2018年南京师范大学能源与机械工程学院866传热学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 写出格拉晓夫准则（
【答案】
数）的表达式及物理意义。
表示流体所受浮升力与粘滞力的相对大小。
2． 在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s 。从传热学角度，你认为此值可信吗？
【答案】
根据时间常数定义
在一定条件下
可以认为是常数，但表面传热
系数h 却是与测温元件与被测物的换热条件有关。因此，对该说明书上表明的时间常数值要进行具体分析，不能盲目相信。
3． 灰体表面的有效辐射和本身辐射哪一个大些？
【答案】灰体表面的有效辐射大些。
4． 简述
和
准则的物理意义。
和
，因
，则
。
时，一维平板非稳态导热温度分布的特点（用
图形表示）。
【答案】
表示物体内部导热热阻
与物体表面对流换热热阴
的比值，它和第三
类边界条件有密切的联系。
是非稳态导热过程中的无量纲时间，表示非稳态导热过程进行的深度。
意味着平板的导热热阻趋于零，平板内部各点的温度在任一时刻都趋于均匀一致，如
图1所示。
表明对流换热热阻趋于零，平板表面与流体之间的温差趋于零，如图2所示。
图1
图2
5． 两根直径不同的蒸汽管道，外表面敷设厚度相同，材料相同的绝热层。若两管道绝热层内外表面温度分别相同，两者每米长的热损失相同吗？
【答案】不相同，大管的传热面积大，热损失大。
6． 什么情况下可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程？为什么？
【答案】（1）当两壁的温差与夹层厚度都很小时，可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程。
（2）在这种情况下，自然对流非常微弱，以致可以认为夹层内没有流动，因此可以作为纯导热处理。实验研究证实：当以厚度为定型尺寸的
时，可以作为纯导热过程，
并以此作为判据。
7． 非稳态导热采用显式格式计算时会出现不稳定性，试述不稳定性的物理含义。如何防止这种不稳定性？
【答案】（1）不稳定性的物理含义是指在显式格式离散方程中，后一时刻的温度取决于前一时刻的温度，同一节点温度前的系数有出现负值的可能性。如果出现负值，就意味着该点温度在前一时刻温度越高，则后一时刻温度将越低，甚至会出现比周围节点温度还要低的现象，这违背了热力学第二定律。
（2）为防止这种导致数值计算不稳定性的现象发生，要求空间网格必须满足一定的条件，从而使同一节点的离散系数不出现负值。
8． 写出傅里叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。
【答案】体本领的大小；温度升高的方向，
。其中
是热流密度矢量；是导热系数，它表示物质导热
是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向
和时间网格
的选取
是空间某点的温度梯度；
号表示热量沿温度降低的方向传递。
二、计算题
9． 假定人体对冷热的感觉以皮肤表面的热损失作为衡量依据。设人体脂肪层的厚度为3mm ，其内表面温度为36℃且保持不变，无风条件下，裸露的皮肤外表面与空气的表面传热系数为
有风时，表面传热系数为试确定：
①要使无风天的感觉与有风天气温—15℃时的感觉一样，则无风天气温是多少？ ②在同样是—15℃的气温下，无风和刮风天，人皮肤单位面积上的热损失之比是多少？ 【答案】①该题目可视为第三类边界条件下的平壁导热问题（不考虑辐射散热）。无风天的感觉与有风天气温-15℃时的感觉一样，皮肤散热量应相等，当不考虑辐射散热时，应有：
人体脂肪层的导热系数为
②
10．如图所示，表面1和3与表面2和4分别组成了两个垂直的面，且数
试求角系
图
【答案】首先由角系数可加性
由角系数分解性