当前位置：问答库＞考研试题

一、简答题

1． 一台氟利昂冷凝器，氟利昂蒸气在光管外冷凝，冷却水在管内流动。为了强化这一传热过程，将管外改为低肋强化表面。后又采用管外与管内均有强化措施的双侧强化管，试分析其原因。

【答案】由于氟利昂蒸气导热系数和气化潜热很小，根据Nusselt 理论解，其凝结表面传热系数相对于管内对流换热系数要小很多，也就是氟利昂侧传热热阻大。采用低肋管后，可以将氟利昂侧凝结表面传热系数提高十多倍，这时管内传热热阻反而大于氟利昂侧热阻，因而管内也需要进行强化，从而使两侧热阻相当，才能收到更好的强化换热效果。

2． 迪图斯-贝尔特公式采用什么方式来修正不均匀物性场对换热的影响？请分析修正方法的合理性。

【答案】（1）迪图斯坝尔特公式的两个表达式为：

式中，用

n=0.4；n=0.3。 来修正不均匀物性场对换热的影响。当加热流体时，当冷却流体时，

（2）修正方法的合理性：显然，加热液体时由于壁面附近液体黏性降低，边界层内速度分布 变得平缓，速度梯度增大；同理温度梯度也增大，h 増大，n 取0.4是合理的，符合h 增大的特征。

3． 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。

4． 温度为T 的灰体，其有效辐射是否有可能大于同温度下的黑体福射？

【答案】有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和，反射部分越大，有效辐射也越大，因此，完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。

5． 有人对二维矩形物体中的稳态、无内热源、常物性的导热问题进行了数值计算。矩形的一个边绝热，其余三个边均与温度为的流体发生对流换热，这样能预测温度场的解吗？

【答案】根据所给边界条件，可以判断该物体没有热流，所以物体各点温度均为tf 。

6． 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。

二、计算题

7． 对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，从动量方程界层厚度的如下变化关系式

：

引出边

【答案】由外掠平板的流动的动量微分方程：

由于

而由连续性方程：

可知

因此，动量微分方程式中个项的数量级如下：

在边界层内，粘性力项与惯性力项具有相同数量级，即即：

因此有：

8． 温度为0.1mm 的电阻丝被置于空气流中，并与来流方向垂直。来流温度为20℃，电阻丝的加热功率为17.8W/m。试确定使电阻丝稳定在40℃的空气流速。空气在一个大气压下的物性如表1所示。

表

1

空气外绕圆柱体的对流换热准则关系式为：

表2

其中

和如表2所示。

【答案】定性温度为以此温度查物性得：

计算对流换热系数：

假设雷诺数在40〜4000范围内，查表得：C=0.615，n=0.466。可得雷诺数为：

在假设的范围内。 空气流速为：

9． 进口温度为的流体流壁温为比定压热容为换热量为:

【答案】

设流体出口温度为U ,

平行平板通道截面宽度为W ,

两板间距为

周边长度为

常数的平行平板通道，通道长为L ，流体质量流量为M ，

设流体与平板间的表面传热系数h 为常数，试证明流经该通道后流体与平板间的

。由热平衡方程式可得:

由题意知:

常数

从0〜L 积分得:

故