2017年南京大学2207制冷与低温技术原理之传热学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 什么是时间常数？用热电偶测量温度变化着的气流温度时如何提高测量精度？
【答案】时间常数
用热电偶测量温度变化着的气流温度时应尽可能减小时间常数，
在热电偶材料一定时，增大对流换热系数，减小体积，增大面积，或减小体积面积比。
2． 何谓肋片效率？采用加装肋片来强化换热，对肋片的选材、肋片的形状和肋片效率有何要求？
【答案】肋片效率为肋片的实际散热量与假设整个肋片温度都与肋根温度相同时的理想散热量之比。肋片效率的主要影响因素有:
（1）肋片材料的热导率:热导率愈大，肋片效率愈高； （2）肋片高度:肋片愈高，肋片效率愈低； （3）肋片厚度:肋片愈厚，肋片效率愈高； 表面传热系数:表面传热系数愈大，肋片效率愈低。
3． 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
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。
4． 当把盛有稀饭的碗放在水盆中冷却时，搅动稀饭和搅动水盆中的水，两种情况下稀饭冷却的速度一样吗？为什么？
【答案】不一样。搅动稀饭冷却速度快（1分）。因为稀饭与水间的传热过程，稀饭侧热阻为主要热阻，要强化换热应首先从稀饭侧入手。而搅动稀饭时稀饭内部形成强制对流，并且各时刻稀饭内的温度基本相同，加大了稀饭外界间的传热湿差，冷却速度快。
5． 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。
6． 用高斯-赛德尔迭代法求解代数方程时是否一定可以得到收敛的解？不能得出收敛的解时是否因为初场的假设不合适而造成？
【答案】（1）高斯-赛德尔迭代法求解代数方程时不一定能得到收敛的解；
（2）不一定能得到收敛的解其原因不是因为初场的假设不合适，而是由于迭代方式不合适。
二、计算题
7． 在流速和物性参数不变时，为什么采用直径小的管子可以强化管内的换热（设管内流动状态均为湍流）？
【答案】因为除管径改变外，其他都不变根据管内对流换热关系式有：
即
所以管径越小，对流换热系数越大。
；车外环
求车窗内表面温度
为解
维持在15℃，求
8． 冬季行车时，
车窗上霜易造成交通事故。已知车内温度境
单位面积加热功率
。
玻璃厚
决车窗上霜问题，将一透明薄膜加热器贴于车窗内表面，为使车窗内表面温度
【答案】加薄膜前:
所以有:加薄膜后:
9． 冷却器内工作液从77℃冷却到47℃, 工作液质量流量为lkg/s，比定压热容冷却水入口温度为13℃, 质量流量为0.63kg/s。求在传热系数合，管侧为冷却水）。
【答案】（1）逆流:（2）—壳程两管程:（3）交叉流:
不变的条件下采
用下列不同流动方式时所需的传热面积。（1）逆流；（2）一壳程两管程；（3）交叉流（壳侧混
10．在一无限大平板的非稳态导热过程中，测得某一瞬间在板的厚度方向上的A ，B ，C 处的温
度分别为的距离。
【答案】由于平板的厚度远大于AC 之间的距离，利用有限差分法，当
11，．如图所示半径为R 的半球形容器的内表面为绝热面3, 温度为温度为
另一半为黑表面1，温度为
试求角系数
图
【答案】
同理，
，顶部平面的一半为灰表面2
足够小时：
A 与B 及B 与C 各相隔lcm ，材料的热扩散率
试估计在该瞬间B 点温度对时间的瞬时变化率。该平板的厚度远大于AC 之间
12．体温计的水银泡长lcm ，直径为7mm 。体温计自酒精溶液中取出时，由于酒精蒸发，体温计水银泡维持18℃。护士将体温计插入病人口中，水银泡表面的当量表面传热系数
如果测温误差要求不超过0.2℃，求体温计插入病人口中后，至少要多长时间
才能将体温计从体温为40℃的病人口中取出。水银泡的当量物性值为
：
【答案】水银泡体积小，大，可以用集总参数法简化分析。