传热学（机械 2009级）试题参考答案及评分标准
2011-- 2012学年下学期 时间 120分钟 传热学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 开卷
专业年级：机械 09级总分 100分，占总评成绩 70 %
注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上
一、填空（每空 1分，总计 20分）
1. 传热的三种基本方式有 、 、 。
2. 毕渥数是导热分析中的一个重要的无因次准则，它表征了 。 3. 对流换热过程的单值性条件有 、 、 、 四项。。 4. 肋效率的定义为 。
5. 已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22W／(m.K)，通过的热流
密度是300W／m2，则该平壁的壁厚是
6. 从流动起因，对流换热可分为 、 。
7. 格拉晓夫准则的物理意义 ；表达式Gr＝ 。 8. 黑体是指 为0的物体，白体是指 为0的物体。
9. 一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知两表面面积A1=0.5A2,角系数X1,2=0.6，
则X2,1= 。
10. 角系数具有 、 、 的特性。
二、简答题（25分）
1、简单归纳一下导热问题中常见的几类边界条件以及其定义。 （5分）
2、求解导热问题有哪三种基本方法，简述各自的求解过程及特点。 （6分）
3、在对流传热理论中，什么是边界层？如何确定边界层的厚度？ （8分）
4、夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉会不一样，请用传热学理论解释为什么； （6分）
三、计算题：（55分）
1．一房屋的混凝土外墙的厚度为?=200mm ，混凝土的热导率为?=1.5W/(m·K) ，冬季室外空气温度为tf2=-10℃, 有风天和墙壁之间的表面传热系数为h2=20W/(m2·K)，室内空气温度为tf1= 25℃,和墙壁之间的表面传热系数为h1=5 W/(m2·K)。假设墙壁及两侧的空气温度及表面传热系数都不随时间而变化，求单位面积墙壁的散热损失及内外墙壁面的温度。（10分）
2、在图3所示的有内热源的二维稳态导热区域中，一个界面绝热，一个界面等温温度为t0（含节点4），其余两个界面与温度为tf的流体对流换热，?、h均匀，内热源
tfy绝热1h5926Δx3Δy48t0711h?，试列出节点2、3、6、8、9、10的离散方程强度为?式。（15分）
10tf12Δx=Δyx3、已知1.013?105Pa,100?C的空气以v?100m/s的速度流过一块平板，平板温度为30摄氏度。求离开平板前缘3cm处边界层上的法向速度、流动边界层及热边界层厚度、局部切应力和局部表面传热系数、平均阻力系数和平均表面传热系数。（10分）
4、已知在锅炉的空气预热器中，空气横掠过一组叉排管束，s1?80mm,s2?50mm，管子外径
d?40mm，空气在最小界面处的流速为6m/s，tw?133?C，在流动方向上排数大于10，管壁平均
温度为165?C。求空气与管束间的平均表面传热系数。（10分）
5、已知一大型加热炉炉底厚50mm，初温为25?C，a?5?10?6m2/s，??4W/(m?K)，t??1600?C，
h?40W/(m2?K)。按工艺要求炉内各表面均应加热到1500摄氏度方可投入使用。求从开始点火到
满足这一条件所需的时间。（10分）
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