热力03级传热学试卷答案及评分标准.pdf

集 美 大 学 试 卷 纸 课程名称 传热学传热学传热学传热学 A 卷卷卷卷 适 用 专业 年级 热力 2003 级 成 绩 系 班级 学号 姓名 1 概念题概念题概念题概念题 20 分分分分 1 传热有 热传导 热对流 和 热辐射 等三种基本方式 傅立叶导热 定律的表达式为 x t q r r 牛顿冷却定律的表达式为 thq 或thAQ 2 5 分 2 基尔霍夫定律应用于漫射 灰表面时可得到 1 分 3 根据维因位移定律 当KT1000 时 黑体辐射的最大辐射力出现在 2 8976 m 处 1 5分 4 导温系数 a p c 物理意义是 反映材料传播温度变化能力的大小 雷诺数 Re Lu 物理意义是 反映边界层中惯性力与粘性力之比的度量 努塞尔数 Nu hL 物理意义是 反映对流换热与厚度为L的流体层内的导热之比 壁面上流体的无量纲温度梯度 普朗特数 Pr a 物理意义是 动量扩散厚度与热量扩散厚度之比 格拉晓夫数Gr 2 3 tLg 物理意义是反映自然对流中 浮升力与粘性力之比的一种度量 5分 5 大空间自然对流湍流的换热强弱与几何尺寸无关 此特征称为 自模化现象 1分 6 第三类换热边界条件是指已知边界上物体与周围流体之间的表面传热系数及流体温度 1分 7 肋片效率是指 肋片的实际散热量与假定整个肋片表面处于肋基温度下的散热量之比 2分 8 角系数具有 相对性 互换性 完整性 和 可加性 等性质 1 5分 9 大多数情况下 强制对流的对流换热系数h 大于 自然对流换热 相变换热的对流换热系数h 大于 单相流体的对流换热换热 1分 P1 10 凝结换热有 膜状凝结 和 珠状凝结两种凝结形式 其中 以珠状凝结的换热系数较大 1 5分 11 流体在平板上流动 当 L Re 5 105时 流动属于层流 流体在圆管内流动时 当 D Re 104时 流动属于湍流 1分 12 在黑度为 的两块无限大平行平板中间加入第3块具有相同黑度的遮热板 则当其它条件不变时 两个黑体平板之间的辐射换热量减少了 50 用百分数表示 1分 二 分析说明题 本大题共 5 小题 共 30 分 1 由不同材料组成的三层平壁 其导热系数 i 和厚度 i 及各层温度分布如下图所示 已知 231 平壁左 右侧分别维持恒定温度T1和T4 试将各层材料的导热系数 i 热阻 i R 及热流 通量 i Q 自小到大排列起来 并说明理由 6分 平板 123 QQQ 2 分 2 分 2 分 故 132 pp 232312 122 121 tttttt q 342323 322 323 tttttt q 332323 22 21 21 tttttt fp pf 而 故 222323 22 32 32 tttttt ff fp 由于 于是 2323231 22 323 31 tttttt q tt 3322232313 tttttttt ffp而 2 试建立在对流换热边界条件 即已知h和 f t 下两壁面 垂直相交外拐角节点 ji处的节点方程式 假设单位体 积得内热源为q2 4 111 1 5 2 RmRm AA X RmRRm AA XA X 节点参数节点参数节点参数节点参数 图图图图 3 分分分分 4842 11 5 67 101200117573 b ETW m 4842 31 5 67 105003543 b ETW m 设 1 面和 3 面之间德 空间辐射热阻为 eq R 则 得 2 4 3 eq Rm 1 面和 3 面之间的净换热量为 13 1 3 13 37022 bb eq EE W RRR 1 分分分分 由 1133 1 3 13 bb EJJE RR 得 22 13 108323 59043 JW mJW m 2 分分分分 同时 2312 45 JJJJ RR 得 2 2 83683 JW m 1 分分分分 因为 2 面为绝热面 有 2 22 66516 5 b JEW m 44