《工程传热学》试卷参考答案及评分标准08092A

吉林大学汽车工程学院本科课程考试

参考答案与评分标准

考试课程：工程传热学 学年学期：2008-2009-2 试卷类型：A 考试时间：2009-06-02 一、填空题（每空1分，共10分）

t t 1. 膜状、珠状 2. 能量守恒定律、傅里叶定律、 2 c x c3. 相对性、完整性、可加性 4.

2

A A2 A3 cV

5. 1 hA2A1

二、判断题（每题1分，共5分）

1. × 2. × 3. √ 4. × 5. × 三、简答题（共23分）

1.答：首先把实验台的标尺固定在伸展体的某一部分，调整电位差计令电位差计检流计的指

针为零，稍等片刻后观察检流计指针变化，如果依然为零则判断已达稳定状态，否则没有达到稳定状态，还需继续等待。 （3分） 2.答：雷诺数为Re

ul

，格拉晓夫数Gr

g tl3

2

； （2分）

相同点——都为两种力的比值，即流体流动过程当中动力与阻力的比值，可以判断流

体流动的流态； （2分）

不同点——Re

惯性力浮升力

应用于强制对流当中，Gr 应用于自然对流。 （2分）

粘滞力粘滞力

3.答：对于依靠控制热流体密度来改变工况的加热设备，一旦热流密度超过峰值，工况将沿

过qmax点的虚线跳至稳定膜态沸腾线，壁面过热度将猛增至近1000℃，可能导热设备的烧毁（2分），所以必须严格监视并控制热流密度，确保在安全工作范围之内（2分）。 4.答：

每图（2分）

【第 1 页 共 4 页】

5.答：形式（2分）、热阻个数（2分）、热阻阻值（2分）

四、计算题（共52分） 1.解：此为半无限大物体的模型

t tw erf x

0t0 tw 2a

0 ( 15) x10 ( 15) 0.6 erf

2a

查表可得

x

2a 0.6 a

c 0.52

2050 1840

0.138 10 6m2/s x 2

12

1.2 a 1

1 1.2 0.138 10 6

58天 2.解：根据能量守恒定律 Q U 单位时间内热量变化=A t(i)(i)

N 1 tN

x

Ah t t(i)fN

单位时间内内能变化= t

A1

t(i 1) t(i)NN

N,i

2 x c

t(i 1)(i) 2h 2a 2a N tN 1 c x x2 c xtf 3.解：NTU

kAqc 110 22

2.42 mmin1000

qm

c min

q 1/2 0.5

mcmax

【第 2 页 共 4 页】3分）

1分）

2分）

2分）

2分）2分）4分）2分）2分）2分） （ （ （ （ （（

（ （ （（

qmc min 1 exp NTU 1

qc 1 exp 2.42 1 0.5 mmax 0.82 （2分） qmc min qmc min 1 0.5exp 2.421 0.51 exp NTU 1

qmcmax qc mmax

'

qmc mint1' t2 （2分） 0.82 1000 78 10 557W60

t1'' t1'

55760

78 22.24oC （2分）

qm1c11000 55760

10 37.88oC （2分）

qm2c22000

1

tw t 1 20 40 30oC （1分） 22

'''

t2 t2

4.解：定性温度为tm

查物性参数表可得 2.675 10 2Wm K ， 16.01 10 6m2/s，Pr 0.701（3分） Re

ul

10 0.3205

2 10 （2分） 6

16.01 10

Nu 0.664RePr （2分） h

Nu

0.664 2000002 0.701 2.675 10 2/0.32 22.05W/(m2 K) （2分） l

hA(tw tf) 22.05 1 0.32 40 20 141.12W （2分） 5.解： s

sEb d

Eb

31

0 E d 0.7E d

b

1

b

13

3

0.5Eb d

Eb

（3分）

0.7

Eb d Eb

0.5

3

Eb d Eb

0.7Fb(1 3) 0.5Fb(3 ) 0.7Fb(1 3) 0.5 (1 Fb(0 3)) （2分） 0.7 (Fb(0 3) Fb(0 1)) 0.5 (1 Fb(0 3)) （2分）

) 0.5 (1 0.214) 0.53 （3分） 0.7 (0.214 0.0129

五、实验题（共10分） 解：因为 m

P1q

，q ，且tm (t1 t2) （3分）

2A2t1 t2

则由状态1知， m1

P 18 15 10 3

0.1W/(m K) （1分）

2A(t1 t2)2 0.09 35 20)【第 3 页 共 4 页】

tm1 则由状态2知， m1

11

(t1 t2) (35 20) 27.50C （1分） 22

P 36 15 10 3

0.2W/(m K) （1分）

2A(t1 t2)2 0.09 40 25)11

(t1 t2) (40 25) 32.50C （1分） 22

由两点确定一条直线可知此直线方程为 0.45 0.02t （3分）

tm1 【第 4 页 共 4 页】