发布时间 : 星期一 文章华电保定专业课2002-2010年考研真题及答案-传热学 - 图文更新完毕开始阅读
2．（华电，04）一块大平板，一侧被电加热器均匀加热，另一侧为第三类边界条件，通电前平板处于环境温度 ，电热器给出恒定的热流密度qW/m2。现突然合上开关。画出初始状态和最后稳定以及中间两个时刻平板内的温度分布曲线。
??
答：如图所示：初始时刻为1线，此时大平板的温度为tf℃。中间时刻两条曲线为1和2线。最后稳定后的温度分布为4线。 四、计算题（共46分） 1．（华电，04）（11分）储存液氮的钢瓶采用中间抽真空的双层结构。若刚装入液氮后，内筒壁的温度为-196℃，外筒壁的温度为-30℃，内、外筒壁的面积分别近似为0.03m2和0.35m2，内、外筒表面的发射率均为0.45。 （1）计算此时单位时间钢瓶的散热量？
由角系数的性质得：X1,2A1?X2,1A2，X1,2?X2,1?1 可解得：X1,2?1， X2,1?4
X1,2A1A2
4?273?t1??273?196?2Eb1??o????5.67????1.993W/m
?100??100??273?t2??273?30?2Ebo??o????5.67????477.918W/m
?100??100?单位时间钢瓶的散热量为：
44
??Eb2?Eb1（477.918?1.993）??4.367W
1??11??21?0.4511?0.451????0.03?0.451?0.030.035?0.45A1?1X1,2A1A2?2（2）为进一步减少散热损失，可采用哪些方法？
答：① 在内、外筒涂上发射率低的材料，增加表面热阻。
② 在内、外筒之间安装遮热板，减少内、外筒之间的换热。 2．（华电，04）（15分）一台逆流式换热器刚投入工作时，测得的运行参数如下：
??热流体的进出口温度分别为 t1?360?C和 t1?300?C，冷流体的进出口温
??度分别为 t2?30?C和t2?200?C，热流体的热容量 qm1c?2500W/K1，换热器的面积为0.892m2。10
（1）计算该换热器在刚投入工作时的传热系数；
??（2）若运行一年后，在冷、热流体的进口温度(t1,t2)及热容量(qm1c1,qm2c2)保持不变的情况下，测得冷流体只能被加热到162℃，计算此时该换热器的传热系数；
（3）一年后换热器的污垢热阻为多少？
??t1??)?qm2c2(t2???t2?) 解：（1）由能量平衡方程：qm1c1(t1??t1??)2500??360?300?qm1c1(t1得：qm2c2???882.35W/K
???t2?t2200?30??t1??)?2500?(360?300)?1.5?105W 换热量 ??qm1c1?t1?qm1c1(t1对数平均温差
???t2?)?(t1??t2??)(300?30)?(360?200)?t??tmin(t1?tm?max???210.325℃
???t2??tmaxt1300?30ln（）ln（）ln??t2??360?200t1?tmin由 Ak?tm?qm1c1?t1得：
qm1c1?t12500?60??799.53W/(m2?K)
A?tm0.892?210.325???（2）由题知：t1?360?C，t2?30?C，t2?162?C
??t1??)?qm2c2(t2??t2??) 由能量平衡方程：qm1c1(t1qc(t???t?)882.35?(162?30)???t1??m2222?360?得：t1?313.41℃
qm1c12500???t2?)?(t1??t2??)(313.41?30)?(360?162)?t??tmin(t1?tm?max???237.91℃
???t2??tmaxt1313.41?30ln（）ln（）ln??t2??360?162t1?tmin由 Ak?tm?qm1c1?t1得： ko?qm1c1?t12500?46.59??548.85W/(m2?K)
A?tm0.892?237.911111（3）污垢热阻为：Rf?????0.000571m2?K/W
kko548.85799.533．（华电，04）（20分）有一块铝合金板，表面温度被均匀加热到227℃，然后垂直地悬挂在一房间内进行冷却，室内环境空气温度和周围墙壁温度分别为
k???
21℃和17℃。已知板的面积是0.3?0.3m2，厚度为15mm，表面发射率（黑度）为0.25。
（1）假定在冷却过程中任何时刻，板的内部温度均匀，建立一个表示板的温度随时间而变化的关系式。
（2）计算在冷却的最初时刻，表面换热系数 为多少？
（3）计算在冷却的最初时刻，它的冷却速率（K/s）为多少？ 附：（1）铝合金板的密度取2660 kg/m3，比热取871J/?kg?K?；
（2）推荐的自然对流换热的实验关联式：Nu?C(GrPr)n，对于符合理想气 体性质的气体，格拉晓夫准则数中的体积膨胀系数??1T，定性温度取边界层的算术平均温度，式中C，n由下表确定： 加热面形流动情况状与位流态 示意 置 层流 过渡 竖平板或竖圆柱 湍流 （3）干空气的热物理性质如下： t/℃ ?/(kg/m3) cp/[kJ/(kg?K)] 100 0.946 1.009 120 0.898 1.009 140 0.854 1.013
系数C 0.59 0.0292 0.11 系数n 1/4 0.39 1/3 Gr适用范围 104~3×109 3×109~2×1010 >2×1010 3.21 3.34 3.49 ??102/[W/(m?K)] ??106/(m2/s) Pr 23.13 25.45 27.8 0.688 0.686 0.684
华北电力大学2005年硕士研究生入学考试试题
一、选择和填空（每小题5分，共50分）
1．（华电，05）下列物质在常温下导热系数最小的是（ B ）。 (A) 水 (B) 空气 (C) 玻璃 (D) 岩棉板 2．（华电，05）对于等截面的直肋片，沿着肋片的高度方向，肋片横截面上导热的热流量逐渐（ B ）。
(A) 变大 (B) 变小 (C) 不变 (D) 不确定 3．（华电，05）在横掠管束的对流换热中，平均的表面对流换热系数随管排数的增加（在前几排）而（ A ）。
(A) 增加 (B) 不变 (C) 变小 (D) 不确定 4．（华电，05）对于等温线而言，以下不正确的描述是（ A ）。
(A)不同温度的等温线可以相交 (B) 等温线可以封闭 (C) 等温线可以终止于边界 5．（华电，05）工程上主要的辐射性气体包括 二氧化碳 、 水蒸气 、二氧化硫、甲烷、氟里昂和一氧化碳等，气体辐射具有 选择性 和 容积性 的特点。8 6．（华电，05）努塞尔在对纯净蒸气层流膜状凝结换热进行理论分析求解时，忽略了液膜流动过程中的（ C ）。7
(A) 重力 (B) 粘性力 (C) 惯性力 7．（华电，05）附图1中表面1对表面2的角系数X1,2为 0.125 。[已知
X2.A?0.1，X2(1?A)?0.15]
附图1 8．（华电，05）对于粘度很小的液态金属，当进行外掠平板的对流换热时，在同一位置，其流动边界层厚度和温度边界层厚度的关系是（ C ）。 (A)???t （B）???t （C）???t 9．（华电，05）描述黑体辐射能量在空间方向分布规律的是（ B ）。8 (A) 普朗克定律 (B) 兰贝特定律
(C) 维恩位移定律 (D) 斯忒藩—波尔兹曼定律 10．（华电，05）一个可近似认为是漫射灰体的表面，其温度为300K，表面的发
W/m2，此时该平板的射率为0.7， 测得该平板得到的投入辐射为800
有效辐射为 561.5W/m2。