2001浙大传热学

浙江大学2001年研究生考试试题（传热学）

一、填空（每题2分）：

1、流体刚流入恒壁温的管道做层流换热时，其局部对流换热系数沿管

长，这是由于。

2、流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会，这是由

于。

3、管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，冲

刷方式换热更为强烈，这可以解释为。

4、已知流体进出口温度分别为t1i、t1o，冷流体进出口温度温度为t2i、t2o，当换热

器顺流布置时，对数平均温差表达式；当换热器逆流布置时，其对数平均温度表达式。（请用t1i、t1o、t2i、t2o表示）

5、临界热绝缘直径，其意义是。

6、描述导热物体内部温度扯平能力的物理量叫，它由、

、物理量决定，其定义式为。

7、确定导热微分方程的定解条件中有边界条件，常用的有三种：

第一类边界条件为；

第二类边界条件为；

第三类边界条件为。

8、在求解导热热阻时，常碰到变导热系数的情况。当材料ide热阻系数为温度的

线性函数时，常取下的导热系数作为平均导热系数。

9、黑体辐射的角系数具有三个性质，它们是

（1），数学表达式为；

（2），数学表达式为；

（3），数学表达式为。

10、的物体叫灰体。

二、简答题（每题10分）：

1、试比较竖壁上自然对流与膜状凝结的异同。

2、请解释流动边界层与热边界层。对于油、空气及液体金属，分别有Pr>>1、Pr≈1、

Pr<<1，试就这三种冷流体外掠等温热平板流动（t w>t f），分别画出其速度分布与

温度分布的大致图像（要能显示δ与δt的相对大小），并作简要说明。

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1

3、微元黑体的辐射能按空间方向是怎样分布的？为什么？

4、采用温度计套管测量气体温度时，辐射和导热会引起测温误差，请提出提高

测温精度的措施。

三、计算题：

1、（15分）现欲用-7℃的冷媒水将37℃、流量为0.1kg/s的空气冷却到12℃，已

知冷媒水出口温度为15℃，它在管内流动时的对流换热系数为1000w/(㎡·℃)，

空气在管外流动的对流换热系数为30w/(㎡·℃)，管道内径（直径）16mm，外径

20mm，管壁材料的导热系数很大，对传热的影响可忽略。试求：

（1）采用光管，最少需要多长的管子？

（2）若在管外装上肋片（肋化系数为7，肋面总效率为0.8）则最少需用多长的管子？

已知：空气物性：C p=1.005kJ/(kg·℃)，ρ=1.23kg/m3，λ=0.026w/(m·℃) 冷媒水物性：C p=4.2kJ/(kg·℃)，ρ=1000kg/m3，λ=0.56w/(m·℃)

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3 2、（15分）某一矩形烟道，截面积为800mm ×700mm ，烟道长20m ，烟道内恒

壁温t w =70℃，现有t f (0)=230℃的烟气流过该烟道，质量流量G=1.6kg/s ，试计算烟道出口的温度。

已知：烟气物性：C p =1.08kJ/(kg ·℃)，ρ=0.8kg/m 3，λ=0.035w/(m ·℃)， γ=27.0×10-6㎡/s ，Pr=0.68。 通道内换热计算式：3

.08

.0Pr Re 23.0f

f f Nu =

对于恒壁温下的管内流动有：

p

w

f f f GC Ux

t t t x t α-

=--)0()(（其中U 为截面周长，

α为对流换热系数，f t 为流体平均温度，)]0()([5.0f f f t x t t += ）。

3、（10分）在某产品的制造过程中，厚度为2.0mm 的基板上紧贴一层厚为0.1mm

的透明薄膜，薄膜表面上有一股冷气流流过，其温度为10℃，对流换热系数为50w/(㎡·℃)，同时有辐射能透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，如图所示。基板的另一面维持在30℃，生产工艺要求薄膜与基板的结合面的温度应为60℃，试确定辐射热流密度q 应为多大？

已知：薄膜导热系数为0.02w/(㎡·℃)，

基板的导热系数为0.06w/(㎡·℃)。 投射到结合面上的辐射热流全部被 结合面吸收，薄膜对60℃的热辐射 不透明，而对投入辐射是完全透明

的。

【真题】2015年浙江大学833 传热学考研初试真题

更多最新考研咨询关注微信公众号 renrenkaoyan 3，大平板温度分布函数，圆筒壁温度分布函数， 4，俩表面计算角系数的，给了X11,A1,A2,求X21，X12，X22 5，雷偌比拟建立在模型，比拟式，pr= 什么的前提下（pr=1) 6,基尔霍夫定律的应用，处于热平衡时，漫射灰体，一般表面3种情况求吸收比 7，集总参数法是，应用条件， 8影响自然对流换热因数，，，，， 9导热微分方程各项意义，由哪些定律得到， 10黑体辐射函数，因数， 11k=45,h1=75,h2=200,x=20mm,求导热系数= ；用了一段时间后k0=35,则热阻= ， 12临界热绝缘半径含义，然后给了h,导热系数，求出Dcr， 13大容器沸腾的几个点，DNB,CHF,还有一个拉格什么点的，传热学书上这些点标的不全，可以参考相关热工水利计算书。 简答题 1管壳换热器，热油走管程，冷空气走壳程，提出5个强化换热的措施 2强化凝结换热措施，珠状凝结可以实现吗？ 3肋片原理，及作用 4多孔型隔热保温原理，及措施 5根据火焰颜色判断温度原理，及这个原理的3个应用 计算题 （2）顺排布置，算热量。 （3）比较优缺点。 整个大题主体部分就是08第一道计算题 2. 30mm球，t0=20℃,放在100℃水中，温度变化至80℃是时间，稳定时的时间，其中h,导热系数，密度，比容均给出 3.30mm球，t0=20℃，放在炉膛中，炉壁温度300℃，烟气温度1200℃，黑度0.2，h=10,求稳定时的球温度（2）若黑度=0.1，求球温度 （3）若h=20,求球温度 更多最新考研资讯请扫描上方二维码 爱考机构https://www.wendangku.net/doc/af9425017.html, 中国保过保录高端考研第一品牌！ 每年每校每专业限招1‐3人 报名电话010‐51283340 QQ：744569778

浙大高等传热学复习题部分答案

高等传热学复习题 1．简述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。 不论如何，求解导热微分方程主要依靠三大方法： 理论法、试验法、综合理论和试验法 理论法：借助数学、逻辑等手段，根据物理规律，找出答案。它又分： 分析法；以数学分析为基础，通过符号和数值运算，得到结果。方法有：分离变量法，积分变换法(Laplace变换，Fourier变换)，热源函数法，Green函数法，变分法，积分方程法等等，数理方程中有介绍。 近似分析法：积分方程法，相似分析法，变分法等。 分析法的优点是理论严谨，结论可靠，省钱省力，结论通用性好，便于分析和应用。缺点是可求解的对象不多，大部分要求几何形状规则，边界条件简单，线性问题。有的解结构复杂，应用有难度，对人员专业水平要求高。 数值法：是当前发展的主流，发展了大量的商业软件。方法有：有限差分法，有限元法，边界元法，直接模拟法，离散化法，蒙特卡罗法，格子气法等，大大扩展了导热微分方程的实用范围，不受形状等限制，省钱省力，在依靠计算机条件下，计算速度和计算质量、范围不断提高，有无穷的发展潜力，能求解部分非线性问题。缺点是结果可靠性差，对使用人员要求高，有的结果不直观，所求结果通用性差。 比拟法：有热电模拟，光模拟等 试验法：在许多情况下，理论并不能解决问题，或不能完全解决问题，或不能完美解决问题，必须通过试验。试验的可靠性高，结果直观，问题的针对性强，可以发掘理论没有涉及的新规律。可以起到检验理论分析和数值计算结果的作用。理论越是高度发展，试验法的作用就越强。理论永远代替不了试验。但试验耗时费力，绝大多数要求较高的财力和投入，在理论可以解决问题的地方，应尽量用理论方法。试验法也有各种类型：如探索性试验，验证性试验，比拟性试验等等。 综合法：用理论指导试验，以试验促进理论，是科学研究常用的方法。如浙大提出计算机辅助试验法(CA T)就是其中之一。 傅里叶定律向量形式说明，热流密度方向与温度梯度方向相反。它可适用于稳态、非稳态，变导热系数，各向同性，多维空间，连续光滑介质，气、液、固三相的导热问题。 2．定性地分析固体导热系数和温度变化的关系 3．什么是直肋的最佳形状与已知形状后的最佳尺寸？ Schmidt假定：如要得到在给定传热量下要求具有最小体积或最小质量的肋的形状和尺寸，肋片任一导热截面的热流密度都应相等。 1928年，Schmidt等提出了一维肋片换热优化理论：设导热系数为常数，沿肋高的温度分布应为一条直线。Duffin应用变分法证明了Schmidt假定。Wikins[3]指出只有在导热系数和换热系数为常数时，肋片的温度分布才是线性的。Liu和Wikins[4]等人还得到了有内热源及辐射换热时优化解。长期以来肋片的优化问题受到理论和应用两方面的重视。 对称直肋最优型线和尺寸的无量纲表达式分析： 假定一维肋片，导热系数和换热系数为常数，我们有对称直肋微分方程（忽略曲 线弧度）： yd2θ/dx2+(dy/dx)dθ/dx-θh/λ=0 由Schmidt假定，对任意截面x： dθ/dx＝－q/λ＝const

浙江大学传热学复习题参考答案

高等传热学复习题答案 热动硕士2015 吕凯文 10、燃用气、液、固体燃料时火焰辐射特性。 答：燃料的燃烧反应属于比较剧烈的化学反应。由于燃烧温度较高，而且燃料的化学成分一般都比较复杂，所以燃烧反应的过程是非常复杂的过程，一般的燃料燃烧时火焰的主要成分还有CO 2、H 2O 、N 2、O 2等，有的火焰中还有大量的固体粒子。火焰中还存在大量的中间参悟。在不同的工况下，可能有不同的中间产物和燃烧产物。火焰的辐射光谱是火焰中的各种因素作用的结果。 燃烧中间产物或燃烧产物受火焰加热，要对外进行热辐射。在火焰的高温环境下，固体粒子的辐射光谱多为热辐射的连续光谱，而气体分子的发射光谱多为分段的发射或选择性吸收。此外，还有各物质的特征光谱对火焰的辐射的影响。在工业火焰的温度水平下，氧、氢等结构对称的双原子分子没有发射和吸收辐射的能力，它们对于火焰光谱的影响比较小。而CO 2和H 2O 等结构不对称的分子以及固体粒子对火焰光谱的影响起主导作用。在火焰中大量的中间产物虽然存在时间很短，但对火焰辐射光谱也有一定的影响。（该答案仅供参考） 11、试述强化气体辐射的各种方法。 答：气体辐射的特点有：①不同种类的气体的辐射和吸收能力各不相同；②气体辐射对波长具有强烈的选择性；③气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的，辐射到气体层界面上的辐射能在辐射行程中被吸收减弱，减弱的程度取决于辐射强度及途中所遇到的分子数目。 气体的辐射和吸收是气层厚度L 、气体的温度T 和分压p （密度）的函数，(,)f T pL λα=。由贝尔定律,,0k L L I I e λλλ-=?可知，单色辐射在吸收性介质中传播时其强度按指数递减。 由上述可知，强化气体辐射的方法有：提高气体的温度；减小气体层的厚度，；选择三原子、多原子及结构不对称的双原子气体；减小气体的分压。（该答案仅供参考） 12、固体表面反射率有哪几种？ 答：被表面反射的能量与投射到表面的能量之比定义为表面反射率。固体表面反射率有： ①双向单色反射率；②单色定向-半球反射率；③单色半球-定向发射率。

浙江大学《传热学》单考考试大纲

浙江大学《传热学》单考考试大纲2017年浙江大学《传热学》（单考）考试大纲 参考书目： 1.杨世铭、陶文铨编著《传热学》(第四版)，高等教育出版社，2009.5. 2.王秋旺《传热学——重点难点及典型题精解》，西安交通大学出版社，2001.10 考题类型：填空题(4×10=40分)、选择题(4×10=40分)、计算题(2×15=30分)、问答题(4×10=40分)等。 复习大纲： 第一章绪论 1.1传热的三种基本方式 1.2傅里叶定律 1.3牛顿冷却公式 1.4斯蒂潘-玻尔兹曼定律 1.5传热系数和传热热阻 第二章稳态热传导 2.1导热系数的物理意义 2.2保温材料的定义以及工程应用 2.3导热微分方程及其定解条件(三类边界条件) 2.4热扩散率的物理意义

2.5傅里叶定律和导热微分方程的适用范围 2.6单层圆筒壁稳态导热问题求解 2.7肋片导热的特点 2.8肋片的工程应用 第三章非稳态热传导 3.1集中参数法 3.2毕渥数物理意义 3.3时间常数 3.4傅里叶数的物理意义 3.5傅里叶数和毕渥数对温度场的影响 第四章对流传热理论基础 4.1流动边界层和热边界层定义 4.2二维稳态无内热源边界层方程组 4.3特征数方程 4.4普朗特数的物理意义 4.5雷诺比拟的定义 第五章单相对流传热实验关联式 5.1相似原理的内涵 5.2努赛尔数的物理意义 5.3量纲分析法推导无量纲参数 5.4模化试验的定义 5.5管内强制对流的Dittus-Boelter公式和Gnielinski公式5.6管束叉排和顺排对流动换热的影响

5.7格拉晓夫数的`物理意义 第六章凝结与沸腾 6.1强化凝结传热的途径 6.2大容器饱和沸腾过程的特点 6.3临界热流密度 6.4强化沸腾换热的途径 第七章辐射传热基本定律和辐射特性7.1辐射传热的特点 7.2黑体辐射的斯蒂潘-玻尔兹曼定律7.3普朗克定律 7.4维恩位移定律 7.5兰贝特定律 7.6漫射体的物理意义 7.7温室效应与工程应用 第八章辐射传热计算 8.1角系数定义和性质 8.2两表面封闭系统的辐射传热计算8.3气体辐射的特点 8.4强化辐射传热的途径 8.5遮热板的原理及其工程应用 第九章换热器的设计和校核 9.1通过圆筒壁的传热过程计算 9.2通过肋壁的传热过程计算

浙江大学2019年硕士研究生传热学初试真题回忆版

浙江大学 2019年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目传热学回忆版编号833注意：答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。 一、填空题（每题3分，共15题45分）： 1空气换热器壁温过高时，螺纹预警力消失，传热效果变差，原因是增加了（1.1），导致传热恶化。 2热扩散系数是表征（2.1）。 3除了水，其他液体的传热系数都是随着温度的增加而（3.1）；此外，气体的传热系数随着温度的增加而（3.2）。 4Biot数物理意义是指（4.1）与（4.2）之比。 5写出三维、稳态、常系数、无内热源导热微分方程（5.1）；在数学上它被称为（5.2）。6流体流过弯道时传热系数（6.1），原因是（6.2）。 7凝结换热有（7.1）和（7.2）两种形式，其中（7.3）换热效果更好。 8雷诺比拟是（8.1）的比拟，它的结果是St=（8.1）或h=（8.2）。 9自然对流的自模化现象是在（9.1）状态时，（9.2）的现象。 10总传热系数100，热流体传热系数200，冷流体传热系数250，污垢热阻为4×10-4，那么导热热阻为（10.1）。（单位请脑补）。 11贝尔定律表明（11.1），单色穿透比的公式是（11.2）。 12有效辐射是（12.1），它包括（12.2）两部分，且它与投入辐射的关系是（12.3）。 13金属发射率随温度升高而（13.1），为减小人在卫星向阳面与背阳面温差，需涂上（13.2）小的涂层。 14角系数几何因子基于（14.1）和（14.2）两个假定。 15加热铁块，由黑色变红色，说明加热金属时，金属的颜色变化遵循（15.1）定律。 二、简答题（每题9分，共5题45分）： 1导热系数与导温系数的区别？导热系数能否是负值？为什么？ 2用传热学原理解释笔记本电脑在加强散热方面都做了哪些设计？并指出这些设计的原理。 3冷油器在冷却方面要加强换热，提高流速却效果不佳，为什么？你能否对它改进，都有哪些措施？ 4普通玻璃瓶和保温热水瓶有什么区别？为什么保温热水瓶的效果更好？试画出两者的热阻图并加以分析。 5有一空心圆柱体（见右图），内径10mm，外径20mm，高为20mm，已知角系数F2,1=0.41，F2,2=0.33，求角系数F3,4。 三、计算题（每题20分，共3题60分）： 1有一正方体铁块，边长为0.1m，其中λ=46.6W/(m·K)，C p=460 J/(kg·K)，ρ=7800Kg/m3，一开始加热到500℃，然后对铁块进 行淬火，目标是冷却到100℃，已知表面传热系数h=9.3W/(m2·K) 求当温度冷却到150℃时所需的时间。 2有一套管式换热器，冷却水进口温度为30℃，流速为0.857kg/s，

浙江大学传热学2004年真题解析

浙江大学传热学2004年真题解析 三、计算题（每小题9分，共计45分） 1. 一种低温介质流过一根直径220d mm =的长管道，其外表面可以视为漫灰表面，且黑度为20.02ε=，277T K =，其外有一直径为150d m m =的同心套管，内表面也为漫灰表面，黑度为10.05ε=，温度1300T K =，两管之间抽真空。试问： 1）这种情形下单位长度从环境传给低温介质的热量是多少？ 2）若在内外管之间再插一根直径为235d m m =，两面黑度相同均为230.02εε==的薄壁管，则单位长度从环境传给低温介质的热量是多少？ 3）请画出上述两种情况的辐射网络图。 4）若希望加入薄壁管，从外界传入的热量为未加前的110 ，则薄壁管两面的黑度应该是多 少？ 解：设外管的黑体辐射力为1b E ，有效辐射为1J , 内管的黑体辐射力为2b E ，有效辐射为2b J 。 4 4 22 0775.67 1.99100100b T W E C m ????==?= ? ????? 4 4 121 03005.67459.27100100b T W E C m ????==?= ? ????? 2 22 110.022450 0.020.02A εεππ --= =?? 1 11 110.05380 0.050.05 A εεππ --== ?? 22,1 1 1 50 0.02 A X ππ = = ?（这里，内管为凸表面，2,11X =） 由系统的辐射换热网络图，可得单位管长内管表面的净辐射换热量1,2Φ 12 1,21 2 11 22,1 22 459.27 1.990.5011380 50 2450 1b b E E W A A X A εεπ π π εε--Φ= = =--+ + + + 由热平衡可以知道，1,22,1Φ=-Φ ，那么单位长度从环境传给低温介质的热量为0.50W 。

2003浙大传热学

浙江大学 2003年研究生考试试题（传热学） 第 页 1 浙江大学 2003年研究生考试试题（传热学） 一、填空（每空2.5分，共二十空50分）： 1、导温系数a 表征了物体 的能力，其单位（国际单位制）是 ，流体运动粘性v 与a 的比值组成的无量纲数 。 2、固体辐射表面的有效辐射J 由 和 两部分组成。 3、在计算导热热阻时，若导热系数是温度的线性函数．则其定性温度取为 最准确。 4、流体横掠管束时，计算表面传热系数（换热系数）时，其特征尺寸一般取 ，当纵向流过管束时，其特征尺寸一般取 。 5、管道的临界热绝缘直径计算式d=2λ/h 中，λ表示 的导热系数，h 表示 的表面传热系数。 6、无量纲数(h δ)/λ中的λ在Bi 数中是指 ，在Nu 数中是指 。 7、在常物性一维稳态导热时，长圆筒壁随半径增 加，热流密度 ；大平壁随厚度增加，热流密度 。 8、膜状凝结的主要热阻是 热阻，其表面传热系数与凝结壁面的过冷度的 次方成正比。 9、漫射表面（兰贝特表面）的辐射强度与 无关．灰体的 与投射波长无关，具有这两个性质的固体表面通常叫灰漫表面。 10、在换热器热计算中，组合min )/(C q KA m 叫 ，效能的定义式为 。 二、问答题（每题8分，共五题40分） 1、己知大容器饱和核态沸腾的实验关联式如下： 33 .0)(Pr ?? ? ? ???-=?v l l wl s l pl g r q C r t c ρρσ μ 试详细说明沸腾表面传热系数h 与哪些因数有关？ 2、为较准确测量管道内流体的温度，测温套管材料有紫铜、不锈钢和玻璃，选用哪 种材料好？为什么？ 3、有人说，在换热器冷热流体进出口温度t'1、t''1、t'2、t''2保持不变时，逆流布置时的对数平均温差总比顺流布置时大，你认为对吗？试证明你的结论。 4、为什么多在春天放风筝（提示从春天地面附近空气的温度变化及分布规律着 手）？ 5、诗歌“火烤胸前暖，风吹背后寒”热情歌颂了我国志士在严寒东北的艰苦条件下 抗击日本侵略的英雄气概，也生动描述了不同传热方式的特点。你能分析出是哪几 种传热方式使人在严冬的野外用篝火取暖时有这样的感受？ 三、计算题（每题20分，共三题60分） 1、一根温度为800℃、直径100mm 的圆捧位于一间大房子正中放热，室温为10℃， 棒表面黑度为0 8，求： （1）单位长度圆棒的辐射散热量； （2）如果装有一个绝热的半圆形全反射罩（直径500mm ），位冒见图，求此时单位长度圆棒的辐射散热量（设反射罩对自身的角系数为0.4）。 2、在一个逆流式油玲却器中已测得油的进口温度T 1=85℃，出口温度T 2=47.5℃， 冷卸水进口温度t 1=40℃，油流量q m1=3250kg/hr ，冷却水流量q m2=5700kg/hr ，油的比热C l =2.035kJ/(kg K)，出的比热C 2=4.180kJ/(kg K)，传热面积为12㎡，不计热损失，求： a ）计算冷却水的出口温度t 2。 b ）计算该换热器的传热系数。 3、一金属圆球的直径150mm ，它在炉内被加热到500℃，然后放到温度为20℃的 液体中冷却．该金属的导热系数是50W/(mK)，密度为7800kg/m 3，比热为2700J/(kg.K)，圆球表面与流体间的表面传热系数为40 W/(㎡K)，试计算该圆球冷却到200℃所需要的时（按集中参数法计算）。

浙江大学2003-2008年传热学试题

浙江大学2003年硕士研究生入学考试试题 一、填空（每空2.5分，共二十空50分） 1．导温系数a 表征了物体 的能力，其单位（国际单位制）是 ，流体运动粘性v 与a 的比值组成的无量纲数 。 2．固体辐射表面的有效辐射J 由 和 两部分组分。 3．在计算导热热阻时，若导热系数是温度的线性函数，则其定义性温度取为 最准确。 4．流体横掠管束时，计算表面传热系数（换热系数）时，其特征尺寸一般取 ，当纵向流过管束时，其特征尺寸一般取 。 5．管道的临界热绝缘直径计算式h d /2λ=中，λ表示 的导热系数，h 表示 的表面传热系数。 6．无量纲数()λδ/h 中的λ在Bi 数中是指 ，在Nu 数中是指 。 7．在常物性一维稳态导热时，长圆筒壁随半径增加，热流密度 ，大平壁随厚度增加，热流密度 。 8．膜状凝结的主要热阻是 热阻，其表面传热系数与凝结壁面的过冷度的 次方成正比。 9．漫射表面（兰贝特表面）的辐射强度与 无关，灰体的 与投射波长无关，具有这两个性质的固体表面通常叫灰漫表面。 10．在换热器热计算中，组合()min /qmC KA 叫 ，效能的定义式为 。 二、问答题（每题8分，共五题40分） 1．已知大容器饱和核态沸腾的实验关联式如下： ()33.0Pr ??????-=?v l l wl s l pl g r q C r t c ρρσμ 试详细说明沸腾表面传热系数h 与哪些因数有关？ 2．为较准确测量管道内流体的温度，测温套管材料有紫铜、不锈钢和玻璃，选用哪种材料好？为什么？ 3．有人说，在换热器冷热流体进出口温度2211"'"'t t t t 、、、保持不变时，逆流布置时的对数平均温差总比顺流布置时大，你认为对吗？试证明你的结论。 4．为什么多在春天放风筝（提示从春天地面附近空气的温度变化及分布规律着手）？ 5．诗歌“火烤胸前暖，风吹背后寒”热情歌颂了我国志士在严寒东北的艰苦条件下抗击日本侵略的英雄气概，也生动描述了不同传热方式的特点。你能分析出是哪几种传热方式使人在严冬的野外用篝火取暖时有这样的感受？

2009华科传热学真题

2009 传热学 一、简答 1）说明推导导热微分方程所依据的基本定律，并解释求解导热问题的三类边界条件。 2）右图为三种不同情况下双层平板稳态导 热时的温度分布。假定双层平板各自的导热 系数λ1和λ2为定值，试分析比较三种情况 下λ1和λ 2 的相对大小。 3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。Bi→0和Bi→∞各代表什么样的换热条件？4）流体在两平行平板间做层流充分发展的对流 换热。在充分发展段某截面上流体温度分布剖面 如右图所示。试说明：（a）流体是被加热还是被 冷却？（b）哪一侧壁面处的热流密度绝对值要 大？ 5）同一种流体流过直径不同的两根管道，A管直径是B管的两倍，A管的流量也是B管的2倍。两管中的流动现象是否相似？请说明理由。 6）简述维恩位移定律，并分析为何炼钢时随着温度的升高，钢锭表面颜色由暗黑逐渐变白？ 7）在漫灰表面间的辐射换热计算中采用有效辐射J。什么是有效辐射？结合投入辐射G写出有效辐射J的表达式，并说明有效辐射包含哪几部分辐射？黑体的有效辐射J为多少？

8）一动力蒸气管道，外直径25cm，外面包上5cm厚的绝热材料。绝热材料的导热系数为0.12 W/(m·K)，绝热层与环境之间的自然对流换热系数为45 W/(m2·K)，试问为了进一步减少散热损失是否可以增加绝热层厚度，为什么？ 二、分析 1）一直径为d，长度为L，导热系数为λ的金属棒内部有强度为q W/m3 的均匀内热源，两端分别维持固定的温度t1和t2，周围和温度为t∞的空气进行对流换热，表面传热系数为h，假设金属棒同一断面温度分布均匀，试导出此金属棒的导热微分方程，并给出定解条件。2）对于竖直夹层内的自然对流换热，换热计算公式为q=h（t w1 – t w2），格拉晓夫数Gr=gβ(t w1 – t w2)δ3/ν 2 ，式中t w1 、t w2 分别为两壁面的温度；δ为夹层厚度；H为竖夹层高度。已知恒壁温条件下竖直间层内空气的换热准则关系式为： 当Gr<2000时，Nu=1 当2×104m2c p2）

2000浙大传热学

浙江大学2000年研究生考试试题（传热学）一、填空（每题2分）： 1、自然对流换热是指。 2、肋片效率ηf是之比。 3、流体在大空间沿竖直壁作对流换热时，对于紊流工况，其对流换热系数正比于 竖壁高度的次方。 4、管槽内对流换热的入口效应是指。 5、定性温度是，特征尺度是。 6、导温系数a描述了物体的的能力。 7、如图所示半球直径为d，其内壁对底部半圆的角系数 为。 8、导热集总参数系统的热惯性可有时间常数τ0来描述， 其影响因素为。 9、黑体的温度越高，其最大辐射波长越，描述这一性质的物理定律叫 定律。 10、均质平壁的稳态温度分布如图所示，它说明该平壁材质的导 热系数随温度变化的规律 为。 二、问答题（每题10分）： 1、试举出5个隔热保温的措施，并用传热学理论阐明其原理。 2、试解释蔬菜塑料大棚温室效应的传热学原理。 3、试分析逆流与顺流布置、管束的顺排与叉排布置的特点，并说明在具体换热器设计时如何选择流动形式与管束的排列方式。 4、一名游泳者刚从游泳池中上来，其皮肤上有一层水，这时是阴天且有风，试分析其皮肤上所发生的所有传热过程：用传热学解释为什么这时会比皮肤完全干燥时要冷得多；如果正在这时太阳出来了，发生在他身上的传热过程又会怎样？

三、计算题： 1、一逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行：t1'=360℃，t1''=300℃，t2'=30℃， t2''=200℃，G1C1=2500W/℃，K=800W/(m2℃)。运行一年后发现，在G1C1、G2C2以及t1'、t2'保持不变的情况下，冷流体只能被加热的162℃，试确定此时的污垢热阻和热流体的出口温度是多少？（12分） 2、为了研究某种肋片管的对流换热性能，在传热风洞中进行空气横掠单管试验。 管长300mm，竖直布置，其内径为20mm，壁厚2.5mm。管壁导热系数为45W/(m℃)，管内以压力1.013×105Pa、饱和温度为100℃的饱和水蒸气凝结来加热管外空气，实验中测得空气平均温度为30℃，单管换热量为450W，管端散热可忽略，试计算这时以管外径计算面积为基准的管外对流换热系数是多少？（已知管内凝结换热系数ɑ =15000('?t)-1/4）。（12分） 3、在两平行放置的相距很近的大平板1与2中插入一块很薄且两个表面黑度不等的第三块平板。已知t1=300℃，t2=100℃，ε4=0.5，ε2=0.8，当板3的A面朝向1时，板3的温度为170℃，当板3的B面朝向1时，稳态时板3的温度为260℃。试确定表面A、B各自的黑度（精确到2位有效数字）。（16分）

浙大研究生传热学2003--2008试题答案

浙江大学2003年考研试题答案 一、填空 1.（1）表征了物体内部温度扯平的能力、传递温度变化的能力（2）单位s m /2（3）普朗特数Pr 2.（4）自身辐射（5）反射辐射 3. 4.（7）管子直径 （8） 5.（9）λ表示管道（10）流体 6.（11）表示内部导热热阻λε与表面对流换热热阻n 1的比值 （12）表示壁面上无量纲温度梯度的大小 7.（13）减小 （14）不变 8.（15）液膜层导热 （16） 9.（17）方向 （18）光谱吸收比 10.（19）传热单元数 （20）()' '"'21max t t t t --=ε 二、简答题 1.见课本第四版P320 2.见课本第四版P61 温度计套管与其四周环境之间发生着三种方式的热量传递。 ①从套管顶端向根部的导热。 ②从管道内流体向套管外表面的对流换热。 ③从套管外表面向管道壁面的辐射换热。 稳态时，套管从管道内流体获得的热量正好等于套管向管道壁面的

导热及辐射换热之和。因次套管的壁面温度必低于管道内流体的温度。 () () mH ch mH ch t t t t H f f H 0 0θθ= ?-= - 式中：H t 为套管顶端壁面温度，f t 为管道内流体温度。 从温度计套管的一维导热物理过程来看，可以画出如图所示的热阻定性分析图 （图略） 图中∞t 为管道外的环境温度，3R 代表管道外侧与环境间的换热热阻，1R 、2R 分别代表套管顶端与管道内流体的换热热阻及顶端与根部间的导热热阻。 显然：要减小测温误差，应使H t 尽量接近f t ，即应尽量减小1R 而增大2R 及3R 。另一方面，由上式可看出，要减少H θ，应增加()mH ch ，即增加mH ，以减小0θ的值。 可以采用以下方法： ① 选用导热系数较小的材料作套管（增大2R ）； ② 尽量增加套管的高度并减小壁厚（增大2R ）； ③ 强化套管与流体间的换热（减小1R ）； ④ 在管道外侧包以保温材料（增加3R ）。 3.不对，相变换热，两者相同。 4.辐射 对流

浙大03-08传热学试题答案

浙江大学2001年考研试题答案 一、填空 1.（1）逐渐降低 （2）热边界层厚度沿管长逐渐增大 2.（1）增大 （2）产生了二次环流，增加了扰动，从而强化了换热 3．（1）横向 （2）横向冲刷热边界层较薄且存在由边界层分离而产生的漩涡，增加了流体扰动，因而换热强 4.（1） 浙江大学2003年考研试题答案 一、填空 1.（1）表征了物体内部温度扯平的能力、传递温度变化的能力（2）单位s m /2（3）普朗特数Pr 2.（4）自身辐射（5）反射辐射 3. 4.（7）管子直径 （8） 5.（9）λ表示管道（10）流体 6.（11）表示内部导热热阻λε与表面对流换热热阻n 1的比值 （12）表示壁面上无量纲温度梯度的大小 7.（13）减小 （14）不变

8.（15）液膜层导热 （16） 9.（17）方向 （18）光谱吸收比 10.（19）传热单元数 （20）()' '"'21max t t t t --=ε 二、简答题 1.见课本第四版P320 2.见课本第四版P61 温度计套管与其四周环境之间发生着三种方式的热量传递。 ①从套管顶端向根部的导热。 ②从管道内流体向套管外表面的对流换热。 ③从套管外表面向管道壁面的辐射换热。 稳态时，套管从管道内流体获得的热量正好等于套管向管道壁面的导热及辐射换热之和。因次套管的壁面温度必低于管道内流体的温度。 () () mH ch mH ch t t t t H f f H 0 0θθ= ?-= - 式中：H t 为套管顶端壁面温度，f t 为管道内流体温度。 从温度计套管的一维导热物理过程来看，可以画出如图所示的热阻定性分析图 （图略） 图中∞t 为管道外的环境温度，3R 代表管道外侧与环境间的换热热阻，1R 、2R 分别代表套管顶端与管道内流体的换热热阻及顶端与根部间的导热热阻。

东南大学传热学真题(全)

东南大学 二OOO 位研究生入学考试题 一．解释下列现象：（本题共25分，每题5分） 1，冰箱里结霜后，耗电量增加; 2, 某厂一条架空敷设的电缆使用时发现绝热层超温，为降温特剥去一层绝热材料，结果发现温度更高。 3， 某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20℃，但感觉不同。 4， 大气中的 CO2 含量增加，导致地球温度升高。 5， 同样是-6℃的 气温，在南京比在北京感觉要冷一些。 二．半径为s γ 圆球，其热导率（导热系数）为λ单位体积发热量为Qr,浸在温度为tf 的 流体中，流体与球表面的对流换热系数为h, 求稳态时，(1) 圆球内的温度分布，(2)当 0.1, 4.5/(s m w m γλ==?℃), 25000/v Q w m =,215/(h w m =?℃), 20f t =℃时，球内 的最高温度。（本题15分） 三．采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。现测得铂丝直径d=0.1mm, 长10mm ，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A,表面温度为200℃,已知0.3851/3 0.911Pr um em m R N =，空气的物性参数见下表，求气流的速度u ∞( 本题15分) 附：空气的物性参数 t ℃ λ/(w m ?℃) ν 2/m s Pr 20 2.59210-? 21.46 10-? 0.703 110 3.272 10-? 24.36 10-? 0.687 200 3.932 10-? 26.06 10-? 0.680 四，用一裸露的热电偶测烟道内的烟气温度，其指示值为280℃ 已知烟道壁面温度为250℃ 热电偶的表面温度为0.9℃，与烟气的对流换热系数为1002 /(w m ?℃)求烟气的实际温度。若烟气的实际温度为317℃，热电偶的指示值为多少？（本题15分） 五，一条供热管道长500m ，架空敷设，管道内径为70mm ，管内热水与外部空气的总传热系数为1.82 /(w m ?℃)流量为1000kg/h,比热为4.168J/(kg .℃).若入口温度为110℃ 空气温度为—5℃ 求出口热水温度。（本题15分） 六， 一长为H ，宽为b ，厚度为δ的铝板水平放置（b >>δ ）长度方向两端温度均为o t ,底部绝热，周围空气的温度为f t 与铝板的对流传热系数为h ，设铝板的热导率为λ，求铝板的温度分布。（本题15分）

2001年浙江大学 833传热学考研试题

浙江大学2001 年研究生考试试题（传热学） 一、填空（每题2 分）： 1、流体刚流入恒壁温的管道做层流换热时，其局部对流换热系数沿管 长________________，这是由于________________。 2、流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会________________这是由于________________。 3、管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，________ ________冲刷方式换热更为强烈，这可以解释为________________。 4、已知流体进出口温度分别为t1i、t1o，冷流体进出口温度温度为t2i、t2o，当换 热器顺流布置时，对数平均温差表达式 ________________；当换热器逆流布置时，其对数平均温度表达式___________ _____。（请用t1i、t1o、t2i、t2o 表示） 5、临界热绝缘直径________________，其意义是________________。 6、描述导热物体内部温度扯平能力的物理量叫________________，它由______ __________ 、________________物理量决定，其定义式为 ________________。 7、确定导热微分方程的定解条件中有边界条件，常用的有三种： 第一类边界条件为________________； 第二类边界条件为________________； 第三类边界条件为________________。 8、在求解导热热阻时，常碰到变导热系数的情况。当材料ide 热阻系数为温度的线性函数时，常取________________下的导热系数作为平均导热系数。 9、黑体辐射的角系数具有三个性质，它们是 （1）________________，数学表达式为________________； （2）________________，数学表达式为________________； （3）________________，数学表达式为________________。 10、________________的物体叫灰体。

浙江大学传热学2006年真题解析

浙江大学传热学2006年真题解析 三、计算题（每小题9分，共计45分） 1.用一个外径（直径）为25m m 、壁厚为2m m 的钢管作换热表面，已知管外烟气侧的换热系数2 110.W m K ，管内水侧换热系数2 4300.W m K ，烟气平均温度450o c ，水的平均温 度50o c ，钢管的导热系数为40.W m k 。若可以忽略钢管的曲率影响，按平壁公式进行计算， 试求： 1） 传热系数 2） 当运行一段时间后管内壁上结了厚1m m 、导热系数为1.2.W m k 的水垢，外壁面结了 厚1m m 、导热系数为0.5.W m k 的灰垢时，求每米管长的热流量和管子的外壁温度，并与 两侧均未结垢前作比较。 解：设钢管的外径为025d m m =，壁厚2m m δ=，烟气侧的换热系数为2 110.o W h m K =， 水侧的换热系数为 2 4300.W hi m K =，钢管的导热系数40.W m k λ=，烟气的平均温度 为 450o f t c =，水的平均温度为50o s t c =，水垢的厚度11m m δ=，水垢的导热系数 1 1.2.W m k λ=，灰垢的厚度21m m δ=，灰垢的导热系数20.5.W m k λ= 1）按平壁公式进行，它的传热系数为 2 11 106.38.1110.00214300 40 110 s W k m K h h δλ = = =+ + ++ 2）设未结垢时每米管长的热流量为1Φ，管子外壁温度1t ，结垢后每米管长的热流量为2Φ，管子外壁温度2t ，传热系数为2k 对于结垢后的管子，它的传热系数为 2 2212 1 1 1 81.77.10.0020.0010.0011114300 40 0.5 1.2 110 s W k m K h h δδδλ λλ= = =+++++ + + + 它的每米管长的传热量为 ()()22281.77 3.140.025*******.58f s o f s k A t t k d t t W πΦ=-=???-=???=

高等传热学复习题-2014

高等传热学复习题 1. 太空飞行物伸出的细长散热棒，以辐射方式与外部进行换热，棒长L 、截面积A 、截面周 长U 、导热系数λ、发射率ε、棒根部温度t 0 ，外部空间为绝对黑体，写出该问题的完整 数学描述。 2. 半径为R 的实心球，初时温度为t 0，突然放入t f 冷水中，已知球的物性λ、c 、ρ及表面 传热系数h ，写出球冷却的完整数学描述。 3. 直径为d 、单位长度电阻为R 、发射率为ε的金属棒，初始时与温度为T ∞的环境处于热 平衡状态，后通过电流I ，已知棒与环境的表面传热系数为h 。试导出通电流期间金属棒 温度随时间变化的规律，并写出处于新的热平衡状态的条件。（不用求解） 4. 大平板：δ,Φ 1） 已知两侧为对称第三类边界条件,h ,f t 求t 的分布； 2） 一侧为第三类边界条件,h ,f t 另一侧绝热, 求t 的分布。 3） 一侧为第一类边界条件，另一侧为绝热，,求t 的分布。 4） 两侧为相同的第一类边界条件,求t 的分布。 5） 两侧为不同的第一类边界条件,求t 的分布。 5. 厚为L 、导热系数λ =1.5W/(m K)的浇注混凝土墙，两边保持温度为20℃，由于混凝土的 固化，单位体积释放100W/m 2的化学热能。若要求浇注时墙内任意处每米墙厚的温度梯 度不大于50℃，墙的最大厚度是多少？ 6. 半径为R 的实心圆柱体，内热源强度Φv 为常量。求第三类边界(,h ,f t )下圆柱体内的温度 分布及最大温差max t ?。 7. 半径为R 的实心导线，导线的电阻率为ρ，导线通过电流I 而发热，导线的导热系数λ为 常数。求：1) 内热源强度Φv ；2）第一类边界下导线内的温度分布及最大温差max t ?。 8. 直径为3.2mm 的导线，长为30mm ，两端电压为10V ，表面温度为93℃,电阻律为70μΩ cm ，导热系数为22.5W/（m.K ），求导线中轴线上的温度。 9. 一根半径为r 的发热长细圆杆，单位体积发热量为q v ，导热系数为λ，细杆侧面和右端面 与温度为t f 的流体对流换热，表面传热系数为h ，左端面热流密度q 已知，如附图所示。 试列出杆内温度变化的微分方程及有关单值性条件(不必求解)。 10. 等截面杆两端(==x x ,0δ)的温度分布分别保持为1t 和2t ，其侧面向温度为f t 的周围介质

浙大高等传热学导热理论

高等传热学导热理论 参考书：高等传热学 贾力 方肇洪 钱兴华 ?S .K a k a c ,Y .Y e n e r , H e a t C o n d u c t i o n 1985, T K 124/Y K 3 ?G .E .M y e r s , A n a l y t i c a l M e t h o d s i n C o n d u c t i o n H e a t T r a n s f e r ,1971,T K 124/Y M 1 ?M .N .O z i s i k ,H e a t C o n d u c t i o n ,1980,(中译本)O 551.3/A 2 ?俞昌铭，热传导及数值分析，1981，清华大学出版社， O 551.3/Y 2 ?J .E .P a r r o t t ,A .D .S t u c k e s ,T h e r m a l C o n d u c t i o n o f S o l i d s ,1975, O 551.3/Y P 1 ?U .G r i g u l l ,H .S a n d n e r , ,H e a t C o n d u c t i o n ,1984,Y K 124/Y G 3 ?E c k e r t E .R .G ,A n a l y s i s o f H e a t a n d M a s s T r a n s f e r , O 551.3/Y E 1(英)， O 551.3/A 3，（中） ?V .C .A r p a c i ,C o n d u c t i o n H e a t T r a n s f e r ,1966, ?钱壬章等，传热分析与计算，高教出版社 ?林瑞泰，热传导理论与方法，天津大学出版社 ?屠传经等，热传导，浙江大学出版社 第一讲 导热规律及其数学描述 导热可发生在物体的各种状态：气态、固态和液态。描述传热规律最基本的规律是傅里叶导热定律： 1. F o u r i e r L a w : dx dt q λ-= 傅里叶定律适用于稳态、非稳态，变导热系数，各向同性，多维空间，连续光滑介质，气、液、固三相的导热问题，但其表现形式上为已知热流方向的一维问题。用起来不方便。在已知温度场的情况，我们把傅里叶定律推广成向量形式： n n t t q ??-=?-=λλ 其中?叫n a b l a 算子，作用于温度叫温度梯度。n 为温度梯度单位方向向量。在 不同的坐标系中，?有不同的表现形式，在直角坐标系中： k z j y i x ??+??+??=? 傅里叶定律向量形式说明，热流密度方向与温度梯度方向相反。它可适用于稳态、非稳态，变导热系数，各向同性，多维空间，连续光滑介质，气、液、固三相的导热问题。 2．各向异性材料，导热系数张量； 许多物体的导热能力与方向有关，如木材。正确描述物体中一点的导热系数需采用二阶张量形式：

历年浙大传热学真题

浙江大学1999 年研究生考试试题（传热学） 浙江大学 1999 年研究生考试试题（传热学）2、当采用加肋片增强传热时，最有效的方法是肋片应加在哪一侧？为什么？ 一、填空（ 20 分，每题 2 分）再说明你认为的最佳形状肋片是什幺样的？为河最佳？ 1、热扩散率（导温系数）是材料的指标，大小等于__ _。 2、影响强制对流换热的主要因素有。 3、动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为，适用 条件是。 4、影响膜状凝结换热的主要热阻是。 5、自模化现象是，其发生的条件是。 热效果？试用充分发 6、同一壳管式换热器，____布置时对数平均温差最大，布置时对数平均温差最小。3、为什么改变内部流动截面形状台改变换 7、在热辐射分析中，把称为灰体。Nu f 0.023 Re f0.8 Pr f0.3 解释之。 8、通常把的材料成为保温材料。 9、有效辐射是，它包括两部分。 10、傅里叶定律的数学表达式是。 二、问答题（ 40 分，每题 10 分） 1、写出 Bi 准则，说明 (1)Bi=0 ；(2)Bi= ∞时，无限大平 壁内温度随时间变化的特征， 并作图说明之。 4 、 试 用 传 热 学 理 沱 解 释 热 水 瓶 的

保 温 原 理 。 三 、 计 算 题 （ 每 题 2 分 ， 共 2 题 4 分 ） 第1 页

浙江大学1999 年研究生考试试题（传热学） 1、在一逆流式水一水换热器中，管内为热水，进口温度为 100℃．出口温度为 80℃， 2、工作温度为 T f的大炉子上有一圆形观察孔，直径为 d，观察孔上用穿透比为管外流过冷水，进口温度为 20℃，出口温度为 70℃。总换热量 350 kW,共有 53 根反射比为 0 的材料覆盖，覆盖材料的发射率为 0.8，其对室温下辐射源的照射 内径为 16 mrn、壁厚为 l mm 的臂子。管壁导热系数为40 W/(rn·K) ，管外流体的透明的。覆盖层的补表面与环境空气接触，周围空气温度为 表面传热系数为 1500W/(rn2· K) ，管内流体为一个流程。假设管于内、外表面都系数为 h，假设覆盖层内表面与炉内介质的对流效应可忽略， 是洁净的，试确定所需的管子长度。连接处绝热良好．试根据已知条件计算炉子的热损失和覆盖层的强度。 已知： 90℃时水的物性：密度为965. 3 kg/m 3，比热容为 4 208 kJ/(kgK)，导热系数何得到计算结果，已知条件中的温度均为热力学温度）。 为 0.68 W/(m·K) ，运动粘度为 0 326×10-6 2，。管内表面传热系数 m /s Pr=1.95 计算公式 Nu f 0.023 Re f 0. 8 Pr f0.3 。