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首页 同济大学考研真题汇总(暖通空调、热能、工程热物理、制冷低温专业)

同济大学考研真题汇总(暖通空调、热能、工程热物理、制冷低温专业).pdf

同济大学考研真题汇总(暖通空调、热能、工程热物理、制冷低温专业)

a谷雨c燕
2019-06-03 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《同济大学考研真题汇总(暖通空调、热能、工程热物理、制冷低温专业)pdf》,可适用于高等教育领域

同济大学机械与能源工程学院(考研)工程热物理热能工程制冷及低温工程供热、供燃气、通风及空调工动力工程专业课考研真题汇总(使用各专业)同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题、二根水平放置的圆管他们的表面温度相同长度也一样粗管直径为细管直径的倍。已知均被空气自然电流冷却细管自然对流换热的GrPr=试求此两根管子表面对流换热系数的比值及换热量的比值。(分)、在换热器中一种流体由过热蒸汽冷却成过冷液体另一种液体无相变试分析在顺流、逆流条件下二种流体温度沿程变化。此时换热器中的平均传热温差应如何计算?(分)、一面积为m的平板集热器对太阳辐射的吸收率为表面温度为℃大气温度为℃天空的有效辐射温度为℃板表面的对流换热系数h=Wmk太阳队集热器的投射辐射为Wm。如将水从℃加热到℃则小时集热器可供多少水量?(已知水的比热c=KJkg℃)(分)、水银温度计的芯温泡长mm直径为mm其物性参数rho=kgmc=Jkgklambda=Wmk。它的初始温度为℃将其突然插入温度为℃的气流中温泡表面的换热系数为Wmk,试问当测温时的过余温度为初始过余温度的和其温度指示值是多少?达到该温度所需的时间为多少?试对计算结果进行讨论。(分)同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题一、问答题(分)、对于二维稳态导热过程能否将表面对流换热量转换成内热源产生的热量?、为了增强油冷却器(有水作冷却剂)传热效果如果用提高冷却水流速的方法试分析其效果。、辐射表面特性中什么是漫表面、灰表面它们之间又有何联系?二、计算题(分)、一外径d=mm的蒸汽管道蒸汽温度为℃管道外包了一层厚度为mm的材料A测得其外表面的温度为℃但材料A的导热系数无法查得。为了知道热损失情况在材料A外又包了一层厚为mm导热系数lambdaB=Wmk的材料B测得材料B的外表温度为℃内表面温度为℃。试推导未包材料B的管道热损失核材料A的导热系数lambdaA。(分)、一平板型太阳能集热器的吸热表面对太阳辐射的吸收率为表面发射率为集热器的面积为m表面温度为℃周围空气温度为℃表面对流换热的表面传热系数为W(mk)。当集热器表面的太阳总辐射照度为Wm天空的温度为℃时试计算该集热器所用到的太阳辐射热和它的效率。(分)、一根通电流直径为mm的金属丝被℃的空气流以ms的速度横向垂直吹过由金属电阻推知此金属丝的温度为℃。气流速度发生变化致使金属丝的温度变为℃试求改变后的气流速度。(分)同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题一、概念题(每题分)、试分析流体外掠单圆管时速度边界层的发展情况以及局部对流换热系数变化趋势。、使用热电偶测量流体瞬时温度时应如何考虑所选用热电偶的热物性参数、感温接点的几何参数和换热条件等?、导温系数a和导热系数lambda对对流换热系数h的影响有何不同?、试讨论下面三个准则数的物理意义及应用场合:()普朗特准则数Pr()施密特准则数Sc()刘伊斯准则数Le二、计算题(每题分)、为在一个mm直径的钢球上涂一层彩色的装饰膜需在的炉子中烘烤然后把它从炉子中拿出来放在t=℃u=ms的空气中进行冷却试计算球温冷却到℃时所需要的时间。已知:铜球的物性参数:rho=kgmlambda=W(mk)c=kJ(kgk)空气的物性参数:tf=℃时,lambda=timesW(mk)nu=timesmsmu=times(Ns)mPr=tw=℃时mu=times(Ns)m外掠圆球流动换热准则关系式为:Nu=(ReRe)Pr(mufmuw)、一车间内有一根外径为mm内径为mm的蒸汽通道管道的导热系数lambda=W(mk)在管道外壁覆盖一层保温材料厚度为mm导热系数lambda=W(mk)蒸汽管道的内侧的内侧表面温度tw=℃隔热保温层外表面的发射率epsilon=已知车间内空气温度tf=℃对流换热系数hc=Wmk,周围环境温度ts=℃,试求每米蒸汽管道的热损失。同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题、二根水平放置的圆管他们的表面温度相同长度也一样粗管直径为细管直径的倍。已知均被空气自然电流冷却细管自然对流换热的GrPr=试求此两根管子表面对流换热系数的比值及换热量的比值。(分)、在换热器中一种流体由过热蒸汽冷却成过冷液体另一种液体无相变试分析在顺流、逆流条件下二种流体温度沿程变化。此时换热器中的平均传热温差应如何计算?(分)、一面积为m的平板集热器对太阳辐射的吸收率为表面温度为℃大气温度为℃天空的有效辐射温度为℃板表面的对流换热系数h=Wmk太阳队集热器的投射辐射为Wm。如将水从℃加热到℃则小时集热器可供多少水量?(已知水的比热c=KJkg℃)(分)、水银温度计的芯温泡长mm直径为mm其物性参数rho=kgmc=Jkgklambda=Wmk。它的初始温度为℃将其突然插入温度为℃的气流中温泡表面的换热系数为Wmk,试问当测温时的过余温度为初始过余温度的和其温度指示值是多少?达到该温度所需的时间为多少?试对计算结果进行讨论。(分)同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题三、问答题(分)、对于二维稳态导热过程能否将表面对流换热量转换成内热源产生的热量?、为了增强油冷却器(有水作冷却剂)传热效果如果用提高冷却水流速的方法试分析其效果。、辐射表面特性中什么是漫表面、灰表面它们之间又有何联系?四、计算题(分)、一外径d=mm的蒸汽管道蒸汽温度为℃管道外包了一层厚度为mm的材料A测得其外表面的温度为℃但材料A的导热系数无法查得。为了知道热损失情况在材料A外又包了一层厚为mm导热系数lambdaB=Wmk的材料B测得材料B的外表温度为℃内表面温度为℃。试推导未包材料B的管道热损失核材料A的导热系数lambdaA。(分)、一平板型太阳能集热器的吸热表面对太阳辐射的吸收率为表面发射率为集热器的面积为m表面温度为℃周围空气温度为℃表面对流换热的表面传热系数为W(mk)。当集热器表面的太阳总辐射照度为Wm天空的温度为℃时试计算该集热器所用到的太阳辐射热和它的效率。(分)书P、一根通电流直径为mm的金属丝被℃的空气流以ms的速度横向垂直吹过由金属电阻推知此金属丝的温度为℃。气流速度发生变化致使金属丝的温度变为℃试求改变后的气流速度。(分)同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题三、概念题(每题分)、试分析流体外掠单圆管时速度边界层的发展情况以及局部对流换热系数变化趋势。、使用热电偶测量流体瞬时温度时应如何考虑所选用热电偶的热物性参数、感温接点的几何参数和换热条件等?、导温系数a和导热系数lambda对对流换热系数h的影响有何不同?、试讨论下面三个准则数的物理意义及应用场合:()普朗特准则数Pr()施密特准则数Sc()刘伊斯准则数Le四、计算题(每题分)、为在一个mm直径的钢球上涂一层彩色的装饰膜需在的炉子中烘烤然后把它从炉子中拿出来放在t=℃u=ms的空气中进行冷却试计算球温冷却到℃时所需要的时间。已知:铜球的物性参数:rho=kgmlambda=W(mk)c=kJ(kgk)空气的物性参数:tf=℃时,lambda=timesW(mk)nu=timesmsmu=times(Ns)mPr=tw=℃时mu=times(Ns)m外掠圆球流动换热准则关系式为:Nu=(ReRe)Pr(mufmuw)、一车间内有一根外径为mm内径为mm的蒸汽通道管道的导热系数lambda=W(mk)在管道外壁覆盖一层保温材料厚度为mm导热系数lambda=W(mk)蒸汽管道的内侧的内侧表面温度tw=℃隔热保温层外表面的发射率epsilon=已知车间内空气温度tf=℃对流换热系数hc=Wmk,周围环境温度ts=℃,试求每米蒸汽管道的热损失。同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题一、问答题(分)、短圆柱体在加热炉中被加热时其最高温度和最低温度各在何处?可采用什么方法来确定这些地点的温度。、试说明黑体、灰体和实际物体(固体)的辐射特性和吸收特性的异同。、试绘出顺流时冷、热流体沿换热面温度变化的曲线:(a)mc>mc(b)mc<mc(c)mc为infin(d)mc为infin、试就管内层流和恒壁温工况讨论在热充分发展阶段内局部对流换热系数沿管内的变化情况并分析原因。二、计算题(分)、以水平蒸汽管外包有保温材料保温材料的表面温度℃外直径为mm远离蒸汽管的环境温度为℃保温材料和周围环境之间辐射换热系数epsilonn=W(mk)试计算每m管长散失热量为多少?已知:定性温度tn=℃时的空气物性参数:lambda=timesW(mk)nu=timesmsPr=横管自由对流换热准则方程:Nu=(GrPr)、℃的油在薄壁套管式换热器中冷却到℃℃的水作冷凝剂。油和水的流量均为kgs内管直径为m套管换热器的传热系数K=Wmk油的比热容c=kJkgk,水的比热容c=kJkgk问到达油所要的求的冷却温度所需的长度是多少?此换热器应如何布置才是?同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题一、概念题(分)、一大平壁两侧表面温度分别为t和t且tt。试问在下列的稳态导热情况下平壁内的温度分布曲线的形状是怎样的?①平壁材料的导热系数为常数②平壁材料的导热系数随温度升高而增大③平壁材料的导热系数为常数但平壁内有内热源。、管内流动到达充分发展阶段的特征是什么?达到热充分发展的特征是什么?、请说明遮热板的遮热原理。、传热单元数NTU的定义式及其物理意义是什么?一、计算题(分)、直径为mm的钢珠密度rho=kgm比热容c=kJ(kgK)导热系数lambda=W(mk),初始温度t=℃突然放入t=℃的空气中冷却钢珠表面与空气间的总换热系数h=W(mk)。试计算钢珠冷却到℃所需的时间。、有一均热炉炉膛长m。宽m、高m炉墙和炉底的内表面温度均为℃发射率epsilon=。求敞开炉盖的辐射热损失为多少?若炉口每边缩小m其他条件不变问辐射热损失有何变化同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题一、概念题(分)、在换热器中将肋装在换热系数小的一侧和装在换热系数大的一侧的目的是什么?、试说明临界热流通量qmax的确定对沸腾换热设备的安全或经济性有什么重要意义?、试分析沿着竖平板自由对流时由底部到顶部各处局部换热系数的变化并分别分析平板温度高于和低于周围介质温度时的情况。、用相同的玻璃材料制成若干个不同直径的圆球把它们加热到同样的温度。此时如圆球突然被温度为tf对流换热系数为h的流体冷却大直径的圆球破裂了。试问:圆球的直径必须满足什么条件才能不破裂?二、计算题(分)、一无限大平壁的厚度为cm两侧壁温为℃和℃平壁材料的导热系数lambda=(t)W(mk)试求在导热系数lambda=lambda均和lambda=f(t)两种情况下的平壁中心面温度t、由三块边宽都为m的平板组成一个截面为正三角形的长通道(即垂直于纸面方向的长度很大以至于长通道两端面的辐射作用可以不计)。每板的参数如下:板t=℃,epsilon=板t=℃epsilon=板绝热试求每单位长度板的辐射散热量Q和板的温度t并画出网络图。同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题一、概念题(分)、分析一个半无限大均质物体的一维非稳态导热问题。已知常物性导温系数为a无内热源具有均匀的初始温度t。边界条件有以下三类:()tau时x=处温度升为tw且恒定不变()tau时x=处有一个恒定辐射热源热源强度为qw()tau时x=处有一股温度为tf的热流体流过,它的对流换热系数为h试写出这三类问题的数学表达式并定性的画出它们的温度分布变化的趋势。、已知在平板x位置处热边界层内的温度分布t(y)=abycy,式中:a,b,c均为常数试求局部对流换热系数hx、试述黑体、灰体和实际物体(固体)的辐射特性和吸收特性的异同。、对于通过平壁的传热过程当忽略壁的导热热阻时如已知:()h=h()h>>h试写出它们的壁面温度与两侧流体温度之间的关系式并定性画出温度分布曲线。二、计算题(共分)、设计一台型管壳式冷油器壳程内走#透平油油的体积流量为M=mh(rho=kgm,cp=kJkgK)从t=℃冷却到t=℃。冷却水在管壳内走(cp=kJkgk)进入换热器的温度t=℃温升不大于℃。油侧和水侧的对流化热系数h=W(mk),h=W(mk)。管壁的导热热阻可忽略不计水垢的热阻Qw=mKw油垢的热阻Ro=mKw换热器的平均温差修正系数epsilon△t=试求所需的面积F和冷却水量G、A和B两种材料组成一个复合平壁(如图所示)。材料A会发热qv=timesWm,lambdaA=Wmk,deltaA=mm材料B不发热lambdaB=Wmk,deltaB=mm。材料A的外侧为绝热面材料B的外侧由水进行冷却tf=℃,h=W(mK)试求稳态情况下复合平壁内的温度分布t、绝热表面的温度分布t与冷却表面的温度t。同济大学年硕士研究生入学考试传热学考试试题A一、概念题(每题分共分)、一个常物性、无内热源、厚度为L的平壁初始温度为t突然在x=L处的表面受到温度为tf的流体加热对流换热系数为h而在边界x=处则完全被绝热。()试在tx坐标图上定性画出下述情况下的温度分布:初始状况(tau)、稳态状况(tauinfin)和两个中间过度时刻状况()试在qtau坐标图上的定型画出x=处q(,tau)和xL处q(L,tau)如何随时间变化的。、设平壁材料的导热系数按lambda=lambda(bt)变化。试写出此条件下的导热微分方程并分析在b,b和b=三种情况下平壁内稳态无内热源导热时的温度分布绘出相应的温度分布曲线。、如果管径、流速、和传热温差都相同试判断下列各问题中的两种换热情况何者的对流换热系数最大?并解释原因()空气在竖管内自下往上流动被加热和空气在竖管内自上往下流动被加热()油在竖管内自下往上流动被冷却和油在竖管内自上往下流动被冷却()水在竖管内自上往下流动被冷却和水在横管内被加热()水在水平管内受迫流动被加热何和在弯管内受迫流动被加热、试分析比较蒸汽在竖壁上的膜状凝结换热过程与空气在竖壁面附近被冷却作自由运动时的换热过程之间有何共同特点?又有何区别?、试述遮热板的遮热原理。、一如图所示横断面为矩形凹槽槽宽为W槽深为H槽长(垂直于纸面方向)可视为无限长凹槽内各表面AA和A均为漫射面。试求:()凹槽内各表面对槽内环境的辐射角系数()表面A对表面A的辐射角系数、对于(mc)(mc),(mc)(mc)和(mc)=(mc)三种情况试画出顺流和逆流时冷、热流体沿流动方向变化曲线(注意曲线的凹向与(mc)的相对大小关系)。、试分析在传热壁面上加肋可达到哪些换热要求?二、计算题(每题分共分)、为了测量大气压下水沸腾时的换热系数将一根长为mm、直径为mm的不锈钢棒放入水中通电加热该不锈钢棒的电阻率为times(Omega,m),导热系数为W(mK),当不锈钢棒通过A电流时用热电偶测得棒体中心温度为℃如果不计棒端头的热损失试求水沸腾时的换热系数(提示:半径为r的无限长圆柱体的温度分布为t=twqwlambda(rr))、水以ms的速度在内径为mm、长度为m的管内流动进口处水温为℃管壁温度保持在℃试确定出口处的水温。水在定性温度t=℃时的物性参数:lambda=W(mk)cp=kJ(kgk)rho=kgmnu=timesmsmuf=timeskg(ms)Prf=muw=timeskg(ms)Prw=管内受迫对流准则关联式:Re=~timesNu=ReffPrffReNu=RefPrf(df)()(mufmuw)Re=~Nu=(Re)Pr(dL)()(PrfPrw)、薄壁球空壳内表面F包围着另一球体表面F组成了封闭空间。已知两表面的发射率分别为epsilon=epsilon=,直径d=m,d=m,表面F的温度为t=℃表面F的外侧空气温度为t=℃。设表面F的外侧对流换热量为同侧的辐射换热量的倍。试计算表面F和表面F之间的辐射换热量。(不计封闭空间的对流换热及薄壁球的导热热阻)、一油冷器采用壳管式结构管子为铜管外径为mm、壁厚mm铜管导热系数为W(mk)在油冷却器中密度为Kgm比热容为J(kgk),流量为mh的油从tˊ=℃,冷却到tˊˊ=℃油在管外的隔板间流对流换热系数h=W(mk)冷却水在油冷器的管内流进口温度tˊ=℃,温升为℃对流换热系数h=W(mk)。若温差修正系数epsilon△t=,试求所需换热面积。同济大学年硕士研究生入学考试传热学考试试题A一、问答题(共分)、试比较自然对流换热、强制对流换热及沸腾换热系数的大小。(仅给出大小关系)(分)、如图所示为一半圆与一平面所组成的表面温度保持在℃周围流体的温度为℃对流换热系数h=W(m℃)。已知D=mmL=mm试求此表面的散热量。(分)、二维无热源稳态导热问题。网格划分如图所示试导出图中节点的节点方程。已知环境温度为tf对流换热系数为h材料A的导热系数为lambdaA,材料B的导热系数为lambdaB。(分)、试写出大空间自然对流换热实验准则关联式的一般函数形式及式中各准则的定义式。(分)、试说明珠状凝结比膜状凝结换热系数高的原因。(分)、一圆筒外表面敷设热绝缘层如果总的管外径小于临界绝缘直径则与不敷设绝缘层的圆管相比每米管长的散热量是否会降低?(分)、简述气体辐射的特性。(限字)(分)、外掠平板时边界层的动量积分方程ddxintdelta(uinfinu)udy=nuбuбy|y=,为了求边界层厚度d速度分布选用多项式u=aayayay试列出在确定系数a,a,a,a时所采用的边界条件。(分)、如图所示为一无穷大平板厚为delta初始温度t=const,从tau=时刻起突将其置于tf的流体中此处假设tft试针对下列两种情况画出时刻tautau板内温度分布曲线(tautau)①Birarrinfin②Birarr(分)、试述epsilonNTU法和LMTD法相比较所具有的优点。(分)二、根据纯净蒸汽层流膜状凝结的简化假定已求得冷凝膜中的速度分布为:u=rholgmul(deltayy),试推导出温度为ts的饱和蒸汽在壁温tw的竖壁上冷凝时液膜厚度的关系式。(分)三、一直径cm初温℃的钢球放入℃的水中自然冷却铜的密度为kgm比热为J(kgk),导热系数为W(mk),水与铜球的自然对流换热系数为W(mk),试计算:()时间常数()球的温度降到℃所需要的时间()此时所释放的总热量。(分)四、一长为L的薄板两端分别接于温度为T与T的墙壁上如图所示。板以对流换热方式将热量传给温度为Tinfin的周围流体假定TTTinfin板与周围流体的对流换热系数为hf板的导热系数为lambda板的横截面积为f横截面的周长为U试推导出①板的温度②板的散热量。(分)五、已知两个相互垂直的正方形表面的温度分别为T=KT=K。如图所示其黑度分别为epsilon=epsilon=该表面位于一绝热房间内试计算表面与表面之间的角系数X,及两表面之间的净换热量Q(分)六、一冷凝换热器壳程为膜状凝结换热工质温度为℃冷凝换热系数为W(mk),管程为一根蛇形管管内径为mm壁厚为mm管壁导热系数为W(mk)总污垢热阻为mKW,管内流冷却水流速为ms入口水温为℃出口水温为℃试计算换热器传热系数和所需管长。(分)水的热物性:温度密度导热系数比热粘度℃kgmW(m℃)kJ(kgk)Kg(ms)timestimestimestimestimestimes管内紊流强制对流换热的关联式为:Nuf=RePrfn加热流体时n=,冷却流体时n=同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题B一、基本概念思考与分析(每题分)、试定型画出在如图所示的多层复合平壁中进行一维导热时的温度分布曲线。设每层厚度相等即delta=delta=delta=deltalambda=lambdalambda,lambda=lambdatwtw、运用雷诺比拟理论求解管内对流换热时其最简单的准则方程式为:St=f试问使用该公式的条件有哪些?、在对流换热的理论分析和实验研究过程中当流体流过各种非圆形流道时采用当量直径(或水力直径)来表示其流道截面。试计算如图所示的环形通道(即外径D与内径d之间的夹层)和流体只占半管道截面流动时的当量直径。、在一块竖壁面上进行凝结换热时其换热过程可以采用怎样的无量纲准则数的准则关系式表示和进行分析?、在某传热过程中热量自高温物体一侧穿过壁面传递到另一侧的低温物体处。该过程中壁面为平壁且是一维无内热源的两侧的换热系数均为常数。低温侧的流体的温度保持为常数如果高温侧流体的温度作周期性变化设分析传热量能否采用如下公式进行计算:Q=FK(tftf)K=(hdeltalambdah)式中:F为传热面积K为换热系数h和h为两侧的对流换热系数delta和lambda分别为平壁的厚度和导热系数tf和tf为两侧流体的温度。二、计算题(每题分)、有一圆型直肋(如图所示)。其外侧总换热系数为h,流体的温度为常数tf,直肋高为L直径为d导热系数为lambda肋根的温度为t求该肋顶部的温度和总散热量。(设肋顶端绝热无热源稳态一维导热)、试用热辐射过程中的维恩位移定律求太阳的最大辐射力及相应的波长。设太阳为黑体表面温度为K辐射过程中的物理参数为:普朗克第一常数为C=timesWmumm普朗克第二常数为C=timesmumK、试计算两块无限大平板之间的空气的自由对流换热的热量。已知条件:平板平行水平放置热面在下其温度为t=℃,冷面在上其温度t=℃夹层的间隙宽度为=mm。空气的热物性参数为:lambda=timesWm℃,beta=timess,mu=timesJm,rho=kgm,Pr=水平放置平行平板之间的换热关系式为:Nu=c(GrPr)n:GrPr时c=,n=leGrPr时c=,n=GrPrge时c=,n=、在一个蒸汽空气的热交换器中采用干饱和蒸汽来加热空气设空气的流量为kgs空气的初始温度为℃干饱和蒸汽的饱和温度为℃换热过程中的传热系数为w(m℃),换热器的换热面积为m,空气的比热cp=J(kg℃)试求:①换热器中流体的温度随换热面积的变化曲线②换热器中的空气出口温度和换热器的热交换量。同济大学年硕士研究生入学考试传热学考试试题一、基本概念题、试述对流换热过程中Nu数和St数的物理含义。、在固体导热问题中壁面上的Bi数对边界条件有何影响?、将一块初温均匀的热平板竖直放入静止的冷空气中试画出流场和温度场的温度分布。、何为辐射表面热阻与辐射空间热阻?、试推导出两黑体表面之间辐射换热时的角系数的计算公式。、简述采用对数平均温差法进行换热校核计算的过程。二、计算题、有一厚为mm的平壁导热系数为W(mk)为使每平方米的散热量小于w在外表面上覆盖了一层导热系数为W(mk)的保温材料。已知复合壁的内外侧温度分别为℃和℃试确定此时的保温层厚度。、两块尺寸为mtimesm,间距为m的平行平板置于室温t=℃的大房间内平板背面不参与换热。已知两板的温度和发射率分别为t=℃t=℃epsilon=epsilon=。试计算每个板的净辐射散热量以及房间墙壁得到的辐射热量。(已知角系数X,=X,=)、一台管壳式换热器用水冷却润滑油冷却水在管内流动进出口温度分别为℃和℃流量为kgs热油的进出口温度分别为℃和℃换热器的传热系数为k=W(mk),试计算其流量、传热量以及所需要的换热面积。(油cp=kJ(mk)水cp=kJ(mk))、一块单侧表面为A和初温为t的平板一侧表面突然受到恒定热流热流密度q的加热另一侧受到温度为tinfin的气流冷却对流化热系数为h试列出物体温度随时间变化的微分方程式并求解之。设内热阻可以忽略物性参数为常数。、试求两圆心相距为L其直径均为D的圆之间的辐射角系数X,(两圆不接触LD)同济大学年硕士研究生入学考试传热学考试试题一、基本概念题(每题分共分)、何为临界热绝缘直径?、分析比较Gr和Re的特性和用途。、何为传热过程的一般定解条件?、简述对流换热过程中的相似理论并说明使用方法。、何为对流换热系数h的微分方程式?、写出辐射换热表面热阻和空间热阻的定义式并解释物理含义。、简述辐射换热中角系数定义和特性。二、简析题(每题分共分)、一维稳态常物性无热源平壁面中的导热过程在给定第一类边界条件时温度分布表达式为:t=tw(twtw)xdelta(其中tw和tw为两侧壁面温度x为坐标delta为壁厚度)为何式中温度分布无导热系数项?、一直在某球壁中进行径向一维稳态常物性均匀分布热源的导热过程设内外边界条件均为第三类边界条件试简析该问题并建立模型求解。、某表面接受太阳辐射性能不佳在涂改颜色后辐射性能大大提高。问该表面放在室内时不同色彩对辐射换热有何影响?、在逆流布置管壳式换热器中如果热流体由饱和状态放热到过冷态冷流体由过冷态被加热到饱和态。试简析这一换热过程并导出对数平均温差的计算公式。、分析在传热表面的两侧分别布置肋表面时对传热过程的影响有哪些?三、计算题(每题分共分)、某铜线的直径为mm每米长的电阻为欧姆。如果该导线外面包有厚度为mm和导热系数为W(m℃)的绝缘层其使用温度为℃到℃求该导线中可以通过的最大电流为多少?、管道内的气流温度可以采用热电偶进行测量。已知管道面的温度为气流与热电偶头部间的对流换热系数为W(m℃)热电偶头部辐射率为裸露热电偶温度测量值为℃试求气流温度以及测温的误差并分析减少测温误差的方法和传热学原理。、在两块小间距平行无限大平板之间进行辐射换热。设其均为慢灰表面辐射率为温度分别为℃和℃试求各板的自身辐射、有效辐射、入射辐射、反射辐射和辐射换热量。、初始温度为℃的热电偶放入℃的气流中如果欲使热电偶头部的时间常数tau小于秒则热电偶头部的直径应为多少?(时间常数为rhocpVFh)。设气流欲热电偶之间的对流换热系数为W(m℃)热电偶头部温度的参数为:lambda=W(m℃)rho=kgmcp=J(kg℃),辐射率epsilon=外界温度为℃与外界的辐射换热系数为h=W(m℃)、某平行壁面之间有常压空气一测温度为℃另一侧壁面温度有变化最小值温度为℃最大值为℃球该平行壁面之间的最大与最小换热量的比值。平壁间距为mm。空气物性参数为常数:lambda=W(m℃)nu=timesms,Pr=。对数换热准则方程:Nu=(GrPr)同济大学年硕士研究生入学考试传热学试题一、基本概念题(每题分共分)、何为管内流动的充分发展阶段?、解释名词ldquo表面有效辐射rdquo和ldquo投射辐射rdquo。、写出Nu和Bi的定义并说明其含义和用途。、用热电偶测量流体瞬态温度应该如何选择热电偶材料、尺寸和换热条件?、哪些因素对蒸汽凝结换热有影响?为什么?(简述之)、什么是集总参数法?、什么是大空间自然对流换热?什么是有限空间自由对流换热?这与强制对流换热中的外部流动级内部流动有什么异同?、试述黑体、灰体、实际物体的辐射和吸收特性。二、简答题(每题分共分)、在一块竖壁面上进行凝结换热时其换热过程可以采用怎样的无量纲准则数的准则关系式表示和进行分析?、运用雷诺比拟理论来求解管内对流换热时其最简单的准则关系式为:St=f试问使用该公式的条件有哪些?、二维无内热源稳态导热问题网格划分如图所示。试导出图中节点的节点方程。已知顶部温度为tf,对流换热系数为h材料A的导热系数为lambdaA材料B的导热系数为lambdaB。、试比较epsilonNTU法和LMTD法的异同点。、以壁面温度为℃的水平圆柱为例当温度为℃流体作自然对流换热时在定型尺寸相同的情况下试讨论空气和变压器油的自然对流换热系数h的相对大小。已知:对于水平圆柱层流时自然对流换热准则方程为Nub=(GrmPrm)空气在定性温度tn=℃时的物性参数:lambdaa=W(mK)cpa=KJ(KgK)rhoa=kgmnua=timesmsbetaa=times变压器油在定性温度tn=时的物性参数:lambdao=W(mK)cpo=KJ(KgK)rhoo=kgmnuo=timesmsbetao=times三、计算题(每题分共分)、一长为L的薄板两端分别接于温度为T和T的墙边上如图所示。板以对流换热方式将热量传给温度为Tinfin的周围流体假定TTTinfin,板与周围流体间的对流换热系数为h板的导热系数为lambda班的截面积为f横截面的周长为U试推导出①板的温度分布②板的散热量、试用热辐射过程中的韦恩位移定律求太阳的最大辐射力以及相应的波长。设太阳为黑体表面温度为K辐射过程中的参数为:普朗克第一常数为C=timesWmumm普朗克第二常数为C=timesmumK、设有一直肋(如图所示)。其外侧的总换热系数为h流体的总换热系数为tf,直肋高度为L,导热系数为lambda肋根的温度为tinfin。试求该肋顶端的温度和总散热量(设肋顶端绝热无内热源一维稳态导热)、已知两个相垂直的正方形表面温度分别为T=K,T=K如图所示其黑度分别为epsilon=epsilon=该两表面位于一绝热房间内试计算表面①与表面②之间的角系数X,以及两表面的净换热量Q。、在一个蒸汽空气热交换器中采用干饱和蒸汽来加热空气设空气的流量为kgs空气的初始温度为℃干饱和空气的饱和温度为℃换热过程中的传热系数为W(mK)换热器的换热面积为m,空气的比热cp=J(KgK)。试求:①换热器中的流体的温度随换热面积的变化曲线②换热器中的空气出口温度和热交换器的热交换量同济大学年硕士研究生入学考试传热学考试试题一、基本概念题(每题分共分)、写出Pr和Gr的定义并说明其含义和用途。、试说明大空间饱和沸腾曲线曲线各段的沸腾状态。定性解释q随△t变化的规律。、解释名词:角系数。并说明角系数的性质。、具有辐射和吸收能力的气体它们的发射率和吸收率受到哪些因素的影响?、试分析比较蒸汽在竖直壁面上的膜状凝结换热过程与热空气在竖直壁面附近被冷却作自由流动时的换热过程之间有何共同点?又有何区别?、试分析在传热壁面上加肋可到达哪些传热要求?、简述玻璃温室保温的原理(限字)。、在换热器热计算中为什么要采用对数平均温差法而不是采用算术平均温差法?并简述采用对数平均温差法进行换热器校核计算的过程。二、简答题(每题分共分)、如图所示这是一个直径为d长为的圆棒状伸展体一维稳态导热过程问题试写出该伸展体向周围空气散热量Q(w)的微分和积分计算式假定该伸展体温度分布用t=t(x)表示材料导热系数为lambda换热系数为h空气温度为tf、如果管径、流速、和传热温差都相同试判断下列各问题中的两种换热情况何者的对流换热系数最大?并解释原因()空气在竖管内自下往上流动被加热和空气在竖管内自上往下流动被加热()油在竖管内自下往上流动被冷却和油在竖管内自上往下流动被冷却()水在竖管内自上往下流动被冷却和水在横管内被加热()水在水平管内受迫流动被加热何和在弯管内受迫流动被加热、试述遮热板的遮热原理。、有均匀内热源的无限的平板稳定导热条件及温度分布如图所示。()画出q及q的方向()比较q及q的大小()比较h及h的大小。、在某传热过程中热量自高温流体一侧穿过壁面传递到另一侧的低温处。该过程中壁面为平壁而且是一维无内热源的。两侧的换热系数均为常数低温侧的流体温度保持常数。如果高温侧的流体的温度作周期性变化试分析传热量能否用如下的公式进行计算:Q=FK(tftf)K=(hdeltalambdah)其中:F为传热面积K为传热系数h和h为两侧的对流换热系数delta和lambda分别为平壁的厚度和导热系数tf和tf为两侧的温度。三、计算题(每题分共分)、薄壁球空壳内表面F包围着另一球体表面F组成了封闭空间。已知两表面的发射率分别为epsilon=epsilon=,直径d=m,d=m,表面F的温度为t=℃表面F的外侧空气温度为t=℃。设表面F的外侧对流换热量为同侧的辐射换热量的倍。试计算表面F和表面F之间的辐射换热量。(不计封闭空间的对流换热及薄壁球的导热热阻)、水以ms的速度在内径为mm、长度为m的管内流动进口处水温为℃管壁温度保持在℃试确定出口处的水温。水在定性温度t=℃时的物性参数:lambda=W(mk)cp=kJ(kgk)rho=kgmnu=timesmsmuf=timeskg(ms)Prf=muw=timeskg(ms)Prw=管内受迫对流准则关联式:Re=~timesNu=ReffPrffffReNu=RefPrf(df)()(mufmuw)Re=~Nu=(Re)Pr(dL)()(PrfPrw)、试推出二维稳态导热时如图所示拐角节点(i,j)能量守恒表达式即有限差分方程式。已知右侧壁绝热顶点处于温度为tf、换热系数为h的冷流体环境同时受到外界热辐射qr(Wm)照射有内热源Qr(Wm)网格△x=△y材料导热系数为lambda。、用热电偶测量气流温度通常把热电偶接点近似看成一个圆球体。已知气流与热电偶接点的h=W(mk),热电偶的物性参数为:c=J(kgk)、rho=kgm,热电偶接点的时间常数tau=s,试确定()热电偶接点的直径d()如果把初温为t=℃的热电偶放在温度为tinfin=℃的气流中问:当热电偶显示温度为t=℃时其需要经历多长时间tau。、有一卧式单流程蒸汽冷凝器冷凝蒸汽量G=kgh,从干饱和蒸汽凝结为饱和水。蒸汽温度t=℃汽化潜热r=kJkg冷凝管为n=根、直径d=mm的薄壁铜管(导热热阻不计)。已知冷却水流量G=kgh进口水温为t=冷凝侧h=W(mK),污垢热阻r=times(mk)W,求冷凝管长度L(已知管内紊流换热准则式Nuf=RePr,水的物性参数为cp=kJ(kgk),nu=timesms,Prw=,lambda=W(mk),rho=kgm)CY一、分析计算题、某球壁面内有均匀分布的内热源qr(Wm),导热系数为温度的线性函数(lambda=lambda(at)lambda和a均为常数)球壁面的内侧壁面温度tw为常数外侧给定第三类边界条件换热系数lambda和温度函数tf均为常数。试求在球壁面内进行一维径向稳态导热过程时的温度分布及换热密度分布。(分)、试推导证明纵掠平壁面能量交换的雷诺类比公式:St=Nu(RePr)=Cf(分)、试求二维空间任意两个凸表面F和F间的辐射热交换的角系数。其中a,b,c分别为凸表面F和F的边界点如图所示。(分)、已知已知某表面的单色吸收率alpha随波长的变化关系如图a所示该表面的投射单色辐射G随波长的变化图b所示。试计算该表面的全色吸收率alpha。(分)、一个逆流式套管散热器其中油的问温度从℃冷却到℃水由℃到℃传热量为timesW传热系数为Wmk油的比热KJkg℃求换热面积为多少?如果计入换热器表面污垢热阻m℃W流体入口温度不变此时换热器的传热量和流体出口温度为多少?(分)二、讨论题(每题分)、试讨论视觉色彩与热辐射吸收率和辐射绿的关系。、根据导热机理讨论金属材料的导热系数随温度的变化关系。、进行单相流体受迫对流换热过程模拟实验时如何确保两个实验相似?、试分析换热器中的传热过程中热阻的主要来源以及加强传热可以采取的措施。CY一、概念题、试述努谢尔特数Nu和毕渥数Bi的物理含义并作比较。、分析传热过程中污垢热阻对传热系数的影响。、分析下表中四个工况下的对流换热过程的相似性。如要使相似应如何调整或改变表中的参数?工况管型介质RePr边界条件A圆管水第一类边界条件B圆管油第二类边界条件C方管水第三类边界条件D三角型管盐水第四类边界条件、在计算有气体介质的两个物体之间在某波长范围内辐射换热时有人认为:ldquo因其间存在气体介质故必须计及气体辐射的影响或建立气体和两个物体辐射换热的联立方程进行求解rdquo。试分析这一说法是否肯定正确。、画出换热器顺流和逆流换热过程中流体温度随传热面积变化的关系图。并导出平均温度差的计算公式。三、计算题、对某热水管道进行保温设计时已知所选的石棉材料的导热系数lambda=Wm℃,保温外部与外层空气的对流换热系数h=Wm℃。如果热水管的外径为、和mm在内外温差为℃下要求散热量q小于Wm时问如何选管径和保温层厚度?、一根直径为mm和长度为mm的金属丝初温为℃突然置于℃的空气中。设金属丝与外界的表面换热系数Wm℃求金属丝温度达到空气的温度值所需要的时间。、计算如图所示A和B两个物体表面之间的辐射换热角系数。其中:a=b=m,h=m、水以ms的流速通过内径mm和长度m的管子压降为mmHg管壁平均温度为℃管内水的平均温度为℃试由雷诺类比律求管内对流换热系数。已知水的物性参数为rho=kgm,nu=timesms,Pr=,cp=Jkg℃CY一、基本概念题、写出下列参数的定义式并说出其物理含义a导热系数lambdab对流换热系数hc圆筒壁面传热系数Ki努谢尔特数Nubii普朗特数Pr、与固定不透明壁面相比气体辐射换热有何特点?、分别计算下列流道中的水力当量直径:正方形通道:边长a夹层通道:间距b=rr二、计算分析题(任选两题)某一长方体金属块的尺寸为timestimesmm,密度为rho=kgm,lambda=Wm℃cp=Wkg℃初始温度为℃放入℃的大油池中进行冷却处理设油池中的对流换热系数为Wm℃求该问题冷却到℃所需要的时间。二块平行无限大平壁的表面发射率分别为epsilon=和epsilon=他们中间放置两面辐射率均为epsilon=的遮热板如果平板的温度分别为t=℃和t=℃试求两板之间的辐射换热量以及家遮热板后辐射换热减少的百分比(不计热传导和对流换热)、在单流程逆流式换热器中用高温烟气加热水。高温烟气的流量为Kgs,比热容为Wkg℃进口温度为℃水的流量为kgs比热为Wkg℃温度由℃升到℃。换热器的传热系数为Wm℃试求高温烟气的出口温度及换热器的传热面积。CY、流体与两平行平板间的对流换热如下面两图所示。试画出两种情况下流体温度分布曲线(注:直接画在下面两张图上)(分)()qw=()qw=qw、对于右图所示几何结构试导出从沟槽表面发出的辐射能中落到沟槽外面的部分部分所占的百分数计算式。设在垂直纸面方向为无穷长。(分)、两块不同材料的平板组成如图所示大平板两板的面积分别为F和F导热系数分别为lambdalambda如果该大平板的两个表面分别维持在均匀的温度t及t试导出通过该大平板的到热量Q的计算式。(分)、某一瞬间假定一厚度为delta的无限大平板的温度分布可表示成t=cxc的形式其中c和c为已知常数。试求()导出此时刻在x=表面处的热

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