中南大学2014年硕士研究生入学考试试题

一、简答题（60分）

1、设有一块厚为2σ的金属平板，初始温度为t0，突然将其置上温度为t∞的流体中进行冷却，金属板导热系数为λ，表面：换热系数为h（如图）。试给出毕渥数Bi定义并简要介绍其物理意义。在此基础上分析毕渥数Bi变化对平板温度场变化的影响并分别画图表示。（10分）

2、什么是时间常数？某仪表厂生产的测温元件的说明书上给出了的测温元件时间常数的具体数值，您对此有何看法？（10分）

3、试解释为什么许多高效隔热材祠都采用蜂窝状多孔结构和多层隔热屏结构？（10分） 4、在北方，深秋季节树叶经常会结霜，试分析结霜一般会在树叶的上表曲还是一下表面？为什么？（10分）

5、太阳能集热器的吸收板表面有时覆以一层选择性涂层，能使表面吸收太阳辐射的能力比本身辐射的能力高出10倍左右，试问这一现象与基尔霍夫定律（善于吸收必善于辐射）是否有矛盾？（10分）

6、今采用在管道外包裹保温层的方法对一高温管道进行保温处理，是否只要管道外侧包有保温层就一定会削弱管道散热？为什么？（10分）

二、计算与分析题（90分）

1、试利用传热学知识设计一个测量固体表面发射率的装置，请说明实验原理与计算力法，给出设计示意图，并估计采用你所没计装置测量固体表面发射率可能产生的误差。（30分）

2、为使天空站内温度不超过给定极限，必须将废热传给太空。为此，有人提一种称为“液滴辐射器\的新颖散热方式。热量首先传给一种高真空油，然后油被以小液滴形式喷入太空，穿行一段距离后，被收集并送回天空站。穿行在太空中液滴是对绝对零度的外层空间以辐射方式散热。

具体情况：油液滴的发射率和直径分别为ε=0.95和D=0.5mm,喷射排出时的温度和速度分别为T1=500K和u=0.1m/s。油的物性：ρ=885kg/m3、c=1900J/(kg.K)和入：0．145 w/(m .K)。假定最后撞击收集器时的温度为T1= 300K，试确定： (1)油液滴温度随刊间变化的关系式； (2)油液滴所穿行的距离L;

(3)每个液滴在此阶段所排放的热量。

7。 Sur

— 0K

油

冷 油 返 回

（30

3、一直径为0.15m、长5m的金属圆管（热导率极小）置于坏境温度为0℃的大空间内，管内为质量流量为0.05kg/s的热空气，热空气进口温度为103 ℃，出口温度为77 ℃，管道外表面表面传热系数为h0=6W/m2.k。忽略辐射换热。

（1）单位时间内通过管道外壁损失的热量； （2）管道出囗处的热流密度及该处管道外壁温度。

己知空气参数：t=90 ℃时， Cp=1010J/kg.k，t=77 ℃时， 入= 0.03 W/m2.k， μ=208．2 × 10-7N.s/m 2，Pr=0.7。（30分）