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传热学 课件 上海交通大学

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上 海 交 通 大 学 试 卷（ A 卷） （ 2006 至 2007 学年 第_1_学期 ） 班级号_ 学号_ 姓名 课程名称 传热传质学 成绩 一、简答（30 分） 1、 （1）热量传递的三种基本方式及其热量计算的基本方程式是什么？（6 分） ， (2) 下落的雨滴和其周围暖空气之间的热量传递属于哪种方式？（1 分） (3) 灯泡内灯丝与灯泡玻璃之间的热量传递属于哪种方式？（1 分） (4) 房屋墙壁内表面与外表面之间的热量传递属于哪种方式？（1 分） 2、笛卡儿坐标系中三维非稳态导热微分方程的一般形式如下： （6 分） pttttcxxyyzz=+&+ (1) 简述上面方程中各项的物理意义； (2) 将其简化为一维、稳态、无内热源、常物性的导热微分方程式。 3、 画出饱和水在水平加热面上的沸腾曲线，并简述随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数的变化趋势。 （6 分） 4、简述黑体、灰体和漫射表面的定义及物理意义？（6 分） 5、强化换热的原则是什么？（3 分） 二、一直径为的金属球体（忽略其导热热阻） ，单位体积的电阻为，初始时与温度为t的环境处于热平衡状态，后通过电流dRI，已知金属球与环境的表面传热系数为，忽略金属球表面热辐射。 （下列问题均无需计算，只列出待求量的计算方程）(12 分) h（1）试导出通电流期间金属球温度随时间变化的规律 (m,n) (m-1,n) (m+1,n)tf h x y(m,n+1) (m,n-1) （2）写出处于新的热平衡状态的条件并确定热平衡温度 0t（3）达到热平衡温度后，停止通电，如果球体的密度为0t，热容为，问其过余温度降到过余温度的一半时，所需的时间？ ctt0tt三、右图给出了二维、稳态、常物性条件下导热问题的部分离散网格，xy = ，环境温度ft，对流换热系数h，导热系数，均匀分布的内热源为。参考图中给定符号，推导节点（m，n）的离散方程。 （10 分） &四、(15 分)如图，整流罩内侧湿空气温度保持 20C 不变、露点 10C。外侧气体温度为-20C，速度15u。球头部分（导热系数20tC= 15um s= 湿空气 20ftC= 整流罩 球头 绝热层m s=0.3()Wm K=）的外径为,厚度为1600dmm=5mm=。已经敷设绝热层（绝热材料的导热系数0.03()Wm K=）的部分可以认为绝热，湿空气和外侧空气的物性相同，如表所示。湿空气自然对流实验关联式为1 30.1 (Pr)NuGr=，球头的导热可处理为无限大平板。外部空气的定性温度取，外掠球头的实验关联式为 20C A 卷 总 2 页 第 1 页 题号 A 卷 总 2 页 第 2 页 ()4 55 81 21 31 42 30.62RePrRe0.3128200010.4 PrNu=+ (1) 为使湿空气不发生结露现象，请给出两种以上可能的隔热方案（针对球头）？并说明隔热原理； (2) 选择一种前面提出的隔热方案，进行计算，用结果证明该方案的有效性，并给出该方案满足不结露的具体条件。 五、如下图所示的盒状加热炉，正方形的上下表面为相同材料的灰体（发射率见下表） 、边长为1m，相距0.5m。上下表面温度分别为1000C和500 C，侧面为重辐射面，经计算，上下表面的角系数。(18分) 1,20.415X= T (C) 5000.1 6000.105 7000.11 8000.115 1.0 m0.5 m 1000 C500 C 9000.12 10000.125 (1) 将四个侧面看作一个整体表面（用下角标“3”表示） ，则该加热炉可以被看成由三个表面组成的封闭腔，画出等效网络图； (2) 计算角系数、； 1,3X2,3X3,2X(3) 计算上下表面的换热量。 六、 一个套管式换热器，热工质在管内流动，冷却水在管外流动。工质的进出口温度分别为：80htC =，质量流率为55ht =C1800minmhqkg=，比热2.0()hckJkg K=；冷却水的进口温度为t，其质量流率20cC =1500minmcqkg=，比热4.18()cckJkg=Km；金属光管内径，壁厚为50idm=2mm=，导热系数 为45()Wm K。 管 内 工 质 的 对 流 换 热 系 数2800()ihWmK=， 水 侧 的 对 流 换 热 系 数22000()ohWm=K。 （15分） （1）计算冷热流体的换热量？ （2）计算总传热系数k ？ （3）确定该换热器所需要的最小换热面积Ao（以管外侧为基准）？ 得分 批阅人(流水阅卷教师签名处) 我承诺，我将严格遵守考试纪律。 承诺人： 我承诺，我将严格遵守考试纪律。 承诺人： 气体物性 tCW/mC106m2/s Pr -20