华北电力大学(1999)
一、名词解释 1、2
δ
ατ=
O F 称为傅里叶准则，它是非稳态导热过程的无量纲时间。
2、对大空间沸腾，泡态沸腾和过渡态沸腾之间的峰值。
3、单位时间内，单位可见辐射面积内向半球空间所发射全部波长的总能量称为辐射强度。
4、地球周围的大气层对地面起保温作用，大气层能让大部分太阳辐射透过到达地面，而地面辐射中95％以上的能量分布的波，它们被大气层中的温室气体如二氧化碳等所吸收，主要以二氧化碳为主。
这就减少了地面向太空的辐射。
随着空气中二氧化碳的增加，地球表面的温度会增加 。
5、NTU 代表传热单元数。
在换热器计算时用方传热单元数法（ε-NUT 法），简称NUT 法。
二、导热系数小的耐火砖放在外层效果好。
因为此过程主要是导热过程，由傅里叶公式：A ⋅∆T ⋅=
Φδ
λ 可得：在其他条件一定的条件下，λ越小，Φ越小，则保温效果就
越好。
三、该导热为一维稳态导热。
导热微分方程：
10d dt Q
r r dr dr λ
⎛⎫+
= ⎪⎝⎭ 边界条件：第一类边界条件：x l
t T == 第二类边界条件：
0x dt dx
==
第三类边界条件：(
)r R
r R
f
dt H t
t dr
λ==-=-
轴对称：
0r dt dr
==
四、解：假定条件：流体的热物性均认为常量，导热量按傅里叶导热定律计算，热对流传递
的能量按c p 计算。
微分方程式：2
2t t t u
a
x y
y
υ
∂∂∂+=∂∂∂
t
物理意义：t u
x
∂∂→X 方向热对流传热的净热量。
t y υ
∂∂→Y 方向热对流传热的净热量。
2
2t a y
∂∂→Y 方向导入的净热量。
方程物理意义：导热量+热对流热量=总能量增加。
五、解：（1）管内常壁温换热。
1001090w f t t t '''∆=-=-=℃ 1006634w f t t t ''''''∆=-=-=℃
恒壁温条件下，9034
57.5390ln ln 34
m t t t t t '''∆-∆-∆=
=='∆''∆℃ 全管长流体平均温度10057.5342.47f w m t t t =-∆=-=℃ 查附录3得：()6
2
42.47,4174,0.63410f p f
t c J kg k m
s υ-==⋅=⨯℃
()
()
3
3
324710
0.357.53
0.5310
6610m p p f f h dl t M kg s c c t t ππ--⋅∆⨯⨯⨯⨯⨯=
=
=⨯⋅-'''
⋅-
（2）()
32
2
2
3
0.5310
1.3910710
991
4
4
m M
u m s d π
π
ρ
---⨯=
=
=⨯⨯⨯⨯⨯⨯
2
3
4
6
1.3910710
153.47100.63410
m ef f
u d
R υ---⋅⨯⨯⨯=
=
=>⨯ 故是层流。
六、解:由几何形状知:1,31,13,13,30x x x x ==== 1,23,21x x ==
由相对性得：1,212,12x A x A ⋅=⋅
则2
1
2,11,22,32
23
410.37532R
A x x x A R
ππ=
⋅=⨯== 则得:2,30.125x =
角系数完整性得：2,12,33,31x x x ++= 所以2,20.5x =
由于1,30x =，所以表面1,3间的总辐射热阻等于表面1,2和表面3,2间的阻之和。
132
1
2
13
1116
3A A R A A A A R π+=
+
=
=
∑
()
4
413
13
1,31043b b b T T
E E W R
R
σ--Φ=
=
=∑∑
3111,1
1
b bj
j j j E A E
X
A =Φ=-
∑ 3
333,3
1
b bj j j j E A E X
A =Φ=-∑
由1,313Φ=Φ-Φ 整理得：()()
2
44
13
1,3
4
22
2,1
2,3
34
2b b R
T T T R x x πσσπ--Φ=
⋅⋅-
解得：2820.39T K =
七、解：(1)
1t ' 2t A
(2)由换热公式得：()()
22211111M c t t M c t t ''''''Φ=-=- 则得
1b 3
b
则得：(
)222211
11
M c t t t t M c '''
-'''=
+ ，代入数据得：1
91.62t ''=℃
1256t t t '''''∆=-= ℃，1281.62t t t ''''∆=-=℃
68.01ln m t t t t t '''
∆-∆∆=
='∆''
∆℃ (
)22222
0.805m
m
M c t t A m
k t k t '''
⋅-Φ=
=
=⋅∆⋅∆
（3）因为 22111.23140 1.54180M c M c =⨯<=⨯
所以有效度(
)()
22222
2
m ax
1
2
2
2
1
2
0.22M c t t t t t t M c t t ε'''-'''-Φ==
==Φ''''--。