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2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之传热学考研基础五套测试题

  摘要

一、简答题

1. 两滴完全相同的水珠分别落在120℃和400℃的铁板上,哪一滴先汽化掉,说明原因。

【答案】落在120℃铁板上的水珠先汽化。因为120℃铁板上的水珠在核态沸腾区换热强,400℃铁板上的水珠位于稳定膜态沸腾,热量要经过热阻较大的气膜,换热系数非常小。

2. 工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋? 何时两侧同时加肋?

【答案】(1)当传热壁一侧

时,该侧加肋可强化传热;

(2)当传热壁两侧Bi 都小于0.1时,则两侧都可加肋。

加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近,这样强化传热效果好。当壁面两侧均

一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时,在热阻大的一侧加肋效果较好。

3. 用一只手握住盛有热水的杯子,另一只手用筷子快速搅拌热水,握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。

【答案】用一只手握住盛有热水的杯子,手所感受到的是杯子外壁面的温度。不搅拌时,杯中的水与杯子间为自然对流传热,这种情况下的对流传热系数相对较小,杯子外壁面的温度相对较低;当另一只手用筷子快速搅拌热水,水在杯中随着搅拌而旋转,水与杯子间的换热为强制对流换热,对流传热系数增大,水与杯子间的换热量增加,杯子外壁面的温度升高,因此握杯子的手会显著地感到热。

4. 已知导热物体中某点在密度矢量?

【答案】(1)矢量大小:

(2)矢量的方向余弦:

5. 为了测量管道中的气流温度,在管道中设置温度计。试分析由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差,并提出减少测温误差的措施。

【答案】(1)为了准确测量管道内气流的温度,必须减少由于干扰项引起的测量误差。高温条件下辐射换热对于气流温度的测量误差可达到8%〜10%,因此必须采取措施去除辐射换热的影

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三个方向上的热流密度分别为如何获得该点的热流

响。

(2)减少测温误差的措施:加辐射隔热板。加上辐射隔热板后可将误差减小到0.5%左右(见图)。

6. 有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用诺谟图计算所得的结果是错误的。其理由是:诺谟图表明,物体中各点的过余温度的比值仅与几何位置及看法?请说明其理由。

【答案】这种看法不正确,因为随着时间的推移,虽然物体中各点过余温度的比值不变,但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。

有关,而与时间无关。但当

时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。你是否同意这种

二、计算题

7. 画出如下热量传递过程中物理参数的变化曲线:(1)逆流式换热器(流体沿换热面的温度变化。(2)顺流式换热器(以及壁面温度的变化。

【答案】变化曲线如图所示。

)冷、热

)冷、热流体沿换热面的温度变化,

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8. 如图所示,在晴朗的夜晚,天空的有效辐射温度可取为-70℃。假定无风且空气与聚集在草上的露水间的对流换热表面传热系数为

试计算为防止产生霜冻,空气所必须具有的

最低温度。计算时可略去露水的蒸发作用,且草与地面间无热传导,并取水的发射率为1.0。

【答案】露水与太空间因辐射换热失去热量,与空气间因对流换热获得热量,热平衡时,得热量应等于失热量。为了防止霜冻,露水表面温度必须满足

已知

:

的条件。

空气对露水的加热量为:

因为:则:

空气必须具有的最低温度为:

室外温度

9. 求传热过程的总热阻、传热系数、散热量和内外表面温度。已知:

室内温度

【答案】

因故

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墙的导热系動

内壁表面传热系数

,外壁传热系数