68 传热学课程期末考试（试卷1答案题解）.pdf

第1页：传热学期末考试试卷答案题解一、简答题

传热学期末考试试卷答案题解一、简答题（每题6分，共42分）1.1．b<0 ,入将随t增大而减小，又t随x增加而减小，所以入将随x增加而增大。

q=-入dt，即dt=-q，因为q>0,入>0，所以dt<0。

q随x增大而减dxdx入dxdx小，入随x增加而增大，所以dt将随x增加而减小。

2．毕渥准则代表了固体内部单位导热面积上的导热热阻与单位表面积上的换热热阻(即外部热阻)之比。

若Bi<<1，意味着内热阻远小于外热阻，换热过程中温降主要发生在外侧流体，于是壁面温度将以较慢的速度接近于流体温度。

反之，Bi>>1，则壁面温度将以较快的速度接近于流体温度。

所以，tw随τ的变化应分别如下图所示。

twt0tOτBi<<1twt0tOτBi>>1Oτtwt0Bi为中等大小t

第2页：节点W和节点E向节点P的导热热流量分别为

• 3.节点W和节点E向节点P的导热热流量分别为：1×1WPt-t巾WP=入1心x(a)2×1EPt-t巾EP=入2心x(b)在稳态导热情况下，导入节点的净热流量应等于零：2巾WP+巾EP+Φ．心x1+心x2=0(c)将式(a)、(b)代入式(c)，可得到节点P的有限差分方程式：心x1+心x21212=02wPEPt-tt-t+Φ入+入心x心x．4．短管：δt，h→ht在入口段δ很薄，h较大。

随着δthℓ，hh，所以h≥1，即c≥1hrr弯管：二次环流使h，即c=hr≥1流体横掠管束时，管排的影响：由于尾流的作用，涡旋强化传热，使：h1<h2<h3<h4，所以chn hi=i=11n平均5.目的是为了降低高温过热器管壁温度。

因电厂高温过热器的管外烟气侧表面传热系数h1大大小于管内过热蒸汽侧表面传热系数h2，在管内壁上设置肋片，即肋片设置在h大的一侧，其作用是

第3页：2hA降低壁温

2hA降低壁温。

因为该侧换热热阻1减小，使该侧 t=t-twf2随之减小，壁温相应降低。

在高温过热器中主要热阻在烟气侧，因此将管内热阻减小时传热增强效果不显著。

6．避免不凝结气体对凝结换热的影响7.选用材料a。

太阳能集热器表面的覆盖层应能最大限度采集太阳辐射能，并尽可能减小其对流和辐射热损失。

因太阳辐射能主要集中在短波范围内，99％的能量集中在入=0.2~3μm范围，在这范围内材料(a)光谱吸收比(单色吸收率)大，而集热器表面的覆盖层向外界辐射热损失是在常温下的长波红外辐射，为了减小其表面辐射热损失，应取长波范围内α入小的材料，故选用材料a较合适。

二．计算题（共58分）1.（18分）(1)根据式τ00θ=t-tθt-t=exp-hρcr3有ρcr3=τ=720=480 shln(θ0θ)ln[(854-25)(210-25)]所以0θ480θ=exp-τh(2)由ρcr3=480

第4页：d=2r=6×480×h=ρc6×480

d=2r=6×480×h=ρc6×480×157830×0.460×103=1.20×10-4m=12.0mm30(3) E=4πr3ρc(t-t)=4×3.1416×(6.0×10-3)3×7830×0.460×103×(854-210)3=2098.7J钢球在720s时对空气的放热量等于其热力学能改变量，即<Δ0~720= Ε=2098.7J<Δ=<Δ0~720=2098.7=2.915Wτ7202.（20分）A=A=12m2，A=35m212311-0.80.8×12R==0.02083m-2，21R=REb1Eb2R1R12R2R13R23J1J2J3=Eb312R=11211=AX12×0.288=0.289m-2，X1,3=1-0.288=0.712AX1323R=R=11,311=0.117m-2=R12//(R13+R23)==0.1294m-2+12×0.7121110.2890.117×21净<Δ=-<Δ2净=R+R+R//(R+R)12σ(T4-T4)12121323=5.67×10-8×(3004-2854)=0.02083×2+0.1294498W

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421b11.21J=E-<ΙR=5.67×3.0-498×0.02083=448.9W/m，J2=Eb2+<Ι1.2R2=5.67×2.85+498×0.02083=384.45W/m42因R=R，所以J=(J+J)/2=416.68W/m21323312=292.8K(198℃)33416.685.67×10-81/4所以T=(J/σ)1/4=J3=Eb33.（20分）<Ι=2000×2093×(80-30)=58139W3600水的质量流量qm2×4174×(25-20)=58139qm2=2.79kgs=10044kgh需计算最小换热面积，应逆流流动，故mln5510 t=55-10=26.4℃1=1×0.057+0.057×ln0.057+0.0007+1580k1500.052×400.05=0.01012k=98.81W(m2×K)代入<Ι=kA tm得A=98.81×26.4=22.3m258139盘管长ℓ=π×0.057124.53=124.53m22.3总盘数n==99盘π×0.2×2