07傳熱學(xué)試題B答案(清華大學(xué)考研資料)

裁剪框_____________名姓____________號(hào)學(xué)_____________級(jí)班____________系___________院學(xué)

----揚(yáng)州大學(xué)試題-------(2006－2007學(xué)年第二學(xué)期)-----機(jī)械學(xué)院資料0501班(年)級(jí)課程傳熱學(xué)試卷B---題目一二三四五總分-----得分------一、問答題:（42分,共6題，每題7分）---1．什么是物體表面的黑度，它與哪些要素有關(guān)?什么是物體表面的汲取率，它與--哪些要素有關(guān)?它們之間有什么差別?線------答：物體表面的黑度被定義為物體表面的輻射力與其同溫度下黑體輻射的輻射力-----之比（1分），它與物體的種類、表面特點(diǎn)及表面溫度有關(guān)（1分）。物體表面的吸------收率是表面對(duì)投入輻射的汲取份額（1分），它不單與物體的種類、表面特點(diǎn)和溫------度有關(guān)，并且與投入輻射的能量隨波長(zhǎng)的散布有關(guān)，也就是與投入輻射的發(fā)射體-----的種類、溫度和表面特點(diǎn)有關(guān)（1分）。比較二者的有關(guān)要素不難看出它們之間的-------差別，歸納地說黑度是物體表面自己的屬性，而汲取率確不單與自己有關(guān)狀況有--訂關(guān)還與外界輻射的狀況密切相連（2分）。-------------------------------------裝---------------------2.蒸氣與溫度低于飽和溫度的壁面接觸時(shí)，有哪兩種不一樣的凝固形式？產(chǎn)生不一樣凝-------結(jié)形式的原由是什么？-----答：當(dāng)凝固液體能很好地濕潤(rùn)壁面時(shí)，在壁面大將鋪展一層液膜，這類凝固方式-----稱為膜狀凝固。當(dāng)凝固液體不可以很好地濕潤(rùn)壁面時(shí)，凝固液體在壁面上形成一個(gè)----第1頁(yè)--個(gè)液珠，且不停發(fā)展長(zhǎng)大，并沿壁面滾下，壁面將重復(fù)產(chǎn)生液珠、成長(zhǎng)、滾落過-裁剪框3．試依據(jù)速度界限層和熱界限層的觀點(diǎn)，用量級(jí)剖析的方法，從對(duì)流換熱的能量微分方程導(dǎo)出二維穩(wěn)態(tài)、常物性、不行壓縮流體外掠平板層流界限層流動(dòng)時(shí)的界限層能量微分方程。答：能量方程為utvta(2t2t)xyx2y2界限層內(nèi)u、t、x為同一量級(jí)，即u~O(1)、t~O(1)、x~O(1)，而界限層t則屬于小的量級(jí)即t~O()、v~O()。于是有tt2t2tuxvya(x2y2)量級(jí)1112(112)1t1t此中a擁有2的量級(jí)應(yīng)以下理解:等號(hào)兩邊應(yīng)有同樣的量級(jí)，假如a不擁有O(2)量級(jí)，則括號(hào)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)很大批級(jí)的項(xiàng)12。為使等號(hào)后邊的量級(jí)為t1，故a~O(2)右端括號(hào)內(nèi)兩項(xiàng)對(duì)比明顯2t2t，界限層能量微分方程為：x2y2utvta2txyy24.一塊厚度為2(x)的大平板，與溫度為tf的流體處于熱均衡。當(dāng)時(shí)間0時(shí)，左邊流體溫度高升并保持為恒定溫度2tf。假設(shè)平板雙側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)同樣，當(dāng)Bih0時(shí)，試確立達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)平板中心及雙側(cè)表面的溫度，畫出相應(yīng)的板內(nèi)及流體側(cè)溫度散布的表示性曲線，并做簡(jiǎn)要說明。答：Bi0時(shí)，內(nèi)熱阻→0，tw1tw2tc1(2tftf)1.5tf2第2頁(yè)裁剪框5．有人說，在電子器件的多種冷卻方式中，自然對(duì)流是一種最靠譜（最安全）、最經(jīng)濟(jì)、無污染（噪音也是一種污染）的冷卻方式。試對(duì)這一說法作出評(píng)論，并說明這類冷卻方式有什么不足之處？有什么方法可作必定程度的填補(bǔ)？答：電流經(jīng)過電子器件時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，致使溫度上漲，于是產(chǎn)生了四周空氣自然對(duì)流的動(dòng)力。這類冷卻方式無需外加動(dòng)力，亦無噪聲，并且一旦停電，電子器件也就不工作了，因此也就不存在冷卻問題，因此說它是最靠譜、最經(jīng)濟(jì)、無噪聲污染的冷卻方式是適合的。自然對(duì)流冷卻方式的最大不足是其換熱強(qiáng)度低。一種填補(bǔ)的方法是采納擴(kuò)展表面，即在熱表面上加裝垂直擱置的肋片，以增添散熱面積。6．加強(qiáng)空氣－水換熱器傳熱的主要門路有哪些，請(qǐng)列出隨意三種門路？答：空氣-水換熱器的主要熱阻在氣側(cè)，加強(qiáng)換熱主要從氣側(cè)下手。當(dāng)氣側(cè)在管外流動(dòng)時(shí)，可在管外加裝肋片。當(dāng)氣側(cè)在管內(nèi)流動(dòng)，而氣側(cè)壓降有較大余量時(shí)，可提升氣體流速，也可采納螺紋管加強(qiáng)換熱。第3頁(yè)裁剪框二、計(jì)算題(58分)1．（18分）下列圖為一扇形地區(qū)中的二維、穩(wěn)態(tài)、無內(nèi)熱源的導(dǎo)熱問題，其一側(cè)平直表面保持平均恒定溫度tw,rri的表面絕熱，其他表面與溫度為t的環(huán)境換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，為用數(shù)值法確立地區(qū)中的溫度散布，在徑向和周向分別用定步長(zhǎng)r和區(qū)分計(jì)算地區(qū)，節(jié)點(diǎn)部署如圖1所示。假設(shè)地區(qū)的物性參數(shù)已知且為常數(shù)，試用熱均衡法成立節(jié)點(diǎn)1和7的失散方程（有限差分方程式）。（不要求整理）第4頁(yè)裁剪框（20分）直徑為57mm的管道，管道表面面溫度為100℃，將它用導(dǎo)熱系數(shù)為0.071W/m?℃的石棉硅藻土資料保溫。保溫后保溫層表面面溫度不超出40℃，每米管道最大熱損失不超出70W，試問該保溫層資料起碼有多厚？第5頁(yè)裁剪框有一柱體，以下所示，表面1溫度T1550K，射率10.8，表面2溫度T2275K，射率20.4，柱面3表面，角系數(shù)X3,10.308。求：（1）表面1的射失；（2）面3的溫度（15分）解：熱阻網(wǎng)絡(luò)圖以下R1R12J2R2Eb2Eb1J1R13R23J3A1A20.320.09,A30.60.30.18X1,3A3X3,10.180.3080.616,X1,210.6160.384A10.09R110.81,10.410.80.090.36R20.090.060.4R121128.9R13R23118.0A1X120.090.3840.090.616(R13R23)/R12116.028.918.025.6744Φ1(5.52.75)2(W)???????????...(9分)114.311016.00.360.06(2)J1Eb1ΦR5.675.544.3110214.81103(W/m2)110.36J2Eb2Φ1R2