《【2017年整理】同济大学硕士研究生入学统一考试03-06年传热学真题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】同济大学硕士研究生入学统一考试03-06年传热学真题（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、同济大学 2005 年硕士研究生入学考试试题一、基本概念题（每题 5 分，共 40 分）1.写出 Pr和 Gr的定义并说明其含义和用途。2.试说明大空间饱和沸腾曲线各段的沸腾状态，定性解释 q随t 变化的规律。3.解释名词：角系数，并说明角系数的性质。4.具有辐射和吸收能力的气体，它们的发射率和吸收率受到哪些因素的影响？5.试分析比较蒸汽在竖直壁面上的膜状凝结换热过程与热空气在竖直壁面附近被冷却作自由流动时的换热过程之间有何共同点？又有何区别？6.试分析在传热壁面上加肋，可达到哪些传热要求？7.简述玻璃温室保温的原理（限 50-70字） 。8.在换热器热计算中，为什么要采用对数平均温差发，而
2、不采用算术平均温差法？并简述采用对数平均温差法进行换热器校核计算的过程。二、简答题（每题 7 分，共 35 分）1.如图 1所示，这是一个直径为 d，长为 1的圆棒状伸展体一维稳态导热问题，试写出该伸展体向周围空气散热量 Q（w）的微分和积分计算式，假定该伸展体温度分布用 t=t(x)表示，材料导热系数为 ，换热系数为 ，空气温度为 t f 。2.如果管径、流速和传热温差都相同，试判断下列各问题中的两种换热情况，何者的对流换热系数大？并解释原因：空气在竖管内自下往上流动被加热和空气在竖管内自上往下流动被加热；油在竖管内自下往上流动被冷却和油在竖管内自上往下流动被冷却；水在竖管内自上往下流动被冷
3、却和水在横管内被加热；水在水平直管内受迫流动被加热和在弯管内受迫流动被加热。3.试述遮热板的遮热原理。4.有均匀内热源的无限的平板稳定导热条件及温度分布如图 2 所示，画出 q1 及 q2 的方向；比较 q1 及 q2 的大小；比较 1 及 2 的大小。5.在某传热过程中，热量自高温流体一侧穿过壁面传递到另一侧的低温流体处。该过程中壁面为平壁，而且是一维无内热源的。两侧的换热系数均为常数，低温侧的流体温度保持常数。如果高温侧的流体的温度做周期性变化，试分析传热量能否采用如下的公式进行计算：Q=FK(tf1-tf2) K=(1/1+ / +1/2) 其中：F 为传热面积，K 为传热系数，1 和2
4、 为两侧的对流换热系数， 和 分别为平壁的厚度和导热系数，t f1和 tf2为两侧流体的温度。三、计算题（每题 15 分，共 75 分）1.薄壁球空腔内表面 F2 包围着另一球体表面 F1，组成了封闭空间。已知两表面发射率分别为 1=2=0.8，直径 d1=0.125m，d2=0.5m,表面 F1的温度为 t1=427,表面 F2的外侧空气温度为 tf=37。设表面 F2的外侧对流换热量为同侧的辐射换热量的 5倍。试计算表面 F1和表面 F2之间的辐射换热量。 （不计封闭空间的对流换热及薄壁球的导热热阻）2.水以 2.5m/s的速度，在内径为 20mm、长度为 3m的管内流动，进口处水温为 2
5、0，管壁温度保持 40，试确定出口处的水温。水在定性温度 t=25时的物性参数：=0.609w/(m.k) Cp=4.178kJ/(kg.k) =997kg/m 3 v=0.90610-6m2/s f=90310-6kg/(m.s) Prf=6.22 w=653.310 -6kg/(m.s) Prw=6.22管内受迫对流准则关联式：Ref=1041.210 5 Nuf=0.023 Ref0.8 Prf0.4 RefT2T-,板与周围流体间的对流换热系数为 a，板的导热系数为 ，板的横截面积为 f，横截面的周长为 U，试推导出板的温度分布；板的散热量。2.试用热辐射过程中的维恩位移定律求太阳的最
6、大辐射力以及相应的波长。设太阳为黑体，表面温度为 5700K。辐射过程中的物理参数为：普朗克第一常数为C1=3.743108w.m 4/m，普朗克第二常数为 C2=1.439104m 3/k。3.有一圆柱直肋（如图 3所示） ，其外侧的总换热系数为 a，流体的温度为常数 tf,直肋高度为 L，导热系数为 ，肋根的温度为 t 。求该肋顶端的温度和总散热量（设肋顶端绝热，无内热源一维导热） 。4.已知两个互相垂直的正方形表面的温度分别为 T1=103K,T2=500K。如图 4所示，其黑度分别为 1=0.6，2=0.8，该两表面位于一绝热的房间内，试计算表面与表面之间的角系数 X1，2 以及此两表
7、面的净换热量 Q。5.在一个蒸汽-空气热交换器中，采用干饱和蒸汽来加热空气。设空气的流量为 5kg/s，空气的初始温度为 15，干饱和蒸汽的饱和温度为 135。换热过程中的传热系数为40w/(m2.),换热器的换热面积为 55 m2。空气的比热 Cp=1005J/(kg.k)。试求：换热器中的流体的温度随换热面积的变化曲线；换热器中的空气出口温度和热交换器的热交换量。2003年同济大学招收攻读硕士研究生入学考试试题一、基本概念题（每题 5分，共 35分）1.何为临界绝缘直径？2.分析比较 Gr和 Re的特性和用途。3.何为传热过程的一般定解条件？4.简述对流换热过程中的相似理论，并说明使用方法
8、。5.何为对流换热系数 h的微分方程式？6.写出辐射换热表面热阻和空间热阻的定义式，并解释物理含义。7.简述辐射换热中角系数的定义和特性。二、简析题（每题 8分，共 40分）1.一维稳态常物性无热源平壁面中的导热过程，在给定第一类边界条件时，温度分布表达式为：t=tw1-( tw1-tw1)x/(其中为 tw1和 tw2)两侧壁面温度，x 为坐标， 为壁厚度） 。为何式中温度分布无导热系数项？2.已知在某球壁中进行径向一维稳态常物性均匀分布热源的导热过程，设内外边界条件均为第三类边界条件，试简析该问题并建立模型求解。3.某表面接受太阳辐射性能不佳，在改涂颜色后辐射换热性能大大提高。问该表面放在
9、室内时，不同色彩对辐射换热有何影响？4.在逆流布置管壳式换热器中，如果热流体由饱和状态放热到过冷态，冷流体由过冷态被加热到饱和态。试简析这一换热过程，并导出对数平均温度差的计算公式。5.分析在传热表面的两侧分别布置肋表面时，对传热过程的影响有哪些？三、计算题（每题 15分，共 75分）1.某铜导线的直径为 3mm，每米长的电阻为 0.002。如果该导线外面包有厚度为 1mm和导热系数为 0.15w/(m)的绝缘层，其使用温度为 0到 65，求该导线中可以通过的最大电流为多少？2.管道内的气流温度可以采用热电偶进行测量。已知管道壁面的温度为 90，气流与热电偶头部间的对流换热系数为 50 w/(
10、m2)，热电偶头部辐射率为 0.6，裸露热电偶温度测量值为 170。试求气流温度以及测温的误差，并分析减少测温误差的方法和传热学原理。3.在两块小间距平行无限大平板之间进行辐射换热。设其均为漫灰表面，辐射率均为0.8，温度分别为 527和 27。试求各板的自身辐射、有效辐射、入射辐射、反射辐射和辐射换热量。4.初试温度为 25的热电偶放入 200的气流中，如果欲使热电偶头部的时间常数 c小于 1s，则热电偶头部的直径应为多少？（时间常数为 CpV/Fa） 。设气流与热电偶之间的对流换热系数为 350 w/(m2)，热电偶头部材料的参数为：=20 w/(m2)，=8500kg/m 3, Cp=4
11、00J/（kg） ，辐射率 =0.85。外界温度为 25，与外界辐射换热系数为 ak=25 w/(m2)。5.某平行平壁面之间有常压空气。一侧壁面温度为 40，另一侧壁面温度有变化，最小值为 40，最大值为 80。求该平行壁面之间的最大与最小换热量的比值。平壁间距为16mm。空气物性参数为常数：=0.029 w/(m)，v=1.910 -5m2/s，Pr=0.7。对流换热准则方程：Nu=0.212(Gr.Pr) 0.25。2006年同济大学招收攻读硕士研究生入学考试试题一、基本概念题（每题 5 分，共 40 分）1.何为傅里叶定律及其物理意义？2.肋片效率的概念，以及提高肋片效率的措施。3.对
12、流换热微分方程与第三类边界条件方程的区别。4.何为膜状凝结、珠状凝结，以及两者的区别？5 解释名词：辐射强度 重辐射6.角系数的定义， “角系数是一个纯几何因素，无论是对黑体还是别的物体” ，这一结论是基于什么条件得出的？二、简答题（每题 7 分，共 35 分）1.在稳态导热过程中，什么情况下温度分布与 有关，什么情况下又无关？2.两个无限大平壁相交成一无限长柱体，外界为第三类边界，推导出三维立方体非稳态导热立方体顶角上的一点的离散方程。外界流体温度 tf ，系数 ，用隐式差分表达并画图。3.简述 Pr 数对外掠平板的边界层厚度、速度梯度、温度梯度、以及局部换热系数的影响。4.热交换器中，热流
13、体由过热蒸汽冷却成饱和液体再到过冷液体，冷流体无相变，画出逆流顺流温度随 A 的变化图。三、计算题（每题 3 分，共 15 分）1.热电偶的 P、C 与流体的 h时间常数为 1s时的直径 c 为 1s的热电偶初温 t0放入 300的流体中升至 299时的时间 环境 tam=_ 发射率 =_ ，当电偶显示295时，流体的实际温度是多少？2.外掠平板层流局部 Nux紊流，全板长 Nu，已知 Re为对流，求紊流局部 Nux变换器 逆流 油从 100降温到 60，同时冷水从 20被加温到 50，已知油 C,，k,传热面积A 有污垢时，Kf=流体入口处温度、流量不变，求 ，t1，t2（水和油出口温度） 。3.四面体的内表面均为漫射灰表面，其中 3个表面的温度和发射率都已确定，第四个表面是绝热表面，试确定热表面 4的温度。 =700K,1=0.7 2=500K,2=0.5 T3=300K,3=0.3 4.大空间自然对流，吸热板 90，X m 求散热无玻璃时 （课本上有相似的题，亦考察物性温度，特征长度的选取，公式的记忆）
