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2017年中国石油大学(北京)热能工程专业-综合考试之传热学考研复试核心题库(一) ....... 2
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2017年中国石油大学(北京)热能工程专业-综合考试之传热学考研复试核心题库(一) 说明:本资料为学员内部使用,整理汇编了2017考研复试重点题及历年复试常考题型。 ————————————————————————————————————————
一、简答题
1. 在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖好,还是多孔的空心砖好?为什么?
【答案】(1)在寒冷的北方地区,建房用砖采用多孔的空心砖好。
(2)因为在其他条件相同时,实心砖材料的导热系数约为
满着静止的空气,空气在纯导热(即忽略自然对流)时导热系数约为而多孔空心砖中充可见,空心砖是很好的绝热材料。寒冷地区建房用多孔空心砖好。
2. 为强化一台冷油器的传热,有人用提高冷却水流速的办法,但发现效果并不明显,试分析原因。
【答案】冷油器中由于油的粘度较大,对流换热表面传热系数较小,占整个传热过程中热阻的主要部分,而冷却水的对流热阻较小,不占主导地位,因而用提高水速的方法,只能减小不占主导地位的水侧热阻,效果不明显。
3. 冬天阳光照射的中午晒棉被,试从传热的角度解释晚上睡觉时还会暖和的原因。
【答案】棉被经日晒变得蓬松,空气进入到棉被中,而空气的导热系数较小,相当于增加了导热热阻,因而睡觉时还觉得暖和。
4. 为了测量管道中的气流温度,在管道中设置温度计。试分析由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差,并提出减少测温误差的措施。
【答案】(1)为了准确测量管道内气流的温度,必须减少由于干扰项引起的测量误差。高温条件下辐射换热对于气流温度的测量误差可达到8%?10%,因此必须采取措施去除辐射换热的影响。
(2)减少测温误差的措施:加辐射隔热板。加上辐射隔热板后可将误差减小到0.5%左右(见图)。
图
5. 太阳与地球之间存在着广阔的真空地带,它是怎样把能量传到地球上的?
【答案】太阳通过热辐射把能量传递到地球上。从福射的本质和特点可知,热辐射可以通过真空自由地传播而不需要任何中间介质,因此辐射换热并不需要两物体直接接触。
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6. 写出格拉晓夫准则(
【答案】
数)的表达式及物理意义。 表示流体所受浮升力与粘滞力的相对大小。
二、计算题
7. 在一无限大平板的非稳态导热过程中,测得某一瞬间在板的厚度方向上的A,B,C处的温
度分别为
的距离。
【答案】由于平板的厚度远大于AC之间的距离,利用有限差分法,当
8. 两平行大平板温度分别为和其发射率均为试计算两者之间单位
和足够小时:
A与B及B与C各相隔lcm,材料的热扩散率试估计在该瞬间B点温度对时间的瞬时变化率。该平板的厚度远大于AC之间面积的辐射换热量;如果将两者中间加入一两面发射率不同的大平板,发射率分别为
试计算福射换热减少的百分数。 【答案】
两平行大平板单位面积的辐射换热量为
加入遮热板后,单位面积的辐射换热量为
辐射换热减少的百分数为
9. 有一套管式换热器利用热水加热原油。热水进出口温度分别为95℃和50℃,热水流量为0.8kg/s,比热为原油的进口温度为30℃,加热后变为60℃,
原油比热为
。忽略换热器的热损失,问:
(1)该换热器是逆流还是顺流?
(2)换热器的对数平均温差是多少?
(3)原油流量是多少?
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(4)油水之间的换热量是多少?
【答案】由题意可知,
(1)由于原油出口温度大于热水出口温度,即
(2)换热器端差:
则对数平均温差: 则判断为逆流。
(3)忽略换热器的热损失,则热水放热量=原油吸热量,即:
则:
(4)油水间的换热量为:
10.以薄壁不锈钢管作导体通电加热在管内流动的气体,管子裸露置于室内,试写出在稳态情况下,该管长dx微元段的热平衡关系。已知钢管电阻为R,
【答案】热平衡关系如图所示,热平衡关系式应为:
通电加热量=钢管外表面与室内空气的对流换热量+钢管内表面与管内气体的对流换热量 图中,管内气体的质量流量及其电加热量分别为:
热平衡方程为:
式中:分别为管内、外的表面传热系数,为室温。
电流为I,A。
图
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