2023年传热学模拟试题

发布 2020-03-01 13:27:28 阅读 8340

1. 一短圆柱体直径为,高为,初始温度为,侧壁温度绝热,顶面加入热流w/m2 ,底面与温度为,对流换热系数为的流体接触。试写出求解其稳态温度场的微分方程与定解条件。(7分)

2. 一金属杆内的温度分布,式中:为时间(单位:

小时),为从杆的一端起的坐标,为杆总长度。如杆的导热系数为48w/(mk),为1.5m。

求: =5小时,通过杆中心()截面的热流通量。(7分)

3. 某无穷大平壁初始温度为50℃,两侧空气温度突然降至10℃。若冷却已进入正常情况阶段,在某时刻测得中心温度为30℃,壁面温度为20℃。

求:当壁面温度降为15℃时,中心温度为多少?(7分)

4. 一圆柱状容器,直径为0.1m,高为0.

1m,上、下圆面积之间的角系数,若下底面的温度为,黑度,侧面绝热,顶面敞口,容器外是绝对温度为300k的黑体空间。求容器通过3面向外辐射的热流及2表面的温度。(8分)

5. 某3km长的供热管道,入口水温为98℃,途中环境温度为20℃不变,传热系数也沿程不变。今测得1km处水温降至90℃,问3km出口处水温降至多少?

又:若管道送水量降低一倍,则3km出口处水温又为多少?(8分)

6. 某换热过程,边界层温度场为,当空气温度为=150℃,壁面温度=50℃,主流速度=8m/s,求表面传热系数。(8分)

7. 等壁温垂直加热表面的层流自然对流的局部对流换热系数可表示为,其中:与无关。1) 导出比值的表达式(是平均放热系数);2) 画出、随的变化图形。(6分)

8. 某水壶装水kg,底部火焰温度为℃,加热面积m2,传热系数w/(m2k),周边和上部与室内空气换热,传热面积m2,空气温度℃,传热系数w/(m2k)。若水从10℃开始被加热,问需多长时间水被烧开至100℃。

(注:微分方程的解为,为积分常数。)(7分)

9. 试给下列不等式中各量填上正确的脚标。(6分)

1) 水-空气肋管换热器,相对于水侧和空气侧面积的总传热系数为k1和k2,则:

2) 肋壁的总效率与肋片效率,则。

3) 某流体的。当流体横掠平板时,速度边界层厚度与温度边界层厚度满足:

4) 流体横掠单圆管或管簇,在其它条件相同时,放热系数:横掠单管为,顺排10排管簇为,叉排10排管簇为,顺排5排管簇为,则。

10. 用13℃水冷却从分馏器得到的80℃的饱和苯蒸气。水流量为5kg/s,苯汽化潜热为395 kj/kg,比热为1.

758 kj/(kg℃),传热系数为1140 w/(m2℃)。试求使1 kg/s苯蒸气凝结并过冷却到47℃所需的逆流换热的传热面积。(6分)

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