北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II真題及答案.pdf

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北京工業(yè)大學(xué)歷年研究生入學(xué)考試試題及詳細(xì)參考答案851傳熱學(xué)II 目錄北京工業(yè)大學(xué)2000年研究生入學(xué)考試試題...........................................1北京工業(yè)大學(xué)2000年研究生入學(xué)考試試題參考答案...........................3北京工業(yè)大學(xué)2001年研究生入學(xué)考試試題...........................................7北京工業(yè)大學(xué)2001年研究生入學(xué)考試試題參考答案...........................9北京工業(yè)大學(xué)2002年研究生入學(xué)考試試題.........................................13北京工業(yè)大學(xué)2002年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................15北京工業(yè)大學(xué)2003年研究生入學(xué)考試試題.........................................19北京工業(yè)大學(xué)2003年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................22北京工業(yè)大學(xué)2004年研究生入學(xué)考試試題.........................................27北京工業(yè)大學(xué)2004年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................30北京工業(yè)大學(xué)2005年研究生入學(xué)考試試題.........................................37北京工業(yè)大學(xué)2005年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................40 北京工業(yè)大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試題.........................................48北京工業(yè)大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................50北京工業(yè)大學(xué)2007年研究生入學(xué)考試試題.........................................57北京工業(yè)大學(xué)2007年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................59北京工業(yè)大學(xué)2010年研究生入學(xué)考試試題.........................................67北京工業(yè)大學(xué)2010年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................69北京工業(yè)大學(xué)2011年研究生入學(xué)考試試題.........................................75北京工業(yè)大學(xué)2011年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................77北京工業(yè)大學(xué)2012年研究生入學(xué)考試試題.........................................84北京工業(yè)大學(xué)2012年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................86北京工業(yè)大學(xué)2013年研究生入學(xué)考試試題.........................................90北京工業(yè)大學(xué)2013年研究生入學(xué)考試試題參考答案.........................93北京工業(yè)大學(xué)2014年研究生入學(xué)考試試題.......................................100 北京工業(yè)大學(xué)2015年研究生入學(xué)考試試題.......................................102852傳熱學(xué)II考試大綱........................................................................104北京工業(yè)大學(xué)近四年碩士研究生0807及0852復(fù)試分?jǐn)?shù)線............1052015年動(dòng)力工程專碩（08056）初試錄取人員成績(jī)匯總表.............1062015年動(dòng)力工程復(fù)試成績(jī)匯總表........................................................1072015年動(dòng)力工程及工程熱物理初試錄取人員成績(jī)匯總表...............1092015年動(dòng)力工程及工程熱物理復(fù)試錄取人員成績(jī)匯總表...............111歷年真題考察重點(diǎn)匯總筆記.................................................................102 權(quán)威北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II、工程熱力學(xué)考研真題資料，訂購熱線 QQ:1084688581 易水制作，版權(quán)所有，盜版必究 3 北京工業(yè)大學(xué)2000年研究生入學(xué)考試試題科目代碼： 851 科目名稱： 傳熱學(xué)II請(qǐng)將答案做在答題紙上，在試卷上做解答按零分處理。一.簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.試推導(dǎo)圓管的臨界熱絕緣直徑的表達(dá)式。2.寫出Bi,Re,Gr,Pr的準(zhǔn)則表達(dá)式，并揭示其物理意義。3.管內(nèi)紊流強(qiáng)迫對(duì)流換熱時(shí)，①流速增加一倍，其他條件不變，對(duì)流換熱系數(shù)如何變化。②管徑縮小一半，體積流量等其他條件不變，對(duì)流換熱系數(shù)如何變化。4.在大氣壓下將同樣的兩滴水滴在表面溫度分別為120℃和400℃ 的鐵鍋上，試問滴在哪種鍋上的水先被燒干，為什么？5.近十年來，地球氣溫逐年上升，有人認(rèn)為是工業(yè)生產(chǎn)生成的大量 2CO、 2SO等氣體排入大氣造成的，試從傳熱學(xué)的角度對(duì)這種觀點(diǎn)做出解釋。二.計(jì)算題（每題10分，共70分）1.試推導(dǎo)有均勻分布內(nèi)熱源（強(qiáng)度為Ф，單位為w/m 3),變導(dǎo)數(shù)系數(shù)的無限大平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的導(dǎo)熱微分方程。2.圓管壁外半徑r0,內(nèi)半徑ri，外表面與內(nèi)表面的溫度分別是t0和ti(t0大于ti），λ為常數(shù)，試導(dǎo)出其溫度分布的表達(dá)式。共2頁第1頁 權(quán)威北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II、工程熱力學(xué)考研真題資料，訂購熱線 QQ:1084688581 易水制作，版權(quán)所有，盜版必究 4 科目代碼： 851 科目名稱： 傳熱學(xué)II3.初溫相同的金屬薄板、細(xì)圓柱體和小球（材料均為紫銅）放在同一種介質(zhì)中加熱，如金屬薄板的厚度、細(xì)圓柱體的直徑、小球的直徑相等，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相同，求把它們加熱到同樣的溫度所需的時(shí)間之比。4.用單元體熱平衡法推導(dǎo)內(nèi)熱源強(qiáng)度為Ф的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的差分方程。5.兩個(gè)面積相同的黑體表面任意地放置于同一個(gè)絕熱包殼中。假定黑體的溫度分別為T 1和T2，試畫出該輻射傳熱系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖，并導(dǎo)出絕熱包殼表面溫度T3的計(jì)算式。6.換熱器中，一種流體由過熱蒸汽冷卻到過冷液體，另一種流體無相變，試畫出兩種流體的沿程變化，此時(shí)換熱器的平均傳熱溫度差如何計(jì)算。7.厚δ的平壁的一側(cè)被紅外輻射加熱，投射強(qiáng)度為G，平壁的表面發(fā)射率為ε，導(dǎo)熱系數(shù)λ，周圍環(huán)境溫度t f,壁面到周圍環(huán)境的換熱系數(shù)是a,求穩(wěn)態(tài)時(shí)收紅外線輻射壁面溫度tw1 共2頁第2頁 權(quán)威北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II、工程熱力學(xué)考研真題資料，訂購熱線 QQ:1084688581 易水制作，版權(quán)所有，盜版必究 5 北京工業(yè)大學(xué)2000年研究生入學(xué)考試試題參考答案科目代碼： 851 科目名稱： 傳熱學(xué)II一.簡(jiǎn)答題1.解：設(shè)圓管的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，圓管的內(nèi)徑為d1，外徑為d0，管內(nèi)流體溫度為t1，管外流體溫度為t2，管內(nèi)外對(duì)流系數(shù)分別為h1和h2。則散熱量 021011 21021011 21 1211 )(12 11 dhddIndh ttLLdhddInLLdh tt ?? ???? ??? ?????? ，又臨界熱絕緣直徑處散熱量Ф最大，即 0 0 ??ddd則有： 012 1 2020 ?? dhd? 解得 20 2hd ?? 即為熱絕緣直徑2.答：（1） ?hlBi ? 表示物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻與外部換熱熱阻的比值。（2） vul?Re 表示慣性力與粘性力之比的一種量度。（3） 23? taglGr v?? 表示浮升力與粘性力之比的一種量度。（4） a??Pr 表示動(dòng)量擴(kuò)散能力與熱量擴(kuò)散能力的一種量度。3.答：管內(nèi)紊流強(qiáng)迫對(duì)流換熱關(guān)聯(lián)式 nfffNu PrRe023.0 8.0?則對(duì)流換熱系數(shù)： ddNuh nffff ?? PrRe023.0 8.0?? ，又 vudf ?Re 。則有： dvudh nff ?Pr)(023.0 8.0?①當(dāng)流速增加一倍其他條件不變時(shí)， fnff hdvudh 8.08.0 2Pr)2(023.0 ??? ?即對(duì)流系數(shù)增加2 0.8倍。②當(dāng)管徑縮小一半時(shí)，體積流量和其他條件不變時(shí)，即共5頁第1頁 權(quán)威北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II、工程熱力學(xué)考研真題資料，訂購熱線 QQ:1084688581 易水制作，版權(quán)所有，盜版必究 6 科目代碼： 851 科目名稱： 傳熱學(xué)II22 4)2( dquudq vv ?? ??? 則 udqu v 4)5.0( 4 2 ??? ? 因此fnff hdvudh 8.18.0 221 Pr)4(023.0 ??? ? 即對(duì)流系數(shù)增大21.8倍。4.答：120℃的水先燒干。原因如下：在大氣壓下，兩滴水分別在120℃和400℃的鐵鍋上，當(dāng)水達(dá)到沸騰時(shí)，其過熱度分別為20℃和300℃。在20℃的過熱度下沸騰時(shí)處于核態(tài)沸騰，熱流密度q1比較大，而在300℃的過熱度下沸騰時(shí)處于穩(wěn)定膜態(tài)沸騰，反倒其熱流密度q2相對(duì)q1要低，即120℃時(shí)鐵鍋上的水容易蒸干。5.答：該觀點(diǎn)正確，因?yàn)镃O 2、SO2是三原子氣體，三原子氣體具有很強(qiáng)的輻射本領(lǐng)，由于CO2、SO2對(duì)光波的吸收具有選擇性，它對(duì)紅外波段（λ3mm)可以大部分到達(dá)地球表面，而地球上一般物體所輻射的紅外波段范圍內(nèi)的熱輻射則大量被這些氣體吸收，且吸收過程在整個(gè)大氣層中進(jìn)行，地表熱量無法散發(fā)到宇宙中去，致使地球溫度逐年上升。（同2002.一.6）二．計(jì)算題1.解：無限大平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱可視為一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，設(shè)無限大平壁面積為A,在一維方向則有：導(dǎo)入熱量： dxdtAt x )(???? ，導(dǎo)出熱量： dxdxd xxdxx ????? ?內(nèi)熱源生產(chǎn)熱量: Adx??由能量守恒有： dxxx Adx ?????? ? 即 Adxdxdxd x ??? ? ①其中 ])(.)([])([ 22dxtdtdxdtdxtdAdx dxdtAtddxd x ??? ?????? ②將②式代入①式有： AdxdxtdtdxdtdxtdA ???? ?])(.)([ 22??解得： 0)(.)( 22 ???? dxtdtdxdtdxtd ??? 即為其微分方程。 共5頁第2頁 權(quán)威北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II、工程熱力學(xué)考研真題資料，訂購熱線 QQ:1084688581 易水制作，版權(quán)所有，盜版必究 7 科目代碼： 851 科目名稱： 傳熱學(xué)II2.解：由題意可知，圓管壁導(dǎo)熱為無內(nèi)熱源、穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。其導(dǎo)熱微分方程為： 0)(1 ?drdtrdrdr ? ，即 0)( ?drdtrdrd解得： 21 CInrCt ?? ①又由其邊界條件有： ??? ?? ?? 00 ,, ttrr ttrr ii ②將②代入①則有：??? ?? ?? 2010 21 CInrCt CInrCt ii 解得：??????? ??? ?? i iii ii InrrrIn tttC rrIn ttC )/( )/( 002 001 ③將③式代入①式有： iiiiii InrrrIn tttInrrrIn ttt )/()/( 0000 ????? )/()/( 00 iiii rrInrrIn tttt ???即為其溫度分布表達(dá)式。3.解：對(duì)于材料為紫銅的導(dǎo)體，其導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較大，內(nèi)部熱阻較小，相對(duì)于外部散熱熱阻可忽略，近似可認(rèn)為Bi≤0.1,因此可以采用集中參數(shù)法。則有： ]exp[ 0 ccVhA ???? ?? 其中 hclhAcV cc ??? ?? 。設(shè)金屬板厚度、細(xì)圓柱體直徑、小球直徑都為d。求各導(dǎo)體加熱到相同溫度所需的時(shí)間之比，即求各自時(shí)間常數(shù)之比。金屬板： hcdhcdhclcc 22/11 ???? ???細(xì)圓柱體： hcdhcdhclcc 44/22 ???? ???小球： hcdhcdhclcc 66/33 ???? ???則： 2:3:6:: 321 ?ccc ??? ，即它們加熱到同樣溫度所需時(shí)間之比為6:3:2。共5頁第3頁 權(quán)威北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II、工程熱力學(xué)考研真題資料，訂購熱線 QQ:1084688581 易水制作，版權(quán)所有，盜版必究 8 科目代碼： 851 科目名稱： 傳熱學(xué)II4.解：如下圖所示，對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)（i,j)應(yīng)用熱平衡，其中以導(dǎo)入單元為正。由能量守恒則有： 0???????????? yxnmew ? ,則其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)差分方程為：0,1, ,1,,,1,,1 ???????? ???????????? ? ??? yxyttx yttxxttyxtty jiji jijijijijiji ?? ???5.解：由題意可知，絕緣包殼為重輻射面，設(shè)黑體的溫度分別為T 1和T2的黑體為1和2，絕緣包殼為3，則其傳熱系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：其中 2,111 1XAR ? , 3,222 1XAR ? , 3,133 1XAR ?又對(duì)J3利用基爾霍夫定律有：011 3,22 323,11 31 ???? XA EEXA EE bbbb化簡(jiǎn)得： 3,23,1 23,213,13 XX EXEXE bbb ??? ，又 4TEb ?? ,則有： 3,23,1 423,2413,143 XX TXTXT ??? ??? ，化簡(jiǎn)得： 3,23,1 423,2413,13 XX TXTXT ???6.解：以順流為例，兩種流體溫度的沿程變化如下圖所示。其中①區(qū)為過熱蒸汽區(qū)，②為濕蒸汽區(qū)，③為過冷水區(qū)。換熱器各個(gè)區(qū)段的平均傳熱溫差為：① )]/()[( )()( 2121 21211 ttttIn tttttm ?? ?????② )]/()[( )()( 2"1"21 2"1"212 ttttIn tttttm ?? ????? 共5頁第4頁 權(quán)威北京工業(yè)大學(xué)傳熱學(xué)II、工程熱力學(xué)考研真題資料，訂購熱線 QQ:1084688581 易水制作，版權(quán)所有，盜版必究 9 科目代碼： 851 科目名稱： 傳熱學(xué)II③ )]/()[( )()( 212"1" 212"1"3 ttttIn tttttm ???????? ???????????由熱平衡有： 332211 mmmm tkAtkAtkAtkA ??????? kA ttttIn ttttkAttttIn ttttkAttttIn ttttkAtm )]/()[( )()()]/()[( )()()]/()[( )()( 212"1" 212"1"32"1"21 2"1"2122121 21211 ???????? ???????????? ?????? ?????其中A=A1+A2+A3，A1、A2、A3分別為各段換熱面積。6.解：由基爾霍夫定律可知，同溫度下平壁對(duì)黑體的吸收率為ε。由熱平衡可知，收紅外線輻射壁面投入輻射等于其一側(cè)向環(huán)境散熱量及向另一側(cè) 平壁散熱量的和。則有： ??? //1/1 11 ????? a ttattG fwfw ?? ? ?? ?? aaa aaatGt fw ?? ???? ][注：壁面到環(huán)境的換熱系數(shù)一般指復(fù)合換熱系數(shù)（對(duì)流+輻射）訂購熱線 QQ:1084688581 共5頁第5頁