2017年大连理工大学建设工程学部841热工基础之传热学考研仿真模拟题
● 摘要
一、判断题
1． 对于对流换热，如果流体的温度高于壁面温度，流体总是被冷却。（ ）
【答案】错
2． 实际物体的吸收率只与本身的特性有关（如温度、材料种类、表面状况等。（ ）
【答案】错
3． 在其他条件不变时，肋片越高，其肋效率越小，因此，增加肋片的高度不一定会使换热量増加。（ ）
【答案】错
4． 对于重辅射表面（即绝热面），从辐射特性而言可当作黑体，而从吸收特性而言相当于白体。（ ）
【答案】对
5． 对于需要强化换热的换热面来说，当毕渥数
【答案】对
【解析】因为増加肋片加大了对流传热面积有利于减小总面积的热阻，但是肋片増加了固体的导热阻力。因而当毕渥数
时，加肋片才有效。
时加肋片才有效。（ ）
二、简答题
6． 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？
【答案】因为强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大些，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。
皮手套和护膝，由于透气性差、导热系数小，增加了传热热阻，降低了散热量，从而起到保护作用。
7． 为什么Pr>l的流体
，
由积分方程解也可
所以，Pr>l时，
【答案】Pr>l，说明流体传递动量的能力大于传递热量的能力，因此以证明这一点。由动量积分方程得：
8． 根据对导热系数主要影响因素的分析，试说明在选择和安装保温隔热材料时要注意哪些问题。
【答案】（1）根据工作温度选择适合的保温材料；
（2）进行保温计算时应考虑温度对保温材料导热系数的影响；
（3）选择导热系数小的材料，其密度在最佳密度附近，使其具有最佳保温性能； （4）保温材料的保温性能受水分影响很大，必须采取防水措施； （5）采用各向异性材料时要注意导热方向对导热系数的影响。
9． 为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的办法，但发现效果并不明显，试分析原因。
【答案】冷油器中由于油的粘度较大，对流换热表面传热系数较小，占整个传热过程中热阻的主要部分，而冷却水的对流热阻较小，不占主导地位，因而用提高水速的方法，只能减小不占主导地位的水侧热阻，效果不明显。
10．肋片高度增加引起两种效果:肋效率下降和散热表面积增加。因而有人认为，随着肋片高度的 增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片散热量反而会下降。试分析这一观点是否正确。
【答案】（1）这一观点是不正确的。 （2）计算公式表明，肋片散热量与以散热量不会
随高度増加而下降。
11．试分别说明导热问题3种类型的边界条件。
【答案】（1）第一类边界条件:已知任意时刻物体边界上的温度分布； （2）第二类边界条件:已知任意时刻物体边界上的热流密度或温度梯度；
（3）第三类边界条件:已知任意时刻物体边界与周围流体间的对流换热情况，即已知表面传热系数h 和周围流体温度t f 。
12．什么是热边界层？能量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的简化有何好处？
【答案】流体流过壁面时流体温度发生显著变化的一个薄层。能量方程得以在边界层中简化，必须存在足够大的贝克莱数，即
也就是具有
的数量级，此时扩散项
才
的双曲正切成正比，而双曲正切是单调增加函数，所
能够被忽略。从而使能量微分方程变为抛物型偏微分方程，成为可求解的形式。
13．在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率？在什么情况下？当否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律？
【答案】（1）对于漫-灰表面（2）当
反之则
时，是
时，并不意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律，因为基尔霍夫定律的基本表达
式为
14．已知导热物体中某点在密度矢量？
【答案】（1）矢量大小:
三个方向上的热流密度分别为如何获得该点的热流
（2）矢量的方向余弦:
15．结合非稳态导热分析解的形式，分析热扩散率在非稳态导热中的作用。
【答案】从分析解形式可见，物体的无量纲过余温度是傅里叶数的负指数函数，即表示在相同尺寸及换热条件下，热扩散率越大的物体到达指定温度所需的时间越短，这正说明热扩散率所代表的物理含义。
三、计算题
16．某一房间维持室内温度
假定房间内壁表面温度在冬天和夏天分别为
室内有一小物体，其外表面和空气间的自然对流表面传热系数为
物体外表面的平均温度为物体外表面与房间内墙壁之间的系统福射系数为. ，试计算该物体在冬天和夏天的热损失。
【答案】物体表面与室内空气之间的自然对流换热热流密度为:
冬天物体与室内壁面之间的辐射换热热流密度为:
夏天物体与室内壁面之间的辐射换热热流密度为:
物体在冬天和夏天的热损失分别为:
17．对导热系数分别为
的双层大平板中的一维稳态导热问题进行数值计算，交界面e 处的
试：
的形式（式中称为界面
和测得
网格单元划分如图所示。界面e 是单元P 与单元E 的交界面。在用热平衡法建立节点E 的有限差分方程时，需要用到单元P 与单元E 之间交界面e 的热流密度
（1）写出热流密度的表达式。
（2）通过将（1）中的热流密度％的表达式整理成，导出界面导热系数导热系数）
的表达式。