安徽工业大学传热学20092010A卷

2009－2010年安徽工业大学第一学期期

末考试《传热学》试卷（A）

一、 名词解释(每题3分，共15分) 传热过程： 接触热阻： 正规状况阶段： 同类现象： 灰体：

二、 判断正误（每题2分，共14分）

1、通过圆筒壁的稳态导热过程中，不同半径处的热流量和热流密度都是相等的，与半径无关。（ ）

2、重辐射表面与换热表面之间无净辐射热量交换，故它对其他换热表面间的辐射传热无影响。（ ）

3、灰体的定向辐射强度与方向无关。（ ）

4、溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾传热得到强化。（ ）

5、对于一侧隔热良好的高温物体，将其放入常温室内，其热面朝上或朝下对其表面的换热情况没有影响。（ ）

6、两个物理现象的同名准则数相等，则这两个现象相似。（ ） 7、热电偶的时间常数在其出厂时就可以确定。（ ）

三、 填空（每题5分，共20分）

1、为了说明冬天空气的温度以及风速对人体冷暖感觉的影响，欧美国家的天气

预报中普遍采用风冷温度的概念。风冷温度是一个当量的环境温度，当人处于静止空气的风冷温度下时其散热量与人处于实际气温、实际风速下的散热量相同。从散热计算的角度可以将人体简化为表面积为1.42m2，表面温度为30℃的圆柱体，设其在静止空气中表面传热系数为15W/(m2K)，如果在一个有风的日子，表面传系数为50W/(m2K)，此时风冷温度是 2、医学知识告诉我们：人体组织的温度等于、高于48℃的时间不能超过10s，否则该组织内的细胞就会死亡。假设人体组织可看做是各向同性材料，物性可取为37℃水的数x 0.48 0.52 0.56 0.60 0.64 0.68 erfx 0.50275 0.53790 0.57162 0.60386 0.63459 0.69143 值

a?15.18?10?8m2/s。某人不慎接触到60℃热表面，假定一接触到热表面，人体

表面温度就上升到了热表面的温度。1min后，此人的烧伤深度为 ??er??f?x??2a????

ho,to

3、将图1中几何体进行网格化后，可得到

12 3456789101112131415144个节点，列出节点1的差分方171819202122232程 25262728ho,to

29303132hi,ti ，与该点边界条件相33343536 37383940同

的点还有节

41424344

绝热

图1

绝热

46

点 。

4、两块平行放置的平板的表面发射率均为0．8，温度分别为t1＝527℃及t2=27℃，板间距远小于板的宽度与高度。板1的自身辐射为 ；对板1的投入辐射为 ；(3)板1的反射辐射为 ；板1的有效辐射为 ；(5)板2的有效辐射为 。

四、 简答（每题5分，共25分）

1、在肋片温度场微分方程的推导过程中，为什么把厚度方向上的两个表面的对流换热量折算成体积热源？

2、有一块厚度为2δ的金属平板，初始温度为t0，突然将其置于t∞的流体中进行冷却，表面传热系数为h，平板的导热系数为λ。画出Bi?0和Bi为有限大小时平板中的温度分布。

3、纯蒸汽膜状凝结时形成的液膜仍符合边界层理论，其动量方程可写为

??u?u?dp?2u?l??u?x?v?y????dx??lg??l?y2??，若忽略液膜惯性力，则该方程简化为？ 4、不锈钢平底锅置于电器灶具上被加热，灶具的功率为1000W，其中85%用于加热平底锅。 锅底厚3mm，平底部分直径200mm，不锈钢的导热系数18W/(mK)，锅内汤料与锅底的对流传热表面传热系数为2500W/(m2K)，流体平均温度95℃。试列出锅底导热的数学描写。

5、一等温空腔的内表面为漫射体，并维持在均匀的温度。其上有一个面积为0.02㎡的小孔，小孔面积相对于空腔内表面积可以忽略。若把空腔内表面全部抛光，而温度保持不变，对小孔向外的辐射有何影响，为什么？

五、 计算题（1、2每题8分，3题10分）

1、一种火焰报警器采用低熔点的金属丝作为传感元件，当该导线受火焰或高温烟气的作用而熔断时报警系统即被触发。一报警系统导线的熔点为500℃，λ=210W/(mk)，ρ=7200kg/m3，c=420J(KgK)，初始温度为25℃。问当它突然受到650℃烟气加热后，为在1min内发出报警信号，导线直径应限制在多大以下？设复合换热的表面传热系数为12W/(m2K)

2、一太阳能集热器置于水平的房顶上。在集热器的吸收表面上用玻璃作顶盖，形成一封闭的空气夹层，夹层厚10cm。设吸热表面的平均温度为90℃，玻璃内表面温度为30℃，确定由于夹层中空气自然对流散热引起的热损失。集热器呈正方形，尺寸为1m×1m。

Nu?0.061(Gr?Pr)1/3??0.029W/mK,v?18.97?10?6m2/s,Pr?0.696

3、两个相距1m、直径2m的平行放置的圆盘。相对两表面的温度分别为500℃和200℃，表面发射率分别为0.3和0.6。圆盘的另外两个表面不参与换热。当将此两圆盘置于一20℃的大房间中，确定圆盘的净辐射传热量。X1,2?0.38

答案

一、

名词解释(每题3分，共15分)

传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。 接触热阻：两固体表面实际的接触仅仅发生在离散的面积元上，未接触的界面之间常常充满了空气，热量以导热的方式穿过这种气隙层。此种情况与两固体表面完全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。

正规状况阶段：非稳态导热过程进行到一定深度时，物体初始温度分布的影响逐渐消失，此后不同时刻的温度分布主要受边界条件影响。 同类现象：由相同形式并具有相同内容的微分方程所描写的现象。