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传热学 课件 上海交通大学

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“传热学”考试试卷（ 卷） 2002 - 2003 学年第 1 学期 学号： 姓名： 班级： 成绩： 一、 填空（本题共 25 分，题中各符号单位均为 SI 制） 1、辐射换热区别于导热和对流的两个特点是 。气体辐射区别于固体和液体辐射的两个特点是 。 2 、 即 使 蒸 汽 中 含 有 少 量 非 凝 结 性 气 体 也 会 导 致 换 热 系 数 大 幅 度 降 低 的 主 要 原 因是 。 3、设有一半径为 R，初始温度均匀且为 t0的金属球，在=0 时突然将其置于温度恒为 t(t0)的流体中淬火。球体的密度、比热 c、导热系数以及它与流体之间的对流换热系数均保持为常数。此问题可应用集中参数法求解的条件为 ，假设该条件成立，则 球 体 温 度 随 时 间 变 化 的 关 系 式 为 ， 对 此 问 题 ， 球 体 的 时 间 常 数为 。 4、主流温度为 t的流体流过一个表面温度为 tw的平板，在平板的特定位置 x 处的热边界层中的温度分布为 t(y)=ABy+cy2，其中 A、B 和 C 都是常数，y 表示距平板表面的法向距离。设流体的导热系数恒为常数，则 x 处相应的局部换热系数x为 。 5、对于流体在一圆柱外部横向掠过该圆柱的对流换热问题，在小 Re 数下，沿圆柱的周向局部换热系数随周向角的变化曲线上有一个极小值，它发生于= 附近（假设前驻点处=00） ，这是由于 。 二、（15 分） 一炉壁由耐火砖和低碳钢板组成。 砖的厚度1=7.5cm， 导热系数1=1.1W/(m )，钢板的厚度2=0.64cm，导热系数2=39W/(m)。砖的内表面温度 tw1=647，钢板的外表面温度 tw2=137。 （1） 求每平方米炉壁通过的热流量； （2） 若每平方米壁面有 18 个直径为 1.9cm 的钢螺栓（=39W/(m)）穿过，求此时每平方米炉壁通过的热流量。 三、 （15 分）对如图所示的二维、非稳态、内热源强度为的具有对流边界条件的凸角节点（i，j） ，给出其显 式差 分方 程式 及稳 定性 条件 。 （用 已知 节点 的和表示） 。 四、 （15 分）平均温度为 90的水以 0.6m/s 的速度在外径为 33.5mm、壁厚为 3.25mm 的铜管内流动。管子置于 20的空气中，空气和管子外壁面之间的换热系数为 8.5W/(m2)。试求稳态换热时单位管长上的热损失。铜的导热系数为 393W/(m)。90的水的热物性如下表所示： t kg/m3 cp kJ/(kg) 102 W/(m) 106 kg/(m.s) 90 965.3 4.208 68 314.9 五、 （15 分）两个同心圆筒壁的温度分别是 t1=196和 t2=30，直径分别为 d1=10cm 及d2=15cm，黑度均为 0.8。 （1） 试计算单位长度上该两圆筒壁表面间的辐射换热量。 （2） 为 削 弱 辐 射 换 热 ， 可 在 其 间 同 心 地 置 入 一 圆 筒 形 遮 热 罩 ， 遮 热 罩 两 表 面 的 黑 度 均 为0.05。现有直径分别为 12.5cm 和 11cm 的两种遮热罩可供选择，试问置入哪种遮热罩后，削弱辐射换热的效果最好？此时的辐射换热量是不加遮热罩时辐射换热量的百分之几？ 六、 （15 分）120的饱和水蒸气在换热器管子外表面凝结，以加热管内的冷水。以水侧传热面积为基准的传热系数为 K=1800W/(m2)。 （1） 确定把流量为 2000Kg/h 的水从 20加热到 80所需的传热面积； （2） 如运行后在水