2018年哈尔滨理工大学机械动力工程学院803传热学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 肋片效率与肋壁总效率
是衡量肋片散热有效程度的指标，其表达式为:
②肋壁总效率是指肋侧表面总的实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度的理想散热量之比；肋壁总效率的物理意义为:
2． 角系数
【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数。
3． 肋片效率和肋壁总效率。 【答案】①肋片效率
【答案】肋片效率表征单个肋片散热的有效程度，它的物理意义是实际散热量与假设整个肋片表面处于肋基温度下的散热量之比。
肋壁总效率是表征整个肋壁散热的有效程度，它的物理意义是整个肋壁的实际散热量与假设整个肋壁均处于肋基温度下的散热量之比。
二、选择题
4． 试将圆筒壁的热阻与同材料、同厚度的平壁的热阻进行比较，如果温度条件相同，而平面的面积等于圆筒壁的内表面，则（ ）是正确的。
A. 平壁的热阻较小
B. 平壁的热阻较大
C. 二者的热阻相等
D. 缺少条件，不好比较
【答案】A
【解析】设圆筒内壁的直径为、圆筒和平壁的厚度为，则圆筒外壁的直径为
该材料的导热系数为，圆筒和平壁的长度为
平壁的导热热阻为：
圆筒壁的导热热阻为：
由此可见，平壁的热阻较小。
5． 在同样的加热或冷却条件下，（ ）。
A. 物体内部各处温度差别愈小，则其导温系数值愈大
B. 物体内部各处温度差别愈大，则其导温系数值愈大
C. 导热系数值及热容量
【答案】A
愈大，则愈大。
三、简答题
6． 为什么热量传递和动量传递具有相似性？雷诺类比适用于什么条件？
【答案】（1）通过边界层分析，得到的边界层动量微分方程式和能量微分方程式形式完全一致，且各自对应的边界条件也是相同的，说明边界层中的速度分布和温度分布具有类似的规律。由于边界层中存在温度梯度，因此产生了热量的传递，传递的热量具体体现为热流密度q ；由于同时存在速度梯度，因此产生了动量传递，传递的动量具体体现为黏性应力
布的相似性说明热量传递与动量传递具有相似性。
（2）雷诺类比适用于Pr=l的流体。
7． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍安然无恙。而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就被烧坏。试用传热学的观点分析这一现象。
【答案】用错制的水壶烧开水时，由于壶内水与壶内表面之间的对流换热系数远远大于壶外空气与壶外表面间的对流换热系数，根据传热过程的特点，水壶的温度近似等于壶内水的温度，而壶内水的温度不超过100℃，因此水壶不会被烧坏；而一旦壶内的水烧干后，壶内壁面与空气发生自然对流传热，表面传热系数较小，此时水壶壁面温度接近于火焰的温度，而火焰的温度非常高，高于铝的温度极限，水壶很快就被烧坏。
8． 从传热角度解释冬天室内散热器应该放置的合理位置。
【答案】冬天室内散热器应放置在相对较低的位置，这种情况下，散热器周围空气形成自然对流，被加热的空气密度减小向上浮升，从而整个房间的空气都被加热；散热器尽量放置在靠近外墙、外窗处，这样室外冷空气进入室内后即被散热器加热，保证流过室内的空气为热空气，不至使人产生吹冷风的感觉。
9． 试说明“无限大”平板的物理概念，并举出一两个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题。
【答案】（1）所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度尺寸，从边缘交换的热量可以忽略不计，当平板两侧温度均匀时，热量垂直于板面方向流动。
温度分布与速度分
（2）薄板两侧均匀加热或冷却，以及炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。
10．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。
四、计算题
11．两根不同直径的蒸汽管道，外面都覆盖一层厚度相同、材料相同的保温层。如果管子表面以及保温层外表面的温度都相同，试问:两个管子每米长度的热损失相同吗？请证明你的看法说法是正确的。
【答案】不同。设管子外径分别为和且，保温层厚为则有:
由于所以。
12．在长圆柱体的径向一维稳态导热中，假如管壁的导热系数为常数，且内外壁温的关系为圆管内外半径的比值试：
（1）证明管内表面与管外表面温度梯度不相等；
（2）定性绘出壁内的温度分布曲线；
（3）求内外表面温度梯度的比值。
【答案】（1）稳态导热时，单位长度的热流量相等，所以有：
由于故两个温度梯度
因此，面积A 越大，则越小。其温度分布曲线见（2）由傅里叶定律可知：
图所示：
（3）在（1）的证明结果基础上，当稳态导热时，单位长度的热流量相等，所以内外表面温度梯度的比值为：
相关内容
相关标签