湛江海洋大學(xué)2003年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試

《傳熱學(xué)》（404）試卷

（請(qǐng)將答案寫在答題紙上，寫在試卷上不給分。本科目滿分150分）                         

一、填空題（每小題3分，共30分）

1、傳熱學(xué)是                        的科學(xué)。

2、灰體是指                                。

3、傅里葉定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是                           。

4、畢渥數(shù)Bi的表達(dá)式       ，努塞爾數(shù)Nu的表達(dá)式         ，

二者的差別是                    。

5、集總參數(shù)法的適用條件是                         。

6、在其它因素不變的情況下，流體的流速越大，則邊界層厚度   

            ，流體粘性系數(shù)越大，則邊界層厚度            。

7、沸騰換熱的推動(dòng)力是                          。

8、凝結(jié)換熱有兩種形式，           凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（即對(duì)流換熱系數(shù)）往往高于             凝結(jié)。

9、黑體輻射常數(shù)σ=5.67×10^-8的國際單位制單位為           。

10、穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的第三類邊界條件用溫度表述的關(guān)系式為          。

二、簡(jiǎn)答題（每小題8分，共48分）

1、試用傳熱學(xué)理論解釋熱水瓶的保溫原理。

2、一常物性，無內(nèi)熱源的單層長(zhǎng)圓筒壁，內(nèi)、外半徑分別為r₁和r₂，其內(nèi)、外表面分別維持均勻恒定的溫度t₁和t₂。試分別就t₁>t₂和t₁<t₂兩種情況，定性畫出壁內(nèi)溫度分布曲線，并作簡(jiǎn)要解釋。

3、簡(jiǎn)述影響強(qiáng)制對(duì)流換熱的各因素。

4、試確定圖示的角系數(shù)Ⅹ_1，2，1為半球內(nèi)表面，2為底面。

5、有一臺(tái)鋼管換熱器，熱水在管內(nèi)流動(dòng)，空氣在管束間作多次折流橫向沖刷管束以冷卻管內(nèi)熱水。有人提出，為提高冷卻效果，采用管外加裝肋片并將鋼管換成銅管。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一方案的合理性。

6、請(qǐng)寫出牛頓冷卻公式，此公式中沒有時(shí)間參數(shù)，那么對(duì)于非穩(wěn)態(tài)問題，此式還適用嗎？

三、綜合題（任選做4題，每題18分，共72分）

1、有一氣體冷卻器，氣側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)h₁=95 w/（㎡·k），板壁厚度δ=2.5mm，λ=46.5w/（m·k），水側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)h₂=5800w/（㎡·k）。

（1）請(qǐng)計(jì)算每個(gè)環(huán)節(jié)的單位面積熱阻以及總傳熱熱阻，并指出此時(shí)增強(qiáng)傳熱應(yīng)從哪個(gè)環(huán)節(jié)著手；（2）此設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，如果在氣側(cè)積了一層1mm厚的灰垢[λ=0.116 w/（m·k）]，水側(cè)結(jié)了一層厚為0.5mm的水垢[λ=1.16 w/（m·k）]，其它條件不變，問此時(shí)總傳熱熱阻為多少？

2、兩塊面積為1×1㎡、間距為1m 的平行平板置于一個(gè)溫度為280K的大房間內(nèi)。兩平板正面相對(duì)的兩表面的發(fā)射率和溫度分別為

ε₁=0.3,ε₂=0.8，T₁=840K，T₂=550K。不計(jì)平板相背的兩個(gè)面的換熱，（1）請(qǐng)畫出輻射換熱網(wǎng)絡(luò)圖；（2）試求每個(gè)板的輻射散熱量及房間所得的熱流量。（兩平板之間的角系數(shù)Ⅹ_1，2=0.2）

3、某冷卻設(shè)備必須每小時(shí)冷卻275kg的熱流體，使其由t₁′=120℃冷卻到t₁″=50℃。熱流體的比熱容C₁=3.044KJ/(Kg·K)。為了冷卻熱流體，每小時(shí)要用t₂′=10℃R 冷卻水1000Kg，水的比熱容C₂=4.187 KJ/（Kg·K）。如果要傳熱系數(shù)k=116.3 w/（㎡·K）。試分別求順流和逆流時(shí)所需的傳熱面積。

4、對(duì)于穩(wěn)態(tài)、無內(nèi)熱源，常物性（且各向同性）的導(dǎo)熱問題

（1）請(qǐng)寫出三維直角坐標(biāo)系中的導(dǎo)熱微分方程式。

（2）請(qǐng)寫出內(nèi)部任意一節(jié)點(diǎn)用相臨節(jié)點(diǎn)表示的差分表達(dá)式

     （設(shè)Δx=Δy=Δz）

5、渦輪葉片在高溫燃?xì)庵羞\(yùn)行（設(shè)燃?xì)鉁囟群愣ú蛔儯�，為了使葉片平均溫度盡可能低以保證燃?xì)庹�常安全運(yùn)行，在葉片中開有孔縫，冷卻氣流從中間流過。

（1）燃?xì)鈧?cè)與冷氣側(cè)的換熱應(yīng)有什么樣的關(guān)系？

（2）燃?xì)鈧?cè)對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)該大一些好，還是小一些好？

（3）冷氣側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)該大一些好，還是小一些好？你有何措施改變冷氣側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)？

希望用示意圖配合你對(duì)上述問題的討論。