吉林大學汽車工程學院本科課程考試試卷

考試課程與試卷類型：工程傳熱學A姓名：

學年學期：2012-2013-2學號：

考試時間：2013-06-26班級：

一、單項選擇題（每空2分，共10分）

1.下列哪個是正確的（）

A.X[+2,3=X]3+X23

X3,i+2=+X32

C.A+2X3J+2=4X3]+&X32

=

D.^）+2-^1+2,3A[X],3+A/2,3

2.膜狀凝結時熱量傳遞過程的阻力主要在（）

A.蒸汽B.凝結液C.壁面D.無法確定

3.下列哪種說法正確（）

A.①-＞（）可代表絕熱工況

B.在任何情況下平壁都不能被看做“半無限大物體”進行分析

C.半無限大物體的非穩(wěn)態(tài)導熱處于正規(guī)狀態(tài)階段

D.數(shù)可以看做是表征非穩(wěn)態(tài)導熱過程進行深度的無量綱時間

4.從熱阻的角度分析，下面哪種加肋片的形式較好（）

A.在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小的一側(cè)，并使用導熱系數(shù)大的材料做肋片

B.在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的一側(cè)，并使用導熱系數(shù)小的材料做肋片

C.在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小的一側(cè)，并使用導熱系數(shù)小的材料做肋片

D.在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的一側(cè)，并使用導熱系數(shù)大的材料做肋片

5.下述哪個參數(shù)表示傳熱過程的強烈程度（）

A.hB.kC.2D.a

二、簡答題（每題5分，共25分）

1.繪制大容器飽和沸騰曲線并指出燒毀點位置，試解釋用水壺燒開水也可近似視為恒熱流加

熱，但為什么不必擔心燒干前水壺會燒毀？

2.寫出集總參數(shù)法中時間常數(shù)的定義形式,并說明測溫過程中感溫元件的時間常數(shù)對溫度測

量精度的影響。

3.試列舉生活中導熱、對流傳熱和輻射傳熱的事例。

4.表面發(fā)射率是物體表面的特性參數(shù)，表面吸收比是否也是物體表面的特性參數(shù)？為什么？

5.繪制冷凝器中溫度分布曲線圖示。

三、計算題（共50分，計算過程保留到小數(shù)點后3位，計算結果保留到小數(shù)點后2位）

1.已知：如圖，柱長10cm,周界為10cm,截面積為2cm4=80W7（,〃」K）,柱體的一端

被冷卻到300"C,燃氣800〃C,h=mW/（m2K）,肋端絕熱。求：（1）柱體中的最高

溫度；（2）冷卻介質(zhì)所帶走的熱量。（10分）

高溫燃氣

2.在一臺1-2型管殼式冷卻器中，管內(nèi)冷卻水從30℃升高到40℃,管外空氣從120C下降到

50℃o空氣流量為60口/min,溫差修正系數(shù)〃=0.9,換熱器的總傳熱系數(shù)為

A=80W/（〃/?K）。試計算所需的傳熱面積。：已知水=4.2。/（必?K）,空氣

=1.009VW-/C））o（10分）

3.2個相距30（）mm、面積為O.lnf的平行圓盤置于一大房間內(nèi)。圓盤另外2個表面不參與換

熱。圓盤相對兩表面的溫度為527℃和227℃,發(fā)射率分別為0=（）.2和邑=（）4,且

X12=0.4O假設大房間為重輻射表面，試計算溫度較高表面的凈輻射散熱量。（10分）

4.在附圖所示的無內(nèi)熱源的二維穩(wěn)態(tài)導熱區(qū)域中，個界面絕熱，個界面等溫溫度為小

其余兩個界面與溫度為//的流體對流換熱，丸和〃均勻，試列出節(jié)點1、5、6的離散方程。

（設Az=l）（10分）

5.一人工黑體空腔上直徑為20mm的圓可視為黑體輻射小孔，其輻射力相當于溫度為1000K

的黑體輻射力。一輻射熱流計與小孔相距1m,且與小孔法線方向成6()。夾角，熱流計的

吸熱面積為l.OxKT4//。試確定該熱流計所探測到的黑體投入輻射。Q0分)

四、實驗題(共15分)

下表為“水自然對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的測定”實驗中測定數(shù)據(jù)，填寫表格中相關計算數(shù)據(jù)

并應用威爾遜法求出準則方程式N〃=C(G-Pr)”的具體形式(寫出詳細求解過程)。(實驗試

件相關參數(shù)：管外徑5mm、管厚度0.5mm、管長0.1m,管材的導熱系數(shù)為15W/(m.K)。

實驗工況1實驗工況2

流經(jīng)試件的電流I[A]50

ab間的壓降V[V]1

熱流量

管內(nèi)壁溫度勒50

管外壁溫度

容器內(nèi)水溫。40

定性溫度--C]

導熱系數(shù)2[W/(m-K)]

運動粘度v[w2/s]

物性參數(shù)

體積膨脹系數(shù)Qy[K7]

普朗特數(shù)Pr

努歇爾數(shù)

格拉曉夫數(shù)Gr

1gNu1

Ig(GrPr)5

水物性參數(shù)如下:

30"。時，2=0.618VV/(wJV),U=0.805X10-6ZH2/5,Pr=5.42,=3.05xlO-4^-,

4O'?C時，A=O.635VV/(/n-7C),p=0.659x10-6/??2/.v,Pr=4.31,=3.86x

50"C時，4=0.6^W/(〃z?K),L>=0.556X1O-6^2/5,Pr=3.54,=4.57x10"K”

吉林大學汽車工程學院本科課程考試

參考答案與評分標準

考試課程：工程傳熱學學年學期：2011-2012-2

試卷類型：A考試時間：2012-06-08

一、選擇題（每空2分，共：0分）

l.B2.B3.D4.A5.B

二、簡答題（每題5分，共25分）

1.答：圖形如下所示（3分）

<

s

甫

)

L/

1X

映面過嫡應，-《，?一Q/P

m6-11地和水在水平加熄畫?二梅m的典型曲戕

（/>?1.O13X1OSHa）

水壺加熱過程處于核態(tài)沸騰，熱量密度不夠大，因此達到不了燒毀點（2分）

2?答「=答

（3分）

hA

時間常數(shù)越小，測量精度越高（2分）

3.答：導熱：墻壁傳熱等

對流：冬季供暖散熱器與周圍空氣換熱等

輻射：太陽與物體換熱等

4.答：否（2分），表面吸收比還取決于吸收輻射能的特性（3分）

5.答：

三、計算題（共50分，計算結果保留到小數(shù)點后3位）

1.解：（1）柱體中的最高溫度出現(xiàn)在肋端位置，則

—max/ax

力（〃身）

%

ch^mH)

800-300

=800=718.46”。（5分）

100x0.1n?

—r?0.1

80x2x10-4

（2）冷卻介質(zhì)所帶走的熱量

①=/U,#1=80x2x10-4x25x(800-300皿(25x0.1)=197.32W（5分）

2.解：,.?見“=60/60=1版/s、f；=120°C、<=50℃>t2=30℃^$=40℃、

%=80W/(/〃2.K)

??.中=“山。小，-<)=lxl.(X)9xlO3x(120—50)=70.63攵W

_(120-40)-(50-30)_

A%逆~一,120-40—~4328C（5分）

In

50-30

*=0.9,則平均溫差△&二〃?△%逆=0.9x43.28

?1中=k心”,

3

,A=上70.63xlQ

=20.4/7?2（5分）

皿”-80x43.28

3.解：設大房間為物體3,貝A

*3

A[X[2=4*2」且慶|=A2

=X],=0.4

X23=1-X2,=1-0.4=0.6

X]I?J?=1—X1.4,0=1—0.4=0.6

RJ，I。=40/n-2

QA0.2x0.1

1-0.4

=15w2

0.4x0.1

]—?—=25〃/2

與2

0.1x0.4

1=16.67〃產(chǎn)

0.lx0.6

——=16.67m-2（5分）

0.1x

2L527+273、

=5.67x=23224.32W7〃z

100-JOO>

44

T227+273

E/>2=C()2=5.67x=3543.75W/"z

100100

少二叫+-i——十（

——十-------------

82居3+火23

=40+---------------+15=69.29小

25+16.67+16.67

=2322432-3543.75=

①?。?分）

[R69.29-

4.解：1點：0+——+2—Ay——-z.)=0（3分）

2Ay2Ax2,vz

5點:+A-/ix——~+——―+/?Av(/z-/5)=0（4分）

2AyAy

6點：+如?1一”+Mykzk+ZAyllZk=o（3分）

Ay△)，AxAx

5.解：d①=I/QAcose=區(qū)^^dAcosB（5分）

nr-

1000丫

=-5.67xX1^-0.022COS60=2.84x10-4VV（5分）

Too?“可2°

71I4

四、實驗題（共15分）

解：0)=/V=50xl=50W

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