试题A：
一、简答题（每题4分，共40分）
1．黑体的单色辐射率最大位置随温度升高是向长波方向仍是向短波方向移动？这种移动的
规律是由哪个定律确信的？ 答：向短波方向移动，维恩位移定律
2．关于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热进程顺序为什么？
答：复合换热、导热、对流换热
3．绝热边界是第几类边界条件？边界上的温度梯度是多少？
答：第二类边界条件，边界上的温度梯度为零。
4．半径为R的长圆柱，水平放置在空气中冷却，已知空气的表面传热系数为h，导热系数为
?1，圆柱体的导热系数为?2。请写出现在的毕渥数与努塞尔数。 答：Bi?hR?2 Nu?hR?1
5．有一表面为灰体的物体放在一个大房间中，房间可看做黑体。试画出由该两个表面组成的
封锁空间的辐射换热网络图。（房间面积与物体表面积相较能够以为无穷大）
6．暖气片的肋片加在空气侧，请说明缘故？
答：空气侧对流热阻比水侧对流热阻和管壁的导热热阻大很多，因此肋片加在空气侧，能够减小总热阻，明显增大传热系数。
7．Bi数知足什么条件，就能够够使非稳态导热问题按第三类边界条件所求解的结果转化为
第一类边界条件的解？什么缘故？
答：假设Bi数为无穷大，现在表面温度与周围流体温度相等，为第一类边界条件。
8．已知某黑体向外发出的定向辐射强度为Ib?10000W/(m2?sr)，求该黑体的温度为多少？
Eb?Ib?Ｔ＝863Ｋ
9．肋效率是不是越高越好？当肋效率?f?1时，肋高是多少？
答：肋效率不是越高越好。肋片高度别离为0时肋效率?f?1。
10．有两块平行放置的大平壁，其中之一是黑体，另一块是灰体。假设二者温度相等。试问
黑体与灰体中哪个辐射力大？黑体与灰体当中哪个有效辐射大？什么缘故？ 答：黑体的辐射力大。有效辐射二者相等，因为处于热平稳，J＝Eb。
二、实验题（10分）
写出水自然对流换热实验的数据整理成的公式形式，实验中如何实现自然对流换热？实验装置中的冷却管和辅助加热管有什么作用？ 答：Nu?C(Gr?Pr)n 4分
为实现自然对流换热应使测试管与水的温差足够小。 3分
实验装置中的冷却管和辅助加热管能够使容器中的水温遍地均匀一致。 3分
三、计算题（共50分）
一、（10分）在一台1-2型壳管式冷却器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到45℃。空气流量为min，温差修正系数??0.92，换热器的总传热系数为k=84W/。
试计算所需的传热面积。已知水cp?4.2kJ/(kg.K)，空气cp?1.009kJ/(kg.K) 解：依照已知条件
qm1?19.6/60?0.327kg/s t1'?119℃ t1\?45℃
t2'?16℃ t2\?35℃ k=84W/
?qm1cp1(t1'?t1\)=××（119-45）= kW 3分
m逆 依照热平稳方程 ?逆流时对数平均温差?t(t1'?t2\)?(t1\?t2')(119?35)?(45?16)???51.72℃ '\119?35t1?t2lnln\'45?16t1?t22分
温差修正系数?依照传热方程
?0.92，那么平均温差?tm???tm逆?0.92?51.72?47.58℃ 2分 A???6.1m2 k?tm 4分
二、（10分）已知一漫射表面，其光谱吸收比与波长的关系可表示为：λ≤3μm时，α（λ）=；λ=3～6μm时，α（λ）=；λ>6μm时，α（λ）=0。光谱投入辐射Gλ按波长散布的关系为：λ≤8μm时，Gλ=4000W/m2.μm；λ>8μm时，Gλ=0。在某一刹时，测得表面温度为1100K。试计算：
（1）单位表面积所吸收的辐射能； （2）该表面的发射率及辐射力；
（3）设物体内无内热源，无其它形式热量传递，确信在此条件下物体表面的温度随时刻如何转变。
黑体辐射函数表
?T/?m.K Fb(0??) ?T/?m.K 3000 3100 3200 3300 3400 3500
解：（1）
6400 6500 6600 6700 6800 6900 Fb(0??) G??0?(?)G?d???3?(?)G?d???6?(?)G?d???8?(?)G?d?6?0.4?4000??3?0.8?4000???0?003368?4分
?4800?9600?14400W/m2（2）?1T1?3?1100?3300?m.K，Fb(0??1)?0.340
?2T1?6?1100?6600?m.K，Fb(0??2)?0.783
漫射表面，?(?)??(?)
???(?1)Fb(0??1)??(?2)Fb(?1??2)?0.4?0.340?0.8?(0.783?0.340) 2分 ?0.49E???T4?0.49?5.67?10?8?11004?40677W/m2 2分
（3）该表面发出的辐射能已超过全数投入辐射能，因此表面温度随时刻降低。 2分
3、（10分）一钢板初始温度为500℃，将其置于20℃的空气中。已知钢板厚δ=20mm，λ=45W/，a=×10-5m2/s，h=35 W/。求：使钢板冷却到与空气相差10℃所需的时刻。
Vh()A?35?0.01?7.78?10?3 < 能够用集中参数法 3分 解： BiV??45
【2017年整理】2_传热学b期末试题及答案
