下载文档原格式
上海交通大学动力工程与工程热物理考试大纲与解析一、专业科目与代码：810传热学二、指定参考书《传热学》（第4版）杨世铭陶文铨高等教育出版社 2006.8《传热学重点难点及典型题精解》王秋旺西安交通大学大学出版社 2001.10三、810动力工程与工程热物理考试大纲(传热学)与解析一、序论1.热量传递的基本方式及传热机理[conduction, convection, radiation，总结三种方式传热原理以及区别]2.一维傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义.单位。
[q=λdtdx，基本公式]3.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义.单位。
[q=ℎΔt，h为过程量，区别状态量λ]4.黑体辐射換热的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义.单位。
[q=εσT4,黑度ε，玻尔兹曼常量σ，热力学温度T]5.传热过程及传热系数的定义及物理意义。
[传热过程概念、区别传热过程系数和表面传热系数]6.热阻的概念，对流热阻.导热热阻的定义及基本表达式。
[1Aℎ,δAλ]7.接触热阻及污垢热阻的概念。
8.使用串联热阻叠加的原则和在換热计算中的应用。
[原理与电路相似]9.对流热换和传热过程的区别。
表面传热系数（对流換热系数）和传热系数的区别。
10.导热系数，表面传热系数和传热系数之间的区别。
[过程量与状态量，物性参数相同（温度压力）导热系数一定，表面传热系数和流动过程量（流动速度、状态等）有关，过程不同大小不同，不是恒定的]二、导热基本定律及稳态导热1.矢量傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义.单位。
[负号表示热流方向与温度升高方向相反]2.温度场.等温面.等温线的概念。
[等温线（面）上温度相同、区域内温度分布叫做温度场]3.利用能量守恒定律和傅立叶定律推导导热微分方程的基本方法。
[能够推导传热微分方程，以及无内热源、常物性稳态、一维等特殊条件的简化]4.使用热阻概念，对通过单层和多层面板.圆筒和球壳壁的一维导热问题的计算方法。
上海交通大学1999年评究生入学考试工程热力学试题1、简答题（25分）（1）试分析下列各热力过程是否是可逆过程，如果补充一些条件下，能否使之成为可逆过程？（10分）①热量从温度为100℃的热源缓慢地传递给处于平衡状态下的0℃的冰水混合物；②通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程；③在一绝热的汽缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程；④30℃的水蒸气缓慢流入一绝热容器与30℃的液态水混和；⑤在一定容积的容器中，将定量工质从20℃缓慢加热到120℃。
（2）试分析当水蒸气分压力不变时，绝对温度、相对温度和含湿量3个参数随温度升高的变化情况。
（3分）（3）系统进行某过程时，从热源吸热10kJ对外作功20kJ，试分析能否采取可逆绝热过程使系统回到初态。
（3分）（4）两股湿空气稳定绝热流动汇合，湿空气的参数分别是：m a1，p1，t1，h1，s1，C f1；m a2，p2，t2，h2，s2，C f2；汇合后参数用脚标3表示。
写出质量方程，能量方程和熵方程。
（3分）（5）下面的说法是否正确，为什么？“自然界的过程是都朝着熵增大的方向进行，因此熵减过程不可能实现”（3分）（6）下面的说法是否正确，为什么？“虽然压气机实现定温压缩，还需采用多级压缩。
（3分）2、1kg某种双原子理想气体经历一可逆循环1－2－3－4－1，其中1－2为可逆等温吸热；2－3可逆多变膨胀；3－4可逆等温放热；4－1可逆等熵压缩。
①画出循环的T－s图；②完成填表；③求循环的热效率；④求过程2－3的多变指数（12分）过程Q/kJ △U/kJ W/kJ △S/(kJ/K) 1-2 100 0.12-3 103-4 -48 -0.164-13、某次对可以认为在绝热条件下运行的空气压缩机测试的实测数据知下：压气机进口处的温度t1＝17℃、压力p1＝0.1MPa；出口处的温度t2＝207℃、压力p2＝0.4MPa；压气机生产量q m=1kg/s；耗功率P＝185 kw。
传热学考研题库及答案解析传热学是研究热量传递规律的科学，它在工程领域中有着广泛的应用。
考研题库及答案解析可以帮助学生更好地掌握传热学的基本概念、原理和计算方法。
以下是一些典型的传热学考研题目及答案解析：# 题目一：稳态导热问题题目描述：一个长方体物体，其尺寸为Lx=0.2m，Ly=0.1m，Lz=0.5m，初始温度为T0=20°C。
若物体的一侧表面（x=0面）被加热至T1=100°C，而其他五个面绝热，求经过时间t后物体内部某点P(x,y,z)的温度。
答案解析：此问题可以通过求解一维稳态导热方程来解决。
一维稳态导热方程为：\[ \frac{d^2T}{dx^2} = 0 \]由于其他五个面绝热，导热只在x方向发生，因此温度T只与x有关。
根据边界条件，我们有：\[ T(x=0) = T_1 \]\[ \frac{dT}{dx}(x=Lx) = 0 \]利用傅里叶定律，温度分布可以表示为：\[ T(x) = T_1 + (T_0 - T_1) \left(1 - \frac{x}{Lx}\right) \]所以，点P(x,y,z)的温度为：\[ T(x,y,z) = T_1 + (T_0 - T_1) \left(1 - \frac{x}{Lx}\right) \]# 题目二：非稳态导热问题题目描述：一个无限大平板，初始温度为T0=20°C。
在t=0时刻，平板的一侧表面被加热至T1=100°C，求经过时间t后，距离加热面x处的温度。
答案解析：这是一个典型的非稳态导热问题，可以使用傅里叶定律的非稳态形式来求解。
非稳态导热方程为：\[ \frac{\partial T}{\partial t} = \alpha \nabla^2 T \]其中，α是热扩散率。
对于无限大平板，问题可以简化为一维问题，即温度T只与x和t有关。
初始条件和边界条件分别为：\[ T(x,0) = T_0 \]\[ T(0,t) = T_1 \]利用分离变量法，可以得到温度分布的解为：\[ T(x,t) = T_0 + (T_1 - T_0)\text{erfc}\left(\frac{x}{2\sqrt{\alpha t}}\right) \]其中，erfc是互补误差函数。
d21m 第 3 题 附 图N χ χ =0 χ =N上海交通大学1997年硕士研究生入学考试试题 试题名称 传热学（含流体力学）答案必须写在答题纸上 传热学（含流体力学）1、输气管道内的空气温度t f =100℃，流速u=1/s, 用一支插入套管中的水银温度计测量空气温度 （见附图），温度计的读数是铁管底部的温度t h , 已知铁套管与输气管道连接处的温度t 0=50℃, 套管长度h=140mm,外径d=12mm ，材料的导热 系数λ=58.2w/(m 2·℃)，试问测温误差为多少度？ 已知温度计套管的过余温度分布式为)()]([0mh ch h x m ch -=θθ式中，综合参数 第1f u m λα/=，铁管与空气间的对流换热的准则式为参数为λ=3.21×10-2w/(m ·℃)，ν=23.13×10-6m 2/s. 2、 如附图所示，厚δ初始温度为t o 的大平板 一侧被突然置于∞t的流体中冷却，另一侧保持绝热，已知大平板材料的导热系数，密度和比热 分别为 λρ、c ，试导出大平板内节点 n=1,2,…N-1及边界节点n=0,N 的显式差分方程。
这里，N 表示平板的等分刻度数。
3、一辐射换热系统的加热面布置于顶部，底部为受热表面，顶部表面1和底部表面2间隔为1m ，面积均为1×1 m 2。
已知顶面的黑度ε1=0.2，t 1=727℃底面ε2=0.2，t 2=227℃。
其余四侧表面的温度及黑度均相同，为简化计算， 可将它看成整体看待，统称F3，F3是地面绝热表面，试计算1，2面之间的辐射换热量及表面 3的温度t 3,已知1，2面之间的角系数X 1，2=0.24、凝结液膜的流动和换热符合边界层的薄层性质，若把坐标X 取为重力方向（见附图），则竖壁膜状凝结换热时的边界层微分方程组可表示为：22)(yu g d dp y u u u lll∂∂++-=∂∂+∂∂μρχνχρ第 4 题 附 图y χu ∞第 6 题 附 图（1）22yt a y t t u ∂∂=∂∂+∂∂νχ式中，下角标l 表示液相，努谢尔特在作了若干简化假定后，将将上述方程组简化为：022=+g dyu d llρμ （2）022=dytd相应的边界条件为：y=0, u=0, t=t w (3)y=δ，0=dydut=t s(1) 试扼要说明，努谢尔特提出的简化假定有哪些？(2) 从（1）方程组简化成（2）方程组时，略去各项的依据（简化假定）以及边界条件（3）的依据（简化假定）分别是什么？（12分）5．一台逆流式换热器刚投入工作时的参数为t 1＇=360℃，t 1〃=300℃，t 2＇=30℃，t 2〃=200℃，G 1C 1=2500w/℃,k=800w/( m 2·℃),运行一年后发现，在G 1C 1，G 2C 2及t 1＇，t 2＇保持不便时，冷流体只能被加热到162℃。
传热学考研真题及答案考研是许多学子们追求高等教育的重要途径，为了帮助大家更好地备考，我为大家整理了一些传热学考研的真题及答案。
希望对大家有所帮助。
一、选择题1.在传热学中，以下哪个量是用来描述传热过程的强弱的？A. 传热系数B. 导热系数C. 热导率D. 热阻答案：A. 传热系数解析：传热系数是用来描述传热过程的强弱的，它反映了单位温差下通过单位面积传递的热流量。
2.以下哪个是传热学中常用的传热模式？A. 对流传热B. 辐射传热C. 导热传热D. 全是答案：D. 全是解析：传热学中常用的传热模式有对流传热、辐射传热和导热传热。
3.以下哪个不属于导热传热？A. 空气的对流换热B. 表面传热C. 固体内部传热D. 液体的传热答案：D. 液体的传热解析：导热传热是指通过固体或液体的直接分子间碰撞传递热量，不涉及流体的运动。
二、填空题1.热传导定律中，热流量与温度梯度之间的比例关系可以用以下公式表示：Q = kΔT，其中Q表示热流量，k表示导热系数，ΔT表示______________。
答案：温度梯度解析：温度梯度是指单位长度内温度的变化量，ΔT表示温度梯度。
2.导热系数是衡量物质导热性能的一个重要物理量，单位是______________。
答案：瓦特/米·开尔文解析：导热系数的单位是瓦特/米·开尔文，表示单位温差下通过单位厚度的物质传递的热量。
三、计算题1.在一维稳态传热过程中，导热传热可以用以下公式表示：Q =\frac{kA(T_1-T_2)}{L}，其中Q表示热流量，k表示导热系数，A表示传热面积，T1和T2分别表示传热面的两侧温度，L表示传热距离。
若一个导热系数为0.5 W/(m·K)的物体，面积为0.2 m²，传热距离为0.1 m，两侧温度差为10 K，则传热过程中的热流量为多少？答案：Q = \frac{0.5 \times 0.2 \times 10}{0.1} = 1 W解析：将已知数据代入公式计算即可得出热流量。
传热学考研试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 传热的基本方式不包括以下哪一项？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 蒸发答案：D2. 在稳态导热中，热流密度与温度梯度之间关系的正确描述是？A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 正比例关系答案：A3. 对流换热与导热换热的主要区别在于？A. 温度差B. 流体的运动C. 介质种类D. 热流方向答案：B4. 黑体辐射的特点是？A. 只吸收不反射B. 只反射不吸收C. 吸收和反射都很少D. 吸收和反射都很多答案：A5. 牛顿冷却定律适用于哪种类型的对流换热？A. 自然对流B. 强制对流C. 层流D. 湍流答案：A6. 以下哪种材料具有最高的导热系数？A. 金属B. 陶瓷C. 玻璃D. 木材答案：A7. 在相同条件下，辐射换热与表面温度的几次方成正比？A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方答案：D8. 普朗特数（Pr）是用来描述哪种物理现象的无量纲数？A. 流体的粘性效应B. 流体的热扩散效应C. 流体的惯性效应D. 流体的压缩性效应答案：B9. 在稳态导热问题中，如果热传导的方向与温度梯度方向相反，那么热流密度将如何变化？A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案：A10. 对流换热的牛顿冷却定律公式为h*(Ts - T∞)，其中h代表什么？A. 热流密度B. 对流换热系数C. 表面温度D. 环境温度答案：B二、简答题（每题10分，共40分）11. 简述傅里叶定律及其适用范围。
答：傅里叶定律是描述稳态导热问题中热流密度与温度梯度关系的定律，其表达式为q = -k*(∂T/∂x)，其中q是热流密度，k是材料的导热系数，∂T/∂x是温度梯度。
傅里叶定律适用于各向同性、均匀、无内热源的介质中的稳态导热问题。
12. 什么是热阻？如何计算并联热阻？答：热阻是表示材料或系统对热流传递阻碍程度的物理量，其大小等于单位热流密度下的温度差。
热阻的计算公式为R = ΔT/q，其中ΔT是温度差，q是热流密度。
“传热学”考试试卷（卷）1999 -------- 2000 学年第1学期学号：姓名：班级：成绩：一、简答题（每题6分）1、画出定壁温加热时的池内饱和沸腾曲线。
说明名区域名称，解释烧毁点的物理意义。
2、写出大空间自然对流换热实验准则关系式的一般函数形式及式中准则数的定义式。
3、简述气体辐射的特性。
4、一圆管表面敷设绝热层，如果绝热层外径小于临界绝热直径，则与敷设绝热层的圆管相比，散热损失是否减小？并说明原因。
5、一厚度为2δ的无限大平板，初期温度t0为常数。
现忽然放入一温度为t f的流体中（t0>t f）。
针对下列两种情况画出板内外温度分布图。
（1）Bi=0，（2）Bi=∞。
二、（15分）水以2m/s的速度在内直径为0.012m、壁温恒定为80℃的管内流动，水的进出口温度分别为40℃和60℃。
为满足这一加热过程，试确定该管所必需的长度。
水的热物性如下表所示：二、二维无内热源稳态导热问题，ABCD为其边界，网格划分如图所示，试导出图中节点1,3的节点方程。
已知AB边界为绝热的，BC边界为第三类边界条件，边界处流体温度为t f，对流换热系数为h，材料的导热系数λ为常数。
（15分）四、（20分）一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行：。
运行一年后发现，在保持不变的情况下，冷流体只能被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃。
试确定此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。
五、（20分）如图所示的二垂直平板，尺寸如图。
平板2对平板1和4（平板4实际不存在）的总角系数为0.2。
平板1的温度为427℃，发射率0.5，平板2的温度为227℃，发射率0.8。
平板放在温度为27℃的大房间3内，不计平板背面的辐射，试求：（1）画出平板1,2和大房间3的三个表面间的辐射换热网络图，求出其中各个表面的表面辐射热阻和空间辐射热阻；（2）列出求解有效辐射J1和J2的方程式（不要求解出J1和J2）；（3）列出求解平板1,2间辐射换热量Q的方程式（不要求解出Q）。
“传热学”考试试卷（卷）2001 -------- 2002 学年第2学期学号：姓名：班级：成绩：一、填空（本题共25分，题中各符号单位均为SI制）1、在控制壁面温度加热的大容器内饱和沸腾曲线上，随着壁面过热度由小变大，沸腾将分别经历区。
对控制壁面热流密度加热情况，工业上都希望控制沸腾换热在区。
2、对水平平板边界层流动，一般情况下边界层由层流向紊流过渡的临界雷诺数为；对管内流动问题，临界雷诺数为。
对竖直平板上的膜状凝结换热问题（凝结液的饱和温度为t s，相变潜热为r，动力粘度为μ。
平板高为L，温度为t w。
凝结换热系数为α。
），则L处凝结液的雷诺数定义为，而凝结液液膜由层流转变为紊流的临界雷诺数为。
3、对处于非稳态下的各向同性的导热体，其密度、比热及导热系数分别为ρ、c和λ且内热源强度为，则在三维直角坐标系下该导热体内部任一微元体的导热微分方程为。
导热问题的三类边界条件分别规定了导热体边界上的。
4、在通常的工业热辐射和太阳辐射范围内，热辐射的波长区段为μm。
普朗克定律和兰贝特定律分别描述了黑体辐射能量按和的分布规律。
之所以用肉眼就能够区分两个被加热到炽热状态下的陶瓷球和金属球，是根据它们的不同。
实际物体表面的黑度取决于。
实际物体表面的吸收率取决于。
5、工业上常用一支插入装油的铁套管中的水银温度计来测量压气机设备贮气筒里的空气温度。
为降低测温误差，可能采取的措施有。
二、（15分）水以2m/s的速度在内直径为0.012m、壁温恒定为80℃的管内流动，水的进出口温度分别为40℃和60℃。
为满足这一加热过程，试确定该管所必需的长度。
水的热物性如下表所示：三、（15分）一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行：。
运行一年后发现，在保持不变的情况下，冷流体只能被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃。
试确定此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。
四、（15分）对如图所示的二维、非稳态、内热源强度为的具有对流边界条件的凸角节点（i，j），给出其显式差分方程式及稳定性条件。
工业学院2006年硕士研究生入学考试传热学考研试题一、简答题（64分，每小题8分）1.在高温蒸汽管道外包敷两种不同的保温材料，一种导热系数较小，另外一种导热系数较大，如果包敷厚度相同，则导热系数较小的应包在内侧还是外侧？为什么？2.什么叫“临界热绝缘直径”？写出其表达式。
3.设计肋片时，是否肋片越长越好？4.在求解导热问题时，如果物体表面与环境既有对流换热，又有辐射换热，则边界条件如何写？5.水在管内被加热，当水流量增大时，水的出口温度是升高还是降低？为什么？6.蒸汽分别在宽为2H、高为H的垂直平壁和宽为H、高为2H的垂直平壁上冷凝，试比较两种情况下冷凝量的大小。
7.冬季和夏季，用空调维持室内恒温，尽管室温都是20℃，但感觉却不同，为什么？8.一加热器用过热蒸汽加热给水，过热蒸汽在加热器中先被冷却到饱和温度，再凝结成水，最后被冷却成过冷水。
设两种流体为逆流，单相介质部分GhCph<GCCPC，试画出冷、热流体的温度变化曲线。
< P>二、（20分）厚度为δ的平壁，内热源强度为φ，一侧绝热，另一侧暴露在tf的流体中，对流换热系数为h，平壁导热系数为λ，试：（1）写出该问题的微分方程式和定解条件；（2）求平壁中的温度分布表达式；（3）求平壁中的最高温度。
三、（20分）采用测定铂丝电阻的方法可间接测定横掠铂丝的空气速度，现测得铂丝直径0.1mm，长10mm，电阻0.2Ω，通过铂丝的电流1.2A，铂丝表面温度200℃，空气温度20℃，求空气流速。
四、（22分）一直径为200mm的圆盘加热器1，其正上方为一直径400mm的半球罩2，它们被放置在27℃的大房间3中。
圆盘加热器的底部和侧面均绝热，且t1=727℃，ε1=0.9，t2=727℃，ε2=0.1.求：（1）画出该系统的辐射网络图；（2）半球罩得到的热量；（3）圆盘加热器的功率。
五、（24分）一条供热管道长500m，架空敷设，管道内径70mm，外径80mm，管外包敷50mm厚的保温材料，保温材料导热系数为0.05w/（m.k），钢管材料导热系数为40 w/（m.k），管内侧对流换热系数5000 w/（m2.k），保温层外侧对流换热系数10 w/（m2.k），热水流量5000kg/h，进口温度110℃，水的比热容4.2kJ/kg.k，空气温度10℃，求热水出口温度。
