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考试科目 高等传热学 考生人数 考试形式 闭卷
适用专业 动力机械与工程热物理 适用年级 2008 试卷类别 A卷
| 一、写出无内热源、不可压、牛顿型运动流体能量方程，指出其各项物理意义，并证明之。 |
| 写出无内热源的多层球壳导热计算公式，并用傅立叶导热定律证明之。 |
| 二、写出并证明等截面矩形直肋温度表达式，分析影响肋效率的影响因素，如何提高肋效 |
| 率？已知某会议室的供暖器由2根长0.94 m 肋片管组成，每根肋片管嵌套有300个铝制 |
| 矩形剖面环肋，肋片管两端留有20mm的安装距离。已知环肋的肋高H为15 mm，肋片 |
| 厚度为1.0 mm，肋片的间距为3mm，肋片的祼管外径为25mm，肋基的温度为170， |
| 环境流体的温度为25，肋片的表面传热系数为。设铝的导热系数 |
| 。如要维持会议室温度需要提供的热量，问供暖器能否满足要 |
| 求？设肋效率。 |
| 四、建立厚度为2的无限大平行平板在第三类边界条件下的非稳定导热微分方程式，并 |
| 写出其相应方程数值求解的离散化形式。如何进行导热问题的数值求解？ |
| 五、用相似理论导出无限大空间自由对流换热的通用准数方程，并设计出求出准数方程 |
| 式中常数、的实验方法。 |
| 六、（1）确定下图所示锅炉炉膛内火焰对水冷壁管的辐射角系数；（2）建立锅炉炉膛水冷 |
| 壁管吸收火焰辐射的热流密度简易测量模型。 (8分。每问4分。) |
| 七、某工业炉侧墙由三层材料组成，由内到外，材料厚度分别为：200 mm、100 mm、200 |
| mm，材料导热系数分别为0.26W/m2·℃、0.060 W/m2·℃、0.32 W/m2·℃，侧墙黑度， |
| 外表，环境。用热电偶测量工业炉内烟气温度，已知烟气对热电偶的对 |
| 流换热系数为，热电偶温度读数为，热电偶的黑度， |
| 求（1）炉膛的实际温度为多少？如何减少测温误差？（2）对侧墙进行保温，若炉侧墙表 |
| 面温度降为35，一年减少的热损失折多少标准煤？（3）若侧墙上开有150 mm观察孔， |
| 观察孔中线至窑底距离为1000 mm，小孔流量系数为0.62，问小孔打开时的热损失为多 |
| 少？针对计算的小孔热损失，您有何感想？设：侧墙面积为200 m2，工业炉年利用率为 |
| 95%，零压面位于窑底部，窑内烟气标准状态密度为 1.30 Kg/Bm3，烟气比热为Cp =1.43 |
| KJ/Kg·℃，圆柱形上下底间角系数计算公式、窑侧表面对环境的对流传热计算公式如下： |
| 八、（1）证明逆流换热器的对数平均温差计算公式。 |
| （2）逆流套管式换热器，外表绝热。流油内管， |
| ，，，，油对 |
| 管壁对流放热系数，管外冷却水，，对流 |
| 放热系数；，。① 求：换热器的 |
| 传热量和对数平均温差（管长为25 m)；②简述换热器热设计平均温差法的校核计算步骤。 |
| 九、写出集总参数法计算公式，指出使用条件，并证明之。已知钢锭尺寸为 |
| ，钢锭的，，求钢 |
| 锭置于1300℃加热炉5小时后钢锭最大温差。设其初始温度 |
| 附计算公式和数据： |
| 十、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； |
| 透明覆盖采用厚的普通玻璃，吸热面采用铜材，其上镀有的光谱 |
| 选择性涂层黑镍，实验测得吸热面平均温度为，覆盖玻璃内表面温度，吸 |
| 热面与覆盖玻璃的距离为4cm。玻璃对太阳能的穿透比为，吸热面对太阳能的吸 |
| 收比。吸热面自身发热率为，覆盖玻璃发射率。 |
| （1）计算太阳能集热器单位面积有效吸热量和集热器效率。 |
| （2）提高太阳能集热器效率的途径。 |
| 已知70空气的物性参数如下： |
| 水平夹层底向上对流换热准数方程表达式如下： |
| 十一、某火焰熔炉传热和温度计算模型如下。（1）简述强化传热的途径；（2）分析壁温影， |
| 响因素并指出模型对选材、设计、操作制度制定的指导意义。 |
熔炉结构示意图 |
| 十二、如何强化沸腾与凝结传热？分析热管、热泵的工作原理，例举其应用。谈谈您对本 |
| 门课程学习体会。 |
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