《工程传热学》期末复习试题D及答案

吉林大学汽车工程学院本科课程考试试卷

考试课程与试卷类型：工程传热学A姓名：

学年学期：2012-2013-2学号：

考试时间：2013-06-26班级：

一、单项选择题（每空2分，共10分）

1.下列哪个是正确的（）

A.X[+2,3=X]3+X23

X3,i+2=+X32

C.A+2X3J+2=4X3]+&X32

=

D.^）+2-^1+2,3A[X],3+A/2,3

2.膜状凝结时热量传递过程的阻力主要在（）

A.蒸汽B.凝结液C.壁面D.无法确定

3.下列哪种说法正确（）

A.①-＞（）可代表绝热工况

B.在任何情况下平壁都不能被看做“半无限大物体”进行分析

C.半无限大物体的非稳态导热处于正规状态阶段

D.数可以看做是表征非稳态导热过程进行深度的无量纲时间

4.从热阻的角度分析，下面哪种加肋片的形式较好（）

A.在表面传热系数小的一侧，并使用导热系数大的材料做肋片

B.在表面传热系数大的一侧，并使用导热系数小的材料做肋片

C.在表面传热系数小的一侧，并使用导热系数小的材料做肋片

D.在表面传热系数大的一侧，并使用导热系数大的材料做肋片

5.下述哪个参数表示传热过程的强烈程度（）

A.hB.kC.2D.a

二、简答题（每题5分，共25分）

1.绘制大容器饱和沸腾曲线并指出烧毁点位置，试解释用水壶烧开水也可近似视为恒热流加

热，但为什么不必担心烧干前水壶会烧毁？

2.写出集总参数法中时间常数的定义形式,并说明测温过程中感温元件的时间常数对温度测

量精度的影响。

3.试列举生活中导热、对流传热和辐射传热的事例。

4.表面发射率是物体表面的特性参数，表面吸收比是否也是物体表面的特性参数？为什么？

5.绘制冷凝器中温度分布曲线图示。

三、计算题（共50分，计算过程保留到小数点后3位，计算结果保留到小数点后2位）

1.已知：如图，柱长10cm,周界为10cm,截面积为2cm4=80W7（,〃」K）,柱体的一端

被冷却到300"C,燃气800〃C,h=mW/（m2K）,肋端绝热。求：（1）柱体中的最高

温度；（2）冷却介质所带走的热量。（10分）

高温燃气

2.在一台1-2型管壳式冷却器中，管内冷却水从30℃升高到40℃,管外空气从120C下降到

50℃o空气流量为60口/min,温差修正系数〃=0.9,换热器的总传热系数为

A=80W/（〃/・K）。试计算所需的传热面积。：已知水=4.2。/（必・K）,空气

=1.009VW-/C））o（10分）

3.2个相距30（）mm、面积为O.lnf的平行圆盘置于一大房间内。圆盘另外2个表面不参与换

热。圆盘相对两表面的温度为527℃和227℃,发射率分别为0=（）.2和邑=（）4,且

X12=0.4O假设大房间为重辐射表面，试计算温度较高表面的净辐射散热量。（10分）

4.在附图所示的无内热源的二维稳态导热区域中，个界面绝热，个界面等温温度为小

其余两个界面与温度为//的流体对流换热，丸和〃均匀，试列出节点1、5、6的离散方程。

（设Az=l）（10分）

5.一人工黑体空腔上直径为20mm的圆可视为黑体辐射小孔，其辐射力相当于温度为1000K

的黑体辐射力。一辐射热流计与小孔相距1m,且与小孔法线方向成6()。夹角，热流计的

吸热面积为l.OxKT4//。试确定该热流计所探测到的黑体投入辐射。Q0分)

四、实验题(共15分)

下表为“水自然对流表面传热系数的测定”实验中测定数据，填写表格中相关计算数据

并应用威尔逊法求出准则方程式N〃=C(G-Pr)”的具体形式(写出详细求解过程)。(实验试

件相关参数：管外径5mm、管厚度0.5mm、管长0.1m,管材的导热系数为15W/(m.K)。

实验工况1实验工况2

流经试件的电流I[A]50

ab间的压降V[V]1

热流量

管内壁温度勒50

管外壁温度

容器内水温。40

定性温度--C]

导热系数2[W/(m-K)]

运动粘度v[w2/s]

物性参数

体积膨胀系数Qy[K7]

普朗特数Pr

努歇尔数

格拉晓夫数Gr

1gNu1

Ig(GrPr)5

水物性参数如下:

30"。时，2=0.618VV/(wJV),U=0.805X10-6ZH2/5,Pr=5.42,=3.05xlO-4^-,

4O'»C时，A=O.635VV/(/n-7C),p=0.659x10-6/??2/.v,Pr=4.31,=3.86x

50"C时，4=0.6^W/(〃z・K),L>=0.556X1O-6^2/5,Pr=3.54,=4.57x10"K”

吉林大学汽车工程学院本科课程考试

参考答案与评分标准

考试课程：工程传热学学年学期：2011-2012-2

试卷类型：A考试时间：2012-06-08

一、选择题（每空2分，共：0分）

l.B2.B3.D4.A5.B

二、简答题（每题5分，共25分）

1.答：图形如下所示（3分）

<

s

甫

)

L/

1X

映面过嫡应，-《，・一Q/P

m6-11地和水在水平加熄画।二梅m的典型曲戕

（/>«1.O13X1OSHa）

水壶加热过程处于核态沸腾，热量密度不够大，因此达到不了烧毁点（2分）

2•答「=答

（3分）

hA

时间常数越小，测量精度越高（2分）

3.答：导热：墙壁传热等

对流：冬季供暖散热器与周围空气换热等

辐射：太阳与物体换热等

4.答：否（2分），表面吸收比还取决于吸收辐射能的特性（3分）

5.答：

三、计算题（共50分，计算结果保留到小数点后3位）

1.解：（1）柱体中的最高温度出现在肋端位置，则

—max/ax

力（〃身）

%

ch^mH)

800-300

=800=718.46”。（5分）

100x0.1n?

—r•0.1

80x2x10-4

（2）冷却介质所带走的热量

①=/U,#1=80x2x10-4x25x(800-300皿(25x0.1)=197.32W（5分）

2.解：,.・见“=60/60=1版/s、f；=120°C、<=50℃>t2=30℃^$=40℃、

%=80W/(/〃2.K)

・・.中=“山。小，-<)=lxl.(X)9xlO3x(120—50)=70.63攵W

_(120-40)-(50-30)_

A%逆~一,120-40—~4328C（5分）

In

50-30

*=0.9,则平均温差△&二〃•△%逆=0.9x43.28

•1中=k心”,

3

,A=上70.63xlQ

=20.4/7?2（5分）

皿”-80x43.28

3.解：设大房间为物体3,贝A

*3

A[X[2=4*2」且庆|=A2

=X],=0.4

X23=1-X2,=1-0.4=0.6

X]I・J?=1—X1.4,0=1—0.4=0.6

RJ，I。=40/n-2

QA0.2x0.1

1-0.4

=15w2

0.4x0.1

]—?—=25〃/2

与2

0.1x0.4

1=16.67〃产

0.lx0.6

——=16.67m-2（5分）

0.1x

2L527+273、

=5.67x=23224.32W7〃z

100-JOO>

44

T227+273

E/>2=C()2=5.67x=3543.75W/"z

100100

少二叫+-i——十（

——十-------------

82居3+火23

=40+---------------+15=69.29小

25+16.67+16.67

=2322432-3543.75=

①小（5分）

[R69.29-

4.解：1点：0+——+2—Ay——-z.)=0（3分）

2Ay2Ax2,vz

5点:+A-/ix——~+——―+/?Av(/z-/5)=0（4分）

2AyAy

6点：+如•1一”+Mykzk+ZAyllZk=o（3分）

Ay△)，AxAx

5.解：d①=I/QAcose=区^^dAcosB（5分）

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1000丫

=-5.67xX1^-0.022COS60=2.84x10-4VV（5分）

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四、实验题（共15分）

解：0)=/V=50xl=50W

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