2011年哈工大传热学考试试题

一.如图，向一个水池中排废热，排热量为Q（）［w］,水池的热容量为心。。且水温时刻均匀，用tw（t）表示；空气温度为七（t），水面与空气的综合传热系数为勺，水面面积为A/水池周围土壤温度均匀为te（t），水与土壤的当量传热系数为勺，水与土壤的接触面积为Aj同时由于太阳辐射，池面单位面积吸收的太阳辐射热量为中（t）［w/m］。试根据能量守恒列出水温随时间变化的微分方程，并说明方程中各项的物理意义。（7分）t~

ehAea1at~

ehAea1a2tf1tf2twMc二.在传热学中常用热压=热流X热阻来表达传热问题。试就下述情况填写热压、热流与热阻的计算公式以及因次于表中。（以下对流换热系数均有a表示）（8分）（1（1）（2）圆筒壁，两侧对流，参数如下图。内侧t内侧tf，a1外侧tf，a2（3）肋壁传热。匕为无肋侧光壁面积，%为肋壁侧面积；肋化系数八ff；肋壁总效率为门。参数如下图。角系数为x12角系数为x12。参数如下图。（4） F1与F2表面进行辐射换热，三管内热水温度80^，管内壁对流表面换热系数七=2000W/（m2K），管外空气温度20r，管外壁对流表面换热系数h2=20W/（m2K），管内直径《=25mm，管外直径d2=30mm，管材导热系数为50W/（mK）。请求总传热系数K，以及单位管长的热水散热量。（7分）

四.一正方形粗糙管道，边长为30mm,长10m。管道内水温为10°C,平均流速为1m/s,进出口总压降为30000Pa。请计算该方管内表面的对流换热系数h0（8分）五.如图，1与2表面互相垂直，且垂直于纸面方向无穷长，其尺寸如右图。1表面为T1=300K的黑体，2表面为£=0.4,T2=0K的灰体，无穷远空间为0K的黑体。请（1）1表面对2表面的角系数X12；（2）画出1、2表面辐射换热的网络图；（3）求垂直于纸面每米长的1表面失去的热量（只考虑内侧表面）。（8分）1m1m1m1m六.一逆流套管换热器，其中油从100C冷却到60C，水由20C加热到50C六.2.5x104W，传热系数为350W/（m2C）。求：需要多少换热面积？（7分）如图所示三层材料组成的多层壁’在稳定传热过程中,试求：中间材料的导热系数人之和层间的温度t_\t3?已知：介质温度t疽700C，对流换热系数a=20W/（m2K）C；气=5W/(mK)气=15W/(mK)。(气=5W/(mK)气=15W/(mK)。(7分)，100mm160mmi80mmt4=100C由1、2、3个漫灰表面构成的封闭空腔，其中3表面为凹表面而且绝热。在保证1表面和2表面温度和相对位置不变的前提下，试证明：改变3表面的面积、发射率、吸收率，不影响1表面的净辐射换热量（也即1表面的净辐射换热量与3表面的面积、发射率、吸收率无关）。（6分）某换热器按逆流设计，冷水和热水流量相等，热水进口温度90r，出口50°C,冷水进口温度10C。现由于工人安装疏忽，换热器被连接成顺流形式，请问在设计工况（即冷、热水的流量、进口水温、传热系数都保持不变）下该换热器的换热量减小百分之多少？冷水出口温度为多少？（6分）十.设水在光滑圆管内流动，阻力与换热关系为£〜Re-0.25，Nu〜Re0.8,Ap表示阻力损失，W表示流动功率，a为放热系数，脚标0表示原始状况。1） 若管径不变，将流速提高一倍，其它条件不变，求：竺、W及氏TOC\o"1-5"\h\zAp W aAp W a2） 若将管径减小一倍，流量不变，其它条件不变，求：卢、2及2Ap W a3） 若壁温