华电传热学真题

asdfr · 发表于 2011-12-4 12:33

一.简答题（每小题6分，共36分）

1.写出傅立叶导热定律的数学表达式，式中没有出现时间变量，为什么同样可以分析非稳态导热问题？

2.在对实际传热问题的分析计算中，采用合理的假设可以使问题得到很大的简化，请举两个导热问题的例子给以说明。

3.写出基尔霍夫定律的不同数学表达式，并给出其适用的条件。

4.沸腾换热过程的临界热流密度是如何定义的？对电加热沸腾换热的设备，控制临界热流密度有何意义?

5.分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？在热水温度一定的情况下，你能提出一些提高暖气片散热量的措施吗？

6.影响自然对流换热的因素有哪些？

二.[12分] 一个功率为的电烙铁，其形状可近似看作一个半径很小的短圆柱，初始放在室内，然后瞬间通电加热。

（1）分析并列出加热过程中烙铁温度随时间变化的微分方程式（注明式中符号的名称）；

（2）给出最终稳定后确定烙铁温度的关系式。

asdfr · 发表于 2011-12-4 12:39

三.[15分] 在一对流换热的实验中，10℃的水以1.6 的速度流入内径为28 、外径为31 、长1.5 的管子。管子外表面均匀地绕着电阻带作为加热器，其外还包有保温层。加热器的总功率为42.05 ，通过保温层的散热损失为2%，试确定：
（1）管子出口处的平均水温；
（2）管子内表面的传热系数；
（3）管子外表面的平均壁温。
[水的物性参数如下：，cp=4.187 kJ/(kg•℃)，0.586 W/(m•℃)，ν=1.2×10-6m2/s，Pr=8.57；管材的导热系数为18 W/(m•℃)；管内对流换热的实验关联式：层流：Nu=3.66，紊流：Nu=0.027Re0.8Pr0.33，不需考虑入口效应]
四.[12分] 直径为0.5m的球内表面，被一水平面划分成相等的上、下两部分，上、下部分的结合处完全绝热。上半球温度为450K，发射率为0.8；下半球温度为350K，发射率为0.6。球面为漫射灰体。试确定上、下两球表面的辐射换热量？

asdfr · 发表于 2011-12-4 12:50

六.[10分] 一锅炉省煤器的管子尺寸为外径32mm、壁厚4mm，管材的导

热系数为52 W/（m•℃），若烟气侧的总换热系数（包括对流和辐射）为

81 W/（m2•℃），管内水侧换热系数为5012 W/（m2•℃）。试求：
（1）计算省煤器的传热系数K（传热面积以管外表面为基准），
（2）分析管壁热阻及两侧换热热阻对传热系数K的影响，
（3）长时间运行后传热过程会发生什么变化？