清华大学2007年传热学期末考试题.pdf
考 研 高 分 咨 询 电 话 /微 信 : 13341004451xxxedu66清 华 大 学 本 科 生 考 试 试 题 专 用 纸 ( 试 题 A)考 试 课 程 传 热 学 2007 年 1 月 12 日班 级 姓 名 学 号一 、 选 择 题 : 将 选 择 出 的 答 案 写 在 题 前 的 方 括 号 内 。 (15 分 ) 1、 在 同 样 的 加 热 或 冷 却 条 件 下 : a) 物 体 内 部 各 处 温 度 差 别 愈 小 , 则 其 导 温系 数 a 值 愈 大 ; b) 物 体 内 部 各 处 温 度 差 别 愈 大 , 则 其 导 温 系 数 a 值 愈大 ; c) 导 热 系 数 值 及 热 容 量 c 愈 大 , 则 a 愈 大 。 2、 导 热 : a) 只 能 发 生 在 密 实 的 固 体 中 ; b) 只 能 在 固 体 和 静 止 的 流 体 中 发生 ; c) 只 能 在 固 体 和 上 面 温 度 高 下 面 温 度 低 的 流 体 层 中 发 生 ; d) 可 以在 固 体 、 液 体 及 气 体 中 发 生 。 3、 换 热 器 中 流 体 通 过 换 热 器 后 , 可 能 经 历 的 最 大 温 差 是 : a) 大 热 容 量 流 体的 进 出 口 温 差 ; b) 小 热 容 量 流 体 的 进 出 口 温 差 ; c) 冷 热 流 体 的 出 口 温差 ; d) 冷 热 流 体 的 进 口 温 差 。 4、 有 一 平 壁 传 热 过 程 , 左 侧 的 对 流 换 热 系 数 h 左 =2000W/( m 2 ) , 右侧 的 对 流 换 热 系 数 h 右 =10W/( m 2 ) , 平 壁 厚 =2m m , 导 热 系 数 =10W/( m ) , 要 想 增 强 传 热 过 程 应 从 何 处 着 手 : a) 提 高 h 右 ; b) 提高 h 左 ; c) 提 高 导 热 系 数 。 5、 夏 天 人 们 喜 欢 穿 白 颜 色 的 衣 服 , 是 因 为 白 颜 色 对 可 见 光 有 较 大 的 : a) 辐射 率 ; b) 吸 收 率 ; c) 透 射 率 ; d) 反 射 率 。二 、 简 要 回 答 下 列 问 题 : (35 分 )1、 何 谓 肋 片 效 率 ? 采 用 加 装 肋 片 来 强 化 换 热 , 对 肋 片 的 选 材 、 肋 片 的 形 状 和 肋 片效 率 有 何 要 求 ?2、 简 述 Bi 和 Fo 准 则 的 物 理 意 义 。 0Bi 和 Bi 时 , 一 维 平 板 非 稳 态 导 热 温 度分 布 的 特 点 ( 用 图 形 表 示 ) 。3、 简 要 画 出 大 空 间 沸 腾 换 热 的 沸 腾 曲 线 , 简 述 大 空 间 沸 腾 换 热 的 主 要 过 程 与 机 理 。4、 何 谓 物 理 现 象 相 似 ? 两 个 对 流 换 热 现 象 相 似 的 条 件 是 什 么 ? 相 似 原 理 对 解 决 传热 问 题 有 何 意 义 ?5、 太 阳 能 集 热 器 采 用 选 择 性 表 面 涂 层 , 它 对 太 阳 辐 射 的 吸 收 率 为 0.9, 它 本 身 的发 射 率 为 0.3, 这 一 现 象 是 否 违 背 基 尔 霍 夫 定 律 ? 为 什 么 ?第 1 页 /共 2 页考 研 高 分 咨 询 电 话 /微 信 : 13341004451xxxedu66三 、 计 算 题 : (50 分 )1、 集 总 参 数 法 将 初 始 温 度 为 20 的 热 电 偶 突 然 放 入 温 度 为 250 的 气 流 中 , 10秒 钟 后 热 电 偶 的 温 度 为 85 。 试 问 : 热 电 偶 的 温 度 上 升 到 180 需 要 多 少 时间 ? (12 分 )2、 傅 里 叶 定 律 一 个 细 长 金 属 杆 内 的 温 度 分 布 为 t e xL cos( )2 , 式 中 以 小 时计 , x 是 从 杆 端 算 起 的 坐 标 。 已 知 金 属 杆 的 导 热 系 数 为 45W m K , 杆 长为 L=1m 。 试 求 半 小 时 后 通 过 杆 中 间 面 ( x 0.5L) 处 的 热 流 密 度 。 (10 分 )3、 相 似 原 理 某 受 迫 对 流 换 热 设 备 , 其 中 空 气 的 流 速 为 0.5m /s, 空 气 的 平 均 温 度t Cf o80 ,现 在 拟 用 特 征 尺 寸 缩 小 成 1/5 的 模 型 进 行 实 验 研 究 , 模 型 中 的 空 气平 均 温 度 为 40 ,试 问 :模 型 中 的 空 气 速 度 为 多 大 才 能 保 证 模 型 中 的 换 热 过 程 与原 型 的 相 似 ? (12 分 )空 气 的 物 性 如 下 :t 20 40 60 80 100 120 106 2m s/ 15.06 16.96 18.97 21.09 23.13 25.45Pr 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.74、 辐 射 在 太 空 中 飞 行 的 宇 宙 飞 船 , 表 面 贴 有 厚 0.15m 、 导 热 系 数045.0 (m K)W 的 热 绝 缘 层 , 而 外 表 面 的 黑 度 为 0.04。 设 飞 船 内 空 气 温度 为 20 , 空 气 与 内 壁 间 的 对 流 换 热 系 数 为 6W/( m 2K) 。 试 求 飞 船 外 表 面 的温 度 。 (假 设 宇 宙 空 间 温 度 为 0K; 忽 略 飞 船 壁 面 的 导 热 热 阻 ) (16 分 )