9、为使外径为d的管道保温措施最佳，应当选用临界热绝缘直径dc为 的材料。（a）dc>d； （b）dc=d； （c）dc 1、怎样理解有相变的换热问题归属于对流换热范畴？ 2、对流换热微分方程 h= – |y→0 是怎样建立起来的？导热问题中的第三类边界条件也可写为 h= – |y→0 的形式，试问两式中各项的意义都一样吗？ 3、从传热学的角度考虑，冰箱中的蒸发器是放置在冰箱的上部还是下部更合理？为什么？ 4、在炎热夏天，有两个完全相同的贮存液态天然气（LNG）的容器放在一起，一个表面已结霜，另一个没有。试分析哪一个容器的隔热性能更好？为什么？并解释容器表面结霜原因。 5、控制热流密度的池内沸腾为何要设定预警点（DNB）？否则有可能出现怎样的情况？为什么？ 6、试分别写出傅里叶定律、牛顿冷却公式及黑体辐射的斯忒藩—玻耳兹曼定律的表达式。 三、综合题（每题15分，共75分） 1、一常物性的流体同时流过温度与之不同的两根直管1与2，且d1=3d2，流动与换热均已处于湍流充分发展区域。试确定下列两种情况下两管内平均表面传热系数的相对大小： （1）流体以同样的流速流过两管； （2）流体以同样的质量流量流过两管。 2、导热系数为λ、密度为ρ、比热为c、半径为R，初温为t0 的一个铜球掉入水中，水与球的表面传热系数为h、水温为t∞，铜球内部热阻可以忽略，（1）请建立求解铜球温度变化的方程和定解条件；（2）求出解的表达式。 3、两块平行放置的平板表面发射率均为0.6，其板间距远小于板的高度和宽度，且两表面温度分别为t1=4270C,t2=270C，试确定： （1）板1的自身辐射；（2）板1的反射辐射；（3）板2的有效辐射。 4、一台1-2型壳管式换热器用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动，t2ˊ=200C,t2″=500C，流量为3kg/s，热油入口温度为1000C，出口温度为600C，k=350W/（m2·k），c1=2148J/（kg·k）， c2=4174 J/（kg·k），温差修正系数ψ=0.895。试计算：（1）油的流量；（2）所传递的热量；的（3）所需的传热面积。 5、对于稳态、无内热源、常物性（且各向同性）的导热问题 （1）请写出二维直角坐标系中的导热微分方程。（2）请写出第三类边界条件下，边界上任一节点用相邻节点和环境温度表示的差分方程式（设表面传热系数为h，环境温度为T∞）。 北京科技大学2003年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 一、简要回答下列问题（每小题8分） 1、写出下列准则的表达式，并注明各量的物理意义: Bi Fo Gr Nu Re Eu 2、在工业用换热器中，有的将肋片装在圆管的内表面，圆管外表面为光管；有的换热器正好相反，为什么？举例说明。 3、为什么称大容器饱和沸腾中的临界热流为沸腾危机或烧毁点？ 4、试述强化管内流体对流换热常采用的方法，并简述理由。 5、什么是灰体？在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足什么条件？而又为什么要满足这样的条件？ 二、（20分）外径为60mm ,表面温度为200℃的蒸汽管道，外绝缘层为100mm的正方形截面，绝热材料导热系数为0.1W/(m·K),绝热层外表温度为50℃。试计算每米长管道的热损失。若用同样多的材料做成圆形截面，热损失又是多少？（可假设两种情况下绝热层外表面与环境的对流换热系数相同） 三、（20分）如图中所示，位于导热系数分别为kA和kB两种材料界面处的节点O 。试推导出稳态状况下，无内热生成的有限差分方程，若划分网格时令△x = △y ，则此导热问题的有限差分方程可简化为何种形式。 四、（25分）一套管式换热器，饱和蒸汽在内管中凝结，使内管的外壁温度保持在100℃。初温为25℃、质量流量为0.8kg/s的水从套管换热器的环形空间流过，换热器外壳绝热良好。 环形夹层内管外径为40mm，外管内径为60mm，试确定把水加热到55℃时所需的套管长度 及管子出口截面处的局部热流密度。 （不考虑温差修正，水的物性参数为： λ=0.635W/（m·K），μ=653.3×10?6Pa·s，cp=4174J/（kg·K），Pr=4.31） 五、（25分）如图所示，由半径为1m的1/4圆的两直径及圆周所组成的通道，在垂直纸面方向无限长。表面1的温度和发射率分别为t1=200℃，ε1=0.2，表面2温度和发射率分别为 ε3=0.5，单位长度热流q3=1000W/m。试确定表面3的t2=27℃，ε2=0.7,表面3的发射率为 温度和表面1，2的单位长度净辐射换热量。 六、（20分）用热电偶测温计测得炉膛烟气温度t1=798℃。设已知水冷壁管外表面温度 tw=580℃，烟气对测温计表面的对流换热系数α=60W/（m2·℃），烟气可近似地当做透 明介质，测温计表面的黑度ε1=0.3，测温计由于导热而产生的测温误差可以略去不计。试求炉膛烟气的真实温度和测温计由于辐射换热产生的测温误差。 七、（25分）试证明：在两个平行板之间加上n块遮热板后，辐射换热量将减小到无遮热板时的 1n?1。（设各板均为漫灰表面，且发射率相同） 八、（20分）由三个灰体表面组成的封闭辐射系统中，三个面的面积分别为F1、F2和F3， ε3，三个面上的温度分别为T1、T2和T3，试画出该辐射ε2和三个面的辐射率分别为ε1、 系统的等效辐射网络图，并列出求解此辐射系统的节点方程组。 北京科技大学2004年硕士学位研究生入学考试试题 一、（30分，每小题6分）简要回答下列问题 1、试分析气体辐射的特点。 2、名词解释：热导率λ、对流换热系数α、辐射常数ζ0以及材料的热辐射率ε。 3、解释下列名词：层流边界层、湍流边界层、湍流核心、粘性底层、主流区、雷诺类比。 4、为什么改变内部流动截面形状会改变换热效果？试用充分发展湍流的对流换热公式Nuf=0.023Re0.8f0.4Prf解释之。 5、扼要阐明下列相似准则的表达式和物理意义： Bi Fo Gr Nu Re Eu 二、（20分）试给出图1所示平板温度分布T（x）的解析表达式，设平板在x1和x2处分别有均匀的表面温度T1和T2，导热系数随温度线性变化：k=k0（1+bT）。 三、（20分）考察两个漫射的无限大的平行灰表面，其相隔距离很小，若两表面的黑度均为0.8，为了要使两表面之间的辐射热流减少至原来的1/10，问所放置在其之间的很薄、且导热热阻可以忽略的辐射热屏的黑度应是多少？ 四、（30分）一个套管式换热器，饱和蒸汽在内管中凝结，使内管外壁温度保持在100℃，初温为25℃、质量流量为0.8kg/s的水从套管换热器的环形空间中流过，换热器外壳绝热良好。环形夹层内管外径为40mm，外管内径为60mm，试确定把水加热到55℃时所需的套管长度以及管子出口截面处的局部热流密度。不考虑温差修正，水的物性参数如下：导热系数（或称热导率）λ=0.635W/(m·℃)；动力粘度μ=653.3×10?6Pa·s；比热cp=4174J/(kg·℃)；普朗特数Pr=4.31。管槽内旺盛紊流流体与壁面间的对流换热的准数方程为Nu=0.023Re0.8Pr0.4。 五、（25分）两个直径D1为0.8m和D2为1.2m的同心球，中间有空气隔开，两球的表面温度分别为T1=400K和T2=300K。 a. 若两球是黑表面，问它们之间的净辐射能交换是多少？ b. 若两球是黑度ε1=0.5和ε2=0.05的漫射灰表面，它们之间的净辐射能交换是多少？ c. 若D2增加至20m，且ε1=0.5，ε2=0.05和D1=0.8m，问两表面之间的净辐射能交换是多ε少？若其他条件保持不变，将外表面作为黑表面（ 2=1），问所导致的误差是多少？ 六、（25分）对图2所示的圆截面直肋的一维稳态、无内热源、常物性导热问题，试分别列出节点m和端部节点M的离散方程式。已知圆截面的直径为d。 七、（25分）试解释换热器和蓄热室的工作原理，它们各自的优缺点有哪些？请列举强化换热器和蓄热室换热的措施各3项。 八、（25分）一具有漫射-灰表面且黑度为0.6的热电偶，用其测量流过一大管道内的气体温度，热电偶的指示温度Ts为180℃，管壁黑度为0.85且具有均匀温度Tw为450℃，若热电 偶和气流之间的对流换热系数h为125W/（m2·K），略去热电偶的导热损失，求气流的真实温度。 北京科技大学2005年硕士学位研究生入学考试试题 一、（40分，每题10分）回答下列问题： 1、分别写出Bi、Nu相似准则数的表达式，请说明其物理意义，并比较Bi、Nu的异同。 2、对于管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热？ 3、有人认为：“重辐射面（绝热辐射面）既然没有净得失热量，它的存在也就对整个系统不起任何作用。”这一看法对不对？为什么？ 4、炉气（烟气，燃烧产物）黑度的计算公式是什么？试解释此公式的物理含义。 二、（20分）一根6m长，2kW功率的电阻丝是由直径为0.2cm的不锈钢（k=15.1W/m·K）制成。电阻丝的工作环境温度为30℃，表面对流换热系数为140W/m2·K。试求解电阻丝稳定工作时横截面上的温度分布表达式及表面温度值。 三、（20分）水以2kg/s的质量流量流过直径为40mm，长为4m的圆管，管壁温度保持在90℃，水的进口温度为30℃。求水的出口温度和管子对水的散热量。（水的物性参数为k=0.653 W/m·K，cp= 4.174kJ/kg·K，Pr=4.31，μ=653.3×10?6Pa·s ，水在管内对流换热经验公式为Nu=0.023Re0.8Pr0.4） 四、（20分）有一内腔为0.2m×0.2m×0.2m的正方形炉子，被置于室温为27℃的大房间中。炉底电加热，底面温度为427℃，ε=0.8，炉子顶部开口，内腔四周及炉子底面以下均敷设绝热材料。试确定在不计对流换热的情况下，为保持炉子恒定的底面温度所需供给的电功率。炉底对炉侧墙的角系数等于0.8。 五、（20分）一具有漫射―灰表面且黑度为0.6的热电偶，用其测量流过一大管道内的气体温度，热电偶的指示温度Ts为180℃，管壁黑度为0.85且具有均匀温度Tw为450℃，若热电偶和气流之间的对流换热系数h为125W/（m2·K），略去热电偶的导热损失，求气流的真实温度。 六、（15分）试给出图1所示平板温度分布T（x）的解析表达式，设平板在x1和x2处分别有均匀的表面温度T1和T2，导热系数随温度线性变化：k=k0（1+bT）。 七、（15分）以逆流式换热器为例，试推导换热器设计公式Q=K△tF中平均温压△t的计算式：△t= △t\?△t'ln△t''△t'? 八、（15分）试解释换热器和蓄热室的工作原理，它们各自的优缺点有哪些？请列举强化换热器和蓄热室换热的措施各3项。