67 传热学期末考试（试卷1）.pdf

第1页：传热学期末考试试卷（考试时间

传热学期末考试试卷（考试时间：150分钟）一、简答题（每题6分，共42分）1.如图1所示圆台，其上，下表面分别维持常温t1和t2，且t1>t2。

材料导热系数与温度的关系为入=入0(1+bt),b<0，入0>0；

圆台侧面绝热。

假定圆台中发生xdx方向的一维稳态导热，试分析导热量Φ、热流密度q、温度变化率dt和导热系数入是随x的增大而增大还是减小，或是不变。

t1,A1t2,A2xr绝热O图12一块厚度为2δ的金属板，在加热炉中被加热到均匀温度t0。

在初始瞬间将它置于温度为t的流体中进行冷却，流体与板表面的表面传热系数为h。

试针对Bi<<1、Bi>>1和Bi为中等大小的三种情况，在同一张图上画出金属板表面温度tw随时间τ变化的示意性曲线，并简要说明。

3对由导热系数分别为入1和入2的两种材料组成的双层大平板中的有内热源（均匀内热源强度为Φ）一维稳态导热问题进行数值计算，节点P设置在两种材料

第2页：的交界面上，如图

的交界面上，如图2所示。

试用热平衡法建立节点P的离散方程（有限差分方程式，不需整理）。

x入1入2WEΔx2Δx1P图24管内强制对流换热时，尖角入口效应修正系数cl≥1，弯管修正系数cr≥1，流体横掠管束时管排修正系数cn≤1，为什么？

5电厂中高温过热器，采用管外的高温烟气来加热管内的蒸汽。

有位工程师提出用纵向内肋管替代光管。

试问该工程师提出此建议的目的是什么？

并简述其理由6安装新空调时，在充灌制冷剂之前，往往要对系统抽真空。

请阐述这样做的理由。

7两种材料a和b的吸收光谱如图3，如选其中一种材料作用太阳能集热器表面覆盖层，应选用哪一种材料？

为什么？

2460.050α入1.00.85入/μmab

第3页：图3二．计算题（共58分）1.

图3二．计算题（共58分）1.（18分）将一钢球加热到854℃，然后将其置于25℃的空气中缓慢冷却退火。

经720s后测得钢球表面温度为210℃。

假定符合采用集总参数法进行简化处理的条件，试：(1)确定钢球温度随时间的依变关系；

• (2)根据钢球物性参数入=32W(m×K)、ρ=7830kgm3、c=0.460kJ(kg×K)，以及钢球表面与空气间的表面传热系数h=15W(m2×K),确定钢球的直径(准确到0.1mm)；
• (3)确定0~720s内钢球对空气的放热量。
• 2.（20分）有一长×宽为3m×4m、高2.5m的房间，地面温度为27℃，天花板表面温度为12℃，房间四周侧墙均绝热，所有表面发射率为ε=0.8。

试求地面与天板间的净辐射换热量及侧墙表面的温度，已知地面对天花板角系数为0.288。

• 3.（20分）质量流量为2000kgh的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从t1=80℃被冷却至t1=30℃，其比定压热容cp1=2.093kJ(kg×K)。

t2=20℃的冷水在盘管外流动用来冷却变压器油。

出口处水温t2=25℃，水的比定压热容cp2=4.174kJ(kg×K)。

水侧表面传热系数为580W(m2×K)，油侧表面传热系数为150W(m2×K)。

钢盘管的导热系数为40W(m×K)，管外侧污垢热阻为

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0.0007m2×KW，忽略管内侧污垢热阻。

若盘管的曲率半径（螺旋管弯曲半径）为0.2m，管的外径×壁厚为57mm×3.5mm。

求螺旋盘管的最小长度、盘数与水的质量流量。