九、（15分）已知平板跨流的局部对流发热系数hx是按x?1/2变化。其中x是指距平板前沿（x=0）的距离。求自前沿到平板上某个位置x的平均对流放热系数hx与在x处的局部对流放热系数hx之比。
北京科技大学2006年硕士学位研究生入学考试试题
一、（30分，每小题5分）简要回答下列问题
1、假定不可压缩，牛顿型流体，常物性，无内热源，忽略摩擦产生的耗散热，试写出二维稳态对流换热微分方程组，并说明其中各项的物理意义。
2、对于第一类边界条件的稳态导热问题，其解析解与导热系数有没有关系？ 3、发生在一个短圆柱中的导热问题，在哪些情形下可以按一维问题来处理？ 4、对管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热？ 5、名词解释：有效辐射、表面辐射热阻、重辐射面、遮热板及灰体。
6、试述基尔霍夫对灰体的应用，简要说明该定律在辐射换热计算中的作用。
二、（20分）一块初温为t0的平板（单侧表面积为A，厚度为L），一侧表面突然受到恒定热流密度q0的加热，另一侧表面则受到温度为t?的气流冷却，表面传热系数为h。设内热阻可以不计，其它物性参数均已知。试列出物体温度随时间变化的微分方程式并求解之。 三、（25分）一蒸汽管道的保温层外包了油毛毡，表面发射率为0.93，温度为330K，外径为0.22m。该管道水平地穿过室温为22℃的房间，在房内长度为6m。空气的物性参数如下：导热系数（或称导热率）λ=0.0276W/（m·℃）;运动粘度ν=16.96×10?6m2/s;普朗特数Pr=0.699。横圆柱表面自然对流换热的准数方程为Nu=0.48(GrPr)该房间内的总散热量。
四、（25分）利用一同心套管式换热器，将流量为225kg/h、比热为4188J/kg·K的水由35℃加热至95℃，并用流量为225kg/h、比热2095J/kg·K和温度210kg/h的油作为热流体。若总传热系数为550W/（m2·K），且管外径为100mm。求（1）该换热器是逆流式还是顺流式；（2）换热器的长度。
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？
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？ b. 若两球是黑度
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c. 若D2增加至20m，且
0.25。试计算蒸汽管道在
少？若其他条件保持不变，将外表面作为黑表面（ε2=1），问所导致的误差是多少？
六、（25分）用单层遮热罩抽气式热电偶测量一设备中的气流温度，如图所示。已知设备内壁为90℃，热接点和遮热罩表面黑度均为0.6，气体对热接点及遮热罩的换热系数分别为40W/（m2·K）及25 W/（m2·K）。当气流真实温度为tf=180℃时，热电偶的指示值是多少？
七、（25分）建立如图所示壁面内拐角节点A的温度的离散方程式。壁面外表面与流体（温度为tf）对流换热，表面传热系数h壁面内有内热源，单位体积内内热源强度为Φ，壁面按二维稳态导热问题处理。
八、（25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遮热板的黑度应是多少？
北京科技大学2007年硕士学位研究生入学考试试题
一、（30分，每小题5分）简要回答下列问题
1、请写出直角坐标系中，非稳态，有内热源，常导热系数的导热微分方程表达式，并说明表达式中各项的物理意义。
2、在用裸露热电偶测定气流的非稳定稳定场时，怎样可以改善热电偶的温度响应特性？ 3、采用集总参数法求解物体非稳态导热时，需满足什么条件?说明为什么要满足此条件。 4、解释现象：一条架空敷设的电缆使用时发现绝缘层超温，为降温特剥去一层绝缘材料，结果发现温度更高。
5解释名词：接触热阻，沸腾的临界热流密度，入口效应，黑体，温室效应。 6、为强化传热，可采取哪些具体措施？
二、（20分 ）半径为rs的圆球，其热导率（导热系数）为λ，单位体积发热量为Φ，浸在文档为tf的流体中，流体与球表面间的对流换热系数为h 。求稳态时圆球内的温度分布，并计算当η=0.1m, λ=4.5W/(m·K)，Φ=5000W/m，h=15 W/（m2·K），tf=20℃时，
3s球内的最高温度。
三、（25分）在一次对流换热试验中，10℃的水以1.6m/s的流速流入内径为28mm、外径为32mm、长 1.5m的管子。管子外面均匀地缠绕着电阻带作为加热器，其外还包有绝热层。设加热器总功率为42.05kW，通过绝热层的散热损失为2%,管材的导热系数为18 W/(m·K)。试确定：（1）管子出口处的水的平均温度；（2）管子外面的平均壁温。已知管内对流换热的准则数方程为：Nu=0.023Re0.8Pr0.4，在平均温度下，水的物性参数如下：ρ=999kg/m，
?63c=4187J/kg·K，λ=0.5865 W/(m·K)，ν=1.156×10m/s，Pr=8.27。
2四、（25分）两漫灰平行平板间存在着辐射换热，并保持表面温度T1>T2,表面发射率分别为
ε1和ε2。为减少两板间的辐射热流，用一个两侧面发射率不同（分别为ε3和ε4，且ε3< ε4）
的遮热板将两板隔开。问（1）为使两板之间的辐射换热有最大的减少，遮热板应如何放置?即应该将该板发射率小的（ε3）还是大的（ε4）一面朝向温度为T1的平板？（2）上述两种
放置方式中，哪一种使遮热板温度更高？
五、（25分）长方体加热炉顶面（2m×2.5m）被加热，温度保持800℃，表面发射率为0.8，底面（2m×2.5m）温度为80℃，可以看作是黑体；四壁（4个2.5m×2.5m）近似是绝热的，发射率均为0.8。已知炉顶与炉底之间的角系数等于0.17。求：（1）画出针对此问题的辐射网络图；（2）四壁的温度；（3）加热炉顶面内埋设的电加热器的总功率（不考虑对环境的散热损失）。
六、（25分）利用一同心套管式换热器，将流量为225kg/h，比热为4188J/kg·K的水由35℃加热至95℃，并用流量为225kg/h，比热2095J/kg·K和温度210℃的油作为热流体。若总传热系数为550 W/（m2·K），且管外径为100mm。求（1）该换热器是逆流式还是顺流式；（2）换热器的长度。
七、（25分）建立如图所示壁面内拐角节点A的离散方程式。壁面外表面与流体（温度为tf）对流换热，表面传热系数h，壁面内有内热源，单位体积内内热源强度为Φ，壁面按二维稳态导热问题处理。 八、（25分）分别画出如下两表面间的自然对流流动示意图： （1）两平板倾斜，热面在下，冷面在上；
（2）两倾斜平板，上下面等温Tg，置于大气温度Tw（Tg> Tw）中； （3）两热竖壁组成的封闭有限矩形空间（上下表面绝热）。
北京科技大学2008年硕士学位研究生入学考试试题
一．（30分，每小题5分）简要回答下列问题：
1、名词解释：热导率λ、对流换热系数α、黑体辐射常数ζ0、发射率ε和总传热系数k。 2、分别写出毕渥述Bi、努塞尔数Nu、雷诺数Re、傅里叶数Fo和格拉晓夫Gr相似准则数的表达式，并请说明其物理意义。
3、常物性、无内热源的稳态导热方程▽2f=0中不包含任何物性参数，这是否说明导热物体中的温度分布与导热物体的物性无关，为什么？
4、热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气和水进行冷却。经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对采用空冷还是水冷的管道的传热系数影响较大？为什么？
5、何谓灰体？这种物体表面在现实中并不存在，那为什么可以用于实际物体表面间的辐射换热计算？
6、试用热阻概念说明辐射遮热板为什么能够“遮热”？板表面的发射率对遮热作用有什么影响？
二．（20分）有一体积为V，表面积为Ax的物体。假设物体内部导热热阻很小，可以忽略，
则物体在同一时刻各点的温度相同。物体与温度为tf的环境发生对流换热，换热系数为α，若物体热导率λ、密度ρ和比热容C均为已知常数，且物体初始温度为t0。请推导物体温度随时间的变化函数t=f(η)。
三．（25分）采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。现测得铂丝直径0.1mm，长10mm，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A，表面温度为200℃，空气温度为20℃。已知Nu=0.911Re0.385Pr1/3,空气的物性参数见下表。假定辐射热损失可忽略不计，试确定
空气的来流速度。
附： 空气的物性参数
温度 t，℃ 20 110 200 热导率 λ×102，W/（m·k） 2.59 3.27 3.93 运动粘度 v×106，m2/s 15.06 24.29 34.85 普朗特数 Pr 0.703 0.687 0.680 四．（25分）在一热处理过程中，将温度为220℃的金属薄板竖直地置于温度为20℃，流速为7m/s的空气气流中。平板沿流动方向长度为3m，宽度为2m，如图1所示。测得作用于平板的摩擦阻力为0.86N。试确定该金属板与空气间的对流换热系数和传热量。空气的物性参数为：ρ=1.204kg/m3,Cp=1.007kJ/kg·K，Pr =0.7309。
五．（25分）设有如图2所示的几何体，半球表面是绝热的，底面被一直径（D=0.2m）分为1、2两部分。表面1为灰体，T1=550 K，黑度ε1=0.35；表面2为黑体，T2=330 K。求：（1）画出相应的辐射网络图；（2）半球表面3的温度；（3）表面1的净辐射热损失。 六．（25分）一顺流套管式换热器，利用温度为60℃的己二醇（比热为2500 J/kg·℃）来加热流量1.3kg/s，入口温度20℃的甘油（比热为2400 J/kg·℃）。换热器出口处两流体温差为15℃.该换热器可视为平壁传热，已知甘油侧换热系数为450W/m2·℃，己二醇侧换热系数为515 W/m·℃，传热面积为7.6m。求：（1）传热量；（2）甘油的出口温度；（3）己二醇的流量。 七．（25分）有一台采暖用的散热器，用管内的热水来加热管外的空气。为了提高散热器的散热效果，有人提出采用管外加装肋片，并将原来的钢管换成铜管，试从传热角度来评价这个方案。 八．（25分）有两块无限大平行平板，其发射率分别为0.3和0.8，二者由于温度不同进行辐射换热，若在两平板之间插入一块两面抛光的铝遮热板，其发射率为0.04，计算由此引起的辐射换热降低的百分率。
22