2016年武汉科技大学《传热学》考研真题及标准答案

2016年武汉科技大学传热学考研真题(总分：150.00，做题时间：180分钟)一、名词解释(总题数：5，分数：25.00)1.傅利叶定律（分数：5.00）_正确答案：(单位时间通过单位截面积所传导的热量，正比于当地垂直于截面方向上的温度变化率，其中 x 为截面的法线方向。)2.非稳态导热（分数：5.00）_正确答案：(物体温度随时间变化的导热过程，为非稳态导热。)3.Nu 数（分数：5.00）_正确答案：(Nu=hL/,代表壁面处流体无量纲温度梯度。)4.有效辐射（分数：5.00）_正确答案：(单位时间离开表面单位面积的总辐射能，称为有效辐射。)5.漫射表面（分数：5.00）_正确答案：(定向辐射强度随辐射角的变化满足兰贝特定律的表面，其定向发射率与方向无关，称为漫射表面。)二、推导及问答(总题数：6，分数：55.00)6.无内热源的大平壁稳态导热的温度场如附图 1 所示，试分析它的导热系数是随温度增加而增加还是随温度增加而减小?（分数：10.00）_正确答案：(大平壁稳态导热时，各截面热流密度都相等，即图中随 x 增加而增加，因而随温度增加而减小。l随 x 增加而减小，而温度 t 随 x增加而增加，所以导热系数)7.有两块同样材料制作的大平板 A 及 B，A 的厚度为 B的两倍。将两平板放在一高温炉加热足够长时间，然后取出置于冷流体中淬火。假设两平板与流体的表面传热系数均可视为无限大，且板B中心点过余温度下降到初始过余温度的一半需要20min，求板 A 中心点过余温度也达到初始过余温度一半要多少时间？（分数：9.00）_正确答案：()8.比较分析热对流和对流换热的区别和联系。（分数：8.00）_正确答案：(热对流是流体微团宏观运动引起的热量传递，它是热量传递的基本方式之一。对流传热是流体流过固体表面并与固体表面进行的热量传递过程，它不是热量传递基本方式，是包含热传导和热对流的复杂传热过程。)9.自然对流换热的 Nu 数常表示成格拉晓夫数（Gr）和Pr 数的函数，请写出 Gr 数的表达式，说明其中各符号意义，并解释该无量纲数代表的物理意义。（分数：7.00）_正确答案：(其中 g 为重力加速度， a为流体体积膨胀系数，t为流体与固体温差， l为长度，为流体运动粘度。 Gr 数的物理意义为浮升力与粘滞力之比。)10.蒸汽在壁面冷凝时有两种工作模式，请介绍这两种凝结模式的特点，比较其凝结传热系数的大小，并分析其中原因。（分数：9.00）_正确答案：(膜状凝结和珠状凝结。凝结液能湿润冷却壁面时，冷凝液在壁面形成液膜，发生膜状凝结。凝结液不能很好湿润壁面时发生珠状凝结时，凝结腋在壁面上形成一个个液珠。珠状凝结换热比膜状凝结强。膜状凝结形成连续的液膜，凝结潜热需穿过液膜才能传递到冷却壁面，液膜的存在增加了传热热阻；而发生珠状凝结时，气体可以与壁面直接接触，凝结潜热可以直接传递到冷却壁面，此外液珠的滑落空出了的面积又增加了蒸汽与壁面接触面积，滑落过程还会带走下游液滴，这些都增强了壁面的对流换热。)11.什么是辐射换热角系数X1,2？计算下面几个图中面1到面 2 的角系数。（分数：12.00）_