1 华北电力大学 2002 年硕士研究生入学考试试题 一．简答题（每小题 6 分，共 36 分） 1．写出傅立叶导热定律的数学表达式，式中没有出现时间变量，为什么同样可以分析非稳态导热问题？ 2．在对实际传热问题的分析计算中，采用合理的假设可以使问题得到很大的简化，请举两个导热问题的例子给以说明。 3．写出基尔霍夫定律的不同数学表达式，并给出其适用的条件。 4．沸腾换热过程的临界热流密度是如何定义的？对电加热沸腾换热的设备，控制临界热流密度有何意义? 5．分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？在热水温度一定的情况下，你能提出一些提高暖气片散热量的措施吗？ 6．影响自然对流换热的因素有哪些？ 二．[12 分] 一个功率为 的电烙铁，其形状可近似看作一个半径很小的短圆柱，初始放在室内，然后瞬间通电加热。 （1）分析并列出加热过程中烙铁温度随时间变化的微分方程式（注明式中符号的名称）； （2）给出最终稳定后确定烙铁温度的关系式。 三．[15 分] 在一对流换热的实验中，10℃的水以 1.6sm/ 的速度流入内径为 28 mm 、外径为31 mm 、长 1.5 m 的管子。管子外表面均匀地绕着电阻带作为加热器，其外还包有保温层。加热器的总功率为 42.05 kW ，通过保温层的散热损失为2%，试确定： （1） 管子出口处的平均水温； （2） 管子内表面的传热系数； （3） 管子外表面的平均壁温。 [水的物性参数如下：3/1000mkg，cp=4.187 kJ/(kg•℃)，0.586 W/(m•℃)，ν=1.2×10-6m2/s，Pr=8.57；管材的导热系数为 18 W/(m•℃)；管内对流换热的实验关联式：层流：Nu =3.66，紊流：Nu =0.027Re0.8Pr0.33，不需考虑入口效应] 四．[12 分] 直径为 0.5m 的球内表面，被一水平面划分成相等的上、下两部分，上、下部分的结合处完全绝热。上半球温度为 450K，发射率为 0.8；下半球温度为 350K，发射率为 0.6。球面为漫射灰体。试确定上、下两球表面的辐射换热量？ 五．[15 分]考察一同心套管式换热器，该换热器的特点是具有均匀的总传热系数，并在下列条件下工作： 质量流量 qm(kg/s) 比热容 cp(J/kg•K) 进口温度 t＇℃ 出口温度 t″℃ 冷流体 0.125 4200 40 95 热流体 0.125 2100 210 求： (1) 热流体出口温度， (2) 换热器的效能是多少， (3) 对于最小的尺寸和重量要求, 换热器应以顺流式还是逆流式工作? 对于这两种流动条件所需的...
