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一、填空题

1． 自然对流换热是指_____。

【答案】由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。 2．

数中，表示_____, 表示_____。

【答案】流体导热系数；特征长度

3． 维恩位移定律是指_____。

【答案】对应于最大光谱福射力的波长

与温度T 之间存在如下关系:

,

此式表达的波长与温度T 成反比的规律

4． 管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，_____冲刷方式换热更为强烈，这可以解释为_____。

【答案】横向；横向冲刷时，流动除了具有边界层的特征外，还要发生绕流脱体而产生回流、漩涡和涡束

5． 肋效率的定义是_____，当肋片高度为_____时肋效率达到100%。

【答案】

；零

6． 对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用_____流动形式。

【答案】顺流

【解析】因为对于逆流换热器，热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温特别高。所以对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用顺流的流动形式。

7． 已知一个换热过程的温压为100℃, 热流量为l0Kw ，则其热阻为_____。

【答案】0.01K/W

【解析】设热阻为R ，则根据传热方程式可知

把代入上式，可

得热阻为：R=0.01K/W。

8． 大容器核态沸腾的主要换热特点为_____、_____两种。

【答案】稳压小；传热强

9． 黑体辐射的角系数具有三个性质, 它们是:

（1）_____, 数学表达式为_____; （2）_____, 数学表达式为_____; （3）_____, 数学表达式为_____。 【答案】（1）相对性；（2）完整性；（3）可加性；

，导热系数为

，

10．某一直径为0.1m 、初始温度为300K 的轴，其密度为

比热为541J/（kg ·K ）。将该轴置于温度为1200K 的加热炉中，其表面对流换热系数为

，则其时间常数为_____; 要使其中心温度达到800K ，则放入加热炉内约需要加热

_____分钟（用几种参数法）。

【答案】1059.3s ; 859.02s

【解析】先检验是否可用集中参数法，根据毕渥数的定义可知：

可以采用集中参数法。 根据时间常数的定义可知：

把

计算可得时间常数为：

、

、d=0.1m代入上式，

根据集中参数法温度场的分析解，可得：

。

把

、t=800K、代入上式，可得：

、

11．强制对流换热系数大小与流体的物性有关，影响它的流体物性有_____。

【答案】

【解析】分析流体物性对强制对流换热系数大小的影响，需要考查相适用的实验关联式。以管槽内湍流强制对流传热为例，Dittus-Boelter 公式为最普遍的关联式：

其中

，

整理后可得：

。

由上式可知，影响强制对流换热系数大小的流体物性有：

二、简答题

12，，．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。

13．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。

14．夏季在维持20°C 的空调教室内听课，穿单衣感觉很舒适，而冬季在同样温度的同一教室内 听课却必须穿绒衣。假设湿度不是影响的因素，试从传热的观点分析这种反常的“舒适温度”现象。

【答案】夏季人体的散热量为:

冬季人体的散热量为:

式中:射换热量

；

分别为夏季和冬季人体的总散热量；

分别为夏季人体的对流换热量与辐

分别为冬季人体的对流换热量与辐射换热量。

所以在室

温度分布与速度分

这种反常的“舒适温度”现象是由于冬夏两季室内的风速变化不大，

因此对流换热量

但由于人体与围护结构内壁面的温差冬季远大于夏季，辐射换热量

温相同时，说明人体冬季散热量更多，为维持热舒适，冬季应多穿或者穿厚一些的衣物。

15．试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）。

【答案】（1）有以下换热环节及传热方式:由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换热；由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热； （强制对流）

（2）由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。