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1、2002传热学一、简答1）试指出导热系数和热扩散系数各种从什么地方定义出来，它们各自的 物理意义如何，你能说出它们的区别吗？2）微分方程的无量纲化可以产生无量纲的准则，试问雷诺数Re、贝克莱数Pe各自是从什么微分方程中导出的，它们各自的物理意义如何？3）边界层能量方程形式为卩。5理+ v理）竺中，试指出各项反映出的物p dx dy 內2理过程的实质？这是什么类型的偏微分方程，其物理特征如何？4）在液体沸腾过程中一个球形气泡存在的条件是什么？为什么需要这样 的条件？5）什么是定向辐射强度，试讨论黑表面、灰表面和非金属固体表面的辐 射强度在半球空间上的变化规律，同时指出哪些表面是等强辐射表面。二、
2、分析1）某一厚为6的一维导热平板，已知平板表面一侧进入的热流密度为qf 而温度则为1；。在这个温度范围内导热系数与温度关系为入=1/0 t,求 平板内的温度分布和平板另一侧的温度表达式。2）物体长期置于温度恒为T的空气。物体中强度为q W/m3的内能热源,OO丄V并在某一时刻开始产生热量。内热源一开始产生热量，物体就在空气中升温。物体的体积为V,表面积为F,密度为P ,比热容为c ,与周围 p环境的总换热系数为a o如该物体内部导热热阻可以忽略，试列出该物 体升温过程中的导热微分方程，并求解。3) 有一根直径为d的长管温度保持在T ,而温度为I；的水以m的质量 W1流量从管内流过，今假设水与管
3、壁间的换热系数保持不变，试导出水温沿管长方向X的变化关系。三、1)有一支插入装油的铁套管中的水银温度计用来测量贮气罐内的空 气温度。设温度计的读数是铁套管底部的温度。已知温度计读数 T =100C,铁套管与贮气罐连接处的温度是 T =50Co铁套管的长度h0h= 140mm,外径d0=10mm,管壁厚度& =lmm,铁的导热系数入=58.2W/(m C)。从空气到铁套管的总换热系数0( =29.1 W/(m2 - C)O试求测 量误差。有人认为紫铜导热好，套管改用紫铜可以减少温差。如果其他 条件不变，铁套管改用紫铜套管后测量温差变化如何？2) 一根通有电流的直径0.2mm的金属丝，被20C的空
4、气以30m/s的速 度横向垂直吹过。由金属的电阻可推出金属系的温度为21.5Co改变气 流速度，使金属丝温度变成23.6CO求此时的气流速度。给出空气的物性值：入=0.0259W/(m C), v =15.06X 10-6m2/s, Pr=0.703； 及对流换热计算公式：Nu=0.683Re0.466Pr；3)有两块0.5mX0.1 m的平行平板，其间距为0.5m,其中一块平板的温 度为1000C,另一块平板的温度为500C o两块平板的黑度分别为0.2和 0.5,且X2= X?产0.285。如果四周的墙壁是处于绝热状态，试计算两个 平板之间辐射换热热流。如果上例中两平板之间的距离非常接近，再求 两平板之间辐射换热热流。试比较两者之间的差异，为什么会是这样？4) 有一个气体加热器，传热面积为11.5 m2,传热面壁厚为1mm,导热 系数为45 W/(m - C),被加热气体的换热系数为83 W/(m2 - C),热介质 为热水，换热系数为5300W/(m2 - C)；热水与气体的温差42C,试计算 该气体加热器传热过程的总热阻、传热系数以及传热量，同时分析各个 分热阻的大小，并指出应从哪个方面着手来增加该加热器的传热量。
