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1、2011 年全国硕士研究生入学考试自主命题科目模拟试题招生专业： 考试科目：805 传热学考试时间：14:00-17:00试题编号：2011年全国硕士研究生考试西安交通大学自主命题模拟试题姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业：考场注意事项：一、考生参加考试必须按时进入考场，按指定座位就坐。将有关身份证件（准考证、身份证）放在桌面左上角，以备查对。二、闭卷考试，考生进入考场，不得携带任何书刊、笔记、报纸和通讯工具（如手机、寻呼机等） ，或有存储、编程、查询功能的电子用品（如已携带，必须存放在监考老师指定的地方） 。考生只准带必需的文具，如钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器或根据考试所需携带的
2、用具。能否使用计算器，及开卷考试时允许携带的书籍及用具等由任课教师决定。三、考生迟到 30 分钟不得入场，逾时以旷考论；因特殊原因不能参加考试者，必须事前请假，并经研究生部批准，否则作旷考论。考试开始 30 分钟后才准交卷出场。答卷时，不得中途离场后再行返回。如有特殊原因需离场者，必须经监考教师准许并陪同。答卷一经考生带出考场，即行作废。四、考生拿到试卷后，应先用钢笔填写好试卷封面各项，特别是学号、姓名、学院名称、课程名称等，不到规定的开考时间，考生不得答题。五、考试期间，考生应将写好的有答卷文字的一面朝下放置，考生必须按时交卷，交卷时应将试卷、答卷纸和草稿纸整理好，等候监考老师收取，未经许可
3、，不得将试卷、答卷纸和草稿纸带出场外。六、考生在考场内必须保持安静。提前交卷的考生，应立即离开考场，不得在考场附近逗留。七、考生答题必须用钢笔或圆珠笔（蓝、黑色）书写，字迹要工整、清楚。答案书写在草稿纸上的一律无效。八、考生对试题内容有疑问的，不得向监考老师询问。但在试题分发错误或试卷字迹模糊时，可举手询问。西安交通大学2011 年硕士研究生入学考试模拟试题（一）科目代码： 805 科目名称： 传热学 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！一、简述题1、 五月份，冷却水水量正常，420（t/h） ，实际进出口温度分别为 25、26；氨气冷凝压力表指示 1.45Mpa;电机功率指示为 1
4、50KW。污垢清洗以后出口温度分别为 25、29，请问冷却水可以节省多少？污垢清洗以后氨气冷凝压力和电机功率是增大还是减少？为什么？2、 冷凝式汽轮机发电机组的冷凝器真空度会影响出力（输出功率）大小？为什么？3、 立式列管换热器管内流态化的粒子内循环动力学原理，方案设计中如何应用？4、 式汽轮机发电机组的冷凝器的冷却强化为什么会提高其真空度？5、卧式列管换热器管三相流态化清洗的动力学原理与立式列管换热器管三相流态化清洗的主要不同点？ 6、式列管换热器管外三相流态化清洗的动力学原理，方案设计中如何应用？7、水平传热管内螺旋流态化能够低流速下均匀化的原理？二、计算题1、平壁的厚度为 ，两表面的温度
5、分别为 tw1和 tw2，且 tw1t w2，平壁材料的导热系数是随温度而变化的，关系式为 = 0（1+bt） 。试求热流密度和平壁内的温度分布的表达式。（30 分）2、参阅下图，一支水银温度计被用来测定压缩空气储罐里的空气温度。如果 温度计读数为 tH=100，套管基部温度为 t0=50，套管长度为 H=140mm，套管壁厚 =1mm，壁的导热系数为 =50W/(m.)，套管外侧压缩空气的对流换热系数为 h=30W/(m2.) ，试确定测温误差有多大？如果改成不锈钢制成的套管，不锈钢的导热系数为 =15W/(m.)，测量误差又有多大？提示 H= 0/(chmH) （34 分）3、外直径 d1
6、=0.3m，黑度 1=0.9 的热管道。其外表面温度tw=450,周围介质的温度 tf=50。试求每米管长上的辐射热损失。如果在热管道周围加一直径 dz=0.4m，黑度 z=0.82 的遮热板，此时辐射热损失又是多少？（30 分）姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业：西安交通大学2011 年硕士研究生入学考试模拟试题（一）科目代码： 805 科目名称： 传热学 （评分参考卷）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！一、简述题1、正确答案要点：冷却水消耗量反比于进出口温度差。可以节省 75。污垢清洗以后氨气冷凝压力和电机功率减少了。因为冷却负荷不变，冷却传热系数系数提高以后，所需要的冷
7、却传热温差近似反比额达降低。2、正确答案要点： 冷凝式汽轮机发电机组的冷凝器真空度愈高，出力愈大。对于中小型发电机组，冷凝器真空度每提高 1。处理也提高 1。 因为真空度愈高，单位质量的高压蒸汽的膨胀功也愈大。3、正确答案要点：立式列管换热器管内流态化的粒子自然内循环的动力，在于内循环管的密度远大于其它向上流动的传热管内的流态化粒子的密度，以此形成的静压力差。方案设计中，将内循环管的下端比其它向上流动的传热管下端更深入地插入入口室流态化层。4、正确答案要点：因为从传热学角度分析计算，其它条件不变，冷凝器冷却强化以后，对传热温差的要求降低，蒸汽冷凝温度降低，相应的冷凝压力也降低。5、正确答案要点
8、：主要不同点在于，卧式列管换热器管三相流态化清洗时，流态化粒子会被管外液体带向下游。因此，方案设计中必须在横截面的自然循环流动的同时，还必须借助与管外液流方向相反方向的喷气分速度，使流态化粒子在底部回送，形成纵向截面的的自然循环流动。6、正确答案要点： 自然循环的动力学原理在于喷气处，气固液三相流态化混合液的密度，远低于其它不喷气处的固液两相流态化混合液的密度，以此形成的静压力差。姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业：装 订 线第 1 页 共 3 页 方案设计中，将列管换热器的管外分别设计为不同时喷气的区域，操作中实现切换作业。7、正确答案要点：水平传热管内流态化粒子，在重力作用下，势必会
9、向下沉降到横截面的底部。但是，由于管内的螺旋流动的周向分速度，能够及时地将粒子推送到横截面的上部。二、计算题1、解：一求热流密度由傅立叶定律 dxtbdxtq)1(0ct2由边界条件 1,wt ctw)2(102xbq(4)-(3) )(2(1210 22wwttbqt或写成 )(21)(1/202wwtbmt2、解：（1） u=d A=dAhu 43.1.0.53HdHm.12)(mech 4.1035.15.1)(00 tmHchtttHf ff 43ftt（2）改用不锈钢，实际气温仍为 4.103ft2.10364.103)(62)( .5mHchtthffH即测量温度误差为t=-0.2
10、3、解：（一）无遮热板时 2 44401/68 )102735()102735(6.9. )(mwTCdqfwl（二）有遮热板时（1）先求出遮热板的温度 )102735()(67.58204.4.3 784.0)1.(039.1)(1 )()()()0( 44440441 zzZz fzzzwzl Td TCdTCq kTzz06.5891)(4 24/5.601)127350(.247.5 mwql 西安交通大学2011 年硕士研究生入学考试模拟试题（二）科目代码： 805 科目名称： 传热学 所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！一、简述题1、统流态化相比，旋液流态化的主要优势？2
11、、 粒子浓度自动调控器的力学原理？3、请叙述传热管内的螺旋线自转的力学原理？4、光滑扭带上设置斜齿的主要目的是什么？5、导致斜齿平带传热强化的因素有哪些？ 6、安装传热管内螺旋线的轴承座采用预旋结构有何效果？7、炼铁高炉以铸钢流态化长寿冷却壁取代铜冷却壁的传热学设计思路？二、计算题1、一蒸汽管道内径为 200mm，管壁厚为 8mm，管外包有 120mm 厚的热绝缘层，其导热系数 2=0.12W/(m.)，管壁导热系数 1=46.5W/(m.)，蒸汽温度为 tf1=300，周围空气温度为 tf2=25，管内外两侧流体与壁面间的对流换热系数分别为 1=116W/(m2.)， 2=10W/(m2.)
12、，求单位管长的传热系数、传热量 ql及绝缘层外表面温度。 （30 分） 2、温度为 17，流量为 1.14kg/s 的水通过换热器对油进行冷却。油的比热为 c1=1.88kJ/(kg.)，进口温度为 117，出口温度为 27，最后出口水温 达到 60，已知总的传热系数为 285W/(m2.)，试分别用 -NTU 法和对 数平均温压法求单流程逆流换热器所需的面积。 （34 分）提示水的比热为 4.187 kJ/(kg.)，C=(Gc) min/(Gc)max3、一内径为 300mm 、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温材料，钢材料及保温材料的导热系数分别为 48 和 0.1
13、 ，钢管内壁及保温层外壁温度分别为 220 及 40 ，管长为 10m 。试求该管壁的散热量。 （30 分）姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业： CNTUC1exp1西安交通大学2011 年硕士研究生入学考试模拟试题（二）科目代码： 805 科目名称： 传热学 （评分参考卷）所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！一、简述题1、正确答案要点： 水平传热管内实现均匀流态化的流速要求大大降低，可以达到 80。 这是复合强化传热技术，气幅度更大。尤其对周期性流态化的换热器，在不需要流态化清洗时，也有较高的螺旋传热强化作用； 弯道处，也能避免弯道内测管内壁污垢清洗不彻底、弯道外测管内壁污垢
14、清洗过渡引发表面磨损的问题。2、正确答案要点： 文秋里管喉部的负压吸引原理； 喷液孔出来流体对粒子的流态化动力搅拌作用3、正确答案要点：管内传热液体在螺旋线的导流作用下，由原先的单纯轴向流变为具有周向分速度的螺旋线流动，获得了一个动量矩。按其牛顿第三定律，传热液体也给螺旋线以等值、反向的动量矩。此即传热管内的螺旋线自转的动力矩，若其值超过阻力矩，螺旋线就会开始自转。4、正确答案要点： 每个斜齿成为有些类似轴向展开的汽轮机叶片那样的动力齿，使得扭带的自转动力矩几乎成倍强化，达到可以在较低流速下可靠自转清洗污垢的目的； 每个斜齿的下游充满涡流，使得管内对流传热非常有效的强化，其强化幅度为光滑扭带的
15、若干倍。5、正确答案要点： 管内液体形成螺旋线流，与管内壁的相对流速加大； 管内液体每经过一个斜齿，就发生一次节流作用，产生大量的涡流； 水力直径的减少；姓名： 准考证号： 报考院校： 报考专业：装 订 线 椭圆齿顶环形区流速加大的传热强化作用。6、正确答案要点：由于倒导流片截面与斜向入口，加快了流速；预旋有其周向分速度；液流的平均半径增大。在三者共同作用下，形成具有与管内螺旋线的螺旋方向相反、其值又较大动量矩的液流冲推螺旋线，使螺旋线增加一个新的动力矩。7、正确答案要点：以铸钢替代球铁消除防渗碳剂形成的气体隔层热阻、周期性流态化清洗消除水垢热阻、管内螺旋对流传热强化、减低冷却水流道到热面的厚度导热热阻的综合传热强化，达到显著降低其热面温度，形成完整、稳定的渣皮隔热层，使得铸钢水冷壁与铜水冷壁一样，处于
