武汉大学2005级传热学试题B

武汉大学动力与机械学院 2007 —2008 上学期期末考试 《 传热学 》试卷B 班级：__________ 学号：___________ 姓名：___________ 成绩：___________ 1．说明用有限差分法进行导热数值计算的基本思想和方法。（8分） 2．为测量储气罐里的气体温度，在储气罐壁上装设一支有充油套管保护的温度计（如右图所示）。简要分析温度计套管对测量误差的影响，并说明减少测量误差的途径或方法。 （8分） 3．电站锅炉的水冷壁是用来使管内的水汽化沸腾的受热面。试分析水在吸热过程中包含哪些传热环节？对于清洁的水冷壁管面言，主要热阻存在于哪个环节？若管内结了水垢，管外结了灰垢，热阻分布又会有什么变化？ （8分） 4．换热器顺流布置和逆流布置各有何优缺点？举例说明实际中应如何布置。 （8分） 5．太阳能集热器表面一般涂黑色，以加强对太阳辐射的吸收。是否可以将暖气片表面涂成黑色来增加其辐射散热量？ （8分） 6．流体流过如右图1所示的圆形管道，在1、2点之间的试验管段保持恒定的热流密度q。试画出以下两种情况下，管壁温度tw和流体平均温度tf随管长x变化的示意图，并加以简要说明。 图1 （1）.流动已进入充分发展段； （2）.流动未进入充分发展段。 （8分） 7．一种火焰报警装置采用低熔点的金属丝作为传感元件。当金属丝受火焰或高温烟气作用而熔断时，报警系统即被触发。若该金属丝的熔点为550℃，其导热系数为225 W/(m．℃)，3密度为7300kg/m，比热为425J/(kg．℃)。正常情况下金属丝的温度为30℃，当突然受到750℃的烟气加热后，为保证在25秒内发出报警信号，问金属丝直径有何限制? 设烟气与2金属丝表面复合换热的表面传热系数为22.0 W/(m.℃)。 （12分） 8．在如图所示的无限长圆环形通道中加入一封半闭的遮热圆筒(如右图)，求辐射换热量减少的百分数. 已知 r1=50 mm,ε1=0.8 r2=100mm,ε2=0.05 r3=150mm,ε3=0.8 （14分） 9．20℃的饱和水蒸汽在换热器管外表面凝结，以加热管内的冷水，传热系数2k=1800w/(m.K)。 （1）.确定把流量为2000kg/h的水从20℃ 加热到80℃ 所需的传热面积； （2）.如运行后产生污垢，出口水温变为70℃（进口水温及流量不变），污垢热阻为多少？ （14分） 10．直径50mm长6m的钢管，表面为250℃，处于一个大房间内，房间墙壁温度为18℃，空气温度为25℃，管道与空气间为自然对流换热，管道表面黑度为0.86。求管道散热损失。 481/4（空气在横圆管自然对流换热实验关联式：Gr=1.43x10~5.76x10时，Nu=0.48(Gr.Pr)；490。4291/3Gr=5.76x10~4.65x10时，Nu=0.0165(Gr.Pr)；Gr>4.65x10时，Nu=0.11(Gr.Pr)；空-2-62-22气物理性质：λ=3.64x10W/m.K，ν=30.09x10m/s，ρ=0.815x10kg/m，Pr=0.682) （12分）