2011北京科技大学811 传热学真题

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　　一．（30 分，每小题5 分）简要回答下列问题：
　　（1）对于第一类边界条件的稳态导热问题，其解析解与导热系数有没有关系？【2006】
　　（2）分别写出毕渥数Bi、努塞尔数Nu、雷诺数Re、傅立叶数Fo 和格拉晓夫数Gr 相似准则
　　数的表达式，请说明其物理意义，并比较Bi、Nu 的异同。【2008、2005】
　　（3）为什么改变内部流动截面形状会改变换热效果？试用充分发展湍流的对流换热公式
　　0.8 0.4 Nu 0.023Re Pr f f f = 解释之。【2010、2004】
　　（4）
　　（5）为了提高散热器的换热效果，1）管外加装肋片，2）将原来的钢管换成铜管，试从传热
　　角度来评价两个方案。【2008】
　　（6）试述基尔霍夫对灰体的应用，简要说明该定律在辐射换热计算中的作用。【2006】
　　二．（25 分）考察一功率为800W 的家用电熨斗底板的导热问题，如下图所示。底板厚L=0.6cm，
　　面积为A=160 cm2，热导率λ=20W/(m×℃)。底板内表面有电阻恒热流加热，外包有绝热层。
　　已知达到稳态时，底板外表面温度为85℃。试：（1）建立电熨斗底板一维稳态导热的微分方
　　程和边界条件；（2）求解底板内的温度分布；（3）确定底板的内表面温度。【2010】

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　　四．（20 分）有两块无限大平行平板，其发射率分别为0.3 和0.8，二者由于温度不同进行辐
　　射换热，若在两平板之间插入一块两面抛光的铝遮热板，其发射率为0.04，计算由此引起的
　　辐射换热降低的百分率。【2008】
　　五．（25 分）在一次对流换热试验中，10℃的水以1.6m/s 的流速流入内径为28mm、外径为
　　32mm、长1.5m 的管子。管子外面均匀地缠绕着电阻带作为加热器，其外还包有绝热层。设
　　加热器总功率为42.05kW，通过绝热层的散热损失为2%，管材的导热系数为18W/(m2 ×K)。
　　试确定：（1）管子出口处的水的平均温度；（2）管子外面的平均壁温。已知管内对流换热的
　　准则数方程为： 0.8 0.4 Nu = 0.023Re Pr ，在平均温度下，水的物性参数如下：ρ=999 3 kg/m ，
　　c=4187 J/(kg×K)，λ=0.5865W/(m×K)，ν= 6 1.156 10- ′ 2 m /s ，Pr=8.27。【2007】
　　六．（25 分）用出口温度为12℃、质量流量为3 18′10 kg/h的水冷却从分馏器中得到的80℃的
　　饱和苯蒸汽。使用顺流换热器，冷凝段和过冷段的传热系数均为980 2 W/(m ×K)。已知笨的汽
　　化潜热为3 395′10 J/kg，比热容为1758 J/(kg×K)。试确定将质量流量为3600 kg/h的苯蒸汽凝
　　结并过冷到40℃所需的换热面积。【2010、2009】