2018年东北大学冶金学院834传热学考研核心题库
● 摘要
一、计算题
1． 试利用热平衡法导出二维稳态导热：
（1）对流边界外部拐角节点方程式（图a ）; （2）对流边界内部拐角节点方程式（图b ）。
图 拐角节点示意图 （a ）外部拐角；（b ）内部拐角
【答案】（1）针对对流边界外部拐角节点（i ，j ）建立热平衡关系式，得
当网格均分，即
时，有：
当边界绝热时，即h=0，则节点方程简化为：
（2）针对对流边界内部拐角节点（i ，j ）建立热平衡关系式，得
取
得：
当边界绝热时，即h=0，则节点方程简化为：
2． 用热电偶测量管道中气体的温度，热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为
热电偶近似为球形，直径为0.2mm 。计算：插入10s 后，热电偶的过余温度为初始温
度的百分之几？已知热电偶材料的导热系数
【答案】判断本题能否利用集总参数法：
可用集总参数法。
则10s 的相对过余温度：
3． 一外径
密度
比热容
的蒸汽管道，蒸汽温度为400℃。管道外包了一层厚0.065m 的材料A ，测得
的材料B 。测得材料B 的外表面温度为30℃，
其外表面温度为40℃，但材料A 的导热系数无数据可查。为了知道热损失情况，在材料A 外又包了一层厚0.02m ，导热系数
内表面温度为180℃。试推算未包材料B 时的热损失和材料A 的导热系数
【答案】蒸汽凝结传热热阻和金属壁导热热阻可以忽略，对于绝热材料B :
则：
未包材料B 时的热损失：
4． 管内空气湍流强制对流换热时，
【答案】由题意可知
数与’，而
数有关。试以电加热方式加热管内空气的强制对，
。表面传热系数由下式确定:
流为例，说明在实验过程中应测定哪些物理量，并简略绘制出其实验系统图。
其中为加热量，管道外表面绝热良好
，度，
因此，实验过程中要测量的量包括:
；
和管道内壁温
（1）加热电流/和电压，由此获得加热量（2）流体进出口温度
为管道内壁平均温度，为流体平均温
（3）流体的流速
所有流体物性参数由
查取水的物性而得。
（4）管子几何尺寸:管内径d ，管长简单的实验系统如图所示。
1-实验段；2-绝热层；3-电加热器 4-热电偶；5-电流表；6-电压表
图
5． 一外径为100mm 的钢管横穿过室温为27℃的大房间，管外壁温度为100℃，表面发射率为0.85。试确定单位管长的辐射散热损失。
【答案】本题为空腔与内包壁面间的辐射换热。
因
则
6． 从宇宙飞船伸出一根细长散热棒，以辐射换热形式将热量散发到温度为绝对零度的外部空间，已知棒的表面发射率为
导热系数为
长度为1，横截面积为A ，截面周长为P ，根部温度为
试写出导热微分方程及边界条件。
【答案】对于细长散热棒，假设温度只在杆长方向变化，这属于一维稳态导热问题。分析厚度为dx 的微元段的导热：
微元段净导热：
微元段散热量：