07传热学试题B答案(清华大学考研资料)

1、题目-一一-二二-三四五总分得分机械 学院 材料0501班（年）级课程 传热学试卷B一、问答题:（42分，共6题，每题7分）1 什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关 ？什么是物体表面的吸收率，它与 哪些因素相关？它们之间有什么区别？关还与外界辐射的情况紧密相连（2分）节点-扬州大学试题（2006 2007学年第 二 学期）答：物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力 之比（1分），它与物体的种类、表面特征及表面温度相关（1分）。物体表面的吸 收率是表面对投入辐射的吸收份额（1分），它不仅与物体的种类、表面特征和温 度相关，而且与投入辐射的能量随波长的分布相关，也就是

2、与投入辐射的发射体 的种类、温度和表面特征相关（1分）。比较两者的相关因素不难看出它们之间的 区别，概括地说黑度是物体表面自身的属性，而吸收率确不仅与自身有关情况有I节点1和-所代表单元的热平衛武依枚苛: 节点1兄土2码r）+沙十。5叩_ ）2.蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？产生不同凝 结形式的原因是什么？ 答：当凝结液体能很好地润湿壁面时，在壁面上将铺展一层液膜，这种凝结方式 称为膜状凝结。当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成一个第1页个液珠，且不断发展长大，并沿壁面滚下，壁面将重复产生液珠、成长、滚落过常物性、不可压缩流体外掠平板层流边界层流动

3、时的边3 试根据速度边界层和热边界层的概念，用量级分析的方法，从对流换热的能量 微分方程导出二维稳态、 界层能量微分方程。答：能量方程为u t v t a( 2tx y x量级边界层内u、t、x为同一量级，即u0(1)、则属于小的量级即t 0( )、v 0()。于是有4)yttux111ttvyia(4x2(1t 0(1)、x 0(1)，而边界层 t其中a具有2的量级应如下理解：等号两边应有相同的量级，如果a不具有 10( 2)量级，则括号内产生一个很大量级的项2。为使等号后面的量级为t1，故 a 0( 2)右端括号内两项相比显然2tx22ta2y21 、-2，边界层能量微分方程为:y4. 一

4、块厚度为2 ()的大平板，与温度为tf的流体处于热平衡。当时间 0时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度 2tf。假定平板两侧表面传热系数相同,当Bi h.0时，试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的温度，画出相应的板内及流体侧温度分布的示意性曲线，并做简要说明。_ 1答：Bi 0 时，内热阻T 0，tw1 tw2 tc -(2tf tf) 1.5tf5有人说，在电子器件的多种冷却方式中，自然对流是一种最可靠（最安全） 最经济、无污染（噪音也是一种污染）的冷却方式。试对这一说法作出评价，并 说明这种冷却方式有什么不足之处？有什么方法可作一定程度的弥补？答：电流通过电子器件时会产生焦耳热，导致温

5、度上升，于是产生了周围空气自 然对流的动力。这种冷却方式无需外加动力，亦无噪声，而且一旦停电，电子器 件也就不工作了，因而也就不存在冷却问题，因而说它是最可靠、最经济、无噪 声污染的冷却方式是合适的。自然对流冷却方式的最大不足是其换热强度低。一 种弥补的方法是采用扩展表面，即在热表面上加装垂直放置的肋片，以增加散热 面积。6强化空气-水换热器传热的主要途径有哪些，请列出任意三种途径?答：空气-水换热器的主要热阻在气侧，强化换热主要从气侧入手。当气侧在 管外流动时，可在管外加装肋片。当气侧在管内流动，而气侧压降有较大余量时， 可提高气体流速，也可采用螺纹管强化换热。、计算题（58分）twrri

6、|w1i 1的表面绝热，其余表面与温度为t的环境换1. （ 18分）下图为一扇形区域中的二维、稳态、无内热源的导热问题，其一侧平 直表面维持均匀恒定温度热，表面传热系数为h，为用数值法确定区域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长r和 划分计算区域，节点布置如图1所示。假定区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点1和7的离散方程（有限差分方程式）。（不要求整理）I节点1和-所代表单元的热平衡式械欢为; 节点14 儿 （4 一片 = 0*节点-0-卜凶辿炉2 ”,4二1入_ F十人2. （20分）直径为57mm的管道，管道外表面温度为100C，将它用导热 系数为0.071W/m?C的石棉

7、硅藻土材料保温。保温后保温层外表面温度不 超过40C，每米管道最大热损失不超过 70W，试问该保温层材料至少有 多厚？已知-tpLOOlC t2=40lC=0.071 V/ (n/C)巧弋.0血J务二叫二70炉/枕1= 0.3824所以 t2=0.04183L fiFTg-rO. O133n3. 有一圆柱体，如下图所示，表面 1温度Ti 550K，发射率i 0.8，表面2温度 T2 275K，发射率2 0.4，圆柱面3为绝热表面，角系数Xa,i 0.30&求：（1）表 面1的净辐射损失；（2）绝热面3的温度（15分）-i解：热阻网络图如下A1X1,3A220.30.09J30.60.30.18A3 X3,1A10.180.090.3080.616,X 1,21 0.6160.3841 0.81 0.40.8 0.090.360.4 0.090.06R1228.9A X120.090.384R3R230.090.61618.0(尺3R23 ) / R 216.028.918.0 245.67(5.5142.75 )4.31102(W).(分 )16.0J1Eb1 1 R145.67 5.524.31 10014.81103(W/m2)|.364亠2132J 2Eb21R25.672.754.31 10