南京工业大学硕士研究生入学考试复试题库（2008）
一、填空题
1、膜状冷凝换热的主要热阻是 。
2、 的物体叫做黑体； 的物体叫做白体； 的
物体叫做透明体。
3、强化传热通常是对整个传热过程中的 最小亦即 最大的传热环节进行强化，
这样得到的效果最为显著。
4、工程上的冷凝器通常设计成将饱和蒸汽在水平或近于水平放置的传热管的管外被冷凝，这是因
为 。
5、导热系数是衡量 的物性参数。
6、普朗特数Pr= ，是流体的物性参数，反映了流体的 能力与 能力的对比。当流体
沿与之温度不等的固体壁面流动时，它又反映了 厚度与 厚度的相对大小。 7、工程上的蒸汽发生器，一般都设计在 沸腾的范围，在这个范围内，由于 的剧烈扰
动，使得沸腾换热系数和热流密度都明显大于单相流体介质的对流换热系数和热流密度。 8、在非稳态导热过程中，无因次准则数Bi的物理意义是 。若Bi→∞，说明 热阻可以忽略，即在导热过程的一开始，物体的表面温度接近于流体的温度；若Bi→0，说明 热阻可以忽略，即在导热过程的任意时刻，物体内部各处的温度均匀，物体的整体温度随时间的推移逐渐趋近于流体的温度。
9、 影响对流换热的因素有以下五个方面：（1） ；
（2） ；（3） ；（4） ；（5） 。。 10、 无量纲准则数Nu?hL?表示流体层的 与相同温差条件下流体层的 之比。
11、 黑体是一种理想物体，其对外界来的投入辐射的吸收比? 1。人工黑体模型，是指该
模型对外来辐射吸收的总效果，但就其局部表面而言，? 1。
12、 实际物体的发射率是一种物性参数，取决于物体材料的 、 、及 ，与外界条件无关；而实际物体的吸收比取决于 和 。 二、选择题
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1、烟气在管内流动时将热量最终传递到管外环境空气的各传热环节中包含的传热方式有 （ ）
A、导热和对流； B、对流和辐射； C、导热和辐射； D、导热、对流和辐射 2、具有发射和吸收辐射能的能力的气体有 （ ） A、空气和氢气； B、氮气和氧气 ； C、水蒸气 ； D、二氧化碳； F、烟气 3、导热系数是表明物质导热能力的物性参数，通常由（ ）等因素决定。 A、物质的种类； B、温度； C、结构； D、同时包括A,B,C 4、影响单相流体对流换热系数的因素和（ ）有关。
A、 流体流动的起因； B、流体的流动状态； C、换热表面的几何因素； D、流体的物理性质； F、换热表面的导热系数
5、用热电偶测量炉膛烟气温度时，常在热电偶外加一遮热罩，同时在热电偶与遮热罩间采用抽气
装置，这样的目的是（ ），以使得热电偶的指示温度更接近于烟气的真实温度。 A、减弱热电偶与水冷壁管间的辐射换热； B、增强热电偶与水冷壁管间的辐射换热； C、减弱热电偶与烟气间的对流换热； D、增强热电偶与烟气间的对流换热
6、 辐射换热系统的辐射换热量等于零时是指 （ ）
A、物体辐射出的能量为零；B、吸收其它物体发射来的能量为零； C、物体之间相互辐射和吸收能量的总效果为零
三、简答题
1、热量从平壁的左侧流体传到右侧流体的总传热系数K?11?1??h1?h2，试列出K≈h1的条件，
并举例说明此时的情况。
2、在深秋晴朗无风的夜晚，草地上会披上一层白霜，可是气象站的天气报告中却说清晨最低温度
是零上2℃。试解释这种现象。
3、边界层理论不能用于分析充分发展的管内强迫流动，这是为什么？ 4、简述竖壁面在其它条件相同时的膜状凝结和珠状凝结的不同之处。
?干砖?0.35?W(m?k)?????，5、在采用同一装置测量干砖和湿砖的导热系数时，发现有如下结果：
?湿砖?1.05?W(m?k)??水?0.6?W(m?k)???????，已知水的导热系数??，?湿砖??水＋?干砖。试解释这种现象。
6、 简述边界层理论的四个基本要点。
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7、 冬天，隔着玻璃晒太阳感觉更暖和，为什么？
8、 两滴完全相同的水珠分别落在120℃和400℃的铁板上，哪一滴先汽化掉？为什么？
四、计算题
1、一根铝导线外径为2mm，处于15℃的空气流中。导线表面温度为72℃，壁面对环境的总换热
系数为9.6 W/(m2·℃)。如果在此导线外包以1.2mm厚、导热系数为0.14 W/(m·℃)的橡胶，问在同样的电流下，导线的表面温度是多少？假定此时橡胶表面对环境的总换热系数为7.4 W/(m2·℃)。
2、初温为30℃的水，以1.8kg/s的流量流经一套管式换热器的环形空间。水蒸气在该环形空间的
内管中凝结，使内管的外壁温度维持在100℃。换热器外壳绝缘良好。环形空间的内管外径为40 mm，外管内径为60mm。试确定把水加热到70℃时的套管长度。水被加热的过程遵循的关联式为：Nu=0.023Re0.8Pr0.4。水的物性参数为：比热4.174KJ/(kg·℃)，导热系数0.648W/(m·℃)，密度988kg/m3，动力粘度549.4×10—6kg/(m·s)。
3、初始温度为ti的流体流入壁温为t0=常数的平行板通道，通道的长为L，流体的质量流量为qm，
比热为Cp，设流体与平板间对流换热的表面传热系数h为常数，试证明流经该通道后流体与平
?板间单位宽度的换热量为Q?qmCp(t0?ti)(1?e2hLqmCp)。
4、在某一产品的制造过程中，厚为1.0mm的基板上紧贴一层透明的0.2mm厚的薄膜。薄膜表面
上有一股冷气流流过，其温度为20℃，对流换热表面传热系数为40 W/(m2·℃)。同时，有一股辐射能透过薄膜投射到薄膜与基板的结合面上，生产工艺要求薄膜与基板结合面的温度t0应为60℃，基板的另一面维持在t =30℃。试确定辐射热流密度q应多大。薄膜的导热系数为 0.02 W/(m·℃)，基板的导热系数为 0.06 W/(m·℃)，投射到结合面上的辐射热流全部为结合面所吸收，薄膜对60℃的热辐射是不透明的。
s，水的比热为5、使用13℃的水冷却从分馏器出来的80℃的饱和苯蒸汽。水的流量为Cp?4.174kJ394.5kJC?1.758kJ(kg?K)，苯的汽化潜热为kg，苯液的比热为p(kg?K)。已知
换热器的总传热系数为
5kg1140W1(m2?K)。试求使
kgs的饱和苯蒸汽凝结并过冷到47℃分别采用
顺流和逆流两种方式所需的换热面积。
6、当粘性流体的流动处于湍流粗糙管平方阻力区时，用边长为a的矩形管道取代相同长度的直径
为d的圆形管道，两管道的相对粗糙度不变，且使得体积流量Q和沿程阻力损失
hf不变，试求
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a与d的关系。
7、 原子反应堆的棒束元件被纵向水流所冷却（如图为其中的某个单元）。已知元件的外直径
d?9mm，相邻元件的中心间距s?13mm，被冷却面的平均热流密度q?1.7?106Wm2，冷却水
，
的平均温度tf?200℃，平均流速u?8m。已知水的物性参数为：Cp?4.174kJs(kg?K)??61.8?10?2W(m?K)，??995.7kgm?6m3，??0.805?102s。水流和被冷却面之间的对流换
热服从准则方程：Nu?0.023Re0f.8Pr0.4。试求元件被冷却面的平均放热系数和平均壁面温度。
8、初温为40℃，质量为1kg/s的水流经一外管内径为60mm，内管外径为40mm的偏心套管换热
器内，换热器的环形空间偏心度S为5mm。内管内为水蒸汽凝结，使内管外表面壁温维持在100℃，换热器外壳绝热良好。求把水加热到60℃所需的套管长度。 附注：
（1）管槽内强制对流换热实验关联式 层流： 湍流：体时 ， 加热流体时； 冷却流（2）饱和水的热物理性质： 共5页 第 4页
40 50 60 9、 温度为
992.2 988.1 983.1 4.174 4.174 4.179 63.5 64.8 65.9 653.3 549.4 469.4 4.31 3.54 2.99 ，总质量流量为的热油被分配到两台换热器中加热冷水。进口温度为
，第一台为逆流，温度为
的
，质量流量为换热器，其将热油冷却到
的冷水串联流过二台换热器，最后被热油加热到
，并在第一台换热器后引出质量流量为
水作其他使用。第二台为顺流式，试求二台换热器的面积和第二台换热器的出口油温。已知：水的比热容均为
10、
，油的比热容为
。
，两台换热器的总换热系数k
在两块平行的无限大黑体平板1、3之间置入一块透明平行平板2。板1、2、3的表面温度
已知，分别为T1、T2、T3且都维持不变，板2的发射率、反射比、穿透比分别为ε、ρ、τ。试确定表面1单位面积上净辐射换热量的表达式。
11、
水以0.8kgs的流量在内径d?2.5cm的管内流动，管子内表面温度为90℃，进口处的水温
为20℃，水与壁面间的换热遵守Nu?0.023Re0f.8Pr0.4，试求水被加热至40℃时所需的管长。已知水的物性参数为：Cp?4.174kJ2m??0.805?10?6(kg?K)，??61.8?10?2W(m?K)，??995.7kgm3，
s。
12、
饱和苯液被水从77℃冷却到47℃，苯的流量为1kgs，比热为Cp?1.758kJ(kg?K)。冷却
水进口温度为13℃，流量0.63kgs，比热为Cp?4.174kJ(kg?K)。已知换热器的总传热系数为
310W13、
(m2?℃)，试确定在苯液和冷却水逆流、顺流两种情况下的换热器面积。
变压器的钢片束由n(n??1)片钢片组成，每一钢片的厚度?1?0.5mm，钢片之间敷设有厚
度?2?0.05mm的绝缘纸板。钢的导热系数?1?58.15W(m?K)，绝缘纸的导热系数
?2?0.115W(m?K)。试求热流垂直通过整个钢片束时的当量导热系数?m。
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