2017年青岛理工大学传热学(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． “对流换热”是否是基本的传热方式，它与“热对流”有何本质上的区别？解释这两种现象并作比较。
【答案】（1）本质上的区别：①通过流体的运动，把热量从一处带往另一处的现象称为热对流，热对流是基本的传热方式；
②当流体与壁面（或分界面）存在温差时，因相对运动而产生的热量传递现象称为对流换热，对流换热不是基本的传热方式。
（2）比较：①对流换热一定具有流体与固体壁面间的相对运动； ②对流换热是导热与热对流的综合作用； ③对流换热非基本传热方式。
2． 如何将从实验室得到的实验结果应用于工程实际？
【答案】由相似第二定理可知，相似的两个物理现象具有完全相同的准则函数关系，由根据相似第一定理可知，两个相似的物理现象对应点上的同名准则数相等，所以，如果两个同类物理现象相似，则它们具有完全相一样的准则关系式，所以从实验室得到的实验结果完全可以应用于工程实际。
3． 何谓肋片效率？采用加装肋片来强化换热，对肋片的选材、肋片的形状和肋片效率有何要求？
【答案】肋片效率为肋片的实际散热量与假设整个肋片温度都与肋根温度相同时的理想散热量之比。肋片效率的主要影响因素有:
（1）肋片材料的热导率:热导率愈大，肋片效率愈高； （2）肋片高度:肋片愈高，肋片效率愈低； （3）肋片厚度:肋片愈厚，肋片效率愈高； 表面传热系数:表面传热系数愈大，肋片效率愈低。
4． 热量、热流量与热流密度有何联系与区别？
【答案】（1）①热量Q ，其单位为J （kJ ）; ②热流量传递的热量，又称传热速率；③热流密度q ，其单位为积所传递的热量。
（2）如记为传热时间，则三者间有如下的关系:
式中，A 为传热面积，
其单位为W （kW ）, 是单位时间内
q 是单位时间内通过单位面
5． 用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。
【答案】（1）选用导热系数更小的材料作套管； （2）尽量增加套管高度，并减小壁面导热系数； （3）强化套管与流体间的换热； （4）在储气筒外包以保温材料。
6． 冬天阳光照射的中午晒棉被，试从传热的角度解释晚上睡觉时还会暖和的原因。
【答案】棉被经日晒变得蓬松，空气进入到棉被中，而空气的导热系数较小，相当于增加了导热热阻，因而睡觉时还觉得暖和。
二、计算题
7． 一个细长金属杆内的温度分布为已知金属杆的导热系数为的热流密度。
【答案】因为
将对x 求导可得:
根据傅立叶导热方程，可知热流密度为:
将已知量代入，可得:
8． 证明:
【答案】
时，
式中以小时计，是从杆端算起的坐标。
杆长为L=lm。试求半小时后通过杆中间面
处
9． 如图所示，两块30cm ×30cm , 间距为10cm 的垂直平板，放在一间空气温度为20℃的房间内。一块板的温度是150℃, 而另一块板的温度依据它同150℃平板及环境间的辐射和对流换热而定。两块板的辐射率皆为0.8。试应用自然对流的近似关系式来计算另一块板的温度。
图
【答案】已知:根据
，
，
各热阻分别为:
自然对流表面传热系数按简化公式计算:式中:列节点方程:
节点节点
简化上述方程:
则:
根据热平衡:
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