天津商业大学机械工程学院《902传热学》专业硕士历年考研真题汇编

目录

2016年天津商业大学机械工程学院902传热学[专业硕士]考研真题

2015年天津商业大学机械工程学院902传热学[专业硕士]考研真题

2014年天津商业大学机械工程学院902传热学[专业硕士]考研真题

2013年天津商业大学机械工程学院902传热学[专业硕士]考研真题

2012年天津商业大学机械工程学院902传热学[专业硕士]考研真题

2016年天津商业大学机械工程学院902传热

学[专业硕士]考研真题

天津商业大学2016年研究生入学试题

专业：动力工程（专业学位）

课程名称：传热学（902）

说明：答案标明题号写在答题纸上，写在试题纸上的无效。

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1．导热系数和表面传热系数（定义式及物理意义）

2．肋效率和肋面总效率

3．凝结传热和沸腾传热

4．灰体与漫射体

二、简答题（每题8分，共40分）

1．试分析一只普通白炽灯泡点亮时的热量传递过程。

2．如图1所示为二维．稳态．有均匀内热源Φv的导热体，导热系

数λ为常量。一侧边界受均匀热流q的作用，试写出节点（i，j）的离散

方程。

图1

3．为什么冷凝器上要装抽气器将其中的不凝气体抽出？

4．什么叫黑体和白体？它们分别与黑色物体和白色物体有什么区

别？

5．设计壳管式换热器时，指出分别在下列各种情况下，哪种流体

应在管内流动，为什么？（1）一种流体清洁，一种流体不清洁；（2）

一种流体温度高，一种流体温度低；（3）一种流体粘度大，一种流体

粘度小；（4）一种流体流量大，一种流体流量小。

三、计算题（1．2题每题20分，3．4题每题25分，共90分。）

1．有一合金钢球形滚珠的直径d=5mm，初始温度t0=450℃，密

度，比热容，导热系数。

现放入℃的油中冷却，表面传热系数。试求滚珠

的时间常数τc，冷却到100℃所需要的时间以及允许采用集中参数分析

法求解的最大滚珠直径。

2．一套管式换热器，由外径（壁厚）和外径

（壁厚）的钢管制成，两种流体分别在内管和环隙中流

过，分别测得其表面传热系数为和，若两种流体的质量流量和

保持不变并忽略出口温度变化对物性所产生的影响，试求将内管改成

外径（壁厚）后套管两侧的表面传热系数分别为原来

的多少倍？（假定流动均为旺盛的湍流，其对流传热实验关联式为

）

3．有一换热器把流量为7200kg/h的热流体从100℃冷却到60℃，其

比热。冷流体是用15℃的地下水，流量为10800kg/h，

比热，传热系数。试求顺流和逆流布置

时：

（1）画出两种情况下冷．热流体的温度变化曲线；

（2）所须的换热面积各为多少？并对结果进行分析。

4．两个直径为0.4m，相距0.1m的平行同轴圆盘1和2，放在环境温

度保持为300K的大房间内。两圆盘背面不参与换热。其中一个圆盘绝

热，另一个保持均匀温度500K，发射率为0.6，且两圆盘均为漫射灰

体。试确定绝热圆盘的表面温度及等温圆盘表面的辐射热流密度。其中

X1,2=X2,1=0.62。

2015年天津商业大学机械工程学院902传热

学[专业硕士]考研真题

天津商业大学2015年研究生入学试题

专业：动力工程（专业学位）

课程名称：传热学（902）

说明：答案标明题号写在答题纸上，写在试题纸上的无效。

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1．集中参数法和时间常数

2．传热过程和换热器

3．自然对流和强制对流

4．投入辐射和有效辐射

二、简答题（每题8分，共40分）

1．对于在第三类边界条件下．初温为t0的无限大平板，试分别画出

Bi→∞．Bi→0和Bi为有限大小时平板冷却过程的温度分布曲线。

2．试解释沸腾换热中临界热流密度的工程意义。

3．一等截面直肋，高H，厚δ，肋根温度为t0，侧面流体温度为t∞，

表面传热系数为h，肋片导热系数为λ。将它均分成4个节点（见图1），

并对肋端为绝热时列出节点2和4的离散方程式。

图1

4．试分别写出雷诺数Re．普朗特数Pr和努塞尔数Nu的定义式，并

说明其物理意义。

5．近几十年来，地球气温逐年上升，舆论认为原因之一是工业生

产中生成的大量CO2等气体排入大气造成的。你能否从传热学的角度

对这一观点做出评述。

三、计算题（1、2题每题20分，3、4题每题25分，共90分。）

1．一双层玻璃窗系由两层δ1=δ3=6mm的玻璃及其间的空气隙所组

成,空气隙厚度为δ2=8mm。假设面向室内的玻璃表面温度与面向室外的

玻璃表面温度各为t1=20℃及t4=－20℃，试①画出热阻分析图；②确

定双层玻璃窗的热损失；③求内层玻璃的外表面温度和外层玻璃的内表

面温度；④如果采用单层玻璃窗，其它条件不变，其热损失是双层玻璃

窗的多少倍？已知玻璃窗的尺寸为60cm×60cm，玻璃的导热系数为

λ1=λ3=0.78W/（m·K），空气的导热系数为。不考虑空

气间隙中的自然对流。

2．表面温度℃的电线，外径，横置于℃的空气

中进行冷却。如果把电线放在水中冷却，在均保持不变的条件下，

求电线在水与空气中冷却时其表面传热系数的比值，以及电线维持相同

温度时电线中电流的比值。已知空气的物性：，

，；水的物性：，

，，。

横圆柱自然对流传热实验关联式为：

层流：，适用范围

过渡流：，适用范围

湍流：，适用范围

3．两块平行放置的平板其表面发射率均为0.9，温度分别为

及，板间距远小于板的宽度与高度。试计算：（1）板1

的自身辐射；（2）对板1的投入辐射；（3）板1的反射辐射；（4）板1

的有效辐射；（5）板2的有效辐射；（6）板1．2间的辐射换热量。

4．一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运

行：℃，℃，℃，℃,,。

运行一年后发现，在．及．保持不变的情形下，冷流体只能

被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃。试确定此情况下的

污垢热阻及热流体的出口温度。

2014年天津商业大学机械工程学院902传热

学[专业硕士]考研真题

天津商业大学2014年研究生入学试题

专业：动力工程（专业学位）

课程名称：传热学（902）

说明：答案标明题号写在答题纸上，写在试题纸上的无效。

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1．光谱辐射力和辐射力E

2．大空间与有限空间自然对流

3．膜状凝结和珠状凝结

4．肋效率与肋面总效率

二、简答题（每题8分，共40分）

1．简述辐射角系数X1,2的定义及性质，X1,2在什么条件下纯是一个

几何因子？

2．为什么冷凝器设计通常都采用横管布置方案？一根（L/d）=100

的传热管，其它条件相同时，试问水平放置与垂直放置其管外凝结传热

表面传热系数之比是多少（假设凝结液膜均为层流，其中L—为管长，d

—为管外径）？

3．试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原

理（已知管内湍流换热关联式为：）。

4．试分析一个灌满热水的暖水瓶的散热全过程中所有环节，应如

何提高它的保温性能？

5．饱和水蒸气管道外包保温材料，试分析三种传热方式怎样组成

由水蒸气经管道壁和保温层到空气的传热过程，并画出热阻分析图。

三、计算题（1、2题每题20分，3、4题每题25分，共90分。）

1．直径的金属球体在加热炉中被均匀加热到240℃，然后突

然投入温度保持30℃的油浴中进行冷却。已知金属球材料的物性是：密

度，比热容，导热系数。金属

球与油之间的表面传热系数。试估算金属球冷却到60℃时

需要多长时间？

2．有一台逆流套管式冷油器，冷却水流量为230kg⁄h，进水温度为

32℃，比热容为4．17kJ⁄（kg．℃）；热油的流量为350kg⁄h，比热容为

2．1kJ⁄（kg．℃），热油进口温度为140℃，要求热流体离开换热器时

的出口温度低于60℃；冷油器的传热系数为320W/(m2·℃)。求：（1）

冷油器的换热量；（2）冷却水的出口温度；（3）冷油器的换热面积至

少多大？

3．一直径为25mm．长2m的竖直圆管，外表面温度为60℃，试计

算下列两种环境条件下的自然对流散热量：

（1）20℃．下的空气；

（2）20℃．下的空气（空气的．．及可认为与压

力无关）。

已知：（1）竖圆柱自然对流换热实验关联式为：

层流：，适用范围

过渡流：，适用范围

湍流：，适用范围

（2）干空气的热物理性质见下表：

干空气的热物理性质（）

(℃)

202．5915．060．703

402．7616．960．699

602．9018．970．696

4．如右图所示，由三个黑体表面组成的封闭圆筒形空腔，已知

t1=227℃,t2=200℃,t3=50℃；圆筒内直径为1m，内净高为1m，角系数

，试求：（1）画出辐射换热网络图；（2）热阻；（3）各表

面间的辐射换热量；（4）表面1的净辐射热量。

2013年天津商业大学机械工程学院902传热

学[专业硕士]考研真题

天津商业大学2013年研究生入学考试试题

专业：动力工程（专业学位）

课程名称：传热学（902）

说明：答案标明题号写在答题纸上，写在试题纸上的无效。

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1．强制对流和自然对流

2．温度场和温度梯度

3．吸收比α和发射率（黑度）ε

4．饱和沸腾和过冷沸腾

二、简答题（每题8分，共40分）

1．简述不凝气体对凝结换热的影响及原因。

2．设计壳管式换热器时，指出分别在下列各种情况下，哪种流体

应在管内流动，为什么？（1）一种流体清洁，一种流体不清洁；（2）

一种流体温度高，一种流体温度低；（3）一种流体粘度大，一种流体

粘度小；（4）一种流体流量大，一种流体流量小。

3．在什么前提下可以得到“角系数是一个纯几何因子”？角系数有

哪些性质？

4．用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍安然无恙；

而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就被烧坏；试从传热学的观点分析这

一现象。

5．简述努塞尔数Nu与毕渥数Bi的异同点。

三、计算题（1、2、3题每题20分，4题30分，共90分。）

1．由耐火砖、硅藻土砖、保温板、金属护板组成的炉墙，厚度分

别为

δ1=125mm，δ2=125mm，δ3=60mm，δ4=4mm；导热系数分别

为：，，，

；炉墙内外侧壁温分别为:t1=550℃,t5=64℃。试求：

（1）求炉墙单位面积的热损失和各层间的温度；

（2）画出炉墙内温度分布曲线。

2．三个表面构成一个封闭系统，其中表面1、2为黑体，且都为平

面，表面3为绝热面。假定两个黑体表面的面积相等，即A1=A2，温度

分别为T1与T2,且T1＞T2，试画出该辐射换热系统的网络图，并导出表面

3（绝热面）的温度T3的表达式。

3．一台逆流式热交换器用120℃的热油加热空气，空气的入口温度

为40℃，出口温度要求达到100℃。空气的流量是3．84kg/s,比热容为

1．009KJ/(kg．K)。油的流量是3．2kg/s，比热容为2．4KJ/(kg．K)。

空气和油的对流换热表面传热系数分别为110W/(m2．K)和520W/(m2．

K)，管壁的热阻可以忽略不计。试求：必须的传热面积。

4．初温为30℃的水，以0．9kg/s的流量流经一套管式换热器的环

形空间，水蒸气在该环形空间的内管中凝结，使内管外壁温维持在

100℃。换热器外壳绝热良好。环形夹层内管外径为40mm，外管内径

60mm。试确定把水加热到50℃时的套管长度。在管子出口截面处的局

部热流密度是多少？

附注：①管槽内强制对流传热实验关联式：

层流；

湍流：

加热流体时n=0．4；冷却流体时n=0．3

②水的热物理性质见下表：

tCp(KJ/kg．λ(W⁄m．ν×106(m²⁄s)η×106(kg⁄m．Pr

(℃)k)K)s)

304．1740．6180．805801．55．

42

404．1740．6350．659653．34．

31

504．1740．6480．556549．43．

54

（表中ν—运动粘度，η—动力粘度）

③不考虑大温差修正。

2012年天津商业大学机械工程学院902传热

学[专业硕士]考研真题

天津商业大学2012年研究生入学考试试题

专业：动力工程（专业学位）

课程名称：传热学（902）

说明：答案标明题号写在答题纸上，写在试题纸上的无效。

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1．集中参数法定义及其判别条件

2．热对流和对流传热

3．膜状凝结和珠状凝结

4．灰体和有效辐射

二、简答题（每题8分，共40分）

1．导热系数λ=λ0(1+bt)，画出一维稳态导热时平壁（图1）（b>0,

b=0,b<0）和圆筒壁（图2）（b=0）内的温度分布。

图1平壁

图2圆筒壁

2．试解释沸腾换热中临界热流密度的工程意义。

3．试解释普朗特数Pr的物理意义，并示意性画出Pr>1时速度边界

层和热边界层厚度沿平板长度的变化（速度边界层和热边界层需画在同

一图上以便比较）。

4．在什么前提下可以得到“角系数是一个纯几何因子”？角系数有

哪些性质？

5．在制冷系统的冷凝器中，如果传热过程的一种介质是水，另一

种是低沸点工质，为了减小冷凝器体积，通常采用怎样的强化传热手

段？

三、计算题（1、2题每题20分，3、4题每题25分，共90分。）

1．由耐火砖．硅藻土砖．保温板．金属护板组成的炉墙，厚度分

别为

δ1=125mm，δ2=125mm，δ3=60mm，δ4=4mm；导热系数分别为

，，