2003-2004學(xué)年第一學(xué)期期末考試題專業(yè)班級(jí)：儲(chǔ)運(yùn)01-班課程名稱：傳熱學(xué)第1頁共2頁一簡答題（30分）1試分析室內(nèi)暖氣片的散熱過程，各環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？（以暖氣片管內(nèi)走熱水為例）2寫出由斯蒂芬―玻爾茲曼定律揭示的熱輻射熱量定義式，并說明式中的的單位是什么？3寫出導(dǎo)熱問題常見的三類邊界條件。4在東北地區(qū)，建房用磚采用實(shí)心磚還是多孔空心磚好？為什么？（僅考慮傳熱問題）5在某廠生產(chǎn)的測溫元件說明書上，標(biāo)明該元件的時(shí)間常數(shù)為1s。從傳熱學(xué)角度，你認(rèn)為可信嗎？為什么？6判斷兩個(gè)對(duì)流換熱（受迫）現(xiàn)象相似的條件是什么？7寫出影響膜狀凝結(jié)的因素（任選3個(gè)）。8寫出自然對(duì)流換熱現(xiàn)象中格拉曉夫數(shù)的物理意義及表達(dá)式。9什么是黑體？10、寫出光譜發(fā)射率的概念。二計(jì)算題（1-5題每題7分，6題5分，共40分）1一雙層玻璃窗，寬1.1m,高1.2m,厚3mm導(dǎo)熱系數(shù)為1.05討/（那*上）；中間空氣層厚5mm設(shè)空氣隙僅起導(dǎo)熱作用，導(dǎo)熱系數(shù)為0.026評(píng)/（加十）o室內(nèi)空氣溫度為25C,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為20^/（冽'一尢）；室外空氣溫度為-10C,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為15環(huán)/（朋'上）。試計(jì)算通過雙層玻璃窗的散熱量和只有單層玻璃窗的散熱量，并比較。（假定在兩種情況下室內(nèi)、外空氣溫度及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相同）2一外徑為0.3m,壁厚為5mm的圓管，長為5m,外表面平均溫度為80C。200c的空氣在管外橫向掠過，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為80評(píng)K超’上）o入口溫度為20c的水以0.1幽/E的平均速度在管內(nèi)流動(dòng)。如果過程處于穩(wěn)態(tài)，試確定水的出口溫度。水的比定壓熱容為4184」大勺X）,密度為9804g，耀o3、用熱電偶測量管道中氣體的溫度，熱電偶的初始溫度為20C,與氣體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為10M兒癥’用。熱電偶近似為球形，直徑為0.2ms試計(jì)算插入10s后，熱電偶的過余溫度為初始溫度的百分之幾？要使溫度計(jì)過余溫度不大于初始過余溫度的1%至少需要多少時(shí)間？已知熱電偶材料的導(dǎo)熱系數(shù)67M佃/）,密度7310勺/超，比熱容228,伯出4一半徑為八的長導(dǎo)線具有均勻內(nèi)熱源小，導(dǎo)熱系數(shù)為A0導(dǎo)線外包有一層絕緣材料，其外半徑為凸，導(dǎo)熱系數(shù)為O絕緣材料與周圍環(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為極，環(huán)境溫度為4。過程是穩(wěn)態(tài)的。試:列出導(dǎo)線與絕緣層中溫度分布的微分方程式及邊界條件；求解導(dǎo)線與絕緣材料中的溫度分布提示：在導(dǎo)線與絕緣材料的界面上，熱流密度及溫度都是連續(xù)的。5一種工業(yè)流體在順流換熱器中被油從300c冷卻到140C,而此時(shí)油的進(jìn)、出口溫度分別為44c和124C。試確定：在傳熱面積足夠大的情況下，該流體在順流換熱器中所能冷卻到的最低溫度；在傳熱面積足夠大時(shí)，該流體在逆流換熱器中所能冷卻到的最低溫度；在相同的流體進(jìn)口、出口溫度下順流和逆流換熱器傳熱面積之比。假定兩種情形的傳熱系數(shù)和傳熱量均相同。

6、液氧儲(chǔ)存容器為雙壁鍍銀的夾層結(jié)構(gòu)，外壁內(nèi)表溫度tw1=17C,內(nèi)壁外表面溫度為tw2=-173C,鍍銀壁的發(fā)射率為￡=0.02,試計(jì)算由于輻射換熱引起的單位面積容器壁的散熱量?？碱}答案2一、簡要回答下列問題（30分）1有以下?lián)Q熱環(huán)節(jié)及傳熱方式：由熱水到暖氣片管道內(nèi)壁，熱傳遞方式是對(duì)流換熱（強(qiáng)制對(duì)流）；由暖氣片管道內(nèi)壁至外壁，熱傳遞方式為導(dǎo)熱；由暖氣片外壁至室內(nèi)環(huán)境和空氣，熱傳遞方式有輻射換熱和對(duì)流換熱。2、中/小,叫"N3、規(guī)定了邊界上的溫度值的第一類邊界條件；規(guī)定了邊界上的熱流密度值的第二類邊界條件；規(guī)定了邊界上物體和周圍流體間的傳熱系數(shù)及周圍流體的溫度的第三類邊界條件。4、在其他條件相同時(shí)，實(shí)心磚材料如紅磚的導(dǎo)熱系數(shù)為0.5刈（褥?。?而多孔空心磚中充滿著不動(dòng)的空氣，空氣在純導(dǎo)熱時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)很低，是很好的絕熱材料。因而用多孔空心磚好。5、根據(jù)時(shí)間常數(shù)定義，,在一定條件下，P,C,V,幺可以認(rèn)為是常數(shù)，但表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h確是與具體過程有關(guān)的過程量，與測溫元件安裝的具體環(huán)境的換熱條件有關(guān)。因此，其說法不可信。6、同名的已定特征數(shù)相等；單值性條件相似。7、不凝結(jié)氣體；蒸汽流速；過熱蒸汽；液膜過冷度及溫度分度的非線性；管子排數(shù)；管內(nèi)冷凝凝結(jié)表面的幾何形狀Qy—28、浮升力與粘性力之比的一種度量，09、我們把吸收比a=l的物體稱為黑體10、表示實(shí)際物體的光譜輻射力與同溫度下黑體的光譜輻射力的比值。二、計(jì)算下列各題（30分）①產(chǎn)二146,我①產(chǎn)二146,我1a&&1ij+—h4工h^A單層玻璃窗的情形:⑦=——=336.W11A1——十^^4——h2A顯然，單層玻璃窗的散熱量是雙層玻璃窗的2.6倍。2管外空氣與管子之間的對(duì)流換熱量:夕=朋（"一％）=卜就1（"-;J=45239m?

由于過程處于穩(wěn)態(tài)，每秒管外空氣所加的熱量由管內(nèi)水帶走，因此4=6(小—4J其中：Ac為管內(nèi)流通截面積nn4="d—=0,006第故出口溫度為%1二——+^=21.T(73先判斷本題能否利用集總參數(shù)法：￡^^=l,49xl0-J^0.12可用集總參數(shù)法。時(shí)間常數(shù)則10s的相對(duì)過余溫度g=(-三)=16.6%熱電偶過余溫度不大于初始溫度i慚需的時(shí)間，由題意—=exp(—)<0.0125expf--—)<0.015.56解得25.6s4導(dǎo)線中溫度場的控制方程為4導(dǎo)線中溫度場的控制方程為尸沙喙嗯=。1d1dfa、&—)環(huán)形絕緣層中溫度的控制方程為rdrdr=0邊界條件為：對(duì)t1,r=0時(shí)，ti為有限r(nóng)dty,也-4——=一&r=ri時(shí)，ti=t2,drdr—4———tj—對(duì)t2,r=r1時(shí)，t1=t2,drdrr=r2時(shí),一&了r=r2時(shí),一&了=a(t2-tf)f]=+qlnr+TOC\o"1-5"\h\z第一式的通解為二LIII■第二式的通解為““血『+與。常數(shù)「】，口，ci,ci有邊界條件確定。跟據(jù)，-0處,1為有限的條件，得n=o,其余三個(gè)條件的表達(dá)式為：”莖……小斗一趾-豕-吟C]IV'*"..r=T~^1~=a[g1n巧+⑸一5,,-1,由此三式解得：&=景小"+-^-（—+ln巴）坨，，珥儀05由熱平衡方程七61G一4）二九。％式4一切可得兩種流體的熱容之比124-44_1.叫「不丁須-14n順流換熱器中，當(dāng)冷、熱流體出口溫度相同時(shí)，即4=11=4時(shí)，即為熱流體的最低溫度，顯然此時(shí):J300-r-2L=129.3r聯(lián)L當(dāng)傳熱面積足夠大時(shí)，逆流換熱器中熱流體出口溫度將與冷流體進(jìn)口溫度相同，即，小44C,由上；T；iJ-441￡；-￡f=300-44=2/-172得此時(shí)冷流體進(jìn)口溫度4-1，乙c

流體進(jìn)出口溫度相同時(shí)，順流對(duì)流平均溫差:Az(300—44)—(140—124)="56Azr300-44Ln140—124逆流對(duì)數(shù)平均溫差:^300-124)-(140-44)