2018年东北大学材料与冶金学院834传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、基本概念
1． 换热器。
【答案】用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置统称为换热器。
2． 定性温度
【答案】定性温度是指用以确定特征数中流体物性的温度。
3． 本身辐射与有效辐射
【答案】本身辐射是指物体单位时间内单位表面积上的半球空间的所有方向辐射出去的全部波长范围内的能量称为辐射力, 单位为射能, 单位为
。
。有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐
二、计算题
4． 有一3m ×4m 的矩形房间，高2.5m , 地表面温度为27℃，顶表面温度为12℃。房间四周的墙壁均是绝热的，所有表面的发射率均为0.8, 试用网络法计算地板和顶棚的净辐射换热量和墙表面的温度。
【答案】设地面为表面1，顶面为表面2，四周墙壁为表面3, 则:
5． 在一块厚金属板上钻了一个直径为d=2cm的不穿透的小孔，孔深H=4cm, 如图1所示。设孔的表面是发射率为0.6的漫射体，整个金属块处于500℃的温度下，环境温度为20℃, 试确定从孔口向外界辐射的能量。
图1
【答案】补充一假想表面1，其辐射换热网络图如图2所示。
图2
则:
所以有:
6． 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。
因为1表面为非表面，则
图
【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:
7． 两根不同直径的蒸汽管道，外面都覆盖一层厚度相同、材料相同的保温层。如果管子表面以及保温层外表面的温度都相同，试问:两个管子每米长度的热损失相同吗？请证明你的看法说法是正确的。
【答案】不同。设管子外径分别为和
且
，保温层厚为
则有:
由于
所以
。
8． 温度为800K 不透射的灰表面，其黑度为0.4，问:对于来自900K 的黑体辐射源，其反射率为多少？
【答案】因为是灰体，所以
由于灰表面不透射，有
所以，
9． 一厚为20cm 的平壁，一侧绝热，另一侧暴露于温度为30℃的流体中，内热源：
对流换热表面传热系数为
试确定平壁中的最高温度及其位置。
【答案】由题意知该问题是具有内热源的一维导热问题，其导热微分方程为：
平壁的导热系数为
边界条件：
解微分方程得该平壁内的温度场：
温度最高处：