2009传热学B卷

湘潭大学2009年 (下) 学期2009级 《 传热学 》课程考试试卷 （B卷） 适用年级专业 2007热能与动力工程 考试方式（闭卷） 考试时间 120 分钟 学院 机械工程 专业 热能与动力工程 班级 2007（1） 学号 姓名 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 阅卷 教师 得 分 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 得 一、填空□□□□□□□（每小题1分，共20） 分 （注意：各类题型引导语、小题得分和共得分，必须注明清楚；每题前要有题首分。本注意事项和括号内的方框及三角形可删除） 1、热水瓶镀银夹层高（ ）和高真空性极大地增加了热水瓶的保温性。 2、某教室常年的空调温度均为25 ℃，夏天穿毛衣却感到（ ），冬天穿毛衣恰恰好。 3、热电偶感温点时间常数越大，热电偶测温的灵敏性越（ ）。 4、一维平板非稳态导热显式格式内部节点方程稳定条件是Foax212，边界节点方程稳定条件是Foax2（ ）。 5、钢锭非稳态导热时，其中心无量纲温度表达式m()(x)(y)z　　。 06、固体、无内热源稳态导热，二维方向等步长内节点离散方程tm,n（ ）。 7 、二维稳态、无内热源的边界层动量守恒方程为：（ ）。 8、修正的雷诺比拟表达式为（ ）。 9、流体高雷诺数掠过单管时，Nu～曲线第一次回升是（ ）原因，第二次回升是由于产生脱体的原因。 10、竖壁液膜层流时hgr2314V0.943ll(ll(tstw))，倾角斜壁hV（ ） 11、根据维恩编移定律，检测辐射体（ ）波长，可计算出物体表面温度。

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说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。

12、向烧结电子瓷的工业电炉中滴入酒精，烧结时间明显缩短的原因是（ ）。 13、相似物理现象的同名准数（ ），不同准数间存在函数关系。 14、螺旋管二次环流（ ）管内流体的了对流换热。 15、某换热管道换热设备，管内通蒸汽，管外为待加热空气。设法增加（ ） 是强化其传热的最有效途径。 16、增加表面的狭缝、空穴与（ ）是工程上强化沸腾换热的基本手段。 17、热管用于低温换热，将显著（ ）换热设备的传热面积。 18、垂于纸面无限长的 A1、A2凸面，与纸面交线为ab、cd，垂直于纸面的A3、A4平面 与其相连形成封闭，其交线为ac、cd，对角线平面的截交线为ad、bc，则角系数。 XA1，A2=（ ）*19、CO2发射率的表达式CO。 （ ）220、同心的两球壳间插入同心的球形遮热罩，遮热罩半径越小，遮热效果（ ）。 得 分 二、名词解释□□□□□□□（每小题2分，共16分。） 1、传热系数 2、等截面直肋效率 3、重辐射 4、Bi准数 5、临界绝热直径 6、单色辐射力 7、太阳常数 8、兰贝特定定律

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得 分 三、证明题□□□□□□□（7分） 一平壁具有均匀内热源Φ（单位体积单位时间发热量）其两侧同时与温度为tf的流体发生对流传热，表面传热系数为h。请写出平板的温度分布方程并证明之。如平板厚度为1m，平壁两侧温度保持20℃，内热源发热强度为100W/m3，平板的导热系数为 1.5W/m℃，求平板的最高温度。 (7分。第1问3分。) 四、计算题□□□□□□□（35分） 得 分 1、压气机设备的储气筒里的空气温度，用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量，如图所示。已知温度计的读数为l00 ℃，储气筒与温度计套管连接处的温度为t0＝50 ℃，套管高 H＝140 mm，、壁厚δ=l mm、管材的导热系数λ＝582 w／(m·K)，套管外表面的表面传热系数为h=29.1w／(m2·K)。试分析：(1)温度计的读数能否准确地代表被测地点处的空气温度？(2)如果不能，分析其误差有多大？(7分。第1问4分) （第 3 页 共 8 页） 说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。

2、逆流套管式换热器，外表面绝热。内管di25mm，＝1.5mm,109W/(mK)；内70℃，管流油t1V155L/min0.917103m3/s，1838kg/m3，c12.07kJ/(kgK)15℃，油对管壁对流放热系数hi420W/(m2k)，管外冷却水t2 V21.93103m3/s，对流放热系数h05859W/m2K；c24.2kJ/(kgK)， 21000kg/m3。（1）求：油出口温度t1（管长为25 m)；（2）简述换热器校核计算内容和步骤。（7分，第1问4分。） 3、某热工设备侧墙总面积150 m2, 侧墙由三层材料组成，由内到外，材料的厚度和导热系数分别为：200 mm，0.26W/m2·℃；100 mm，0.040 W/m2·℃；200mm，0.32 W/m2·℃。在增设保温层前，窑墙表面平均温度为60℃，增设硅酸铝保温纤维后，外表平均温度降为40℃。(1) 计算热工设备增设保温层后，一年减少的热损失量是多少？折算多少吨标准煤？(2) 计算保温前耐火砖内表面温度。设保温前后热工设备的外表黑度εw=0.8，环境大气温度平均值为27℃，设备的年运行率为85%。已知竖直平板对环境的热辐射传热和对流传热的计算公式分别为：（ q对流2.56twtf

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t14wtf (W)） （7分。第1问4分）  说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。

4、一平板太阳能集热器如下图所示。已知：包括散射在内的太阳投射辐射为750W/m2；透明覆盖采用厚0.9mm的普通玻璃，吸热面采用铜材，其上镀有8106mg/m2光谱选择性涂层黑镍，实验测得吸热面平均温度为90℃，覆盖玻璃内表面温度ttr50℃，吸热面与覆盖玻璃的距离为4cm 。玻璃对太阳能的穿透比为0.90，吸热面对太阳能 的吸收比s0.93。吸热面自身发热率为p0.094，覆盖玻璃发射率tr0.94。 （1）计算太阳能集热器单位面积有效吸热量；（2）计算集热器效率。70℃空气 2.96102W/(mK)20.02106m2/s，Pr0.694，水平夹层底向上换热准数方程Nu0.212(GrPr)14， 10.104Gr4.6105；Nu0.061(GrPr)13，Gr4.6105。 （7分，其中第一问5分。） 5、某窑炉侧墙厚500 mm，开有直径150 mm 的观察孔，炉内温度为1627 ℃，环境温度为27℃。设“零压面”位于窑底，观察孔中线至窑底距离为1000 mm，小孔的流量系数为0.62，窑内烟气标准状态的密度为 1.30 Kg/Bm3,，烟气比热为Cp =1.43 KJ/Kg·℃，求（1）小孔一昼夜热辐射损失；（2）小孔一昼夜显热损失； （7分。第1问4分。） 2D21D2圆柱上下底间角系数：X1，,D为直径与厚度之比。2X2，12D 2Z(a)g2Z(a)g小孔出流量计算公式：VFF

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1、通过导热方程相似转换导出Fo准数表达式。（3分） 2、减少热电偶测温误差的途径。（3分） 3、简述平板型太阳能集热器工作原理。分析提高太阳能集热器效率的技术途径。（4分）

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得 分 五、简答题四、计算题□□□□□□□（10分） 说明： 本试卷将作为样卷直接制版胶印，请命题教师在试题之间留足答题空间。

得 分 六、分析题□□□□□□□（12分） 1、某火焰熔炉传热和温度计算模型如下。（1）对其强化传热途径进行分析；（2）分析壁温影响因素，模型对选材设计和操作制度制定有何指导意义？ (7分。第1问5分。) 传热计算模型：Qnet,fm壁温计算模型：Tw4Tm其中CfmfmC0Tf4Tm4CfmFmc(tftm)Fm100100f[1(1f)(1m)]444f(1f)[mf(1m)]f(1f)，[TfTm]FmFwf(1f)mf(1m)，Fm被加热物料面积， Fw窑墙面积，f火焰辐射率，m物料辐射率，c火焰-物料对流传热系数 熔炉结构示意图

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为了测得锅炉炉膛对水冷壁的辐射热流密度，设计了如下一种简易装置，即在相邻的两根水冷壁管之间焊上一块薄壁金属过桥，并在其中心及两例安置三对热电偶，请建立辐射热流密度计算模型。 （5分）

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