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1 / 2 西 安 建 筑 科 技 大 学 2019 年攻读 硕士学位研究生 招生 考试试题 (答案书写在本试题纸上无效。考试结束后本试题纸须附在答题纸内交回 ) 共 2 页 考试科目 : （ 812）传热学 适用专业 : 供热、供燃气、通风及空调工程、建筑学、建筑与土木工程 一、 分析简答题（共 9题，每题 6分，共 54分） 1、 如图 1所示的双层平壁中，导热系数 12、 为定值，假定过程为稳态，试分析图中三条温度分布曲线所对应的12和 的相对大小。 2、无内热源，常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为： 22 cost y x 。试说明该导热物体在 0x ， 1y 处的温度是随时间增加逐渐升高，还是逐渐降低？ 3、 试分析管内湍流强制对流换热，管径不变，流速增加一倍时，表面传热系数 h 如何变化？若管径缩小一半，体积流量等其他条件不变时， h 又如何变化？ 4、热水在两根管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大？为什么？ 5、在电厂动力冷凝器中，主要冷凝介质是水蒸气，而在制冷剂（氟利昂）的冷凝器中，冷凝介质是氟利昂蒸气，其表面传热系数较小。在工程实际中，常常要强化制冷设备中的凝结换热，而对电厂动力设备一般无需强化。试从传热角度加以解释。 6、当大气中的二氧化碳和水蒸气的比例增加时，会出现大气温室效应，试说明其原因。 7、如图 2 所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，试指出 ， ， 三处何处的定向辐射强度最大？何处辐射热流最大？ 并说明理由。 假设 ， ， 三处所张立体角相同。 8、 如图 3 所表示的表面间的角系数是否可表示为： 3 ,(1 2 ) 3 ,1 3 ,2X X X (1 2 ) ,3 1,3 2 ,3X X X 如有错误，请予以更正，并说明理由。 9、 试说明珠状凝结比膜状凝结的传热系数高的原因； 在 安装新空调时，在充灌制冷剂之前，往往要对系统进行 抽真空。试利用凝结换热的有关知识，说明这样做的理由。 二、（ 22 分）有一矩形截面直肋一维稳态导热。已知肋片壁面和周围流体之间的表面传热系数为 h ，流体的温度为 ft ，肋片根部温度为 0t ，肋端绝热，肋片宽度为 L ， 肋片高度为 l ，肋片导热系数为 ，肋片厚度为 ，无内热源。试解答如下问题： （ 1） 列出肋片温度 t 随着肋片高度方向 x 变化的微分方程式，并写出其单值性条件。（ 7 分） （ 2）画出网格图： 6等分直肋 , 得到 7个节点；（ 3分） （ 3）列出 2个端部节点（即第 1个节点和第 7个节点）及中间节点（即第 4个节点）的离散方程 。 （ 12分） 2 / 2 三、计算题（共 4题，共 74分） （ 注意： 计算题中可能用到的有关参数和实验准则关联式见附录一、附录二。） 1、（ 12 分）某房屋外墙厚 =360mm，墙的导热系数 =0.61 W/(mK) 。室内温度为 f1 20t ， 室外温度为 f2 10t ，内、外墙面与空气之间的 表面传热系数分别为 h80 2W/(m K) 和 h2=120 2W/(m K) ，并已知墙高 2.8m，宽 3m。试计算传热过程的传热系数 k ，墙的散热量 及墙的内 、 外表面温度 w1t 和 w2t 。 2、（ 20分）有一根外径为 30mm 的圆棒， 水平 置于房间正中散热，圆棒的表面发射率为 0.8，表面温度保持恒定，为 373，房间内墙体和空气的温度均为 27，试求：单位长度的圆棒散热量。 3、（ 18分） 一个蒸汽电厂的冷凝器中有 1000N 根黄铜管，黄铜管的导热系数 K)W /(m110 t ，内外直径分别为 ， mm25i d mm28o d 。蒸汽在管子外表面凝结时的表面传热系数为K)W /(m10000 2o h 。 （ 1）如果用水泵使来自河水中的冷却水以 kg/s400w m 通过冷凝器所有黄铜管，则基于单根管道的外表面的总传热系数 k 是多少？ （ 2）如果从河水中抽取的水的温度为 20，要使压力为 0.0622MPa，流量为 10kg/s的蒸汽凝结，则相应的冷凝器的出口水温为多少？ 4、 （ 24分）一逆流套管换热器，其中油从 100冷却到 60，水由 20加热到 50，传热量为42.5 10 W ，传热系数为 2350W/(m K) ，油的比热容为 2.131 kJ/(kg K) ，求传热面积。如使用后产生污垢，污垢热阻为 20.004(m K)/W ，流体入口温度不变，问此时换热器的传热量和两流体的出口温度为多少？ 已知逆流时： 附录一： 200的空气的物性参数如下： 2 6 23 . 9 3 1 0 W / ( m K ) = 3 4 . 8 5 1 0 m / s P r 0 . 6 8 ， ， 换热实验关联式为 :1 474N u 0 . 4 8 ( P r ) ( 1 0 P r 1 0 )G r G r 附录二 ： 水的物性参数如下： 冷却水： 6.6Pr K)W / ( m60.0 k g / m1000/m)(N106.9K)J / ( k g4180324p ， ， sc 饱和水蒸气（ M Pa00622.0p ）： 0.73s t ， k J /k g0.2414r汽化潜热 。 管槽内流动换热实验关联式为： 0 .8 0 .4N u 0 .0 2 3 R e P r m inm a xm in m inm a x m a x1 e x p (1 )1 e x p (1 )CNT UCCCNT U
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