传热考试

一、 名词解释：（每题2分，共10分） 1） 特征数:

2） 流动边界层:

3） 时间常数:

4） 立体角:

5） 辐射强度:

二、 判断题：（每题2分，共20分）

1） 流体横掠管束时，一般来说管子顺排的排列方式比叉排列换热效果好；( ) 2） 乘积解法主要应用于简单几何形状的非稳态导热问题的求解；( ) 3） 在基本条件一致的情况下，强制对流比自然对流换热效果好；( ) 4） 边界层理论的提出使得求解对流换热问题的控制方程成为可能；( ) 5） 普朗特数Pr表示的是动量扩散能力和热量扩散能力的一种量度；( ) 6） 光谱辐射力是指某一波长辐射能的辐射力；( )

7） 自然对流的动量微分方程中比强制对流多出了体积力项；( ) 8） 冷凝器一般采用水平管的布置方式；( )

9） 与地球相比，火星上的昼夜温差比较大是因为火星上没有大气层的缘故； 10） 微波炉是利用远红外线均匀加热食物的。( )

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三、 简答说明题(共20分)

1） 简述影响膜状凝结的因素及其强化换热的原理；（7分）

2） 角系数有哪些性质，请用表达式加以说明；

3） 如何强化三种热量传递方式？（7分）

6分） 2 / 4（

四、 计算题（每题10分，共50分）

1) 有一玻璃窗，尺寸为60cm*30cm，厚度为4mm。冬天，室内及室外温度分别为20℃及-20℃，内表面的自然对流换热表面传热系数为10w/(m2·K)，外表面强制对流换热表面传热系数为5w/(m2·K)。玻璃的导热系数λ=0.78w/(m K)。试确定通过玻璃的热损失。

2)将一个初始温度为20℃、直径为100mm的钢球投入1000℃的加热炉中加热，表面传热系数为h=50W/(m2·K)。已知钢球的密度为7790kg/m3，比热容为470J/(kg·K)，导热系数为43.2W/(m·K)。 试求钢球中心温度达到800℃所需

mttexp(Bi*Fo)） 要的时间。（提示：若采用集中参数法，其公示为： t0t03) 对下图所示的常物性、无内热源的二维稳态导热问题用高斯－塞德尔（Gauss-Seidel）迭代法计算t1、t2、t3、t4之值。（不要求：包括初值计算到第三步）

80137024605050404030

4） 一根外径为d100 mm的水管横置在高温烟气之中，已知水管外壁面温度

为tw80℃，烟气的温度为tf500℃，烟气的流速为u10m/s，单位长度

41.510水管的换热量为lW/m 。假设烟气的各物性参数分别为常数，试

问：若将烟气的速度降低为u'5 m/s，同时水管的外径增加为d'200mm，

tf并维持tw、不变，这时单位管长的换热量为多少？

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5）在一冷凝器中，冷却水以1m/s的流速流过内径为10mm、长度为3m的铜管，冷却水的进、出口温度分别为15℃和65℃，试计算管内的表面传热系数。(已知：水在40℃时的导热系数λf为0.635W/(m·k),运动粘度VF=0.629*10-6m2/s,普朗特数Prf=4.31：假设管内流动的雷诺数大于10000时进入湍流状态，层流时计算式为Nuf=0.19Ref0.6Prf0.3，湍流时计算式为Nuf=0.023Ref0.8Prf0.4)

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