上海交大传热学考题(A)-答案Word文件下载.doc
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(i-1,j)
(i,j-1)
二如右图所示,在图中画出节点(i,j)的控制区域,并试导出其二维稳态导热时的离散方程。
已知右侧壁绝热;
顶端处于温度为的流体中,换热系数为,有内热源为;
网格均匀划分,且;
材料的导热系数为。
(10分)
解:
时,
也可以化简为:
三由两种不同材料组成的一维复合平板如图1所示,左侧表面()保持恒温t0,右侧表面()暴露于温度为()、对流换热系数为h的气流中,忽略复合平板与环境的辐射换热和接触热阻。
(15分)
LA
LB
t0
t¥
h
t1
x
x=0
1给出通过复合平板的稳态热流密度q的计算公式;
2推导稳态时,平板A和B分界面温度t1的计算公式;
3假设导热系数,画出x从0到∞的稳态温度分布趋势。
令
1
2
或:
3如下图所示
四对流换热(15分)
1.如右图所示,温度为的冷气体以的流速平行地吹过一快平板(平板一边与来流垂直),平板的长和宽均为2m,采用一组非常薄的电加热器使平板维持均匀温度在。
流体的导热系数、密度、比热和运动粘度分别为:
,,,。
试回答下列问题:
Tw=500K
末端
起始端
(1)计算普朗特数(Pr)、雷诺数(Re);
判断平板末端的流动是层流还是湍流,如果是湍流,请计算临界距离(注:
临界雷诺数可取)
(2)计算气体带走的总热流量(q);
(1)
,因此末端流动处于湍流状态
(2)a层流部分换热:
b湍流部分换热:
c总热流量:
也可以采用平均换热系数进行计算,即公式(5-42),p.150
五一个逆流换热器,热工质在管内流动,冷却水在管外流动。
工质的进出口温度分别为:
,,质量流率为,比热;
冷却水的进口温度为,其质量流率为,;
金属光管内径,壁厚为,导热系数为。
管内工质的对流换热系数,水侧的对流换热系数,请确定该换热器所需要的管外侧换热面积Ao?
(20分)
(1)换热量
(2)冷却水出口温度:
(3)对数平均温差
(4)总传热系数k
(5)换热面积Ao:
Þ
1
2
3
六如右图所示,半球表面是绝热的,底面被一直径()分为1、2两部分。
表面1为灰体,,发射率;
表面2为温度的黑体,回答下列问题(15分)
(1)计算角系数,,,
(2)画出热网络图(注:
热阻为无穷大时,相当于断路)
(3)计算表面1和表面2之间的换热量
(1);
;
(2)这是一个三表面组成的辐射换热系统,但由于表面2为黑体,而且表面3为绝热表面,因此,其热网络图如下所示,
又由于,故此,此处相当于断路,这样,上图就可以表示为如下所示
的二个表面网络图
(3);
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