中国科技大学XXXX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，

 但 变为0.15，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。求：（a）稳态传热方程；（b）当忽略热辐射换热时的瞬态温度响应 。

（3）一房间长、宽、高分别为4m、3m、2.5m，墙壁四周隔热，地板与天花板表面温度均匀且分

 别恒为 和 ，房间所有内表面均为漫射灰表面，发射率为0.9如附图所示，假设

 （a）可略去房内的自然对流（b）地板对天花板的角系数

求：(1)辐射网络图；

(2）地板对天花板的辐射热损；

(3）房间四周的内壁温。



图2（3）附图

（4）一套管式换热器热流体进出口温度分别为 和 ，冷流体进口温度为 ，；冷

 流体的热容量是热流体的0.8。

求：a）换热器是逆流式还是顺流式？

b）对数平均温差

c）换热器效能 。

（5）某实验室只有测温热电偶及测定管道几何尺寸的工具，如何利用这些手段测定流体在管内流

 动的斯坦顿数St？（假设流体进出口温度均匀，流动充分发展）