东南大学传热学2007考研真题及答案详细解析

2007年硕士学位研究生入学统一考试试题热工基础B卷工程热力学一、简答题1．写出热力学第一定律对不同系统的表达式。

2．可逆过程的定义，建立可逆过程概念的好处和实际意义。

3．写出用压缩因子表示的实际气体状态方程式，说明压缩因子的物理意义。

4．卡诺定理的理论价值和实用价值。

5．用搅拌器搅拌绝热容器中的水：(a) 水温20℃；(b) 水温60℃。

在搅拌器耗功相同条件下，试问两种情况哪种的不可逆损失大?为什么?6．压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式?二、某燃气轮机装置中燃烧室的温度为1800℃，来自压气机的压缩空气的温度为220℃。

根据燃气轮机叶片强度的要求，进入燃气轮机的气体温度不得超过850℃。

试确定来自燃烧室的燃气与来自压气机的压缩空气的混合比例。

(设燃烧室燃气的比热cp,1=1.170kJ/(kg·K) ，压缩空气的比热为cp,2=1.004kJ/(kg·K) 。

)三、冬季室外温度-15℃、室内温度18℃，耗电3kW的热泵能向室内提供的最大热量是多少?夏季热泵以空调方式工作，要求室内温度为22℃，允许的室外温度最高为多少?假定室内无热源，且室内外之间的热交换的热流量是常数。

四、下图为一烟气余热回收方案。

设烟气比热容cp =1.4kJ/(kg·K) ，cv=1kJ/(kg·K) 。

求：1．烟气流经换热器时传给热机工质的热量：2．热机放给大气的最小热量Q2；3．热机输出的最大功W。

传热学五、简答题1．冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度Ta高于0℃，有人却发现地面上结有一层薄冰，试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)2．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。

为使稀饭凉得更快一些，你认为应该搅拌碗中稀饭还是盆中凉水?为什么?3．试从沸腾过程分析，为什么用电加热器加热时当加热功率q＞q时易发生壁max面被烧毁的现象，而采用蒸汽加热则不会?4．写出普朗特数Pr的表达式，并说明其物理意义。

A卷答案1、锅炉成分分析的基准有收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基四种。

其换算关系为：由于燃料中水分和灰分的含量易受外界条件的影响而发生变化，水分或灰分的含量变化了，其他元素成分的含量也会随之而变化。

例如，水分含量增加时，其他成分的百分含量便相对地减小；反之，水分含量减少时，其他成分的百分含量便相对地增加。

所以不能仅用各成分的质量百分数来表示燃料的成分组成特性。

有时为了使用或研究工作的需要，在计算燃料的各成分百分含量时，可将某种成分(例如水分或灰分)不计算在内。

这样按不同的“成分组合”计算出来的各成分百分数就会有较大的差别。

这种根据燃料存在的条件或根据需要而规定的“成分组合”称为基准。

如果所用的基准不同，同一种煤的同一成分的百分含量结果便不一样。

2、由于燃料中水分和灰分的含量易受外界条件的影响而发生变化，水分或灰分的含量变化了，其他元素成分的含量也会随之而变化。

例如，水分含量增加时，其他成分的百分含量便相对地减小；反之，水分含量减少时，其他成分的百分含量便相对地增加。

所以不能仅用各成分的质量百分数来表示燃料的成分组成特性。

有时为了使用或研究工作的需要，在计算燃料的各成分百分含量时，可将某种成分(例如水分或灰分)不计算在内。

这样按不同的“成分组合”计算出来的各成分百分数就会有较大的差别。

这种根据燃料存在的条件或根据需要而规定的“成分组合”称为基准。

如果所用的基准不同，同一种煤的同一成分的百分含量结果便不一样。

3、链条炉中，习惯上将从炉排下送入的空气称为一次风，二次风是指从火床上方送入炉膛的一股强烈气流。

二次风的主要作用是扰乱炉内气流，使之自相混合，从而使气体不完全燃烧损失和炉膛内的过量空气系数都得以降低。

与炉拱相比，二次风的优点是布置灵活，调节方便，而且炉膛结构也不会因之复杂化。

但二次风要消耗一定能量。

一般情况下，二次风配合炉拱使用，以取得最佳效果。

除搅乱和混合烟气外，二次风若布置恰当，它还能起多种其它的良好作用，二次风的工质可以是空气，也可以是蒸汽，甚至是烟气。

东大传热学考试真题试卷与解析一、引言传热学是研究热量传递规律的科学，是能源、动力、化工、建筑等领域的重要基础学科。

作为大学课程中的一项重要考试，传热学考试的试卷解析对于学生理解和掌握传热学知识具有重要意义。

本文将对一份东大传热学考试真题试卷进行解析，帮助读者深入理解传热学知识。

二、试卷内容与结构本次试卷包括选择题、填空题、计算题和论述题四种题型，共100分。

其中，选择题30分，填空题20分，计算题30分，论述题20分。

试卷内容涵盖了传热学的基本原理、导热、对流、辐射换热等多个方面。

三、试题解析1、选择题选择题主要考察学生对基本概念和原理的掌握，如导热系数、表面传热系数等。

通过这些题目，可以检验学生对基础知识的掌握程度。

2、填空题填空题主要考察学生对专业术语和基本概念的掌握，如热传导系数、对流换热系数等。

这些题目有助于学生巩固基础知识，加深对概念的理解。

3、计算题计算题主要考察学生对传热学知识的应用能力，如平板导热的计算、流体流动换热的计算等。

这些题目需要学生灵活运用所学知识解决实际问题，提高了解题能力。

4、论述题论述题主要考察学生对传热学某一方面的理解深度和广度，如对流换热的强化技术、热辐射在太空环境中的应用等。

这些题目需要学生结合所学知识和实际应用进行深入思考和分析，有助于培养学生的创新思维和解决问题的能力。

四、解析方法与技巧1、掌握基础知识对于任何一门学科的考试，掌握基础知识都是至关重要的。

在传热学考试中，学生需要熟练掌握基本概念和原理，这是正确解题的关键。

2、注重解题思路在解决计算题和论述题时，学生需要注重解题思路。

首先明确题目所涉及的知识点，然后分析问题并提出解题方案，最后验证答案的正确性。

3、善于总结规律通过对试卷中各类题型的练习，学生可以总结出一些解题规律。

例如在选择题中，有些选项可以通过直接判断排除；在填空题中，有些题目可以通过联想和推理得到答案；在计算题中，有些题目可以通过数学模型进行简化计算等。

2009~2010学年 第 1 学期开课学院：考试日期： 2010.1考试方式：考试时间： 120 分钟一、填空题（每小题2分，本大题共20分）1．导热的第二类边界条件是指已知边界上任意时刻的热流密度值； 导热的第三类边界条件是指已知边界周围流体的温度和表面传热系数。

2．描述导热物体内部温度扯平能力的物性量叫热扩散率或导温系数；其定义式为a =λ/ρc p 。

3．流体刚流入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长减小，这是因为热边界层厚度沿管长增加。

4．影响对流传热的因素有流体流动的起因、流体有无相变、流体的流动状态、换热表面的几何因素和流体的物理性质。

5．蒸汽与温度低于饱和温度的壁面接触时，有膜状凝结和珠状凝结两种不同的凝结形式，产生不同凝结形式的原因是由于凝结液与固体壁面润湿性的不同。

6．气体辐射具有两个特点：（1）对波长有选择性；（2）在整个容积中进行。

7．普朗克定律揭示了黑体辐射能按波长分布的规律；兰贝特定律揭示了黑体辐射能按空间方向的分布规律。

8．临界热绝缘层直径的定义式为d cr =2λ/h ，其意义为d =d cr 时对流与导热热阻之和最小，散热量最大。

9．某燃煤电站锅炉过热器中，烟气向管壁换热的辐射换热系数为20W/(m 2.K)，对流换热系数为40W/(m 2.K)，其复合换热的热阻为0.01667 (m 2.K)/W 。

10．某换热器刚装时传热系数为10W/(m 2.K)，运行一年后因结垢传热系数降为8W/(m 2.K)，这时，污垢热阻为0.005 (m 2.K)/W 。

二、选择题（每小题1分，本大题共10分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将最合适的选项前的字母填在题后的括号内。

1．在锅炉的炉墙中：烟气→内壁→外壁→大气的传热顺序是：（ A ）A. 辐射换热，导 热，复合换热B. 导热，对流换热，辐射换热C. 对流换热，复合换热，导热D. 复合换热，对流换热，导热2．由表面1和表面2组成的封闭系统中，角系数X 1,2和X 2,1的关系为：（ C ）A. 等于B. 小于C. 可能大于、等于、小于D. 大于 3．下列参数中属于物性参数的是（ B ）。

东南大学1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题1．直径100mm的蒸汽管道，绝热层外径250mm，若绝热层内外璧温度均不变而改用新的绝热材料（已知导热系数λ=1λ/2，单2位体积价格G=22G）。

问价格相同时，但位管厂的热损失变化1是多少？2．两个表面黑率的平行平板，其温度分别为T与2T。

板间辐射换1热，热在中间插入一块厚δ，导热系数λ，表面黑率ε的平板，问热流有什么变化？3．空气在方管内作强迫对流紊流时，若流量增加一倍，问对流换热系数变化多少？压力损失多少？（阻力系数与雷诺数无关）4．设计一个采用瞬态导热理论测试材料热物性（如导热系数a）的实验装置。

说明其工作原理与测试方法。

5．用裸露热电偶测量管中的气流温度，热电偶读数t=170c︒，已1知管壁温度t=90c︒，气流对热接点的对热换热系数2α=50c/，接点表面黑率ε=0.6，试确定气流的温度。

若考mw︒2虑热电偶导热的影响，则真实的温度应有何变化？6． 流量为的907kg/h 水，通过长4.6m 的钢管，水温16c ︒升高至49c ︒，钢管内壁温度66c ︒。

求钢管的内径。

水的物性：东南大学1996年传热学研究生入学考试一． 请设计一个存放液氮的金属容器，附上简图并加以说明（按传热学原理） 二． 导热微分方程)(222222zT yT xT T ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂ατ的推导过程与条件三． 请说明并比较换热器计算中的平均温压与传热单元数法。

四． 长铜导线置于温度为∞t 的空气中，已知导线的电阻值为m/10*63.32Ω-，密度为3/9000mKg =ρ，比热CKg J C∙=/386，直径为2.2mm ，问当为8A 的电流通过及对流放热系数Cm W*/1002=α时，该导线的初始温升及其时间常数是多少？ 五． 流量为h Kg/10*11.03的水在直径为50mm 的管内作强迫对流换热，管内表面温度为50℃。

试问水由25℃加热到35℃需要多长的圆管?)*/174.4(C Kg KJ C=水的物性六． 由表面1与表面2两平行黑体表面组成的空腔，内有空气流过，进出口空气的平均温度为27℃，空气与热壁的对流换热系数为50W/C m *2,空腔是窄通道。

东南⼤学传热学考试真题试卷与解析东⼤2006—2007学年第⼆学期期末考试《传热学》试题（A卷）答案⼀、填空题(每空1分，共20分)1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为⼆维（⼏维）、⾮稳态（稳态或⾮稳态）温度场。

2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对⼤⼩。

3、导热微分⽅程式是根据能量守恒定律和傅⾥叶定律建⽴起来的导热物体中的温度场应当满⾜的数学表达式。

4、⼯程上常采⽤肋⽚来强化传热。

5、换热器传热计算的两种⽅法是平均温差法和效能-传热单元数法。

6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为强制对流换热与⾃然对流换热。

7、固体表⾯附近流体温度发⽣剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层，其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。

8、判断两个现象相似的条件是：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。

9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结有较⼤的换热强度，⼯程上常⽤的是膜状凝结。

10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射⼒等于定向辐射强度的π倍。

11、单位时间内投射到表⾯的单位⾯积上总辐射能为投⼊辐射，单位时间内离开表⾯单位⾯积的总辐射能为该表⾯的有效辐射，后者包括表⾯的⾃⾝辐射和投⼊辐射被反射的部分。

⼆、选择题（每题2分，共16分）1、下列说法不正确的是（D ）A、辐射换热不依赖物体的接触⽽进⾏热量传递；B、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化；C、⼀切物体只要其温度T＞0K，都会不断地发射热射线；D、辐射换热的⼤⼩与物体温度差的四次⽅成正⽐。

2、⼤平板采⽤集总参数法的判别条件是（C）A．Bi>0.1 B．Bi=1C．Bi<0.1 D．Bi=0.13．已知边界周围流体温度和边界⾯与流体之间的表⾯传热系数的称为( C )A.第⼀类边界条件B. 第⼆类边界条件C.第三类边界条件D. 初始条件4、在热辐射分析中，把光谱吸收⽐与波长⽆关的物体称为（c ）A、⿊体；B、透明体；C、灰体；D、绝对⽩体。

2007年硕士学位研究生入学统一考试试题热工基础A卷工程热力学一、简答题1．热力学第一定律和第二定律的实质区别是什么?写出各自的数学表达式。

2．若封闭系统经历一过程，熵增为25kJ/K，从300K的恒温热源吸热8000kJ，此过程可逆?不可逆?还是不可能?为什么?3．试问为何在封闭室内敞开冰箱大门不能降温，而安装空调却能降温?4．实际气体在哪些情况下可以当作理想气体处理，为什么?5．湿空气的湿球温度、干球温度、露点温度是如何定义的?请给出这三个温度的大小关系。

6．简述活塞式压气机与叶轮式压气机(离心式或轴流式) 在工作原理上的区别。

二、容积为200升的绝热容器，内有压力为0.6MPa、温度35℃的氮气。

容器上装有压力控制阀，当压力高于0.8MPa时自动打开放气以维持容器压力不超过0.8MPa。

当容器内的氮气被加热到温度为350℃时，共加入了多少热量?(氮气视作理想气体，比热容为定值)三、某燃气轮机装置的定压加热循环，压气机入口空气参数为80kPa、17℃。

循环增压比π=7，增温比τ=4，压气机的绝热效率ηc,s=0.9，燃气轮机相对内效率ηT =0.92。

燃气可视为理想气体，k=1.386，cp=1.03kJ/(kg·K) ，R=0.287kJ/(kg·K) ，环境温度为290K(设燃气轮机装置定压加热理想循环为1-2-3-4-1，由于空气在压气机及燃气轮机中经历不可逆过程，令其实际循环为1-2'-3-4'-1) ，1．求循环热效率ηt 、循环吸热量q1和放热量q2；2．求装置每一循环的可用能损失。

四、如图所示，一渐缩喷管经一可调阀门与空气罐连接。

气罐中参数恒定为p a =500kPa，ta=43℃，喷管外大气压力pb=100kPa，温度t=27℃，喷管出口截面积为68Cm2。

设空气的气体常数Rg=287J/(kg·K) ，等熵指数K=1.4。

试求：1．阀门A完全开启时(假设无阻力) ，求流过喷管的空气流量qm是多少?2．关小阀门A，使空气经阀门后压力降为150kPa，求流经喷管的空气流量qm，以及因节流引起的作功能力损失为多少?并将此流动过程及损失表示在T-s图上。

东南大学2007年招收硕士学位研究生入学考试试卷请考生注意：试题解答务请考生做在专用“答题纸”上！做在其他答题纸上或试卷上的解答将被视为无效答题，不予评分。

科目代码：942 科目名称：材料科学基础一、选择题（单项选择，每题2分，共40分）1、在三元相图的水平截面的两相区中，连接线之间（a）必定相交；（b）必定平行；（c）可以相交或平行；（d）不能相交也不能平行。

2、非均匀形核的形核功（非）和接触角（）和（晶核和杂质之间的界面能）之间的关系为：（a）越小，越大，非越大；（b）越大，越大，非越小；（c）越小，越小，非越大；（d）越小，越小，非越小。

3、引入极射赤面投影的目的是（a）表示晶体结构的周期性；（b）晶体结构的对称性；（c）表示晶面之间或晶向之间的取向关系；（d）表征晶体中阵点或原子的投影位置。

4、单相固溶体凝固时，若k0<1，则：（a）k e=1时，偏析最严重；（b）k e=k0时，偏析最严重；（c）k<k e<1时，偏析最严重；（d）偏析与k e及k0均无关。

5、二元材料形成伪共晶的必要条件之一是：（a）两种组元必须都是金属元素；（b）溶液在凝固时必须以足够慢的速度冷却；（c）溶液在冷却时必须有适当的过冷度；（d）某一组元的含量必须高于相图中共晶点所示的值。

6、纳米材料的特征之一是：（a）具有与单晶体相近的性能特征；（b）具有超塑性；（c）具有超高强度效应；（d）具有表面效应。

7、空间点阵是用来描述晶体结构的周期性，因此（a）自然界存在的晶体结构和空间点阵的数量相同；（b）任何一个晶体的晶体结构和空间点阵完全等同；（c）表征晶体结构周期性的空间点阵的数量少于自然界晶体结构的种类；（d）表征晶体结构周期性的空间点阵的数量多于自然界晶体结构的种类。

8、离子晶体和正常价化合物都符合化合价规律，但它们分属不同的晶体类型，原因是：（a）离子晶体的密度高于正常价化合物；（b）离子晶体的致密度与正常价化合物不同；（c）离子晶体的电子浓度与正常价化合物不同；（d）离子晶体具有陶瓷的性能特征，正常价化合物属金属间化合物。

扬州大学试题(2006－2007学年第 二 学期)机械 学院 材料0501 班(年)级课程 传热学试卷B题目 一 二 三 四 五 总分 得分一、 问答题:（42分,共6题，每题7分）1．什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关? 什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素相关? 它们之间有什么区别?答：物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力之比（1分），它与物体的种类、表面特征及表面温度相关（1分）。

物体表面的吸收率是表面对投入辐射的吸收份额（1分），它不仅与物体的种类、表面特征和温度相关，而且与投入辐射的能量随波长的分布相关，也就是与投入辐射的发射体的种类、温度和表面特征相关（1分）。

比较两者的相关因素不难看出它们之间的区别，概括地说黑度是物体表面自身的属性，而吸收率确不仅与自身有关情况有关还与外界辐射的情况紧密相连（2分）。

2.蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？产生不同凝结形式的原因是什么？答：当凝结液体能很好地润湿壁面时，在壁面上将铺展一层液膜，这种凝结方式称为膜状凝结。

当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个液珠，且不断发展长大，并沿壁面滚下，壁面将重复产生液珠、成长、滚落过第 1 页学院___________ 系____________ 班级_____________ 学号____________ 姓名_____________------------------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线-----------------------------------------------3．试根据速度边界层和热边界层的概念，用量级分析的方法，从对流换热的能量微分方程导出二维稳态、常物性、不可压缩流体外掠平板层流边界层流动时的边界层能量微分方程。

一、填空（每空1分，共20分）1、温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为 等温面 。

2、就引起流动的原因而论，对流换热可区分为 自然对流 与 强制对流 两大类。

3、辐射测量用探测仪所测到的灰表面的辐射能，实际上是 有效 辐射，定义为 灰体表面的本身辐射和反射辐射之和 。

4、热电偶的 时间常数 是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。

5、所谓同类物理现象，指那些用 相同形式 并具有 相同内容的微分方程式 所描写的现象。

6、强化传热的方法之一是提高K 值。

要提高K 值,则应改善对流换热表面传热系数 较小 的一侧的传热条件（对流换热表面传热系数小的还是大的）7、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式，分别为 膜状凝结 和 珠状凝结 ，工程设计的依据是膜状凝结 。

8、由多层等厚度平壁构成的传热壁面, 若某层所用材料的导热系数越大，则该壁面的热阻就越 小 ,其两侧的温度差越 小 。

9、傅立叶定律中的负号表示 热流方向与温度梯度方向相反 。

10、温度边界层越 厚 ，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层越 薄 越好。

11、内部流动与外部流动的区别主要在于 换热壁面上的流体边界层是否可以自由发展 。

12、影响核态沸腾的主要因素是 壁面过热度 和 汽化核心数 。

1、对流传热过程仅发生在（ C ）中。

A. 固体 B. 静止的流体 C. 流动的流体2、有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X 1，2=0.4,X 1，4=0.25，则X 1，3为( D )。

A.0.5 B.0.65 C.0.15 D.0.35 3、温度对辐射换热的影响（ B ）对对流换热的影响。

A.等于； B.大于； C.小于； D.可能大于、小于4、雷诺准则反映了（ B ）的对比关系。

A.重力和惯性力；B.惯性力和粘性力；C.重力和粘性力 ；D.浮升力和粘性力5、一金属块的表面黑度为0.4，温度为227℃，它的辐射力是( A )；若表面氧化后，黑度变为0.9，其辐射力将( A )。

东南大学传热学真题2000年攻读硕士学位研究生入学考试试卷科目编号：531科目名称：传热学一．解释以下现象（本题共25分，每题5分）1.冰箱里结霜后，耗电量增加。

2.某厂一条架空敷设的电缆使用时发现绝缘层超温，为降温特剥去一层绝缘层，结果发现温度更高。

3.某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20℃，但感觉却不同。

4.大气中的co2含量增加，导致地球温度升高。

5.同样是-6℃的气温，在南京比在北京感觉要寒冷一些。

二．半径为r的圆球，其导热率（导热系数）为λ，单位体积发热量为Q，浸在温度为t的流体中，流体与球表面间的对流换热系数为h，求稳态时：1）圆球内的温度分布2）当r=0.1m，λ=4.5w/（m ﹒℃）,Q=5000w/m3,h=15w/(m2﹒℃),t=20℃时，球内的最高温度。

（本题15分）。

三．采用测定铂丝电阻的方法可间接测出横掠铂丝的空气速度。

线测得铂丝直径d=0.1mm，长10mm，电阻为0.2Ω，通过的电流为1.2A,表面温度为200℃，已知N u=0.911R e0.335P r0.33，空气的物性参数见下表，求气流的速度u。

（本题15分）四．用一裸露的热电偶测烟道内的烟气速度，其指示值为280℃，已知烟道壁的壁面温度为250℃，热电偶的表面黑度为0.9，与烟气的对流换热系数为100 w/(m2﹒℃).求烟气的实际温度。

若烟气的实际温度为317℃，热电偶的指示值为多少？（本题15分）五．一条热管道长500m，架空敷设，管道内径为700mm，管内热水与外部空气的总传热系数为1.8 w(m2﹒℃)，流量为1000kg/h，比热为4186J/(kg﹒℃),若入口温度为110℃，空气温度为-5℃，求出口的热水温度。

（本题15分）六．一长为h,宽为b，厚度为δ的铝板水平放置（b》δ），长度方向的两端温度均为t，，与铝板的对流换热系数为h。

射铝板的导热率为λ，底面绝热，周围空气的温度为tf求铝板的温度分布。