07传热学试题B答案清华大学考研资料.doc

扬州大学试题 (2006－2007学年第 二 学期) 机械 学院 材料0501 班(年)级课程 传热学试卷B 题目 一 二 三 四 五 总分 得分 问答题:（42分,共6题，每题7分） 什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关? 什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素相关? 它们之间有什么区别? 答：物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力之比（1分），它与物体的种类、表面特征及表面温度相关（1分）。物体表面的吸收率是表面对投入辐射的吸收份额（1分），它不仅与物体的种类、表面特征和温度相关，而且与投入辐射的能量随波长的分布相关，也就是与投入辐射的发射体的种类、温度和表面特征相关（1分）。比较两者的相关因素不难看出它们之间的区别，概括地说黑度是物体表面自身的属性，而吸收率确不仅与自身有关情况有关还与外界辐射的情况紧密相连（2分）。 2.蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？产生不同凝结形式的原因是什么？ 答：当凝结液体能很好地润湿壁面时，在壁面上将铺展一层液膜，这种凝结方式称为膜状凝结。当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个液珠，且不断发展长大，并沿壁面滚下，壁面将重复产生液珠、成长、滚落过程，这种凝结形式称为珠状凝结。 3．试根据速度边界层和热边界层的概念，用量级分析的方法，从对流换热的能量微分方程导出二维稳态、常物性、不可压缩流体外掠平板层流边界层流动时的边界层能量微分方程。 答：能量方程为 边界层内、、为同一量级，即、、，而边界层则属于小的量级即、。于是有 量级 其中具有的量级应如下理解:等号两边应有相同的量级，如果不具有量级，则括号内产生一个很大量级的项。为使等号后面的量级为 ，故 右端括号内两项相比显然，边界层能量微分方程为： 一块厚度为的大平板，与温度为的流体处于热平衡。当时间时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度。假定平板两侧表面传热系数相同，当时，试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的温度，画出相应的板内及流体侧温度分布的示意性曲线，并做简要说明。 答：时，内热阻→0， 5．有人说，在电子器件的多种冷却方式中，自然对流是一种最可靠（最安全）、最经济、无污染（噪音也是一种污染）的冷却方式。试对这一说法作出评价，并说明这种冷却方式有什么不足之处？有什么方法可作一定程度的弥补？ 答：电流通过电子器件时会产生焦耳热，导致温度上升，于是产生了周围空气自然对流的动力。这种冷却方式无需外加动力，亦无噪声，而且一旦停电，电子器件也就不工作了，因而也就不存在冷却问题，因而说它是最可靠、最经济、无噪声污染的冷却方式是合适的。自然对流冷却方式的最大不足是其换热强度低。一种弥补的方法是采用扩展表面，即在热表面上加装垂直放置的肋片，以增加散热面积。 6．强化空气－水换热器传热的主要途径有哪些，请列出任意三种途径？ 答：空气-水换热器的主要热阻在气侧，强化换热主要从气侧入手。当气侧在管外流动时，可在管外加装肋片。当气侧在管内流动，而气侧压降有较大余量时，可提高气体流速，也可采用螺纹管强化换热。 第 2 页 第 3 页 第 1 页 学院___________ 系____________ 班级_____________ 学号____________ 姓名_____________ ------------------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线----------------------------------------------- 裁剪框 裁剪框 裁剪框 第 6 页 裁剪框 裁剪框 第 4 页 二、计算题 (58分) （18分）下图为一扇形区域中的二维、稳态、无内热源的导热问题，其一侧平直表面维持均匀恒定温度的表面绝热，其余表面与温度为的环境换热，表面传热系数为，为用数值法确定区域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长和划分计算区域，节点布置如图1所示。假定区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点1和7的离散方程（有限差分方程式）。（不要求整理） 裁剪框 第 5 页 2. （20分）直径为57mm的管道，管道外表面温度为100℃，将它用导热系数为0.071W/m?℃的石棉硅藻土材料保温。保温后保温层外表面温度不超过40℃，每米管道最大热损失不超过70W，试问该保温层材料至少有多厚？ 3. 有一圆柱体，如下图所示，表面1温度，发射率，表面2