2017年哈尔滨工业大学传热学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率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，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
？在什么情况下
？当
时，是
式为
2． 两滴完全相同的水珠分别落在120℃和400℃的铁板上，哪一滴先汽化掉，说明原因。
【答案】落在120℃铁板上的水珠先汽化。因为120℃铁板上的水珠在核态沸腾区换热强，400℃铁板上的水珠位于稳定膜态沸腾，热量要经过热阻较大的气膜，换热系数非常小。
3． 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。
4． 用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却，开水以哪些方式散发热量？打开水壶盖和盖上水壶盖，开水的冷却速度有何区别？
【答案】（1）用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却，开水散发热量的方式:①水壶与地面间以导热方式传递热量；②水壶与周围空气间以自然对流换热方式传递热量，与周围环境以辐射换热方式传递热量；③壶嘴以蒸发方式散发热量。
（2）打开壶盖后，开水的蒸发速度加快，因此打开水壶盖相对于盖上水壶盖冷却得更快。
5． 试述
数和
数的区别。
数中的为流体的导热系数，
为影响边界层厚度的几何尺寸。
数反映靠近壁面流体层
数反映物体内部的导热热阻与外部的换热热阻之间的的双曲正切成正比，而双曲正切是单调增加函数，所
【答案】
数中的为物体的导热系数，为固体壁（如壁厚等）的某一尺寸；的导热热阻与对流换热热阻的相对大小；
相对大小。
6． 为什么珠状凝结的表面传热系数比膜状凝结的高？
【答案】由于珠状凝结时表面不易形成凝结液膜，相比膜状凝结没有液体膜层热阻，蒸气直
接与冷壁面接触，因而表面传热系数高。
二、计算题
7． 为测量某种材料的导热系数随温度的变化规律，取厚度为50mm 的无限大平壁试样，稳态时测得：材料两侧的温度分别为100℃和20℃，中心面的温度为50℃，热流密度为定该材料导热系数随温度的关系
中的常数
和b 。
【答案】稳态且当导热系数随温度的变化规律已知时，可得：
解两式得：
8． 有一架空蒸汽管道，管道内径为
有空气以2m/s横掠管道，温度为10℃。求：
（1）管内对流表面传热系数。 （2）管外对流表面传热系数。
（3）每m 蒸汽管道的总热阻及表面传热系数。 （4）每小时每米蒸汽管道的散热量。 备注：
（1）管内流动的对流换热实验关联式：（2）管外横掠的对流换热实验关联式：（3）管外自然对流换热实验关联式：以上三式定性温度均取流体已知温度。 （4）空气的热物性如表1所示。
表
1
（5）干饱和蒸汽热物性如表2所示。
表2
管壁厚度5mm ，其导热系数为
外包有试确
的保温材料，厚度为40mm ，管道内流有130℃的干饱和蒸汽，流速为41m/s；外
【答案】（1）定性条件已知，由题意知：
（2）定性条件已知，由题意知：
1m 长管道的热阻。（3）总的传热阻共有四部分组成:管道内流体与管道内壁的对流换热热阻，管道内壁到外壁间的导热热阻，管道外壁与保温层外层的导热热阻和和空气对流换热的热阻：
每m 长管道的总的表面传热系数：
（4）散热量：
9． —厚度为40mm 的无限大平壁，其稳态温度分布为：系数
试求：
①平壁两侧表面处的热流密度；
②平壁中是否有内热源? 若有的话，它的强度是多大？ 【答案】①由傅里叶定律：
平壁两侧表面的热流密度：
②由导热微分方程：
若平壁材料导热
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