同济大学制冷及低温工程专业历年考研真题

同济大学 1993年硕士研究生入学考试传热学试题1、 二根水平放置的圆管，他们的表面温度相同，长度也一样，粗管直径为细管直径的 10 倍。已知均被空气自然电流冷却，细管自然对流换热的GrPr=104，试求此两根管子表面对流换热系数的比值及换热量的比值。 （10 分）2、 在换热器中一种流体由过热蒸汽冷却成过冷液体，另一种液体无相变，试分析在顺流、逆流条件下二种流体温度沿程变化。此时换热器中的平均传热温差应如何计算？（10 分）3、 一面积为 20m2的平板集热器，对太阳辐射的吸收率为 0.15，表面温度为 60，大气温度为 18，天空的有效辐射温度为-10，板表面的对流换热系数 h=3W/m2.k，太阳队集热器的投射辐射为 800W/m2。如将水从 15 加热到 45，则 1 小时集热器可供多少水量？（已知水的比热c=4.174KJ/kg.）(10 分)4、 水银温度计的芯温泡长 15mm，直径为 5mm，其物性参数=8000kg/m 3，c=430J/kg.k，=10W/m.k。它的初始温度为 25，将其突然插入温度为 120的气流中，温泡表面的换热系数为 95W/m2.k,试问当测温时的过余温度为初始过余温度的 1%和 0.1%，其温度指示值是多少？达到该温度所需的时间为多少？试对计算结果进行讨论。 （20 分）同济大学 1994 年硕士研究生入学考试传热学试题一、 问答题（15 分）1、 对于二维稳态导热过程能否将表面对流换热量转换成内热源产生的热量？2、 为了增强油冷却器（有水作冷却剂）传热效果，如果用提高冷却水流速的方法，试分析其效果。3、 辐射表面特性中什么是漫表面、灰表面，它们之间又有何联系？二、 计算题（35 分）1、 一外径 d0=300mm 的蒸汽管道，蒸汽温度为 400，管道外包了一层厚度为 65mm 的材料 A，测得其外表面的温度为 40，但材料 A 的导热系数无法查得。为了知道热损失情况在材料 A 外又包了一层厚为 20mm 导热系数 B=0.2W/m.k 的材料 B，测得材料 B 的外表温度为 30，内表面温度为180。试推导未包材料 B 的管道热损失核材料 A 的导热系数 A。 （10 分）2、 一平板型太阳能集热器的吸热表面对太阳辐射的吸收率为 0.92，表面发射率为 0.15，集热器的面积为 20 m2，表面温度为 80，周围空气温度为18，表面对流换热的表面传热系数为 3 W/（m 2.k） 。当集热器表面的太阳总辐射照度为 800W/ m2，天空的温度为 0时，试计算该集热器所用到的太阳辐射热和它的效率。 （10 分）3、 一根通电流直径为 0.2mm 的金属丝，被 20的空气流以 30m/s 的速度横向垂直吹过，由金属电阻推知此金属丝的温度为 24.5。气流速度发生变化致使金属丝的温度变为 26.6，试求改变后的气流速度。 （15 分）同济大学 1995 年硕士研究生入学考试传热学试题一、 概念题（每题 6 分）1、 试分析流体外掠单圆管时速度边界层的发展情况以及局部对流换热系数变化趋势。2、 使用热电偶测量流体瞬时温度时，应如何考虑所选用热电偶的热物性参数、感温接点的几何参数和换热条件等？3、 导温系数 a 和导热系数 对对流换热系数 h 的影响有何不同？4、 试讨论下面三个准则数的物理意义及应用场合：（1） 普朗特准则数 Pr（2） 施密特准则数 Sc（3） 刘伊斯准则数 Le二、 计算题（每题 13 分）1、 为在一个 10mm 直径的钢球上，涂一层彩色的装饰膜，需在 75 的炉子中烘烤，然后把它从炉子中拿出来，放在 t=23，u=10m/s 的空气中进行冷却，试计算球温冷却到 35时，所需要的时间。已知：铜球的物性参数：=8933kg/m 3，=399 W/（m 2.k） ，c=387kJ/(kg.k)空气的物性参数：t f=23时,=2.6110 -2 W/（m 2.k）=15.3410 -6m2/s =18.2510 -6(N.s)/m2，Pr=0.702tw=55时，=19.8510 -6(N.s)/m2外掠圆球流动换热准则关系式为:Nu=2+(0.4Re 0.5+0.006Re0.64)Pr0.4( f/ w)0.252、 一车间内，有一根外径为 170mm，内径为 160mm 的蒸汽通道，管道的导热系数 1=58 W/（m 2.k） ，在管道外壁覆盖一层保温材料，厚度为 30mm，导热系数 2=0.058 W/（m 2.k） ，蒸汽管道的内侧的内侧表面温度tw1=350，隔热保温层外表面的发射率 =0.9.已知车间内空气温度tf=25，对流换热系数 hc=5.6 W/m2.k,周围环境温度 ts=27,试求每米蒸汽管道的热损失。同济大学 1993 年硕士研究生入学考试传热学试题5、 二根水平放置的圆管，他们的表面温度相同，长度也一样，粗管直径为细管直径的 10 倍。已知均被空气自然电流冷却，细管自然对流换热的GrPr=104，试求此两根管子表面对流换热系数的比值及换热量的比值。 （10 分）6、 在换热器中一种流体由过热蒸汽冷却成过冷液体，另一种液体无相变，试分析在顺流、逆流条件下二种流体温度沿程变化。此时换热器中的平均传热温差应如何计算？（10 分）7、 一面积为 20m2的平板集热器，对太阳辐射的吸收率为 0.15，表面温度为 60，大气温度为 18，天空的有效辐射温度为-10，板表面的对流换热系数 h=3W/m2.k，太阳队集热器的投射辐射为 800W/m2。如将水从 15 加热到 45，则 1 小时集热器可供多少水量？（已知水的比热c=4.174KJ/kg.）(10 分)8、 水银温度计的芯温泡长 15mm，直径为 5mm，其物性参数=8000kg/m 3，c=430J/kg.k，=10W/m.k。它的初始温度为 25，将其突然插入温度为 120的气流中，温泡表面的换热系数为 95W/m2.k,试问当测温时的过余温度为初始过余温度的 1%和 0.1%，其温度指示值是多少？达到该温度所需的时间为多少？试对计算结果进行讨论。 （20 分）同济大学 1994 年硕士研究生入学考试传热学试题三、 问答题（15 分）4、 对于二维稳态导热过程能否将表面对流换热量转换成内热源产生的热量？5、 为了增强油冷却器（有水作冷却剂）传热效果，如果用提高冷却水流速的方法，试分析其效果。6、 辐射表面特性中什么是漫表面、灰表面，它们之间又有何联系？四、 计算题（35 分）4、 一外径 d0=300mm 的蒸汽管道，蒸汽温度为 400，管道外包了一层厚度为 65mm 的材料 A，测得其外表面的温度为 40，但材料 A 的导热系数无法查得。为了知道热损失情况在材料 A 外又包了一层厚为 20mm 导热系数 B=0.2W/m.k 的材料 B，测得材料 B 的外表温度为 30，内表面温度为180。试推导未包材料 B 的管道热损失核材料 A 的导热系数 A。 （10 分）5、 一平板型太阳能集热器的吸热表面对太阳辐射的吸收率为 0.92，表面发射率为 0.15，集热器的面积为 20 m2，表面温度为 80，周围空气温度为18，表面对流换热的表面传热系数为 3 W/（m 2.k） 。当集热器表面的太阳总辐射照度为 800W/ m2，天空的温度为 0时，试计算该集热器所用到的太阳辐射热和它的效率。 （10 分） 书书书 P2506、 一根通电流直径为 0.2mm 的金属丝，被 20的空气流以 30m/s 的速度横向垂直吹过，由金属电阻推知此金属丝的温度为 24.5。气流速度发生变化致使金属丝的温度变为 26.6，试求改变后的气流速度。 （15 分）同济大学 1995 年硕士研究生入学考试传热学试题三、 概念题（每题 6 分）5、 试分析流体外掠单圆管时速度边界层的发展情况以及局部对流换热系数变化趋势。6、 使用热电偶测量流体瞬时温度时，应如何考虑所选用热电偶的热物性参数、感温接点的几何参数和换热条件等？7、 导温系数 a 和导热系数 对对流换热系数 h 的影响有何不同？8、 试讨论下面三个准则数的物理意义及应用场合：（4） 普朗特准则数 Pr（5） 施密特准则数 Sc（6） 刘伊斯准则数 Le四、 计算题（每题 13 分）3、 为在一个 10mm 直径的钢球上，涂一层彩色的装饰膜，需在 75 的炉子中烘烤，然后把它从炉子中拿出来，放在 t=23，u=10m/s 的空气中进行冷却，试计算球温冷却到 35时，所需要的时间。已知：铜球的物性参数：=8933kg/m 3，=399 W/（m 2.k） ，c=387kJ/(kg.k)空气的物性参数：t f=23时,=2.6110 -2 W/（m 2.k）=15.3410 -6m2/s =18.2510 -6(N.s)/m2，Pr=0.702tw=55时，=19.8510 -6(N.s)/m2外掠圆球流动换热准则关系式为:Nu=2+(0.4Re 0.5+0.006Re0.64)Pr0.4( f/ w)0.254、 一车间内，有一根外径为 170mm，内径为 160mm 的蒸汽通道，管道的导热系数 1=58 W/（m 2.k） ，在管道外壁覆盖一层保温材料，厚度为 30mm，导热系数 2=0.058 W/（m 2.k） ，蒸汽管道的内侧的内侧表面温度tw1=350，隔热保温层外表面的发射率 =0.9.已知车间内空气温度tf=25，对流换热系数 hc=5.6 W/m2.k,周围环境温度 ts=27,试求每米蒸汽管道的热损失。同济大学 1996 年硕士研究生入学考试传热学试题一、问答题（20 分）1、 短圆柱体在加热炉中被加热时，其最高温度和最低温度各在何处？可采用什么方法来确定这些地点的温度。2、 试说明黑体、灰体和实际物体（固体）的辐射特性和吸收特性的异同。3、 试绘出顺流时，冷、热流体沿换热面温度变化的曲线：（a） m1c1m 2c2（b） m1c1m 2c2（c） m1c1为（d） m1c1为4、 试就管内层流和恒壁温工况，讨论在热充分发展阶段内，局部对流换热系数沿管内的变化情况，并分析原因。二、 计算题（30 分）1、 以水平蒸汽管外包有保温材料，保温材料的表面温度 30，外直径为200mm 远离蒸汽管的环境温度为 10，保温材料和周围环境之间辐射换热系数 n=4.54W/(m2.k)，试计算每 m 管长散失热量为多少？已知：定性温度 tn=20时的空气物性参数：=2.8310 -2W/(m.k) =17.9510 -6m2/s Pr=0.698横管自由对流换热准则方程：Nu=0.53(Gr.Pr) 1/42、160的油在薄壁套管式换热器中冷却到 60 ，25的水作冷凝剂。油和水的流量均为 2kg/s，内管直径为 0.5m. 套管换热器的传热系数K=250W/m2.k；油的比热容 c1=2.26kJ/kg.k,水的比热容 c2=4.174 kJ/kg.k. 问到达油所要的求的冷却温度所需的长度是多少？此换热器应如何布置才是？同济大学 1997 年硕士研究生入学考试传热学试题 一、概念题（20 分）1、 一大平壁两侧表面温度分别为 t1和 t2，且 t1t2。试问在下列的稳态导热情况下，平壁内的温度分布曲线的形状是怎样的？平壁材料的导热系数为常数；平壁材料的导热系数随温度升高而增大；平壁材料的导热系数为常数，但平壁内有内热源。2、 管内流动到达充分发展阶段的特征是什么？达到热充分发展的特征是什么？3、 请说明遮热板的遮热原理。4、 传热单元数 NTU 的定义式及其物理意义是什么？一、 计算题（30 分）1、 直径为 3mm 的钢珠，密度 =7701kg/m 3，比热容 c=0.46kJ/(kg.K)，导热系数 =73W/（m.k）,初始温度 t0=500，突然放入.t=20的空气中冷却，钢珠表面与空气间的总换热系数 h=78W/(m2.k)。试计算钢珠冷却到100所需的时间。2、 有一均热炉，炉膛长 4m。宽 2.5m、高 3m. 炉墙和炉底的内表面温度均为 1300，发射率 =0.8。求敞开炉盖的辐射热损失为多少？若炉口每边缩小 0.2m，其他条件不变，问辐射热损失有何变化?同济大学 1998 年硕士研究生入学