同济大学传热学真题 A4.doc

莀CY-1螆分析计算题肄某球壁面内有均匀分布的内热源qr(W/m3),导热系数为温度的线性函数(λ=λ0(1+at),λ0和a均为常数),球壁面的内侧壁面温度tw1为常数,外侧给定第三类边界条件,换热系数λ和温度函数tf均为常数。试求在球壁面内进行一维径向稳态导热过程时的温度分布及换热密度分布。(15分)膀试推导证明纵掠平壁面能量交换的雷诺类比公式:St=Nu/(RePr)=Cf/2.(15分)聿试求二维空间任意两个凸表面F1和F2间的辐射热交换的角系数。其中a,b,c分别为凸表面F1和F2的边界点,如图所示。(8分)袅已知已知某表面的单色吸收率α2随波长的变化关系如图4a所示,该表面的投射单色辐射G2随波长的变化图4b所示。试计算该表面的全色吸收率α。(15分)蒅一个逆流式套管散热器,其中油的问温度从100℃冷却到60℃,水由20℃到50℃,×104W,传热系数为350W/,.℃,求换热面积为多少?℃/W,流体入口温度不变,此时换热器的传热量和流体出口温度为多少?(15分)袂讨论题(每题8分)袈试讨论视觉色彩与热辐射吸收率和辐射绿的关系。羅根据导热机理讨论金属材料的导热系数随温度的变化关系。袆进行单相流体受迫对流换热过程模拟实验时,如何确保两个实验相似?莀试分析换热器中的传热过程中,热阻的主要来源以及加强传热可以采取的措施。袁CY-2肅一、概念题羃1、试述努谢尔特数Nu和毕渥数Bi的物理含义,并作比较。肂2、分析传热过程中污垢热阻对传热系数的影响。蚀3、分析下表中四个工况下的对流换热过程的相似性。如要使相似,应如何调整或改变表中的参数?膅工况莄管型螄介质葿Re芅Pr螅边界条件芁A***,有人认为:“因其间存在气体介质,故必须计及气体辐射的影响,或建立气体和两个物体辐射换热的联立方程进行求解”。试分析这一说法是否肯定正确。荿画出换热器顺流和逆流换热过程中流体温度随传热面积变化的关系图。并导出平均温度差的计算公式。肈计算题肃对某热水管道进行保温设计时,已知所选的石棉材料的导热系数λ=℃,保温外部与外层空气的对流换热系数h=12W/m℃。如果热水管的外径为16、18和40mm,在内外温差为80℃下,要求散热量q小于80W/m时,问如何选管径和保温层厚度?蒃一根直径为1mm和长度为100mm的金属丝,初温为20℃,突然置于500℃的空气中。设金属丝与外界的表面换热系数25W/m2℃,求金属丝温度达到空气的95%温度值所需要的时间。膈计算如图所示A和B两个物体表面之间的辐射换热角系数。其中:a=b=,h=,压降为42mmHg,管壁平均温度为80℃,管内水的平均温度为55℃,试由雷诺类比律求管内对流换热系数。已知水的物性参数为ρ=985kg/m3,ν=×10-6m2/s,Pr=,cp=4177J/kg℃.蒄CY-3羀一、基本