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1、2004-2005學(xué)年第一學(xué)期期末考試題專業(yè)班級:儲運(yùn)02-班課程名稱:傳熱學(xué)第1頁共2頁一、簡答題(本大題18分,每小題3分)選3個(gè))。1、熱量傳遞的三種基本方式?(油溫大于空氣溫度)2、分析置于室外大氣中的架空輸送原油的保溫管道有哪些傳熱環(huán)節(jié)。3、 寫岀角系數(shù)的相對性的數(shù)學(xué)表達(dá)式(以空間任意兩表面為例)。4、什么情況下可以說兩個(gè)物理現(xiàn)象是相似的?5、寫岀對于漫灰表面的基爾霍夫表達(dá)式?6、通常工業(yè)應(yīng)用的沸騰換熱過程設(shè)計(jì)在哪個(gè)沸騰狀態(tài)階段,為什么。二、計(jì)算題(本大題60分,每小題12分),求房間通過該墻壁的散熱量。15C的空氣中。已知對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) h=40W/m2 K,入=240W/m
2、 K。試用集總參數(shù)法確定該鋁球由400C降至1、 有一房間墻壁厚為0.4m,面積為12m2,導(dǎo)熱系數(shù)為0.7 W/m - K,其內(nèi)外表面的對流換熱系數(shù)分別為6W/m2K 和40 W/m2- K,房間內(nèi)空氣溫度為20C ,室外空氣溫度為5C ,忽略輻射換熱量2、將初始溫度為400C,重量為40g的鋁球突然拋入鋁的物性參數(shù)為P =2700kg/m3, c=0.9 kJ/kg - K,100C所需的時(shí)間。(忽略輻射換熱)表面溫度為127C,發(fā)射率(黑度)為0.6,房間墻壁溫度3、一大房間里放有一圓管,長為 2m直徑為10cm為27C,求其輻射換熱量是多少?4、 為研究一換熱設(shè)備的換熱情況,采用一個(gè)縮
3、小成原設(shè)備1/10的模型來研究,已知原設(shè)備空氣流速為1m/s,熱 條件不變,模型中流體仍是空氣,求模型中空氣流速是多少才能保證模型與原設(shè)備的換熱現(xiàn)象相似。5、 某房間吊裝一水銀溫度計(jì)讀數(shù)為15C,已知溫度計(jì)頭部發(fā)射率(黑度)為0.9,頭部與室內(nèi)空氣間的對流 換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為20 W/m2- K,,墻表面溫度為10C,求氣流的真實(shí)溫度,該溫度計(jì)的測量誤差。三、綜合題(本大題22分) 有一水平管道直徑為200mm分別包有 如=0.04W/m- K,和刀=0.05 W/m-K的保溫材料,厚度分別為20mm和 30mm管內(nèi)流有50C的空氣,流速為10m/s,管外大氣溫度為10C。(管道厚度很薄,可
4、以忽略不計(jì)) 求:1.管內(nèi)的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。(7分)2. 管外的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。(7分)3. 每米管道的傳熱熱阻和傳熱系數(shù)。(4)4. 每小時(shí)每米管道散熱量。(4分) 備注:1.管內(nèi)流動的對流換熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:2. 管外橫掠的對流換熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:Nu = 0.174Re""3. 管外自然對流換熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式:臉=(注:此關(guān)聯(lián)式中定性溫度取管外流體溫度,q中的 t=5 C,其中體積膨脹系數(shù)可以按管外為理想氣體計(jì)算)4. 空氣的熱物性:t CPkg/m3CpkJ/kg.KX *10,W/m.Ku *10'朋isPr10C1.251.02.514.00.720 C
5、1.201.01 2.615.00.725 C1.181.01 2.615.50.740 C1.101.02.817.01 050 C1.101.02.818.00.7(7分)(7分1. 管內(nèi)的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。2. 管外的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。3. 每米管道的傳熱熱阻和傳熱系數(shù)。4. 每小時(shí)每米管道散熱量。(4分)(4分)2004-2005學(xué)年第一學(xué)期期末考試題答案課程名稱:傳熱學(xué)第1頁 共3頁每小題3分)專業(yè)班級:儲運(yùn)02-班一、簡答題(本大題18分,1、熱量傳遞的三種基本方式?答:導(dǎo)熱,對流,熱輻射(每項(xiàng)1分)2、 分析置于室外大氣中的架空輸送原油的保溫管道有哪些傳熱環(huán)節(jié)。(油溫大于
6、空氣溫度)答:管內(nèi)油水混 合物與管內(nèi)壁的對流換熱,管內(nèi)壁向管外壁的導(dǎo)熱,保溫層內(nèi)壁向保溫層外壁的導(dǎo)熱,保溫層外壁與外界的對流換熱及輻射換熱。(3分)3、 寫岀角系數(shù)的相對性的數(shù)學(xué)表達(dá)式(以空間任意兩表面為例)。答:*口 = 4易(3分)4、什么情況下可以說兩個(gè)物理現(xiàn)象是相似的?答:同類物理現(xiàn)象,同名已定準(zhǔn)則相等,單值性條件相似。或者說是兩個(gè)同類的物理現(xiàn)象并且在相應(yīng)的時(shí)刻 與相應(yīng)的地點(diǎn)上與現(xiàn)象有關(guān)的物理量一一對應(yīng)成比例,則稱兩現(xiàn)象彼此相似。(3分)5、寫岀對于漫灰表面的基爾霍夫表達(dá)式?6、通常工業(yè)應(yīng)用的沸騰換熱過程設(shè)計(jì)在哪個(gè)沸騰狀態(tài)階段,為什么?答:核態(tài)沸騰階段;(2分)因?yàn)樵诖穗A段有沸騰溫差小
7、,換熱強(qiáng)的特點(diǎn)。(1分)二、計(jì)算題(本大題60分,每小題12分)1、有一房間墻壁厚為0.4m,面積為12m2,導(dǎo)熱系數(shù)為0.7 W/m - K,其內(nèi)外表面的對流換熱系數(shù)分別為6W/m2K和40 W/m2- K,房間內(nèi)空氣溫度為20C ,室外空氣溫度為5C ,忽略輻射換熱量,求房間通過該墻壁的散熱量。2存祐5 = °曲6砂(2分)(2分)氏=瓦=阪( 2分)15耳+ /?+鳥0.0139 + 0.0476 + 0衛(wèi)020汀"曲(6分)2、將初始溫度為400C,重量為40g的鋁球突然拋入15C的空氣中。已知對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) h=40 W/m2- K,鋁的物性參數(shù)為 P =2
8、700kg/m3, c=0.9 kJ/kg - K,入=240W/m K。試用集總參數(shù)法確定該鋁球由400C降至 100C所需的時(shí)間。(忽略輻射換熱)解:=竺,桝=40g,QsZ700 炬/燃'3 PR jy 15 枷 J幾240(4分)可以用集總參數(shù)法來求解:100-15 _400-15 kA =exprI M )40x3)exprI 2700x900x7?丿40x3£ = £9s(8分)3、一大房間里放有一圓管,長為 2m直徑為10cm表面溫度為127C,發(fā)射率(黑度)為0.6,房間墻壁溫度 為27C,求其輻射換熱量是多少?解:侶勸 (4分)= 167x1 呼x
9、34x(nx2x(I6(127 + 2B)仁(27+27紂(4分)31AW (4分)4、為研究一換熱設(shè)備的換熱情況,采用一個(gè)縮小成原設(shè)備1/10的模型來研究,已知原設(shè)備空氣流速為1m/s,熱 條件不變,模型中流體仍是空氣,求模型中空氣流速是多少才能保證模型與原設(shè)備的換熱現(xiàn)象相似。uT ul 廠=j解:因溫度條件都沒變,且流體都是空氣,則Pr數(shù)肯定相等,由Re相等得:V' 1?,又 = I/,10所以 IL -= 10x1= 10/J3/£ O (12分)5、某房間吊裝一水銀溫度計(jì)讀數(shù)為15C,已知溫度計(jì)頭部發(fā)射率(黑度)為0.9,頭部與室內(nèi)空氣間的對流換熱系數(shù)為20 W/m2
10、- K,,墻表面溫度為10C,求氣流的真實(shí)溫度,該溫度計(jì)的測量誤差。解:已知'= 1幾,£ =0.9,“ 2網(wǎng)加IXfJTO C求測溫誤差?A(爲(wèi) 11 血)二力 X% -(4分)巧 1 二羽/*二 4/0.9x5 67xl0(;273+15/-(;273 + 10/1"-1 冬 10016.2% =7.4 %( 2分)(4分)三、綜合題(本大題22分) 有一水平管道直徑為200mm分別包有如=0.04W/m- K,和Afi =0.05 W/m -K的保溫材料,厚度分別為 20mm和30mm管內(nèi)流有50C的空氣,流速為10m/s,管外大氣溫度為10C。(管道厚度很薄
11、,可以忽略不計(jì)) (1)管內(nèi)的對流換熱系數(shù)。解:管內(nèi)流動的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式 W = Q.Q23R嚴(yán)穢(1分)S = 50°C0二L10鬼加c;二 1舊他氐/二28x滬叭泌仏Pr二0.7( 1分) 施=竺衛(wèi)"廻xO 嚴(yán)= 217A = 0.023xJ8xl0>日 0.2( 5分)2.管外的對流換熱系數(shù)。解:管外自然對流準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式 = 0-5(OPr)* ,( 1分)f 廠二 L25 館用 G = 1 陽傀 KQ = 25X1 護(hù)叫於 ©片 14x10;旳 s,Pr=0.7(1分)“爪心 9 8X_(0.2 + 0.04 + 0 06?x5宀=亠爲(wèi)廠丄-“= 0 5x(2.385x10x0.7)* =31.96Nu =31,96x2.5xl0'砧k = 2一66莊 f m UKd0.33. 每米管道的傳熱熱阻和傳熱系數(shù)。解:應(yīng)二丄+丄謹(jǐn)+丄出+丄如詢 2加川
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