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1、哈尔滨工程大学本科生考试试卷（2012年秋季学期）课程编号：03050020 课程名称：传热学（期终A）1、 （10分）如图1所示的墙壁，其导热系数为，厚度为100mm，所处外界温度20，测得两侧外壁面温度均为100，外壁面与空气的表面传热系数为为125，壁内单位体积内热源生成热为，假设墙壁内进行的是一维稳态导热，求及墙壁厚度方向温度分布？矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。图1/m2/s/ W/(mK)3016.000.02670.7014016.960.02760.6995017.950.02830.698表1空气的热物理性质题二二、（10分）20的空气，以10m/s的速度纵向流过一块长200mm，温度
2、为60的平板。求离平板前沿50mm，100mm处的流动边界层和热边界层厚度。并求得平板与流体之间的换热量。（平板宽为1m，空气物性参数见表1）聞創沟燴鐺險爱氇谴净。准则关联式： 层流； 湍流边界层厚度：； 流动边界层与热边界层之比：三、（10分）水以2m/s的流速流过长为8m的直管，入口温度为20，出口温度为40，管内径d20mm，求对流换热系数和平均管壁温度。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。表2水的热物理性质/m2/s/ W/(mK)/kg/m3/ kJ/(kgK)201.0060.5997.02998.24.183300.8050.6185.42995.74.174400.6590.6354.319
3、92.24.174500.5560.6483.54988.14.174四、（10分）如图2所示，半球表面是绝热的，底面一直径d=0.3m的圆盘被分为1、2两部分。表面1为灰体，T1550K，发射率1=0.6，表面2为温度T2333K的黑体。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。（1）计算角系数，（2）画出热网络图并计算表面1和表面2之间的换热量以及绝热面3的温度。图2图3五、（10分）已知如图3所示微元面积与球缺，微元处于球面的中心出，到达球面的距离为球面半径r。求：从角系数的积分定义出发，计算到球缺内表面的角系数，并用两种极限情形来检查你所得到的公式的正确性。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。六、（10分）用进口温度为
4、12、质量流量kg/h的水冷却从分馏器中得到的80的饱和苯蒸汽。使用顺流换热器，冷凝段和过冷段的传热系数均为980W/(m2K)。已知苯的汽化潜热J/kg，比热容1758 J/（kgK）。试确定将质量流量3600kg/h的苯蒸汽凝结并过冷到40所需的冷凝段和过冷段传热面积分别为多少。（水的定压比容4183 J/（kgK）。）謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。过冷段冷凝段tAx0t2m图4七、问答题（40分）1、（5分）对于平板导热，试说明数的物理意义，及各代表什么样的换热条件？一块厚为的金属平板，初始温度为，突然置于温度为的流体中冷却，试着画出当时，平板中温度场的变化情形。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1、（5分
5、）厚度均为的两个无限大平板，紧靠在一起放置在某一环境中，达到稳态时平板中的温度分布如图5所示，两平板的导热系数分别为、且均为常数，试从一维稳态导热方程出发，判断两平板是否存在内热源，若存在指出是哪个平板，并判断内热源的正负；两平板中热流密度，是否相等，并比较两平板的导热系数、的大小？茕桢广鳓鯡选块网羈泪。图5图62、（5分）对管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热？2、（5分）在流体温度边界层中，何处温度梯度的绝对值最大？为什么？有人说对一定表面传热温差的同种流体，可以用贴壁处温度梯度绝对值的大小来判断表面传热系数h的大小，你认为对吗？鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。3、（5分）漫灰表面
6、间的辐射换热计算中采用了有效辐射J，试阐述有效辐射J及投入辐射G的概念；并结合投入辐射G说明有效辐射包含哪几部分辐射，写出有效辐射J的表达式。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。4、（5分）如图6所示为真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试指出，黑体对A、B、C三处中何处定向辐射强度最大？何处辐射热流最大？假设A、B、C三处对球心所张的立体角相同。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。5、（5分）在一个球形腔上开一个小孔，并设法使空腔壁面保持均匀的温度，这时空腔上的小孔就具有黑体辐射的特性。小孔的黑度与哪些因素有关，这些因素是如何影响小孔黑度的？哪些为主要因素，哪些为次要因素？渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。6、 （5分）何谓换热器的效能，其物理含义是什么？7、 （5分）热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大？为什么？铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。8、 （5分）在图7（a）、（b）中所示的两个逆流换热器冷、热流体温度沿换热面变化曲线有无可能实现？如有可能，各需满足什么条件？擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。t1t20AAx AAAAt1t2t1t20AAx AAAAt1t2(a)(b)贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。图7
