1、傳熱學課程考試題學 校 系 別 考試時間 150分鐘專業班號 考試日期 年 月 日姓 名 學號 題 號簡 答 題計 算 題總 分123456123得 分一、問答題 (42分，每小題7分) 圖11 圖1示出了常物性、有均勻內熱源 、二維穩態導熱問題局部邊界區域的網格配置，試用熱平衡法建立節點0的有限差分方程式（設）。2 蒸氣與溫度低于飽和溫度的壁面接觸時，有哪兩種不同的凝結形式？產生不同凝結形式的原因是什么？3 有人說：“常溫下呈紅色的物體表示該物體在常溫下紅色光的光譜發射率較其它單色光（黃、綠、藍等）的光譜發射率高”。你認為這種說法正確嗎？為什么？4 一塊厚度為的大平板，與溫度為的流體處于熱平

2、衡。當時間時，左側流體溫度升高并保持為恒定溫度。假定平板兩側表面傳熱系數相同，當時，試確定達到新的穩態時平板中心及兩側表面的溫度，畫出相應的板內及流體側溫度分布的示意性曲線，并做簡要說明。5 有人說，在電子器件的多種冷卻方式中，自然對流是一種最可靠（最安全）、最經濟、無污染（噪音也是一種污染）的冷卻方式。試對這一說法作出評價，并說明這種冷卻方式有什么不足之處？有什么方法可作一定程度的彌補？6 強化空氣水換熱器傳熱的主要途徑有哪些，請列出任意三種途徑？二、計算題 (58分)1 (18分) 一塊大平板，厚度，有內熱源，平板中的一維穩態溫度分布為，式中，。假定平板的導熱系數，試確定：（1） 平板中內

3、熱源之值；（2） 和邊界處的熱流密度。2 (15分)圖3冷卻水飽和蒸氣圖2 有一圓柱體，如圖2所示，表面1溫度，發射率，表面2溫度，發射率，圓柱面3為絕熱表面，角系數。求：（1）表面1的凈輻射損失；（2）絕熱面3的溫度。3 (25分) 為了得到熱水，0.361 MPa (ts=140) 的水蒸氣在管外凝結（如圖3所示），其表面傳熱系數。冷卻水在盤管內流動，流速為，黃銅管外徑為，壁厚為，導熱系數為，盤管的彎曲半徑為。冷水進換熱器時的溫度為，加熱到。試求所需的換熱面積及盤管長度。不計管內入口效應修正及溫差修正。附注：(1) 管內湍流強制對流換熱實驗關聯式為： (流體被加熱n=0.4；流體被冷卻n=

4、0.3)(2) 60oC時水的物性：983.1 kg/m3, cp=4.179 kJ/(kg ·K)，=65.9×10-2 W/(m ·K)， =0.478×10-6 m2/s， Pr=2.99；(3) 彎管修正系數：2002年秋季九校聯考傳熱學參考答案及評分標準一簡答題12.當凝結液體能很好地潤濕壁面時，在壁面上將鋪展一層液膜，這種凝結方式稱為膜狀凝結。當凝結液體不能很好地潤濕壁面時，凝結液體在壁面上形成一個個液珠，且不斷發展長大，并沿壁面滾下，壁面將重復產生液珠、成長、滾落過程，這種凝結形式稱為珠狀凝結。3不正確。因為常溫下物體呈現的顏色是由于物體對

5、可見光中某種單色光的反射造成的。紅色物體正是由于物體對可見光中的黃、綠、藍等色光的吸收比較大，反射比較小，而對紅光的吸收比較小，反射比較大所致。根據基爾霍夫定律，可見紅光的光譜發射率較其他單色光的光譜發射率低而不是高。4時，內熱阻0，2tf tw1tctw2tft5. 電流通過電子器件時會產生焦耳熱，導致溫度上升，于是產生了周圍空氣自然對流的動力。這種冷卻方式無需外加動力，亦無噪聲，而且一旦停電，電子器件也就不工作了，因而也就不存在冷卻問題，因而說它是最可靠、最經濟、無噪聲污染的冷卻方式是合適的。自然對流冷卻方式的最大不足是其換熱強度低。一種彌補的方法是采用擴展表面，即在熱表面上加裝垂直放置的

6、肋片，以增加散熱面積。6空氣-水換熱器的主要熱阻在氣側，強化換熱主要從氣側入手。當氣側在管外流動時，可在管外加裝肋片。當氣側在管內流動，而氣側壓降有較大余量時，可提高氣體流速，也可采用螺紋管強化換熱。二計算題1. 解：(1) 直角坐標中常物性、有內熱源的一維穩態導熱微分方程式為 .(8分)(2) 根據傅里葉定律和給定的平板溫度分布，可得 x=0處絕熱.(5分).(5分)2解：Eb1R1J1R12R2J2R13R23J3Eb3(1), , , .(9分)(2) .(6分)3. 解：(1) 求管內表面傳熱系數定性溫度: 查物性:=983.1kg/m3， cp=4.179kJ/(kg·K)，=0.659W/(m