中国科技大学1999年硕士研究生入学考试传热学 试题.doc

中国科技大学1999年硕士研究生入学考试传热学试题
一、概念题(40分)
(1)画出水在一个大气压下的饱和沸腾曲线,指出沸腾区的划分及其主要特征;给出过热度(过余温度)与热流密度的大致数值。
(2)写出雷诺数Re、努赛尔数Nu、格拉晓夫数Gr、普朗特数Pr的表达式,并说明它们的物理意义。
(3)腔体内表面积为,发射率,腔体开口面积为,已知其辐射功率70W,,求腔体内壁温度T。若内壁仍保持这个温度,,问辐射功率为多少?
(4)在太阳能热利用中,总希望固体表面对太阳光的热吸收比大,而其本身的发射率小,假定:太阳为5800K的黑体,而固体表面温度为,试写出及的计算式,并说明它们虽然却不违背基尔霍夫定律,为什么?
(5)证明:对于漫射灰表面(兰贝特表面),辐射力E(即全波长半球方向辐射功率)与全波长定向辐射强度之间的关系为:(为立体角)
(6)假定:无限大平壁、常物性、稳态,试说明所表示的热状态。
(7)有分别具有导热系数为三种材料构成的一个复合平壁,(如图所示)已知壁1-2,2-3中温度分布线性,壁3-4中的分布为抛物线,试比较和,和;和,和的相对大
题1(7)附图
二、计算题(60分)
(1)如图所示,一平壁内表面绝热,外表面暴露于温度为的空气流中,初始时(t=0),平壁温度为均匀且等于,当,突然一股辐射热流辐照于外表面,辐射热流密度为,假定:一维,常物性,无内热源,投射辐射全被壁面吸收,壁面与周围间辐射热交换可以忽略。求:(a)在坐标系上,画出,以及其间任意两个时刻是的温度分布;(b)在坐标系上,画出外表面处的热流密度随的变化。
题2(1)附图
(2)直径为d的长圆柱棒,置于壁温为的大空间内,初始温度为,对它通电进行热处理,已知其体积热量产生率均匀;空气温度;棒表面发射率;棒与空气的对流传热系数为h;棒的比定压热容为
;质量密度为。假定圆柱棒内部无温度梯度且常物性。