东南大学传热学历年真题要点

1、东南大学1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题1. 直径100mm的蒸汽管道，七热层外径 250mm若绝热层内外璧温度均不变而改用新的绝热材料（已知导热系数 2= = 1/ /2 ,单位体积价格 g=2g2）。问价格相同时，但 位管厂的热损失变化是多少？2. 两个表面黑率的平行平板，其温度分别为ti与丁2。板间辐射换热，热在中间插入一块厚6 ,导热系数 九，表面黑率名的平板，问热流有什么变化？3. 空气在方管内作强迫对流紊流时，若流量增加一倍，问对流换热系数变化多少？压力损失多少？（阻力系数与雷诺数无关）4. 设计一个采用瞬态导热理论测试材料热物性（如导热系数a）的实验装置。说明其工作原理与

2、测试方法。5. 用裸露热电偶测量管中的气流温度，热电偶读数t1=170-，已知管壁温度t2=90,气流对热接点的对热换热系数=50w/m2c,接点表面黑率 8=0.6，试确定气流的温度。若考虑热电偶导热的影响，则真实的温度应有何变化？6. 流量为的907kg/h水，通过长4.6m的钢管，水温16 t升高至49 c ,钢管内壁温度66七。求钢管的内径。水的物性:东南大学一九九六温度九m102 iw/mt】1 x106 m2/s】pr2059.91.0067.023061.80.8055.424063.50.6594.31年传热学研究生入学考试17.请设计一个存放液氮的金属容器，附上简图并加以说明

3、（按传热学原理）导热微分方程.1t . ：2t-2- 2的推导过程与条件三.请说明并比较换热器计算中的平均温压与传热单元数法。四.长铜导线置于温度为t.的空气中，已知导线的电阻值为3.63*10nq/m,密度为p=9000kg/m3 ,比热c =386j/kgc ,直径为2.2mm,问当为8a的电流通过及对流放热系数a =100w/m2* c时，该导线的初始温升及其时间常数是多少？五.流量为11.0*103kg/h的水在直径为 50mm的管内作强迫对流换热，管内表面温度为50c。试问水由25c加热到35c需要多长的圆管？(c =4.174kj/kg* c)水的物性t/ c九 *102w/mcz

4、 j- / -62 .；* 10 m /sp2059.91.0067.023061.80.8055.424063.50.6594.31六.由表面1与表面2两平行黑体表面组成的空腔，内有空气流过，进出口空气的平均温度为27c,空气与热壁的对流换热系数为50w/m2* c ,空腔是窄通道。表面1外侧绝热,表面2的温度为127 c,平均厚度6= 0.1m,九= 17.5w/mc。其外侧被高温流体加热，问表面3的稳态温度是多少?3东南大学一九九七年传热学研究生入学考试.简答题1.无限大平板在稳态导热时，有以下不同的温度分布曲线。已知平壁的导热系数为常 数，试列出满足图示曲线的其他条件：(1)(2)(3

5、)2 .空气横掠圆管时，对流换热的实验关联式为：nuf =cref,当流速为零时，对流换热量是否为零？为什么？3 .两块大平板中间放置第三块平板，可起到减少辐射传热的作用，故称第三块板为遮 热板。问：(1)遮热板位置移动，不在正中间，遮热板的效果是否受影响？(2)如果遮阳板两表面的黑度不同，板的朝向会不会影响遮热效果？(3)若遮热板是有一定厚度的非金属板，与金属遮热板比较，其遮热效果可能有怎样的变化？、4.有一冷油器，用冷却水冷却变压器油，实验测得其传热系数k有如图所示的特性，问：(1)该换热器的主要热阻在哪一侧？(2)如果两种流体流速相差不多，你认为流体甲是水还是油？为什么？流体甲的流速进口

6、温度不变流体甲的流速流体乙的流速流体乙的流速 进口温度不变q ,导热系数为九。细杆的侧面二.有一根半径为 r的发热长细圆杆，单位体积发热量和右端面温度为tf的流体对流换热，对流换热系数为h o左端面的热流密度q已知。试列出杆内温度变化微分方程式既单值性条件（不必求解）。,进口温度为 95 c的热水0.2m/s的速度在外径为 46mm为径为40 mm长度为100m的直管内流过。管壁的导热系数为 九1 =30w/m,s管外包导热系数为 九2=0.1w/ms的保温材料，若要求热水输送管出水口的温度不低于85 c保温层的外表面温度为 50 c保温层的厚度至少为多厚？水的物性t/ cp(kg/m3)cp

7、(kj/kgc)九 *102w/m，c)v *106(m2 /s)p80971.84.19567.40.3652.2190965.34.20868.00.3261.95100958.44.22068.30.2951.75四，壁温为300k的大房间内，放置有直径为d1=200mm圆盘电加热器1,其上方有一直径为d2=400mm的半球罩。圆盘的底部和侧面被良好保温。已知如图盘的表面温度为1000k黑度为 的=0.9.半球罩的表面温度为 600k, %=05不计对流换热求稳定状态下电热器的所需的电功率，并画辐射网络图。（半球外侧不参与换热）五.某板式换热器一侧为被冷却的油，其质量流量 g1每小时一

8、一一 一 q一 10000 kg,cp1 =1.90kj / kg. c。进口温度ti =134c ,冷却水在传热面的另一侧流动，进口温度为24c,其质量流量 g2每小时3000 kg,cp2 = 4.186kj/kgc ,两种流体逆向流动。已知其传热系数k =300w/m2c ,如忽落换热器的散热损失，求所需的传热面积，并画出两种流体沿传热面积的温度变化图。六.求壁面内直角处节点 a的节点方程。壁面外表面与流体（温度为tf）对流换热，换热系数为片,壁面有内热源，内热源强度 q ,壁面按二维稳态导热问题处理。（方程式不必整理）东南大学1998年攻读硕士学位研究生入学考试试题一、简答题1、简述数

9、bi的意义。在物体非稳态导热过程中，和两种情况对物体温度分布有什么影响？为什么？2、室内有两块水平放置，面积很大的平板组成间隙很小的夹层。上下表面维持在恒温t1和丁2,且丁1丁2,故有热流量从上平板传给下平板，分析此热量传递过程，并写出稳态传热的计算。3、气体在直管内强迫对流换热，在水平管外自然对流。蒸汽在垂直管外表面凝结换热，这三种换热过程中，管长对换热轻度的影响有何不同？为什么？4、家利用平底铝锅烧开水，炉火温度远高于铝所耐受的高温，为什么铝锅不会烧坏？试解释其原因。如铝锅低的热流密度为2000w/m2 ,你能否采用一些数据，演示性地估计一下清洁铝锅内外表面的温度（数据应尽量合理）。5、有

10、一块厚为6的无限大平壁，两侧的流体温度分别为tf3dtf2，对流换热系数分别为和 口1和口2，平壁导热系数 人为常数，使这对下列条件，分别画出热流体到冷流体的温度分布曲 线。tf1tf2 ； 2 % , 6/人定0,内流热源强度 q=0tf1=tf2 ； %口2有均匀内流热源强度 q 06.两相互辐射的表面被第三个绝热表面包围时，绝热表面的存在与否，对净辐射换热q12有何影响？绝热表面的黑率大小，对 q12有何影响？绝热表面的表面面积大小，对 q12有何影响？二、有一由导热系数分别为 入和%的不同材料组成的复合长杆，求两材料的平直交接面上a点的差分方程（不必整理）。已知长杆横截面为直径 d的圆

11、截面，温度为tf的流体横向掠过长杆。对流换热系数为，假设长杆内导热按轴向一维稳态处理，靠近节点温度用和表示，杆内无内热流。个功率为1000w的薄型电热元件，其上部被覆盖以九1=0.2w/mc,厚度10mm勺电 绝缘材料，下部覆盖了导热系数 2= =0.1 w/mt ,厚度5mm勺电绝缘材料，这样构成的直径d=0.5m圆盘式加热器备选放置于空气温度为20 t的环境中，已知上表面复合换热系数3=20 w/m2匕，下表面符合换热系数 ot2 =10 w/m2 c,薄片电热元件的厚度及整个装置的侧面散热量可忽略。试求出稳态时上下表面的温度tw和tw。四、质量流量为180kg/h的水在内径25mm为，管

12、壁温度60弋为的直管内流过，求将水 30 从c加热50 c到所需要的管子长度。五、一个有两层同心圆柱壁（璧厚可不计）制成的保温瓶，两层壁间被抽成真空，内壁直径 110mm外壁直径114mm两壁面黑率均为 0.1 ,瓶高300mm外壁温度24 c ,瓶内盛有热水，故内壁温度为 70 c,忽略保温瓶两端部的散热。计算：1、在上述状态保持稳态时的散热量。2 、若瓶内水温视均匀，热水从 90 t冷却到70七所需最短时间。六、用一台逆流套管式换热器冷却润滑油，管内冷却水从16七升到44流量为30kg/s ;热油入口温度100七，出口温度降为 58 t，传热系数为k=324 w/mt ,有的平均比热为cp

13、=2150 j/kg c。求：1、油的流量。2、所传的热量。3、所需的传热面积。附录：饱和水的热物理性质t（七）p(kg / m3)cp(kj / kg 七)42人父10(w/ mc)八106(m2 / s )pr20998.24.18359.91.0067.0240992.24.17463.50.6594.3160983.14.17965.90.4782.9980971.84.19567.40.3652.21东南大学一九九九年攻读硕士学位研究生入学考试题考试科目：传热学一，简答题（本题共 40分）1 .在计算长圆筒壁（无内热源）的稳态导热时，如果系数随温度线性变化，是否可仍按常 物性长圆筒壁

14、导热公式计算，而式中导热系数取两表面导热系数的算术平均值，为什 么？2 .试述对流换热能量微分方程与固体导热系数微分方程的异同及相互联系。3 .在流体外掠单管的换热过程中，如来流温度，来流速度及管子外表面温度不变，在横掠,斜掠，纵掠三种情况中，哪种情况的对流换热系数最大？为什么？（不必写出计算公式）4 .管内紊流强对流换热时，增大流速可增强传热，为使流速增大一倍，可采用（1）管径不变，流量增大一倍，（2）流量不变，内径缩小两种办法。如流体物性变化不大，哪一 种方法对增大对流换热系数更有利？5 .农用塑料薄膜覆盖的塑料大棚具有温室效应。试阐明温室效应的原理。二.有一大平壁厚度为 6 ,导热系数可

15、作常数处理。已知左表面接受性是热流密度q0,右表面维持均匀而恒定的温度 tw2 ,平板内有均匀内热源，单位时间，单位体积的生成热为,平板温度分面稳定。（1）求温度沿空间坐标变化的函数关系式。（2）已知 6=0.4m,九=1.5w/m，c , tw2=40c, q0=520w/m2 ,=100w/m2 ,求板内最高温度。（本题15分）三.润滑油以114kg/h的流量在管径为12.7mm的直管内流动，油温从95c被冷却到65 c, 管子壁面温度为30 c,求所需的管长。（15分）附：准则关联式1. nu =0.023ref.8 pr0.4 ；t ；c ；rref =104 1.2 105 , pr

16、f =0.7120d 1 l2. nuf =1.86（ref p。1）3（寸）0.14l wref ；2200, prf =0.5 17000 , r=0.0449.8(ref prf ；) 10润滑油热物理性质t ： cp.、 106prckj/kg.cw/mc2 /m / s30886.61.9470.1423153.2185960868.82.0640.139638.449380857.42.1480.137919.7263四.有一如图1所示的房间，天花板上装有均匀辐射加热器，外部绝热，天花板维持恒定温度40c地板温度为20c四面墙中有三面为内墙，可称作绝热面，剩下一面墙为外墙，表面温度

17、为12c如所有表面均为黑体，且已知地板对天花板的角系数为x12 =0.28,试画出稳态时各内表面间辐射换热的网格图，并求出辐射加热器的所需的功率及绝热墙内表面的温 度。五.有一台逆流式换热器，用压力ps=3.61 m105pa,温度ts=140c的水蒸气来加热冷水，饱和蒸汽流量 g =120kg/h,汽化潜热r=2144kj/kg,在换热器的出口处，蒸汽已被冷却成t=55 c的过冷水。冷却水进口温度 14 c ,出口温度 68 c ,水的比热容均按cp= 4.174kj/kg计算。如蒸汽凝结段传热系数为180w/m2 ,水一一水换热段传热系数为100w/m2 ,不(示意图应正确反映计散热损失，

18、求换热器总传热面积，并画出流水温度沿程变化示意图。出每种流体温度变化的趋势。本题15分)东南大学二oooa研究生入学考试题考试科目：传热学一.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20c,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 c的 气温，在南京比在北京感觉要冷一些。二.半径为ss圆球，其热导率（导热系数）为人单位体积发热量为 qr,浸在温度为tf的 流 体中，

19、流体与球表面的流换热系数为h,求稳态时，（1） 圆球内的温度分布，（2）当八=0.1m,九=4.5w/（m ）, qv =5000w/m2, h =15w/（m2 ）, tf =20 c时，球内 的最高温度。（本题15分）三.采用测定钳丝电阻的方法可间接测出横掠钳丝的空气速度。现测得钳丝直径d=0.1mm,长10mm电阻为0.2 ，通过的电流为1.2a,表面温度为200c,已知num = 0.911rn385 pr；3 ,空气的物性参数见下表，求气流的速度l（本题15分）附：空气的物性参数 一2 ,_t c 九 w/（m c） v m /s pr20 2.5910 /21.410 40.703

20、110 3.2710/24.310 60.687200 3.9310/26.010 *0.680四，用一裸露的热电偶测烟道内的烟气温度，其指示值为280c 已知烟道壁面温度为 250c2热电偶的表面温度为 0.9 c,与烟气的对流换热系数为100w/（m ）求烟气的实际温度。若烟气的实际温度为 317c,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 w/（m2/c）流量为1000kg/h,比热为4.168j/（kg. c ）.若入口温度为110 c空气温度为一5c求出口热水温度。（本题15分）六，一长为h

21、,宽为b,厚度为6的铝板水平放置（b6 ）长度方向两端温度均为 to,底部绝热，周围空气的温度为tf与铝板的对流传热系数为h,设铝板的热导率为九，求铝板的温度分布。（本题15分）东南大学2001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ai =a2 ，但发射率 id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

22、保温的钢管内通入100c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

23、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=ay ()是正确的(a)t1+t2+t3-3t+q2 x/ 入=0(b)t1+2t2+t3-4t4+ qw / 入=0(c) )t1+2t2+t3-4t4+qw/a x/ 入=010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

24、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

25、x 104w/m3 ,板的一个表面绝热，另一个表面暴露在25 c,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 c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 c所需的电功率3 一直径为200mm勺圆盘电热器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27c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 c, t2=227 c, ei=0.9, 2=0.1, 试画出辐射网

26、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 c的热油将25c的水加热到50c,而热油被冷却到65c, 换热器的传热系数 340w/（m2 -k）,如油的比热容为1950j/（kg 水），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 c,求污垢系数 rr（m2 k/w）2004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t0的小铜球放入温度为t五的水槽中，如果用集总参数法来分析，则在经

27、过的时间等于时间常数tc时，铜球的温度为（）a. t = （ t0+t 二）/ 2b t = 0.632 t.- + 0.368t00c t = 0.368 t. + 0.632tn*02 .物体被加热时，其第三类边界条件可表示为（）a -（ft/fn）w = h （ tf-tw ）b , （：:t / fn）w = h （ tf-tw ）c -1 （:：u ：:n）w = h（ tw - tf）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

28、热边界层厚度在不断增加，如果re较小，流动保持层流，则（）a局部对流换热系数hf逐渐减少b局部对流换热系数hf保持不变c局部对流换热系数hf可能减少，也可能增加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1005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,通过弓ii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