东南大学传热学真题(全)

东南大学东南大学 二二 OOO 位研究生入学考试题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 圆球 其热导率 导热系数 为单位体积发热量为 Qr 浸在温度为 tf 的 s 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 时 球内0 1 4 5 s mw m 2 5000 v Qw m 2 15 hw m 20 f t 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 2 通过的电流为 1 2A 表面温度为 200 已知 空气的物性参数见下表 求气流的速度 本题 15 分 0 3851 3 0 911Pr umemm R u 附 空气的物性参数 t w m 2 msPr 20 2 59 21 4 0 703 2 10 6 10 110 3 27 24 3 0 687 2 10 6 10 200 3 93 26 0 0 680 2 10 6 10 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 100 求烟气的实 2 w m 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 8 流量为 1000kg h 比热为 4 168J kg 若入口温度为 110 空气温 2 w m 度为 5 求出口热水温度 本题 15 分 六 一长为 H 宽为 b 厚度为的铝板水平放置 b 长度方向两端温度均为 o t 底部绝热 周围空气的温度为 与铝板的对流传热系数为 h 设铝板的热导率为 求 f t 铝板的温度分布 本题 15 分 东南大学东南大学 2001 传热学传热学 一 简答题 1 一蒸汽管道外包厚度相同的两种隔热材料 一种的导热系数较小 另一种的导热系数较 大 从减小散热损失的角度考虑 应该把种包在外边 为什么 2 一块表面抛光的铝板和一块表面刷有白漆的铝板同时暴露于阳光之下 已知两块板对太 阳辐射的吸收比相同 即 a 1 a 2 但发射率 1 2 如果两块板处于热稳态且忽略对 流的作用 哪个表面温度更高 为什么 3 采用平板导热仪测量液体的导热系数 通常要使热面在上 冷面在下 为什么 如果测 量气体导热系数 还应考虑哪些因素 4 用铠装热电偶测量锅炉尾部烟气的温度 如果烟气中所含的粉尘增加 对测量结果有何 影响 为什么 5 一无限大平壁一侧绝热 初始温度 t0 从某一时刻开始起另外一侧浸入温度为 t 1 的流体 中 t 0 t 1 试画出过程开始后到达稳态前任意三个时刻平壁内的温度分布 6 一圆球和一正方体体积相同 材料都是紫铜 初始温度相同 如果同时放在空气中冷却 哪个冷却的快些 为什么 7 一逆流同心套管式换热器 加热介质和被冷却介质都是水 且流量相同 假如水的物性 不发生变化 试画出冷水和热水的温度沿管长的变化曲线 水蒸气在 0 5 0 2m 的垂直平板上凝结 该平板如何放置能使传热效果更好些 假设液膜 内是层流流动 二 计算题 1 有一个 A B 两块材料组成相同的复合平壁 厚度分别为 50mm 和 20mm 导热系数分别为 75w m K 和 50 w m K A 材料内部有体积发热强度为的 1 5 106W m3内热源 的 左侧绝热 右侧与接触良好 B 的右侧被水流冷却 水流温度为 30 与 B 的传热系数为 1000 w m2 K 求 1 稳态条件下两块材料内的温度分布 2 两块材料两侧的温度 2 20 的空气进入内径为 12mm 壁温恒为 200 的直管 入口空气的平均流速为 25m s 1 使出口空气温度达到 60 的管长是多少 2 如果直管改为相应的蛇型管 出口温度将如何变化 3 直径 200mm 的圆盘电热器 1 的上方有一直径为 400 mm 的半球罩 2 圆盘周围的环境温 度为 27 且为真空 圆盘底部绝热且恰好位于半球底面上 已知 t1 727 t2 227 2 0 1 试画出辐射网络图并求加热器所需规律 4 空气加热器的传热系数为 40 w m2 K 传热面积 53m2 空气入口处温度 2 每小时 流量为 30 吨 加热蒸汽 150 的饱和蒸汽 流出饱和水 试求空气加热器出口的温度和传热量 更多真题 全部答案 可以联系 QQ 547935949 或者访问 以及 或 东南大学 2002 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 一 名词解释 20 1 接触热阻 2 对流换热 3 换热器 4 辐射力 5 传热系数 二 简答题 24 1 为强化传热 可采取哪些具体措施 2 简述影响传热系数的因素 3 黑体具体有什么样的性质 三 计算题 每题 14 分 1 一个厚度 7cm 的平壁 一侧绝热 另一侧暴露于温度为 30的流体中 内热源c 对流换热表面的传热系数为 平壁的导热 63 0 3 10 w m 2 450 wmk 系数为 18 wm k 试确定平壁中的最高温度及其位置 2 在一次对流换热实验中 10的水以 1 6m s 的速度流入内径为 28mm 外径为 3 c mm 长为 1 5 m 的管子 管子外面均匀的缠绕着电阻带作为加热器 其外还包有绝热层 设加热器总功率为 42 05kw 通过绝热层的散热损失为 2 管材的导热系数为 18w m k 试确定 1 管子出口处的平均温度 2 管子外表面的平均璧温 3 右图表示一个半球表面 3 其黑度为 0 475 并且处于辐射平衡中 被半球表面覆盖 3 的圆盘的一半为灰体表面 记作表面 1 其黑度为 0 35 温度 555k 而圆盘的另一 1 1 T 半表面即表面 2 为 333k 的黑体 半球的直径为 0 3 试求 2 T 1 画出该系统的辐射网络图 2 计算表面 1 和 2 之间的辐射换热量 4 室外横放的一根煤气管道 直径 d 150 mm 表面黑度和温度为 0 8 60 周围环境和空气的温度 20 空气处于自由运 w tc f tc 动状态 试计算每米管长的散热损失 东南大学 2003 一 选择填空 1 冬季室内气温高于室外气温 如果裸露的电热偶测量室内空气的温度 则温度计的读数 应 A 高于空气实际温度 B 等于空气实际温度 C 低于空气实际温度 2 空气横向掠过等温圆柱 从圆柱前驻点开始后热边界层厚度在不断增加 如果较小 流 动保持层流 则 A 局部对流换热系数逐渐减小 B 局部对流换热系数保持不变 C 局部对流换热系数可能减小 也可能增大 3 将初始温度为 t0 的小铜球放入温度 t 的水槽中 如果用集总参数发来分析 则经过时 铜球的温度为 A t t0 t 2 B t 0 628 t 0 368 t0 C t 0 368 t 0632 t0 4 饱和水蒸气在水平圆管外侧凝结 l d 圆管的壁温恒定 以下方案可以增加单位时间凝 结水量 A 将圆管垂直放置 B 将圆管水平放置 C 在圆管外加装低肋管 5 在室内一根未保温的钢管内通入 100 的饱和水蒸气 用来加热室内的空气 如果需要增 加传热量 则可通过下方法实现 A 在管内安装肋片 B 降低管道厚度 C 在管外安装肋片 6 根据兰贝特定律 黑体的定向辐射强度在各个方向上是相同的 这表明 A 穿过微元黑体表面正上方的单位面积上的辐射能与侧上方单位面积上的辐射能 B 穿过微元黑体表面正上方的半球面上单位面积的辐射能最大 C 穿过微元黑体表面正上方的半球面上单位面积的辐射能最小 7 一根放在空气中的电缆 其电阻为 r 通过电流强度 I 为的电流 如果减小绝缘材料的厚 度 则 A 电缆的表面温度升高 B 电缆表面的温度降低 C 电缆表面的温度可能升高 也可能降低 8 在 套管式换热器用热水来加热冷水 两个流体的温度变化曲线 A a 正确 b 错误 B a 正确 b 错误 C a b 都可能正确 对图 2 二维稳态导热问题 右边界是恒定热边界条件 热流密度为 qw 如果采用有限差分 法求解 x y 是正确的 A t1 t2 t3 3t qw x 0 B t1 2t2 t3 4t4 qw Y 0 C t1 2t2 t3 4t4 qw x 0 10 蒸汽管道外包厚度相同的两种隔热材料 一种的导热系数较小 另一种的导热系数较大 如果包敷的厚度相同 以下说法 是正确的 A 为减小传热量 导热系数较小的材料应包在内层 B 为减小传热量 导热系数较大的材料应包在内层 C 如何包敷对传热量无影响 二 简答题 1 空气分别与宽度为 2H 高度为 H 的竖直平壁和宽度 H 高度为 2H 竖直平壁进行自然 对流换热 试比较两种情况下对流换热量的大小 2 夏天在室外穿白色的衣服比穿黑色的衣服凉爽 在室内是否有相同的感觉 为什么 3 两根不同管径的蒸汽管道 外边都覆有一层厚度相同 材料相同的热绝缘层 如果管 子表面以及热绝缘层的外表面温度相同 试问 两管每米的热损失相同吗 若不同 哪个大 试证明之 4 在进行管内强迫对流换热实验研究时 需测量哪些量 如何测 实验结果如何整理 5 简述 Bi 和 Nu 的同异 并说明两者在传热学中的作用 三 计算题 1 厚度为的大平板 通过电流时发热率为 3 104w m3 板的一个表面绝热 另一个表面暴露 在 25 的空气中 若空气与平板间的换热系数为 3w m K 试 1 写出该问题的微分方程及定解条件 2 求平板内温度分布表达式 3 求平板的最高温度 2 直径为 0 13mm 的导线暴露在 30 的空气流中 气流速度为 230m S 导线长 125mm 并用电加热试求导线表面温度为 170 所需的电功率 3 一直径为 200mm 的圆盘电热器 1 的上方有一直径为 400 mm 的半球罩 2 它们被纺织在温 度为 27 的大房间中 房间气体试为透热气体 盘底部和侧面均绝热 已知 t1 727 t2 227 1 0 9 2 0 1 试画出辐射网络图 并求加热器和半球罩之间的辐射换热量 计算加热器的功率 4 有一台逆流套管式换热器 用 100 的热油将 25 的水加热到 50 而热油被冷却到 65 换热器的传热系数 340w m2 K 如油的比热容为 1950J Kg K 质量流量为 0 4kg S 水的比热容求换热器的换热面积 使用一段时间后 油使传热面产生一层污垢 使油的出口温度只能降到 80 求污垢系数 Rr m2 K W 东南大学东南大学 2004 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 一 选择填空 共 30 分 每小题 3 分 答错一题扣四分 不答扣三分 本题不得负分 1 将初始温度为的小铜球放入温度为的水槽中 如果用集总参数法来分析 则在经过 0 tt 的时间等于时间常数时 铜球的温度为 c t A t 2 0 tt B t 0 632 0 368 t 0 t C t 0 368 0 632 t 0 t 2 物体被加热时 其第三类边界条件可表示为 A h wtn f t w t B h wtn f t w t C h wtn w t f t 3 冬天室内气温高与室外气温 如果用裸露的热点偶测量室内空气的温度 则温度计的读 数应 A 高与空气实际的温度 B 等于空气实际的温度 C 低于空气实际的温度 4 空气横向掠过等温圆柱体 从圆柱前驻点开始向后热边界层厚度在不断增加 如果 较小 流动保持层流 则 eR A 局部对流换热系数逐渐减少 f h B 局部对流换热系数保持不变 f h C 局部对流换热系数可能减少 也可能增加 f h 5 不凝结气体的存在 将 A 削弱凝结换热 B 削弱沸腾换热 C 削弱强制对流换热 6 一根未保温的钢管内通入 100的饱和水蒸气 用来加热室内的空气 如果需要增加传c 热量 则可以通过 方法来实现 A 在管内安装肋片 B 降低管道的厚度 C 在管外安装肋片 7 二氧化碳和水蒸气只对某些特定波长下的热辐射才有明显的吸收作用 因此 对于 可以忽略吸收 A 低温辐射源 B 太阳辐射 C 红外辐射 8 一根放在空气中的电缆 其电阻为 R 通过强度为 I 的电流 外面有一层绝缘材料 如 果减小绝缘材料的厚度 则 A 电缆的表面温度会升高 B 电缆的表面温度会降低 C 电缆的表面温度可能升高也可能降低 9 在高温蒸汽管道外包敷两种不同的保温材料 一种导热系数较小 另外一种导热系数稍 大 如果包敷的厚度相同 以下说法 是正确的 A 为减少传热量 导热材料较小的材料应包在内层 B 为减少传热量 导热材料稍大的材料应包在内层 C 如何包敷材料对传热量没有影响 10 下面表述中正确的是 A 对漫射表面 光谱吸收比等于光谱发射率 B 吸收比等于发射率 C 定向辐射强度与空间方向无关 二 模型与理论分析 共 18 分 每题 6 分 1 试画出 20 的空气横掠 60 的平板时 速度边界层及局部换热系数沿板长的变化曲c c 线 并简要说明 2 将一个单位体积发热量为 初始温度为 直径为 d 的纯铜小球 突然放入温度恒 0 t 为的空气中进行自然冷却 试写出小球温度随时间变化规律的微分方程 t 3 一加热器中用过热蒸汽来加热给水 过热蒸汽在加热器中先被冷却到饱和温度 再凝 结成水 最后被冷却成过冷水 设冷 热流体的总流向为逆流 热流体单相介质部分的 1m q 2m q 试画出冷 热流体的温度变化曲线 三 简答题 共 32 分 每题 8 分 1 室内采暖器为何一般采取横置 宽度大于高度 试用传热学原理说明 2 何为 温室效应 并举例说明其原因 3 什么叫不稳定导热分析的 集总参数法 该方法在分析不稳态导热时有何优点 4 什么叫 临界绝热直径 写出其表达式 四 计算题 70 分 1 20 分 平板的厚度为 两表面温度分别为和 且 平板材料的导热系数是 1 t 2 t 1 t 2 t 温度的函数 即 试 0 1 t 1 写出该问题的微分方程及定解条件 2 求平板内温度分布表达式 3 求热流密度的表达式 4 画出平板内温度分布的示意图 2 20 分 一圆柱体外径为 80mm 长为 1 82m 黑度 发射率 为 0 9 表面温度保持 93 放置于温度为 27 的大气中 试确定该圆柱水平放置和竖直放置时的散热损失 c c 3 15 分 三个无限大的平板平行放置 如图所示 平板 1 的温度 1200k 平板 3 的温度为 60k 且 0 2 0 5 0 8 若平板 2 不从外部接受任何热量 试求 1 2 3 1 画出该系统的辐射网络图 2 计算网络图中各热阻的数值 3 计算平板 2 的温度 123 4 15 分 在换热器中 油侧从 300 冷却到 200 而石油从 25 被加热到c c c 175 如换热器设计成 1 顺流式 2 逆流式 并假设两种情况的传热系数和所传c 递的热量完全一样 试求 1 画出两种情况下换热器中温度分布的示意图 2 确定两种情况下换热器的对数平均温差 3 比较两种情况下换热器的经济性 07 年东南大学硕士研究生招生试卷年东南大学硕士研究生招生试卷 一 名词解释 1 速度边界层 2 傅里叶数 3 换热器单元数 4 贝兰特定律 5 肋片效率 二 模型 1 20 空气与 60 竖直墙壁发生自然对流时 画出其速度边界层厚度 换热系数沿高度 方向变化的示意图 2 第三类边界条件与换热微分方程的异同 3 双层玻璃窗减小传热的主要方法 4 影响沸腾换热的主要因素 三 问答 1 什么叫临界绝缘直径 并分析一个直径 100mm 的管道 外包保温层 问此直径是否大 于临界绝缘直径 具体数据忘记 2 单位发热为 的非稳态导热物体 试列出其中心中心节点 m n 点的显式差分格式迭 代方程 并指出收敛条件 3 同心圆两辐射面的辐射热阻 四 计算 1 一个平壁 厚 400mm 一侧温度 40 另一侧 80 中间温度 60 截面积 1 传