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一、判断题

1． 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。

2． 热阻也是物质的一个物性参数。（ ）

【答案】错

3． 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

4． 自然对流换热且流态为揣流时，在其他条件不变的情况下，圆管水平放置和竖直放置其平均对流换热系数相等。（ ）

【答案】对

5． 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

时加肋片才有效。（ ）

二、简答题

6． 什么是“半无限大”物体？半无限大物体的非稳态导热存在正规状况阶段吗？

【答案】（1）所谓“半无限大”物体，是指平面一侧空间无限延伸的物体。

（2）因为物体向纵深无限延伸，初始温度的影响就远不会消除，所以半无限大物体的非稳态导热不存在正规状况阶段。

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． 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；

。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

是空间某点的温度梯度；

温度升高的方向，号表示热量沿温度降低的方向传递。

9． 工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋? 何时两侧同时加肋？

【答案】（1）当传热壁一侧

时，该侧加肋可强化传热；

但

（2）当传热壁两侧Bi 都小于0.1时，则两侧都可加肋。

加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近，这样强化传热效果好。当壁面两侧均一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时，在热阻大的一侧加肋效果较好。

10．根据数量级分析，边界层连续性方程并未得到简化，为什么？

【答案】边界层连续性方程并未得到简化充分说明y 向的速度v 与边界层厚度属同一数量级的微小量。

11．扩展表面中的导热问题可以按一维问题处理的条件是什么? 有人认为只要扩展表面细长，就可按一维问题处理，你同意这种观点吗？

【答案】（1）扩展表面中的导热问题可以按一维问题处理的条件是扩展表面细长，且导热系数大；

（2）不同意，表面传热系数相对较小的条件下（

）才可以按一维问题来处理。

12．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。

13．试说明用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想。

【答案】用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想是用有限小元体代替微分分析中的无限小微元体，用傅里叶定律写出与周边元体的导热量，由净导热量与内热源量和内能增量之间的能量平衡关系得到节点方程。

14．量微分方程

与固体导热微分方程

两者有何区别？什么情况下

的双曲正切成正比，而双曲正切是单调增加函数，所

能量微分方程可转化为固体导热微分方程？

【答案】（1）区别：①能量微分方程是在流场中取微元体根据能量守恒定律推导得出，固体导热微分方程式是在固体中取微元体根据能量守恒定律推导得出。②前者考虑了热对流过程、导热过程和作用在微元体上的外力对微元体内流体所做的净功，后者仅考虑了导热过程。

（2）当流体静止时，u=0，v=0，此时：

能量微分方程转化为固体导热微分方程。

15．两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。

三、计算题

16．外径为60mm ，表面温度为200℃的蒸汽管道，外绝缘层为边长100mm 的正方形截面，绝热材料导热系数为

绝热层外表面温度为50℃。试计算每米长管道的热损失。若用同

样多的材料做成圆形截面，热损失又是多少？

【答案】绝热层为正方形时，该导热过程的形状因子：

单位管长散热损失：

若用同样多的绝热材料做成圆形截面，则：

17．厚度为L ，导热系数为

初始温度均匀为的无限大平壁，两侧突然置于温度为的流体中，

时的平壁内部温度和流体层温度随时间的变化。

对流换热表面传热系数为h 。试定性画出当

【答案】分别如图1、2所示。