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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 工程监理 > 吉林大学《工程传热学》试题及答案2009--2013
吉林大学汽车工程学院本科课程考试试卷考试课程与试卷类型:工程传热学A姓名:学年学期:2008-2009-2学号:考试时间:2009-06-02班级:一、填空题(每空1分,共10分)1.2.导热微分方程是所有导热物体的温度场都应该满足的通用方程,它是根据和建立起来的,直角坐标系中一维常物性导热微分方程的形式是。3.角系数的三个性质分别是、、。4.集总参数法中时间常数的定义是c。5.试写出右图所示的三个非凹灰体表面构成的系统当中,角系数21,X。二、判断题(每题1分,共5分)1.肋效率越大越好()2.“水自然对流表面传热系数”的实验当中形成的自然对流是一个有限空间的自然对流()3.温度场中等温线不可相交、不可中断()4.5.只有黑体符合兰贝特定律。()三、简答题(共23分)1.说明“伸展体换热特性实验”的实验当中如何判断稳定状态?(3分)2.写出雷诺数和格拉晓夫数的定义形式,并说明二者的相同点和不同点。(6分)3.试说明在大空间饱和沸腾曲线当中临界热流密度(烧毁点)是如何定义的?对工程有何意义?(4分)4.请绘制在换热器中冷热流体水当量相等时(即2211cqcqmm)顺流流动和逆流流动的温度分布图。(4分)5.【第1页共3页】四、计算题(共52分,计算结果保留到小数点后2位)1.设地表温度为10Co,后受冷空气侵袭使地表温度降为-15Co并维持不变,确定这种条件下地面下1m处温度降为0Co时共需几天?土壤物性为32050m/kg,)Km/(W.520,)Kkg/(Jc1840,高斯误差函数表如下所示。(10分)0.520.560.600.640.68)(erf0.537900.571620.603860.634590.663782.3.已知逆流换热的换热面积为222m,传热系数为110Km/W2,冷流体和热流体的入口温度分别为10Co和78Co,冷流体和热流体的水当量分别为K/kWcqm222、K/kWcqm111,试用效能-单元数法计算冷热流体的出口温度分别是多少?(10分)注:逆流换热器的效能计算公式为maxmminmmaxmminmmaxmminmcqcqNTUexpcqcqcqcqNTUexp11114.压力为大气压的20Co的空气,纵向强制流过一块长320mm、温度为40Co的平板,流速为10m/s。如平板的宽度为1m,求平板与空气的换热量为多少?(12分)物性参数如下:Co20时,KmW21059.2,sm/1006.1526,703.0PrCo40时,KmW21076.2,sm/1096.1626,699.0Pr5.一小块温度KTs400的漫射表面悬挂在温度KTf2000的炉子中。炉子表面是漫灰的,且发射率为0.25。悬挂表面的光谱发射率如右图所示,试确定该表面的发射率。(10分)Km/T10001100120013001400)(bF00.000320.000910.002130.004320.00779五、实验题(共10分,计算结果保留到小数点后2位)在稳态平板法测导热系数的实验当中,所测平板的厚度为15mm,表面积为0.092m。已知两个稳定状态点所测的参数如下:实验次数加热器的加热功率P(W)平板低温面温度1t(℃)平板高温面温度2t(℃)11820352362540试通过此实验数据确定导热系数和温度间的函数关系,即)1(0bt的表达式。吉林大学汽车工程学院本科课程考试参考答案与评分标准考试课程:工程传热学学年学期:2008-2009-2试卷类型:A考试时间:2009-06-02一、填空题(每空1分,共10分)1.膜状、珠状2.能量守恒定律、傅里叶定律、cxtct223.相对性、完整性、可加性4.hAcV5.13212AAAA二、判断题(每题1分,共5分)1.×2.×3.√4.×5.×三、简答题(共23分)1.答:首先把实验台的标尺固定在伸展体的某一部分,调整电位差计令电位差计检流计的指针为零,稍等片刻后观察检流计指针变化,如果依然为零则判断已达稳定状态,否则没有达到稳定状态,还需继续等待。(3分)2.答:雷诺数为ulRe,格拉晓夫数23tlgGr;(2分)相同点——都为两种力的比值,即流体流动过程当中动力与阻力的比值,可以判断流体流动的流态;(2分)不同点——粘滞力惯性力Re应用于强制对流当中,粘滞力浮升力Gr应用于自然对流。(2分)【第3页共3页】3.答:对于依靠控制热流体密度来改变工况的加热设备,一旦热流密度超过峰值,工况将沿过maxq点的虚线跳至稳定膜态沸腾线,壁面过热度将猛增至近1000℃,可能导热设备的烧毁(2分),所以必须严格监视并控制热流密度,确保在安全工作范围之内(2分)。4.答:每图(2分)5.答:形式(2分)、热阻个数(2分)、热阻阻值(2分)四、计算题(共52分)1.解:此为半无限大物体的模型axerfttttww200(3分)axerf26.0)15(10)15(0(1分)6.02ax查表可得(2分)smca/10138.01840205052.026(2分)天5810138.012.1112.1622ax(2分)2.解:根据能量守恒定律UQ(2分)单位时间内热量变化=)()()(1iNfiNiNttAhxttA(4分)【第1页共4页】单位时间内内能变化=)()1(,21iNiNiNttcxAtmc(2分)fiNiNtxcaxaxchtt22212)()1((2分)3.解:42.2100022110mincqkANTUm(2分)5.02/1maxmincqcqmm82.05.0142.2exp5.015.0142.2exp11exp11exp1maxminmaxminmaxmincqcqNTUcqcqcqcqNTUmmmmmm(2分)Wttcqm557601078100082.0'2'1min(2分)Ccqttom24.221000557607811'1''1(2分)Ccqttom88.372000557601022'2''2(2分)4.解:定性温度为Ctttowm3040202121(1分)查物性参数表可得KmW210675.2,sm/1001.1626,701.0Pr(3分)561021001.16320.010Reul(2分)3121PrRe664.0Nu(2分))/(05.2232.0/10675.2701.0200000664.0223121KmWlNuh(2分)WtthAfw12.141204032.0105.22)((2分)5.解:bbbbbbssEdEdEdEEdE3311005.07.00(3分)bbbbEdEEdE3315.07.0)1(5.07.05.07.0)30()31()3()31(bbbbFFFF(2分)【第2页共4页】)1(5.0)(7.0)30()10()30(bbbFFF(2分)53.0)214.01(5.0)0129.0214.0(7.0(3分)五、实验题(共10分)解:因为21ttqm,APq2,且)(2121tttm(3分)则由状态1知,)/(1.0)203509.02101518)(23211KmWttAPm(1分)Ctttm02115.27)2035(21)(21(1分)则由状态2知,)/(2.0)254009.02101536)(23211KmWttAPm(1分)Ctttm02115.32)2540(21)(21(1分)由两点确定一条直线可知此直线方程为t02.045.0(3分)吉林大学汽车工程学院本科课程考试试卷考试课程与试卷类型:工程传热学A姓名:学年学期:2009-2010-2学号:考试时间:2010-06-17班级:一、单项选择题(每空2分,共10分)1.41362.0swvvvlvttdgrh为膜态沸腾表面传热系数计算公式,式中物性参数l()A.根据st查饱和液体物性参数表B.根据swtt21查饱和液体物性参数表C.根据st查饱和蒸汽物性参数表D.根据swtt21查饱和蒸汽物性参数表2.在稳态导热中,决定物体内温度分布的是()A.导温系数B.导热系数C.传热系数D.密度3.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响?()A.雷诺数B.普朗特数C.努谢尔特数D.格拉晓夫数4.单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的()A.有效辐射B.辐射力C.光谱辐射力D.投入辐射【第3页共4页】5.热传递的三种基本方式为()A.导热、热对流和传热过热B.导热、热对流和辐射换热C.导热、热对流和热辐射D.导热、辐射换热和对流换热二、判断题(每题2分,共10分)1.任意物体对黑体投入辐射的吸收比等于同温度下该物体的发射率()2.当无限大平壁的某一表面绝热,另一面处于被流体加热或冷却的过程时,与流体接触表面处的平壁的dxdt最大()3.在水平加热表面上沸腾(壁面温度可控)时,随着壁面过热度的增加,沸腾换热表面传热系数不一定增加()4.3,213,113),21(1XAXAXA()5.肋片导热过程中随着肋效率增加,肋片换热量也逐渐增加()三、简答题(每题4分,共20分)1.维恩位移定律为KmTm3109.2,温度T的黑体发射的辐射能的波长是否为m?为什么?(4分)2.欲增强空气-水换热器传热应从哪个环节入手?为什么?(4分)3.试写出如右图所示的无内热源时位于平直边界上的节点(m,n)离散方程形式?(4分)4.确定对流换热系数的微分方程组包括什么方程?(注:只需写出方程名称,无需写出方程形式)(4分)5.按照换热器操作过程可以将换热器分为几种类型?各是什么?(4分)四、实验题(共10分)1.“大空间空气自然对流”实验中测试的参数有几个?各是什么?(4分)2.“水自然对流表面传热系数的测定”实验中实验装置中为何装有冷却管?(3分)3.“稳态平板法测定绝热材料的导热系数”实验中为何要在试件上方放置四个重块?(3分)五、计算题(共50分,计算结果保留到小数点后2位)1.对于如右图所示结构,设所有内表面均是6.0的漫射体,温度均为500K,试计算从小孔向外辐射的能量。(10分)【第1页共3页】2.室温为10℃的大房间中有一个直径为15cm的烟筒,烟筒长15cm,水平放置。求烟筒的平均壁温为110℃时每小时的对流换热量?(10分)已知:准则方程为25.0Pr48.0GrNu,适用范围为610Gr~13103.110℃的空气物性参数为:)/(0236.0KmW,sm/1043.1226,712.0Pr60℃的空气物性参数为:)/(029.0KmW,sm/1097.1826,696.0Pr110℃的空气物性参数为:)/(033.0KmW,sm/1029.2426,687.0Pr3.一只初始温
本文标题:吉林大学《工程传热学》试题及答案2009--2013
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