青岛科技大学2017年硕士研究生入学考试试题2017传热学.pdf

第 页 （ 共 3页 ）1青 岛 科 技 大 学二 一 七 年 硕 士 研 究 生 入 学 考 试 试 题考 试 科 目 ： 传 热 学注 意 事 项 ： 1 本 试 卷 共 2 道 大 题 （ 共 计 15 个 小 题 ） ， 满 分 150 分 ；2 本 卷 属 试 题 卷 ， 答 题 另 有 答 题 卷 ， 答 案 一 律 写 在 答 题 卷 上 ， 写 在 该 试 题 卷 上 或 草纸 上 均 无 效 。 要 注 意 试 卷 清 洁 ， 不 要 在 试 卷 上 涂 划 ；3 必 须 用 蓝 、 黑 钢 笔 或 签 字 笔 答 题 ， 其 它 均 无 效 。 一 、 填 空 题 （ 每 空 1.5 分 ， 共 30 分 ）1、 求 解 导 热 问 题 的 第 二 类 边 界 条 件 规 定 了 任 何 时 刻 物 体 边 界 上 的 _， 而 第 三 类 边 界 条 件 规定 了 边 界 上 物 体 与 周 围 流 体 间 的 _以 及 周 围 流 体 的 _。2、 反 映 导 热 过 程 中 材 料 的 导 热 能 力 与 沿 途 物 质 储 热 能 力 之 间 的 关 系 ， 描 述 非 稳 态 导 热 过程 进 行 程 度 的 无 量 纲 准 则 数 是 。3、 相 似 原 理 指 出 ， 凡 同 类 现 象 ， 若 相 等 ， 且 相 似 ， 那 么 这 两 个 现 象 一 定 相 似 。4、 研 究 对 流 传 热 的 方 法 也 就 是 获 得 对 流 传 热 面 表 面 传 热 系 数 h 表 达 式 的 方 法 ， 主 要 有 4 种 方 法 ，分 别 是 分 析 法 、 比 拟 法 、 和 。5、 流 体 的 运 动 边 界 层 必 然 影 响 流 体 的 对 流 传 热 ， 为 此 传 热 学 中 引 入 普 朗 特 数 来 表 征 这 一 影 响 因素 ， 普 朗 特 数 被 定 义 为 和 的 相 对 厚 度 。6、 如 果 流 体 在 被 加 热 或 冷 却 的 过 程 中 发 生 了 相 态 的 变 化 ， 则 称 为 相 变 对 流 传 热 ， 工 程 上 最 常 见的 相 变 对 流 传 热 为 和 _。7、 普 朗 克 定 律 描 述 黑 体 的 光 谱 辐 射 力 与 和 的 关 系 。8、 角 系 数 的 性 质 是 通 过 代 数 法 来 求 解 角 系 数 的 基 础 ， 其 主 要 性 质 有 ： （ 1） ； （ 2） ；（ 3） 。9、 基 尔 霍 夫 定 律 把 关 系 到 辐 射 换 热 能 量 收 支 的 重 要 指 标 和 联 系 了 起 来 ， 是 描 述实 际 物 体 辐 射 行 为 的 重 要 关 系 之 一 。第 页 （ 共 3页 ）2二 、 计 算 题 （ 每 题 20 分 ， 共 120 分 ）1、 为 了 减 少 散 热 损 失 和 保 证 安 全 工 作 ， 经 常 在 蒸 汽 管 道 的 外 面 覆 盖 保 温 层 ， 现 有 一 外 直 径 为133mm 的 蒸 汽 管 道 ， 管 道 外 壁 面 的 温 度 为 400 ， 按 照 保 温 节 能 要 求 ， 保 温 材 料 的 外 侧 温 度 不能 超 过 50 。 加 入 水 泥 珍 珠 岩 制 品 作 为 保 温 材 料 ， 其 导 热 系 数 为 0.0651+0.000105 ct W/(m K) ， ct 为 材 料 的 平 均 温 度 ， 把 每 米 长 管 道 的 热 损 失 /l 控 制 在 465W/m之 下 ， 问 保 温 材 料 厚 度 应为 多 少 ？2、 直 径 为 1mm 的 金 属 丝 置 于 温 度 为 25 C 的 恒 温 油 箱 中 ， 其 电 阻 值 为 0.01/m。 电 流 强 度 为120A的 电 流 突 然 经 过 此 导 线 并 保 持 不 变 ， 导 线 表 面 与 油 之 间 的 表 面 传 热 系 数 为 550 2W/(m K) 。当 导 线 温 度 稳 定 后 其 值 为 多 少 ？ 从 通 电 开 始 瞬 间 到 导 线 温 度 与 稳 定 值 相 差 1 C 所 需 要 的 时 间 为多 少 ？ 设 表 面 传 热 系 数 为 常 数 并 保 持 不 变 ， 导 线 的 500J/(kg K)c ， 38000kg/m ，=25 W/(m K) 。3、 在 一 台 缩 小 成 为 实 物 1/8 的 模 型 中 ， 用 20 的 空 气 来 模 拟 实 物 中 平 均 温 度 为 200 空 气 的 加 热过 程 。 实 物 中 空 气 的 平 均 流 速 为 6.03m/s， 问 模 型 中 的 流 速 应 为 多 少 ？ 若 模 型 中 的 平 均 表 面 传 热系 数 为 195W/(m2K)， 求 相 应 实 物 中 的 值 。 在 这 一 实 验 中 ， 模 型 与 实 物 中 流 体 的 Pr 数 并 不 严 格 相等 ， 你 认 为 这 样 的 模 化 实 验 有 无 实 用 价 值 ？ 空 气 在 20 和 200 是 的 物 性 参 数 分 别 为 ：20 ： 2259 10 W m K. ， 6 21506 10 m s. ， 0703Pr .200 ： 2393 10 W m K. ， 6 23485 10 m s. ， 0680Pr .4、 水 流 过 长 l =5m、 壁 温 均 匀 的 直 管 时 ， 从 ft =25.4 被 加 热 到 ft =34.6 。 管 子 的 内 直 径d=20mm， 水 在 管 内 的 流 速 为 2m/s， 求 表 面 传 热 系 数 和 平 均 管 壁 温 度 。 已 知 ： 管 内 对 流 传 热 关联 式 为 4.08.0 PrRe023.0Nu fff ， 适 用 范 围 为 中 等 温 差 ， 水 的 物 性 参 数 如 下 。第 页 （ 共 3页 ）35 、 已 知 面 积 为 3 21 10 mA 的 小 表 面 是 漫 发 射 体 ， 测 得 法 向 发 射 的 全 波 长 强 度 为2n 5000W (m sr)I 。 从 表 面 发 射 的 辐 射 被 另 外 的 三 个 面 积 为 22 3 4 1 cmA A A 的 表 面 拦 截 ，它 们 离 1A 的 距 离 是 0.1m， 方 位 情 况 见 下 图 。 试 求 ：（ 1） 在 每 个 方 向 上 的 发 射 辐 射 强 度 ；（ 2） 从 1A 观 察 的 这 三 个 表 面 所 对 的 立 体 角 ；（ 3） 从 1A 发 出 分 别 落 到 2A 、 3A 与 4A 的 辐 射 能 量 。计 算 题 5 图6、 在 内 直 径 为 5mm、 发 射 率 为 0.7 的 圆 管 内 放 入 直 径 为 0.25mm、 发 射 率 为 0.8 的 电 热 丝 。 假 如电 热 丝 的 温 度 为 300 ， 管 子 内 壁 的 温 度 为 100 ， 管 内 为 真 空 ， 求 单 位 长 度 电 热 丝 消 耗 的 功 率 。如 在 电 热 丝 和 管 子 间 加 上 发 射 率 为 0.6、 直 径 为 2.5mm 的 薄 壁 管 ， 其 他 条 件 不 变 ， 求 此 时 单 位 长度 电 热 丝 消 耗 的 功 率 。