区域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长r和划分计算区域，节点布置如图1所示。假定区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点1和7的离散方程（有限差分方程式）。（不要求整理）3、温度为50℃，压力为1.013×105Pa的空气，平行掠过一块表面温度为100℃的平板上表面，平板下表面绝热。平板沿流动方向长度为0.2ｍ，宽度为0.1ｍ，按平板长度计算的雷诺数为4×104。试确定：（1）平板表面与空气间的表面传热系数和传热量；（2）如果空气流速增加一倍，压力增加10.13×105Pa，计算表面传热系数和传热量（75℃的空气物性参数：70.0Pr),/(0299.0CmW）4、计算一个40Ｗ的白炽灯灯泡在25℃的静止空气中的散热，灯泡温度为115℃。设灯泡可近似为直径50ｍｍ的圆球。确定自然对流换热在白炽灯功率中所占的百分比。（70℃的空气物性参数为：22.9610W/(mK)；6220.0210m/s；0.694rp）形状流态参数Cn竖平板或竖圆柱层流过渡湍流0.590.02920.111/40.421/35、一房间长宽高分别为：4m，3m，2.5m。四面墙壁保温良好视同绝热，假设所有六个表面均为漫灰辐射表面，吸收率为0.8。已知地面温度270C，房顶温度120C。试用网络法计算地板的净辐射散热量和四周墙面温度。6、一台1-2型壳管式换热器用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动，'2200Ct。，''2500Ct。，流量为3kg/s，热油入口温度为1000C。，出口温度为600C。，2K=350W/mK（），1c=2148J/kgK（），2c=4174J/kgK（），温差修正系数=0.895。试计算：（1）油的流量；（2）所传递的热量；的（3）所需的传热面积。二、简答题7、如图所示的双层平壁中，导热系数1，2为定值，假定过程为稳态，试分析图中三条温度分布曲线所对应的1和2的相对大小。①②③xy121wt2wto8、什么叫临界热流密度?为什么当加热热流大于临界热流密度时会出现沸腾危机?（提示：用大容器饱和沸腾曲线解释之。以大容器饱和沸腾为例）9、判断两个现象相似的条件是什么？10、什么是漫射表面?11、什么是物体表面的发射率?它与哪些因素有关?12、什么是物体表面的吸收比（率）?它与哪些因素有关?13、在火力发电厂的高压加热器中，从汽轮机抽出来的过热蒸汽用来加热给水，过热蒸汽在加热器中先被冷却到相应的饱和温度，然后冷凝成水，最后被冷却成过冷水。试绘出冷、热流体的温度沿换热面变化曲线，并讨论在这种情况下如何计算对数平均温差。14、在换热器两流体温度沿程变化曲线中，为什么温差大的一侧流体温度变化曲线较陡，而温差小的一侧流体温度变化曲线则较平缓？15、换热器热计算中为何要引入对数平均温差？在推导对数平均温差时作了哪些简化假设？