《各校历年传热学考研真题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《各校历年传热学考研真题.docx（67页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、各校历年传热学考研真题2010华电传热学考研真题考试科目：传热学 A考生注意：答案必须写在答题纸上以下为试题内容：1、请判断以下逆流换热过程中两流体温度沿程变化的画法是否正确？为什么？（图中纵坐标代表温度，横坐标代表流程）（15分）2 一空心圆柱，在 r=ri 处 t=ti ,在 r=r2 处 t=t2 。X = X 0 （1+bt）, t 为局部温度。试导出圆柱中温度分布的表达式及导热量计算式。（20分）3、直径为1mm的金属丝置于温度为25 C的恒温槽中，其电阻值为0. 01 Q/m,设 电流强度为120A的电流突然流经此导线并保持不变，导线表面与油之间的表面 传热系数为550W/（m2K
2、）。问：当导线温度稳定后其值为多少？从通电开始瞬间 到导线温度与稳定时之值相差1 C所需要的时间为多少？设表面传热系数为常 数,导线的 c=500J/ （kgK）, P =8000kg/m3,入=25W/（mK）。（20分）4、一个二维物体的竖直表面受液体自然对流冷却，为考虑局部表面传热系数的 影响，表面 传热系数采用h=c（t - tf ）1.25来表示。试列出下图所示的 稳态、无内热源物体边界层节点（M, n）的温度方程，并对如何求解这一方程组 提出你的看法。设网格均分。（20分）5、为什么在给圆管加保温材料的时候需要考虑临界热绝缘直径的问题而平壁不 需要考虑？请推导出圆筒壁临界热绝缘直径
3、的计算公式。（15分）6、试通过对外掠平板的边界层动量方程式du + V ayd2u =v -r dy沿y方向作积分（从y=0到y26 ）（如下图所示），导出下列边界层的动量 积分方程。（25 分）7、请问不凝性气体的存在会对液体的沸腾和蒸汽的凝结产生什么影响？并说明 理由。（15 分）8、准备设计一个开口半径为1cm、开口发射率为0.999的球型人工黑体腔，己 知空腔内壁材料表面黑度为0.9,试确定黑体腔半径R的大小。（20分）2011华电传热学考研真题1 .“相似”和“比拟”是传热学中常用的两种研究方法，试举例说明两种方法的 异同。2 .简述韦恩位移定律，并以此分析为何炼钢时钢锭的颜色由暗
4、红色变为白色。 如何利用韦恩位移定律测量物体温度。3 .判断逆流换热温度曲线的画法。（真题2005年第6题、2008年第1题）4 .求圆筒壁换热的最低温度及对应绝热层厚度。（真题2005年第8题）5 .肋片导热问题（真题2005年第3题）6 .埃库特流动（真题2009第七题、2010真题或是教材P191 5-9）7 .求角系数（真题2004第四题、2009第2题或是2010年真题）8 .不凝结气体的存在会对液体的沸腾和整齐的凝结有什么影响，说明理由。（真 题2006第2题、2008第7题）9 .求内热源的发热率。（真题2006年第5题）华南理工大学2006年硕士研究生入学考试传热学试卷一、 名
5、词解释（每小题5分，共30分）1、热传导；2、对流传热；3、辐射传热；4、传热过程；5、稳态温度场；6、肋壁总效率。二、 简答题（每小题10分，共40分）1、为热扩散率，请解释其物理意义。一般木材的热扩散率约为a =1.5X10-7 m2/s ,紫铜（纯铜）的热扩散率约为a = 5. 33X10-5 ,分别对同样长短粗细的 木棒和紫铜棒加热时，分析所产生的现象。2,集总参数法含义及其适用条件3、两流体平行流动时的温度分布如下图所示，请写出图（a）（e）中流体的物态变 化情况。4、不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如 何？凝汽器如何解决这个问题三、 综合分析题（每小题
6、20分，共80分）1、普朗特数的物理意义是什么？分析当、Pr=l、时，流体的热边界层和流动 边界层的厚度变化规律。2、采用强化传热技术开发高效的传热设备，以便在较小的设备上获得更大的生 产能力和效益，成为现代工业发展的一个重要问题。根据你的理解谈谈热交换过 程的强化途径及实现方法。3、某蒸发器的管壁厚3mm，材料是钢。长久使用后其表面覆盖一层厚为0.5mm 的水垢。试求传热系数的变化，并就计算结果讨论水垢对传热系数的影响。已知： a 沸= 2791 W/(m2 K), a 冷凝=11630 W/(m2 K),入钢=46. 5 W/(m K), X 水垢=1. 745 W/(m K)4、蒸汽管外
7、包扎两层厚度相同的绝热层，外层的平均直径为内层的2倍，导热 系数为内层的2倍。若两层互换位置，其他条件不变，问每米管长热损失改变多 少？哪种材料放内层好？2001年上海理工大学硕士研究生入学考试试题 考试科目： 传热学准考证号:得分：一、 问答题(每题5分)1 .有三层平壁组成的复合壁，已测得各层壁面温度依次为600, 500, 300 C、60 ,在稳态导热情况下，问哪一层热阻最小？2 .说明非稳态可以采用集总参数法求解的条件，并说明其物理意义。3 .怎样才能改善热电偶的温度响应特性？4 .直管内紊流对流换热中，其他条件相同时，相同的流速或相同的流量条件下 粗管和细管的对流换热系数哪个大？有
8、何证据？5 .不凝性气体对膜状凝结换热有什么影响？其机理是什么？6 .何为灰体？引入灰体概念对计算辐射换热有什么意义？7 .试比较黑表面、温射灰表面、重辐射面的有效辐射和本身辐射的关系。8 .举例说明强化单相强制对流换热的基本思想。9 .从传热观点看，为什么暖气片般都放在窗户下面？10 .试说玻璃温室效应的原理。二、计算题(一、二题每题13分，第三题14分)1 .水以2kg/s的流量流过内径为40mm的管子，管内表面的温度保持100。问 需要多长的管子才能把水温从25c加热到75O (比热Cp=4.141kJ/(kg.k),动 力粘度口 =547 X 10-6N. s/ nf ,导热系数入=0
9、. 643W/(m ),密度 1000kg/ ,Pr=3.56,不需要修正)2 .考察一长4m,宽3m的房间，地板和天花板之间的距离为2. 5m,房间的四个墙壁 是绝热的，由于使用了电阻加热器使地板表面保持均匀温度30C,天花板的温度 为12,地板对天花板的角系数为0. 29,若所有表面的黑度都为0. 9,问地板与天 花板间的净辐射热量是多少?墙壁的温度是多少？3 .一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行:热流体进口温度3 =360 C,出口温度3 =300,冷流体进口温度t2 =30，出口温度t2 =200,热 流体的质量流量G与比热G的乘积2500W/C,传热系数800W/(nf )
10、.运行 一年后发现，在GC、冷液体的G2c2及“、3 保持不变的情形下，冷流体只能 被加热到162,而热流体的出口温度则高于300,试确定此情况下的污垢热 阻及热流体的出口温度。三、推导题(每题5分)1 . 侧面绝热的棒，-端x=0处，温度为to,另一端x=L处，温度为to,该棒的横截面积按线性规律变化f*=x（l+x/L）, f。为x=0处的截面积，材料的导热系 数入= A（）exp（t/to）,试推导通过该棒的热流量。2 .假定顺流式换热器中传热系数k与两种流体的温差成线性关系，k=a+bAt, 其中a、b为已知常数，At为任截面上的局面温差，试证明换热器的总传热 量为：。=/In伙t /
11、(k /)式中k、k分别为换热器入口端和出口端的传热系数，/、/分别为 换热入口端和出口端的两种流体温差，F为传热面积。（推导中假定水当量GC为 常数，流体无相变发生）2002年上海理工大学硕士研究生入学考试题考试科目： 准考证号: 成绩:一、简答题：1. （6分）写出下列特征数的表达式，并简要说明其物理意义。Bi Pr Gr Nu Re2. （4分）简述集总参数法的实质。3. （4分）什么是定性温度？对于管内对流换热，定性温度一般如何选取？4. （4分）推导对流换热微分方程组时，主要依据的是哪儿条定律？5. （4分）试比较水平管外膜状凝结换热过程和水平管外膜态沸腾换热过程有何 相同之处和不同
12、之处？6. （4分）气体辐射有什么特点？7. （4分）对壳管式换热器来说，两种流休在下列情况下，何种走管内？ （1）清洁流体与不清洁流休（2）温度高的流体与温度低的流体二、计算题1. （14分）一厚度为20cm的大平板，通过电流时发热功率为4义10%/0?,夹板 表面暴露于30的空气中。已知表面与空气之间的对流换热系数为60W/（m2. K）, 平板的导热系数为3W/（m. k）（1）列出描述这一稳态导热问题的微分方程及边界条件；（2）求出温度分布表达式；（3）确定平板中的最高温度及位置。2. （8分）如图所示为二维无内热源、常物性的稳态导热，边界节点1、2、3和5所在边界与温度为的流体进行对
13、流换热对流tf,h换热系数为h。设物体的导热系数为入，试根据元体平衡法，列 出节点3、节点7产差分离散方程式。3. （16分）水以3m/s的流速流过内径d=20mm且具有均匀壁温 t.=50直管道，水的进口温度为30C,出口温度为40C,求：（1） 管内对流换热系h； （2）管道长度。题2附图水的特性参数T Cp kJ/ (kg. k)pkg/m3V(m2/s)X (m2/s)Pr304. 174995. 70. 805 X100.6185. 42404. 174992. 20. 659 XIO-60. 6354. 314 （16分）一块5m高、1m宽的漫射灰体平板表面，从一辐射源得到投入辐射
14、800w/m2,背面绝热，环境和空气温度为27,平衡时平板温度为77,求：（1） 平板自然对流换热的热流量；（2）平板的辐射热流量；（3）平板表面的黑度。空气为常物性：t=2.354X10V/S , P=2.65X10 T1sillX=o. 032W/ （m）, Pr=O. 695可供选用的准则方程式：Nu=O. 59（GrPr）1/4,（GrPrl 09）5. （16分）设计一个把总流量为2. 5kg/s的水从15c加热到85的叉流式换热器，使160C的热机油通过壳侧，冷水则在10根八流程、管径为25mm的薄壁管中流过（如图示）。书籍管内水的换热系数为3000 W/（mC）、比热为4187J
15、/（kg）,管外油的换热系数为400 W/（m）、比热为2350 J/（kgC）,忽略管壁导热热阻。求：（1）若油离开换热器为100C,油的流量为多少？ 题5附图（2）为达到设计要求，每根管子的长度为多少？（本题可作逆流考虑）2003年上海理工大学硕士研究生入学考试试题 考试科目： 传热学 准考证号:得分：-、简答题1. （7分）角系数是个纯几何因子的结论是在什么假定下得到的？2. （7分）写出无因次准则数Nu和Bi的表达式，说明它们的物理意义。这两 个准则数有何区别？3. （ 7分）在大气压下同样的两水滴在表面温度分别为120和400C的铁锅上， 试问哪个铁锅上的水先被烧干？为什么？4. （
16、7分）对管式内强制对流换热，若采用短管或弯管可以化流体的热，这是何 道理？5. （8分）对非稳态导热而言，导热微分议程中只出现热扩散系数。因此，是否 可以这样说，此时的导热泪盈眶过程只与表征导热能力快慢的热扩散系数a有 关，而与表征导热能力大小的导热泪盈眶系数;I无关，为什么？6. （7分）热水在两根相同的管道内以相同的流速流动，管外分别用空气和水来 冷却。运行一阶段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。问：水垢的产生对哪一 根管道的传热系数影响更大？7. （7分）农村中常使用的太阳能灶的受热面往往涂上黑色，但工厂的车间中使 用的辐射采暖板却不涂黑色，试说明其中的道理。二、计算题（共5题，每题20
17、分）1 .用热电偶测量电烤箱中的温度变化。热电偶表面积A,体积V,物性均为常数。 电烤箱内的空气温度随时间7的变化可看成是线性的，即t r=BT，B为一常数。 热电偶与空气的对流换热系数为h求在电烤箱开始工作后，热电偶的显示温度 随时间的变化关系。（设该问题可以用集总参数法求解）。2 . 一温度为t，0的常物性液体以质量流量G稳定流过一圆，圆管直径为D,圆 管处于均匀的壁温t -液体与管子间的对流换热系数为ho求液体平均截面温 度随管长的变化关系t=t f（x）3 o如图所示两个半径R=20cm的半球球壳，其内表面温度与黑度分别为。t, =20-、 C、产0.8； t 2 =30、2=0.9,
18、这两个半球之间夹有一层遮热板，其酥的 tz 黑度分别为*0. 8、*=0.02。八 打（1）画出该辐射系统的网络图；（2）计算各表面热阻及空间热阻；. 隆（3）求加了遮热板后两半球之间的辐射换热量；（4）求遮热板的平衡温度图如右4 .有一传热面积为7m换器，冷流液体作逆流布置。冷流体的进口温度分别t 1=70, f 2=40,冷流体的缈谖缈爱露为5.5 C。质量流量m1、m ?分别为 4.0kg/s和4.5kg/s,已知冷热流体的比热泪盈眶分别为：C p,=4183J/kg , C p2=4174J/kg o（1）计算换热器的传热系数k。（2）换热器运行一年后，在流量和进口温度不变的情况下，冷
19、流体的出口温度 降为54C,求此时污垢热阻为多少。5 .微翅管（microfin tube,又称内螺旋管）是近年来广泛用于制冷、化工工业 的种强化换热元件。为了研究水在微翅管内作紊流强制对流换热特性，需建立 一试验台。请你以电加热方式加热管内水的强制对流为例，说明在实验过程中应 测定哪些物理量，并简略绘出其实验系统图。2004年上海理工大学硕士研究生入学考试试题考试科目：传热学准考证号:得分:一、简答题（每题5分）1 . 无内热源平板沿厚度X方向发生i维稳态导热，其一侧表面上的温度梯度 &/3y=30C/m,导热系数/h=40W/（m）,如果基另一表面上的导热系数 22=50W/（m），问这一
20、侧表面上的温度梯度是多少？2 .解解释毕渥数Bi的物理含义，并说明为什么用Bi判别非稳态导热问题能否 采用集总参数法求解。3 .图1. 1表示出了常物性、有均匀内热源的二维稳态导热问题局部边界区域 的网格配置，试用元体平衡法建立节点。关于温度t的有限差分方程式。（设 x=Ay,所需参数的符号自己设定）图14 .当条件相同时，物体在空气中冷却快不定还是在水中冷却快？这一现象说明 对流传热与什么因素相关？5 .试用简图表示流体沿平板流动时速度边界层的发展并说明速度边界层内分成 哪些区域？6 .试解释普朗特数Pr的的物理意义，并示意性的画出Prl时的速度边界层和 热泪盈眠边界层厚度沿板长的变化（速度
21、边界层和热边界层要画在同一图上以便 比较）。7 .说明温度附面层的根念及附面层能量微分方程在物理上忽略了哪部分换热？8 .在应用管内旺盛紊流实验关联式Nu=0.023Re+r时，当流体与换热泪盈眶 壁面温差较大时需要对计算结果修正，为什么？9 .试说明为什么一个细长圆柱水平放置时自然对流换热一般大于竖直放置时的 自然对流换热？10 .在稳定模态沸腾过程中，为什么换热系数随At啬而迅速上升？11 .试说明大气中CO?含量增高为什么会出现大气温室效应？二.计算题1. （10分）一直径为5cm的钢球，其初始温度为500C,突然被置于30的空 气中。设钢球表面与周围环境的对流换热系数为10w/m2,试
22、计算钢球非稳态导 热的时间常数及其被冷却到300C所需要的时间。已知钢球的比热为 C=0. 48kJ/kg, p=7753kg/m 2 =33w/mo2. （20分）长10m、外径133mm的水平管道通过一大房间，房间壁面及其内的空 气温度均为30若管道表面温度为90C、黑度为0.9,求管道的散热量（自 然对流换热的努赛尔特常数用下列式计算Nu=0. 48（Gr/Pr）25）o3. （22分）如图2所示为一半径为R=lm的半球，球冠3绝热。底面1和2的温度分别为500P和100 ,黑度都有为-0.9,求底面1和2间的辐射散热量。（电压）/4. （23分）温度为95。（7的热空（热流电流）气流经
23、一内径100mm,厚度（老师所给试卷上此题不全）2005年上海理工大学硕士研究生入学考试试题考试科目： 准考证号： 得分：二、简答题（共50分）1. （6分）同一时刻物体中温度相同的点连成的线（或面）称为等温线（或等温面），试问等温线（面）的疏密如何反映其温度梯度的大小？温 度不同的等温线（面）能否相交？在连续的温度场中等温线（面）可否中断，可否闭合或终止于物体的边界？2. （4分）为什么多层平壁中温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折线？3. （6分）简述用热电耦测温时其时间常数的物理含义，并写出其表达式，说明影响其大小的因素。4. （4分）何谓速度边界层和温度边界层？写出速度边界层厚度6
24、和温度边界层厚度6 t的定义。5. （5分）流体在恒热流壁面的管内流动，若对流换系数h为常数，试画出流体温度与管壁温度沿管长方向分布的示意图。6. （5分）有两块用同一材料制成相同尺寸为100mm X 100mm的正方形平板电阻加热片，块为平面，另一块则冲制出许多菱形突起花 纹，若两块平板均垂直悬挂在大房间里，且加热功率亦相同，问哪块平板 的表面温度高？为什么？7. （4分）如图所示的两表面间的角系数能否表示为：（a） X,（i,2）= %, 1 + 禺2（b） X（,2y ,3 =羌3 + 及3 如有错误，请予以改正.8. （6分）解释下列名词：发射率；重辐射面；辐射遮热板。9. （5分）有
25、人说，增加管壁厚度，总可达到减少传热的目的， 这种说法对吗？10. （5分）讨论换热器顺流布置与逆流布置的优缺点。什么情 况下没有差别？二、计算题（共100分）1. （20分）一砖墙厚5=8cm,导热系数入=0.5 W/ （m）,砖墙 内侧避面维持在恒定的温度=84,砖墙的外侧与大气接触，空气的温 度维持恒定，&=16,此时，测得砖墙外壁温度八2=56C。求：（1） 通过砖墙的热流密度（2） 外侧壁面的空气对流换热系数为多少？（3） 若在砖墙外侧加敷一层X =0. 07 W/（m）的隔热材料, 并要求石专墙最外表面（既加了隔热层后的外表面）的壁温降到28,则隔 热层需要多厚6 （忽略砖墙与隔热
26、材料之间的接触热阻）？2. （20分）用温度为2 0的空气冷却300C的铝制试件，试件 表面积为6X 10 W,体积为3X10 m3,冷却1分钟后，试件温度为60o 试用集总参数法求对流换热系数h,并说明本题采用集总参数法求取h 为什么可行？ （已知 铝 入=200 W/（m ）,Cp=o.9kj/kg, P =2700kg/m3）3. （20分）已知某一省煤器的管壁平均温度为230C,水的进出 口温度分别为180C和220C,流动情况为紊流，平均流速为lm/s,管 子为直的圆管，管内径为12mm,已知Nu, =0. 023Re； sPr4,试求:（1）管内表面传热系数为多少？（2）热流密度为
27、多少？（3）所需管子的长度为多少？水的物性:T( )pkglmyCp KJ/ kg. 2xl02lV/7nuxlObkg / mPr180886 .94.41767.50. 1731.06200863 ,04.50566.30. 1580.93220840 .34.61464.50. 1480.89240813 ,64. 75662.80. 1410. 874. （20分）.现有一封闭圆筒（如图），其上下两个底面是黑体， 温度分别为80和20C,直径d=lm,圆筒侧内表面黑度为0.8,温度为 50,筒高L=lm。（已知角系数, 2=0. 17）,求：（1） 画出网络图；（2） 计算各项热阻；（
28、3） 各表面之间的辐射换热量。5. （20分）有-台逆流套管式冷油器，冷却水流量为230kg/h, 进水温度为32,比热为4. 17kJ/（kg/C）;热油的流量为350kg/h,比热 为2. IkJ/ （kg）,热油进口温度为140C,要求离开换热器时换热器的 的出口温度低于60；冷油器的传热系数为320 W/ （m）o求：（1） 冷油器的换热量；（2） 冷却水的出口温度；（3） 冷油器的换热面积至少多大？2006年上海理工大学硕士研究生入学考试试题一 . 简答题（共50分）1、（5分）名词解释温度边界层发射率复合换热污垢热阻2、（5分）导热系数X = X 0/b,画出一-维稳态导热时平壁（
29、b0, b=0, b0）、圆 筒壁（b=0）内的温度分布。平量| 圆筒壁3、（5分）用热电偶测量流体温度，为了减小动态测量的热电偶时间常数，对热 电偶的换热条件提出了什么要求？ 4、（5分）管内强制对流换热准则关系式N”f = 0.023Re8 Pr；中n取0. 3或0. 4。 问n是对什么因素进行的一个修正？如何选用？关系式中下标f具有什么意 义？5、（5分）空气分别流经两根直径均为d ,长度分别为L和L2的圆形管道，空 气在管道中的平均流速、以及空气入口温度均相同，且低于通道壁面温度。若：- 4.65x10s)工业学院2006年硕士研究生入学考试传热学考研试题一、简答题（64分，每小题8分）1 .在高温蒸汽管道外包敷两种不同的保温材料，一种导热系数较小，另外一 种导热系数较大，如果包敷厚度相同，则导热系数较小的应包在内侧还是外侧？ 为什么？2 .什么叫“临界热绝缘直径”？写出其表达式。3 .设计肋片时，是否肋片越长越好?4 .在求解导热问题时，如果物体表面与环境既有对流换热，又有辐射换热,则边界条件如