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1、专业课复习资料（最新版）专业课复习资料（最新版）封封面面模拟试题一模拟试题一一、简答题（42 分，每小题 6 分） 1图 1 为一扇形区域中的二维、稳态、无内热源的导热问题，其一侧平直表面维持均匀恒定温度trrwi,的表面绝热，其余表面与温度为t的环境换热，表面传热系数为h，为用数值法确定区域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长r和划分计算区域，节点布置如图 1 所示。假定区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点 1 和 7 的离散方程（有限差分方程式） 。 （不要求整理）图 1 2 试述Nu数和Bi 数的区别。3试根据速度边界 层和热边界层的概 念，用量级分析的方法，从对流换热的能
2、量微分方程导出二维稳态、常物性、不可 压缩流体外掠平板层流边界层流动时的边界层能量微分方程。4直径为d、单位长度电阻为R、发射率为的金属棒，初始时与温度为T的环境处于热平衡状态，后通过电流I，已知棒与环境的表面传热系数为h。试导出通 电流期间金属棒温度随时间变化的规律， 并写出处于新的热平衡状态的条件。 （不用 求解）5饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加， 沸 腾换热表面传热系数是否也增加?为什么？6何谓漫-灰表面？将实际表面视为漫-灰表面有何实际意义？7空调和制冷用的冷却器，其管外装的肋片往往制成百叶窗式肋片，见图 2。试问 肋片做成这种形式的意义？图 2二、
3、计算题（58 分）1 （18 分）直径为01 . mm，长度为 1m 的电阻丝水平地置于30的静止空气中，试问在不计辐射换热的情况下它每米长度上能承受的最大散热量是多少？如果考虑辐射换热，这一最大散热量朝哪个方向变化？该电阻丝的熔点为970。附注： (1)空气在水平圆柱体外自然对流换热的准则式1/61/3 mmm0.360.3630.091 4NuGrGr，613 m101.3 10Gr(2)500空气的物性参数0057 4. W / (m K)，7938106. m / s22 （20 分）两个直径为04 . m的平行同轴圆盘相距01 . m，两盘置于墙壁温度T3300 K大房间内，一圆盘T
4、1500 K、106 .，另一圆盘绝热。若两圆盘的背面均不参与换热，求绝热盘之温度。已知同轴圆盘之间的角系数X1 2062,.。3 （20 分）质量流量为2 000 kg h的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从 t180 被冷却至t130 ，其比定压热容cp1kJkg K)2093.(。进口温度为 t220的冷水在盘管外流动用来冷却变压器油。出口处水温t225， 水的比定压热容cp24174. kJkg K)(。水侧表面传热系数为580 W mK)2(，油侧表面传热系数为150 W mK)2(。钢盘管的导热系数为40 W m K()，污垢热阻总共为0000 7. mK W2。若盘管的直径为04
5、. m，管的外径壁厚为5735 mm mm.。求螺旋盘管的最小长度、盘数与水的质量流量。模拟试题二模拟试题二一、填空题（共 20 分，每小题 2 分）一、填空题（共 20 分，每小题 2 分）1.传热过程是由导热、A、B三种基本传热方式组合形成的。2.导热微分方程式是根据热力学第一定律和A定律所建立起来的描写物体的温度随B变化的关系式。3.对流换热过程是靠A和B两种作用来完成热量传递的。4.气体只能辐射和吸收某一定波长范围的能量，即气体的辐射和吸收具有明显的A。5.对服从兰贝特定律的物体，辐射力 E 与任意方向辐射强度 I 之间的关系式为A。6.热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了A。7.自然对流换
6、热在A条件下发生关于特征长度的自模化现象。8.有效辐射包括A和B两部分能。9.不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，节点的隐式差分方程是采用A差分方法获得的，此差分方程B稳定性条件。10. 常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断面平均温度在常壁温边界条件下呈A规律变化。一、判断题，对的画，错的画（共 10 分，每小题 2 分）一、判断题，对的画，错的画（共 10 分，每小题 2 分）1.流体外掠光滑管束换热时，第一排管子的平均表面传热系数最大。（）2.为减少保温瓶的辐射散热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空。 （）3.水在水平圆管内受迫流动，管外是空气自然对流，为强化传热应把肋片安装在
7、圆管外表面。 （）4.由两种不同材料制成的大平壁紧密接触时进行稳态导热过程，若已知121223, tttt，则12。 （）5.有一冷凝器，饱和蒸汽在管外凝结成饱和液体，冷却水在管内流，则其平均温差mt与流动方式无关。 （）二、解释名词与基本概念（20 分，每小题 4 分）二、解释名词与基本概念（20 分，每小题 4 分）1.温度梯度2.努谢尔特准则及其物理本质3.肋片效率4.辐射强度5.传热过程三、简答及说明题（共 40 分，每小题 8 分）三、简答及说明题（共 40 分，每小题 8 分）1.为什么潮湿的多孔材料的导热系数不但比干多孔材料的导热系数大，而且还比水的导热系数大？2.流体在管内受迫
8、流动换热的其它条件相同时，直管和弯管（如螺旋管）何者换热强？为什么？3.试说明 Bi 数的物理意义。表面上看 Bi 数与 Nu 数的表达式相同，其差别是什么？4.简述窗玻璃的温室效应现象。5.增强传热有哪些方法？说出 3 种方法。最有效的措施应从何处入手？为什么？五、计算题（共 60 分）五、计算题（共 60 分）1.空气在壁温94o wtC的大管道中流动，用热电偶测量空气温度，热电偶结点表面的发射率（黑度）10.6，空气与热电偶结点之间的表面传热系数（即对流换热系数）2142/()hWmK，设热电偶读数1177otC，试计算空气的真实温度。 （10 分）121t2t3t12tx0 4题图2.
9、某建筑物墙内有一厚 10cm、高 2m 的空气层，如果空气层内侧面温度为 20，外侧面温度为 37，试计算通过空气层的自然对流换热量。 （10 分）已知：空气在1(2037)28.52oC下的物性参数为：313.32 10,0.0262/()KWm K，6215.68 10/,Pr0.71ms夹层内（气体）自然对流换热的准则关联式为：19 1540.197(Pr)6000Pr2 10eGrGrH 19 15730.073(Pr)2 10Pr1.1 10eGrGrH 说明：为热膨胀系数。3.已知两长管内受迫对流换热现象相似，测得第一管内的表面传热系数（对流换热系数）2 1106/()hWmK，
10、其内径为180dmm， 第二管内径250dmm，实验采用同一种流体在同样的温度下进行。 试确定第二管内的表面传热系数 （对流换热系数）h2的值。 （10 分）4.直径为 2mm、温度为 90的电线被 20的空气流所冷却，电线表面和空气流之间的表面传热系数（对流换热系数）h1=25W/(m2K)。为了电绝缘和增强散热，拟将电线包一层厚 5mm、 导热系数0.17/()Wm K的橡胶， 设包橡胶后其外表面与空气间的表面传热系数（对流换热系数）2 212/()hWmK。1） 试问此法能否达到增强散热的目的？2）如果电线内的电流保持不变，试计算包绝缘后电线表面的温度。 （15 分）5.以传热面积为 1.25m以传热面积为 1.25m2 2的逆流式换热器，初运行时，热水质量流量为 0.12kg/s，的逆流式换热器，初运行时，热水质量流量为 0.12kg/s，进、出口温度分别为 95和 55，冷水进出口温度分别为 30和 70。在水质量流量及进口水温不变的情况下，经过一段时间运行后发现热水出口温度为65，试计算这时换热器的实际传热量及污垢热阻。 （水的比热容可取 4.18kJ/(kg.K)）(15 分)
