发布时间 : 星期日 文章北京科技大学传热学试题更新完毕开始阅读
北京科技大学2003年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题
一、简要回答下列问题（每小题8分）
1、写出下列准则的表达式，并注明各量的物理意义:
Bi Fo Gr Nu Re Eu
2、在工业用换热器中，有的将肋片装在圆管的内表面，圆管外表面为光管；有的换热器正好相反，为什么？举例说明。
3、为什么称大容器饱和沸腾中的临界热流为沸腾危机或烧毁点？ 4、试述强化管内流体对流换热常采用的方法，并简述理由。
5、什么是灰体？在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足什么条件？而又为什么要满足这样的条件？
二、（20分）外径为60mm ,表面温度为200℃的蒸汽管道，外绝缘层为100mm的正方形截面，绝热材料导热系数为0.1W/(m·K),绝热层外表温度为50℃。试计算每米长管道的热损失。若用同样多的材料做成圆形截面，热损失又是多少？（可假设两种情况下绝热层外表面与环境的对流换热系数相同）
三、（20分）如图中所示，位于导热系数分别为kA和kB两种材料界面处的节点O 。试推导出稳态状况下，无内热生成的有限差分方程，若划分网格时令△x = △y ，则此导热问题的有限差分方程可简化为何种形式。 四、（25分）一套管式换热器，饱和蒸汽在内管中凝结，使内管的外壁温度保持在100℃。
初温为25℃、质量流量为0.8kg/s的水从套管换热器的环形空间流过，换热器外壳绝热良好。环形夹层内管外径为40mm，外管内径为60mm，试确定把水加热到55℃时所需的套管长度
及管子出口截面处的局部热流密度。 （不考虑温差修正，水的物性参数为： λ=0.635W/（m·K），μ=653.3×10?6Pa·s，cp=4174J/（kg·K），Pr=4.31）
五、（25分）如图所示，由半径为1m的1/4圆的两直径及圆周所组成的通道，在垂直纸面方向无限长。表面1的温度和发射率分别为t1=200℃，ε1=0.2，表面2温度和发射率分别为t2=27℃，ε2ε3=0.5，单位长度热流q3=1000W/m。试确定表面3的=0.7,表面3的发射率为
温度和表面1，2的单位长度净辐射换热量。
六、（20分）用热电偶测温计测得炉膛烟气温度t1=798℃。设已知水冷壁管外表面温度
tw=580℃，烟气对测温计表面的对流换热系数α=60W/（m2·℃），烟气可近似地当做透
ε1=0.3，测温计由于导热而产生的测温误差可以略去不计。试求明介质，测温计表面的黑度
炉膛烟气的真实温度和测温计由于辐射换热产生的测温误差。
七、（25分）试证明：在两个平行板之间加上n块遮热板后，辐射换热量将减小到无遮热板时的
1n?1。（设各板均为漫灰表面，且发射率相同）
八、（20分）由三个灰体表面组成的封闭辐射系统中，三个面的面积分别为F1、F2和F3，
三个面的辐射率分别为ε1、ε
2和ε3，三个面上的温度分别为T1、T2和T3，试画出该辐射
系统的等效辐射网络图，并列出求解此辐射系统的节点方程组。
北京科技大学2004年硕士学位研究生入学考试试题
一、（30分，每小题6分）简要回答下列问题 1、试分析气体辐射的特点。
2、名词解释：热导率λ、对流换热系数α、辐射常数σ0以及材料的热辐射率ε。 3、解释下列名词：层流边界层、湍流边界层、湍流核心、粘性底层、主流区、雷诺类比。 4、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Nuf=0.023Re0.8f0.4Prf解释之。
5、扼要阐明下列相似准则的表达式和物理意义： Bi Fo Gr Nu Re Eu
二、（20分）试给出图1所示平板温度分布T（x）的解析表达式，设平板在x1和x2处分别有均匀的表面温度T1和T2，导热系数随温度线性变化：k=k0（1+bT）。
三、（20分）考察两个漫射的无限大的平行灰表面，其相隔距离很小，若两表面的黑度均为0.8，为了要使两表面之间的辐射热流减少至原来的1/10，问所放置在其之间的很薄、且导热热阻可以忽略的辐射热屏的黑度应是多少？ 四、（30分）一个套管式换热器，饱和蒸汽在内管中凝结，使内管外壁温度保持在100℃，初温为25℃、质量流量为0.8kg/s的水从套管换热器的环形空间中流过，换热器外壳绝热良好。环形夹层内管外径为40mm，外管内径为60mm，试确定把水加热到55℃时所需的套管长度以及管子出口截面处的局部热流密度。不考虑温差修正，水的物性参数如下：导热系数（或称热导率）λ=0.635W/(m·℃)；动力粘度μ=653.3×10?6Pa·s；比热cp=4174J/(kg·℃)；
普朗特数Pr=4.31。管槽内旺盛紊流流体与壁面间的对流换热的准数方程为Nu=0.023Re0.8Pr0.4。
五、（25分）两个直径D1为0.8m和D2为1.2m的同心球，中间有空气隔开，两球的表面温度分别为T1=400K和T2=300K。
a. 若两球是黑表面，问它们之间的净辐射能交换是多少？ ε1=0.5和εb. 若两球是黑度
2=0.05的漫射灰表面，它们之间的净辐射能交换是多少？
=0.05和D1=0.8m，问两表面之间的净辐射能交换是多
ε1=0.5，εc. 若D2增加至20m，且
2少？若其他条件保持不变，将外表面作为黑表面（ε2=1），问所导致的误差是多少？
六、（25分）对图2所示的圆截面直肋的一维稳态、无内热源、常物性导热问题，试分别列出节点m和端部节点M的离散方程式。已知圆截面的直径为d。 七、（25分）试解释换热器和蓄热室的工作原理，它们各自的优缺点有哪些？请列举强化换热器和蓄热室换热的措施各3项。 八、（25分）一具有漫射-灰表面且黑度为0.6的热电偶，用其测量流过一大管道内的气体温度，热电偶的指示温度Ts为180℃，管壁黑度为0.85且具有均匀温度Tw为450℃，若热电偶和气流之间的对流换热系数h为125W/（m·K），略去热电偶的导热损失，求气流的真实温度。
2北京科技大学2005年硕士学位研究生入学考试试题
一、（40分，每题10分）回答下列问题：
1、分别写出Bi、Nu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。 2、对于管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热？ 3、有人认为：“重辐射面（绝热辐射面）既然没有净得失热量，它的存在也就对整个系统不起任何作用。”这一看法对不对？为什么？ 4、炉气（烟气，燃烧产物）黑度的计算公式是什么？试解释此公式的物理含义。 二、（20分）一根6m长，2kW功率的电阻丝是由直径为0.2cm的不锈钢（k=15.1W/m·K）制成。电阻丝的工作环境温度为30℃，表面对流换热系数为140W/m·K。试求解电阻丝稳定工作时横截面上的温度分布表达式及表面温度值。
三、（20分）水以2kg/s的质量流量流过直径为40mm，长为4m的圆管，管壁温度保持在90℃，水的进口温度为30℃。求水的出口温度和管子对水的散热量。（水的物性参数为k=0.653 W/m·K，cp= 4.174kJ/kg·K，Pr=4.31，μ=653.3×10热经验公式为Nu=0.023Re0.8?62Pa·s ，水在管内对流换
Pr0.4）
四、（20分）有一内腔为0.2m×0.2m×0.2m的正方形炉子，被置于室温为27℃的大房间中。炉底电加热，底面温度为427℃，ε=0.8，炉子顶部开口，内腔四周及炉子底面以下均敷设绝热材料。试确定在不计对流换热的情况下，为保持炉子恒定的底面温度所需供给的电功率。炉底对炉侧墙的角系数等于0.8。 五、（20分）一具有漫射―灰表面且黑度为0.6的热电偶，用其测量流过一大管道内的气体温度，热电偶的指示温度Ts为180℃，管壁黑度为0.85且具有均匀温度Tw为450℃，若热
?电偶和气流之间的对流换热系数h为125W/（m·K），略去热电偶的导热损失，求气流的
2真实温度。
六、（15分）试给出图1所示平板温度分布T（x）的解析表达式，设平板在x1和x2处分别有均匀的表面温度T1和T2，导热系数随温度线性变化：k=k0（1+bT）。
七、（15分）以逆流式换热器为例，试推导换热器设计公式Q=K△tF中平均温压△t的计算式：△t=
△t\?△t'ln△t''△t'
八、（15分）试解释换热器和蓄热室的工作原理，它们各自的优缺点有哪些？请列举强化换热器和蓄热室换热的措施各3项。
九、（15分）已知平板跨流的局部对流发热系数hx是按x?1/2变化。其中x是指距平板前沿
（x=0）的距离。求自前沿到平板上某个位置x的平均对流放热系数hx与在x处的局部对流放热系数hx之比。
北京科技大学2006年硕士学位研究生入学考试试题
一、（30分，每小题5分）简要回答下列问题
1、假定不可压缩，牛顿型流体，常物性，无内热源，忽略摩擦产生的耗散热，试写出二维稳态对流换热微分方程组，并说明其中各项的物理意义。
2、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？ 3、发生在一个短圆柱中的导热问题，在哪些情形下可以按一维问题来处理？ 4、对管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热？ 5、名词解释：有效辐射、表面辐射热阻、重辐射面、遮热板及灰体。
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。
二、（20分）一块初温为t0的平板（单侧表面积为A，厚度为L），一侧表面突然受到恒定热流密度q0的加热，另一侧表面则受到温度为t?的气流冷却，表面传热系数为h。设内热阻可以不计，其它物性参数均已知。试列出物体温度随时间变化的微分方程式并求解之。 三、（25分）一蒸汽管道的保温层外包了油毛毡，表面发射率为0.93，温度为330K，外径为0.22m。该管道水平地穿过室温为22℃的房间，在房内长度为6m。空气的物性参数如下：导热系数（或称导热率）λ=0.0276W/（m·℃）;运动粘度ν=16.96×10Pr=0.699。横圆柱表面自然对流换热的准数方程为Nu=0.48(GrPr)0.25?6m/s;普朗特数
2。试计算蒸汽管道在