青岛科技大学传热学考研真题.docx

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青岛科技大学传热学考研真题

青岛科技大学

二○一七年硕士研究生入学考试试题

考试科目：

传热学

注意事项：

1．本试卷共2道大题（共计15个小题），满分150分；

2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。

要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；

3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。

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一、填空题（每空1.5分，共30分）

1、求解导热问题的第二类边界条件规定了任何时刻物体边界上的__，而第三类边界条件规定了边界上物体与周围流体间的__以及周围流体的__。

2、反映导热过程中材料的导热能力与沿途物质储热能力之间的关系，描述非稳态导热过程进行程度的无量纲准则数是。

3、相似原理指出，凡同类现象，若相等，且相似，那么这两个现象一定相似。

4、研究对流传热的方法也就是获得对流传热面表面传热系数h表达式的方法，主要有4种方法，分别是分析法、比拟法、和。

5、流体的运动边界层必然影响流体的对流传热，为此传热学中引入普朗特数来表征这一影响因素，普朗特数被定义为和的相对厚度。

6、如果流体在被加热或冷却的过程中发生了相态的变化，则称为相变对流传热，工程上最常见的相变对流传热为和__。

7、普朗克定律描述黑体的光谱辐射力与和的关系。

8、角系数的性质是通过代数法来求解角系数的基础，其主要性质有：

（1）；

（2）；（3）。

9、基尔霍夫定律把关系到辐射换热能量收支的重要指标和联系了起来，是描述实际物体辐射行为的重要关系之一。

二、计算题（每题20分，共120分）

1、为了减少散热损失和保证安全工作，经常在蒸汽管道的外面覆盖保温层，现有一外直径为133mm的蒸汽管道，管道外壁面的温度为400℃，按照保温节能要求，保温材料的外侧温度不能超过50℃。

加入水泥珍珠岩制品作为保温材料，其导热系数为0.0651+0.000105，为材料的平均温度，把每米长管道的热损失控制在之下，问保温材料厚度应为多少？

2、直径为1mm的金属丝置于温度为25的恒温油箱中，其电阻值为0.01Ω/m。

电流强度为120A的电流突然经过此导线并保持不变，导线表面与油之间的表面传热系数为550。

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值相差1所需要的时间为多少？

设表面传热系数为常数并保持不变，导线的，，。

3、在一台缩小成为实物1/8的模型中，用20℃的空气来模拟实物中平均温度为200℃空气的加热过程。

实物中空气的平均流速为6.03m/s，问模型中的流速应为多少？

若模型中的平均表面传热系数为195W/（m2∙K），求相应实物中的值。

在这一实验中，模型与实物中流体的Pr数并不严格相等，你认为这样的模化实验有无实用价值？

空气在20℃和200℃是的物性参数分别为：

20℃：

，，

200℃：

，，

4、水流过长l=5m、壁温均匀的直管时，从=25.4℃被加热到=34.6℃。

管子的内直径

d=20mm，水在管内的流速为2m/s，求表面传热系数和平均管壁温度。

已知：

管内对流传热关联式为，适用范围为中等温差，水的物性参数如下。

5、已知面积为的小表面是漫发射体，测得法向发射的全波长强度为。

从表面发射的辐射被另外的三个面积为的表面拦截，它们离的距离是，方位情况见下图。

试求：

（1）在每个方向上的发射辐射强度；

（2）从观察的这三个表面所对的立体角；

（3）从发出分别落到、与的辐射能量。

计算题5图

6、在内直径为5mm、发射率为0.7的圆管内放入直径为0.25mm、发射率为0.8的电热丝。

假如电热丝的温度为300℃，管子内壁的温度为100℃，管内为真空，求单位长度电热丝消耗的功率。

如在电热丝和管子间加上发射率为0.6、直径为2.5mm的薄壁管，其他条件不变，求此时单位长度电热丝消耗的功率。

青岛科技大学

二OO七年硕士研究生入学考试试题

考试科目：

传热学

注意事项：

1．本试卷共4道大题（共计15个小题），满分150分；

2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。

要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；

3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。

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一、名词解释（本大题15分，每小题3分）

1.珠状凝结

2.辐射角系数

3.对流换热温度边界层

4.核态沸腾

5.肋效率

二、简答题（本大题25分，每小题5分）

1.如何强化膜状凝结换热?

并试举出一个强化水平管外凝结换热的例子。

2.在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数是否一定增加?

为什么？

3.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？

4.用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。

5.什么是临界热绝缘直径？

平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用？

为什么？

三、计算题（本大题80，每小题20分）

1、为研究一换热设备的换热情况,采用一个缩小成原设备1/10的模型来研究,已知原设备空气流速为2m/s,热条件不变,模型中流体仍是空气,求模型中空气流速是多少才能保证模型与原设备的换热现象相似。

2、一内径为75mm、壁厚2.5mm的热水管，管壁材料的导热系数为60W/m.k，管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。

管内外的换热系数分别为500W/m2.K和35W/m2.K。

试求该热水管单位长度的散热量。

第1页（共2页）

3、两平行大平壁的发射率各为0.5和0.8，如果中间加入一片两面发射率均0.05的铝箔，计算辐射换热减少的百分数

4、用一裸露的热电偶测试圆管中气流的温度，热电偶的指示值t1=170℃。

已知管壁温度tw=90℃，气流对热接点的表面传热系数为h=50W/（m2·K），热接点的表面发射率为0.6。

试确定①气流的真实温度，②测温误差，③并简要说明如何减小误差

四、综合题（本大题30）

如图所示换热器，0.361MPa（ts=140℃）的水蒸气在管外凝结，其表面传热系数。

冷却水在盘管内流动，流速为0.8m/s，管外径为18mm，壁厚为1.5mm，导热系数为，盘管的弯曲半径为90mm。

冷水进换热器时的温度为25℃，加热到95℃。

不计管内入口效应修正及温差修正，试求：

1.盘管内水的对流换热系数；

2.换热器的对数平均温差；

3.求换热器的传热系数和单位时间换热量；

4.盘管的总长度。

附：

1.管内湍流强制对流换热实验关联式为：

（加热流体时n=0.4,冷却流体时n=0.3）

2.水按常物性处理，其物性参数是：

3.弯管修正系数：

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二OO八年硕士研究生入学考试试题

考试科目：

传热学

注意事项：

1．本试卷共3道大题（共计15个小题），满分150分；

2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。

要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；

3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。

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一、名词解释（本大题15分，每小题3分）

6.肋效率

7.发射率

8.灰体

9.大容器沸腾

10.流动边界层

二、简答题（本大题40分，每小题8分）

1.两滴完全相同的水珠分别落在120℃和400℃的铁板上，哪一滴先汽化掉?

说明原因。

2.不凝结气体含量会如何影响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？

3.气体辐射有哪些特点？

4.为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？

5.角系数有哪些特性？

要求列出基本表达式

第1页（共2页）

三、计算题（本大题95分）

1.一矩形保温柜的外保温层是双壁为镀银的夹层结构，夹层空隙很小。

外壁内表面温度tw1为-10℃，内壁外表面温度tw2为90℃，镀银壁面的发射率为0.02。

试计算

（1）系统黑度

（2）单位面积容器壁辐射换热的散热量。

（15分）

2.一具有内热源，外径为ro的实心圆柱，向周围温度为tw的环境散热，表面传热系数为h,试列出圆柱体中稳态温度场的微分方程式和边界条件，并对为常数的情形进行求解。

（20分）

3.换热器中热流体由300℃冷却至150℃，而冷流体由50℃被加热至100℃。

该换热器的总换热量为W，已知传热系数，试计算①逆流时的对数平均温差，②加热器所需的面积？

（15分）

4.某圆筒壁内、外半径为与。

内壁加入定常热流q，外壁与温度为、放热系数为h的流体接触。

试求解过程处于稳态时壁内的温度分布。

（20分）

5.某平板边界层如图所示，以abcd为微元体，推导并整理出动量方程。

（符号自拟，不要求最后求解结果，但需说明）（25分）

第2页（共2页）

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二OO九年硕士研究生入学考试试题

考试科目：

传热学

注意事项：

1．本试卷共3道大题（共计14个小题），满分150分；

2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。

要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；

3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。

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一、名词解释（本大题25分，每小题5分）

11.传热过程

12.角系数

13.漫射灰体

14.比拟理论

15.集总参数法

二、简答题（本大题50分，每小题10分）

1.定性画出管内强制对流换热条件下，对流体进行加热和冷却时，管内速度分布相对等温流动速度分布畸变曲线?

并说明原因。

2.铁棒一端置于火炉中，另一端很快会烫手，在冬天将手置于相同温度的铁板和木板上时，铁板感觉更冰凉，为什么？

3.Bi,Fo，Pr，Gr数的表达式及其物理意义？

4.烧开水过程中，有一个阶段，锅底形成的汽泡在上升途中逐渐消失，解释其原因。

5.基尔霍夫定律三个层次的表达式及其适用条件？

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三、综合计算题（本大题共75分）

2.推导柱坐标系（）下的导热微分方程（15分）

3.在流体温度边界层中，何处温度梯度的绝对值最大？

为什么？

有人说对于一定表面传热温差的同种流体，可以用贴壁处的温度梯度绝对值的大小来判断表面传热系数的大小，你认为对吗？

为什么？

（15分）

4.为增强散热，把一根直径为d=15mm，长度为l=200mm的铜棒水平插到一个电器设备的两个表面之间，如下图。

铜棒两端的温度均为80摄氏度，温度为20摄氏度的空气以20米每秒的流速横向流过此棒，求

（1）棒中间截面处的温度

（2）棒的散热量（30分）

已知，铜的导热系数取，空气物性参数

，

4.如下图，有半径为r的无限长圆柱，与半径为R的无限长半圆弧面同心，求半圆弧自身对自身的角系数（15分）

.

第2页（共2页）

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二O一O年硕士研究生入学考试试题

考试科目：

传热学

注意事项：

1．本试卷共五道大题（共计25个小题），满分150分；

2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。

要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；

3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。

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