东华大学2014传热学

1λ12λ2σ1σ2·Φh,tf东华大学2014传热学一、分析、简答与简单计算（40’，1-5：6’，6：10’）1、比较准则数Nu与Bi的区别。2、为什么管内强迫对流换热的入口段的表面换热系数比充分发展段大?3、请说明不凝性气体对凝结换热的影响及原因。4、北方深秋的清晨，低矮的灌木或草的叶子上会结霜，请问是叶子的上面还是下面结霜，为什么？5、什么是辐射力E和辐射强度L？对于漫射表面，辐射力和辐射强度有什么关系?6、请利用角系数的基本性质计算下面的角系数：a)一个无限大平面2和它上面的一个球表面1间的角系数X1,2。b）倾斜的长平板A2和底板A1间的角系数X1,2和X2,1。二、如图所示，有一双层无限大墙壁，由厚度为σ1和σ2两部分组成，中间紧密结合，无接触热阻，两者的导热系数λ1和λ2均为常数。墙壁1有均匀内热源Φ，左侧面绝热。墙壁2右侧面与温度为tf的流体发生对流换热，对流换热系数h。求两墙接触面处的温度tw1和墙壁有此面的温度tw2。（10’）100mm100mm100mm（b）12（a）三、已知一根一维匀质棒，在稳态、无内热源条件下，实验发现dt2dx20，式中t为温度，x为空间坐标。请判断：随着温度的升高，该棒的导热的系数λ（t）是逐渐增大还是减小？（15’）四、一块无穷大的平板，单侧表面积为A，初温为t0，一侧表面积受到温度为t∞，表面传热系数为h的流体的冷却，另一侧受到恒定热流密度为qw的加热，内热阻可以忽略。请写出其内部温度随时间变化的过余温度的微分方程(不用求解)。设其几何参数及物性参数已知。(10)五、一维大平板的非稳态导热，边界表面与周围流体的表面传热系数为h，流体温度为t∞。取均匀步长为Δx，请用控制容量热平衡法写出边界节点o的显示差分方程，并给出其稳定条件。(15’)六、导热系数为λ=0.026W/m·℃的流体外掠平板，通过实验得到了距离平板前缘x处的流体温度分布为：t=40-2.5×103y，y为与平板垂直方向的坐标。局部表面传热系数随板长变化的关系为：hx=a·x-0.48，a为系数，单位为W/m1.52℃。求：1)板长x内的平均表面传热系数h与hx的比（保留小数点后3位）;0123xt∞hΔx2)当x=0.5m，流体与壁面的温差为10℃时，确定系数a的值。（15’）七、利用进口的温度为t2’=20℃的冷水在螺旋盘管外流动来冷却螺旋盘管内的变压器油。已知在螺旋盘管中流过的变压器油的质量流量为2000kg/h，油温从t1’=80℃被冷却至t1’’=30℃，油的定压比热为Cp1=2.093kJ/kg·K。出口处水温为t2’’=25℃，水的定压比热Cp2=4.174kJ/kg·K。盘管外的表面传热系数为h0=580W/m2·K，盘管内的表面传热系数为h1=150W/m2·K。盘管材质为钢，其导热系数λ=40W/m·K，管的外径x壁厚为57mm×3.5mm，钢管螺旋盘成直径为0.4m的螺旋盘管。附着在盘管表面的污垢热阻为0.0007m2·K/W。求水的质量流量，螺旋盘管的最小长度和盘数。（15’）八、求离开漫射表面在0～θ方向上的辐射占半球总辐射力的份额。(提示：半球总辐射力和定向辐射力的关系为：E=∫Ω=2πEθdΩ)（15’）九、一个直径为D=100mm，深度为L=50mm的圆柱形空腔，其内壁为漫灰表面，黑度为0.6，具有均匀的温度1500K。假设腔口的周围环境很大，且温度为300K，求离开腔口的净辐射能。（15’）