2017年清华大学时专业综合传热学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 太阳能集热器采用选择性表面涂层，它对太阳辐射的吸收率为0.9, 它本身的发射率为0.3, 这一现象是否违背基尔霍夫定律？为什么？
【答案】（1）这一现象与基尔霍夫定律不矛盾。
（2）原因:基尔霍夫定律的基本表达式为
表面的定向光谱发射率等于它的定向光谱吸收比。
太阳能集热器的吸收板表面上覆盖的选择性涂层，它所吸收的阳光来源于太阳，它对阳光的吸收比是针对太阳温度而言的; 而它本身的发射率是针对其自身的温度。太阳的温度与太阳能集热器吸收板表面的温度显然不同。温度不同使阳光与太阳能集热器吸收板表面自身辐射的光谱分布也不同。所以，这种选择性涂层能使表面吸收阳光的能力与本身辐射的能力不一样与基尔霍夫定律并不矛盾。
2 一维无限大平壁的导热问题，，两侧给定的均为第二类边界条件能否求出其温度分布? 为什么？ ．
【答案】（1）一维无限大平壁的导热问题，两侧给定的均为第二类边界条件，不能求出其温度分布。
（2）因为第二类边界条件所对应的是温度曲线的斜率，与绝对温度没有对应关系。
3． 绿色住宅的一种节能方式（夏天少用空调、冬天少用暖气）就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木，试从传热学角度说明大树的作用。
【答案】夏天室内热负荷主要来自太阳辐射，如房屋前截种几棵大树，枝叶繁茂会遮挡阳光，使房屋处于树荫下，可以凉快些，从而减少使用空调。到了冬天，树叶落光，太阳光线可直射到房屋上，因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。这样便可达到节能的目的。
4． 为什么白天从远处看房屋的窗孔有黑洞洞的感觉？
【答案】因为房屋尺寸比窗口尺寸大得多，外界通过窗口投射到房屋的能量，经房屋内壁多次吸收和反射，再经窗口射出的能量就比较小了，所以白天从远处看房屋窗孔就有黑洞洞的感觉。如果窗口足够小，就是人工黑体模型。
5． 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（
第 2 页，共 49 页 ，它表明:在热平衡条件下，）才可以按一维问题来处理。
6． 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。
二、计算题
7． 如图1所示系统，板1和板2被包壳包围，板2与板1的相对位置有:A （与板1靠得很近且与板1平行）、B （与板1垂直）及C （与板1在同一平面上）三种。
图1
（1）画出三种情况下整个系统的辐射换热网络图。
（2）板2处于位置5, 且板2为黑表面，包壳面积远远大于板1与板2面积时整个系统的辐射换热网络图。
（3）写出第（2）种情况下，板1和板2间辐射换热量的表达式。
【答案】（1）ABC 三种情况下的辐射换热网络图分别如图2、图3、图4所示。
图
2
图3
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图4
（2）如图5所示。
图5
（3）对节点1:
8． 当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时，欲使表面传热系数増加10倍，沸腾温差应增加几倍？如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热，为使表面传热系数增加10倍，流速应增加多少倍？维持流体流动所消耗的功将増加多少倍？设物性为常数。
【答案】（1）由米洛耶夫公式:
故
即当h 増大10倍时，沸腾温差是原来的2.69倍。
（2）如为单相流体对流换热，由D-B 公式可知
即
故
即为的10倍时，是的17.8倍。
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