2017年兰州交通大学传热学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
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。
2． 热量、热流量与热流密度有何联系与区别？
【答案】（1）①热量Q ，其单位为J （kJ ）; ②热流量传递的热量，又称传热速率；③热流密度q ，其单位为积所传递的热量。
（2）如记为传热时间，则三者间有如下的关系:
式中，A 为传热面积，
3． 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。
4． 水和同温空气冷却物体，为什么水的表面传热系数比空气大得多？
【答案】（1）水的导热系数比同温度下空气的导热系数大20多倍，其以导热方式传递热量的能力比空气强；
（2）水的比热容比空气的比热容大得多，
常温下水的
而空气的
两者相差悬殊，水以热对流方式转移热量的能力比空气大得多，因此水的表
面传热系数比空气大得多。
5． 时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？同一种物体导热过程中的时间常数是不是不变的？
【答案】时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的。
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其单位为W （kW ）, 是单位时间内
q 是单位时间内通过单位面
从中不难
看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联。因此，
6． 传热学中通常把“管内流动”称为内部流动，将“外掠平板”、“外掠圆管”称为外部流动，试说明它们的流动机制有什么差别。这些对流换热问题的数学描述有什么不同？
【答案】（1）它们的流动机制的差别在于管内流动，其流体的发展受到管内空间的限制；而外掠平板或外掠圆管，其流体的发展不受外界的限制。
（2）这两类对流换热问题的数学描述的不同之处在于：①定型尺寸不同，如管内流动，定型尺寸选用管内径，而外掠平板，定型尺寸选用板长，外掠圆管定型尺寸选用管外径；②由于内流动受到流动空间的限制，除流动入口段以外，边界层理论不适用于流动充分发展段，因此不能采用数量级分析的方法简化对流换热微分方程组；③边界条件的描述也不相同，内流问题应考虑流动与换热的对称性。
二、计算题
7． 外掠平板的边界层的动量方程式为：
）导出边界层的动量积分方程。 【答案】动量方程左右两端从y=0到
积分，
展开有，
当故
因为
所以
又
由连续性方程
有，
代入式（6）有，
将式（7）代入式（5）有，
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试求：沿y 方向作积分（从y=0到
时，因此，
根据式（8）整理得到，
8． 有一输送液化天然气的长管道，管内液化天然气的温度为—125℃。管道外直径为89mm ，其外敷设导热系数为温层之间的对流换热系数为温度相同。
【答案】此题为通过圆筒壁的传热过程。由题意知：
则：
9． 温度
【答案】
10．有两平行黑表面相距很近，它们的温度分别为1000℃和500℃。试计算它们的辐射换热量。当“冷”表面温度增至700℃，则辐射换热量变化多少？如果它们是灰表面，发射率分别为0.8和0.5, 它们的辐射换热量又为多少？
【答案】由于两平行黑表面相距很近，可忽略两表面间四周的辐射热损失，认为彼此的辐射角系数为1, 计算时须将摄氏温度换算为绝对温度。两平行黑表面，单位面积的辐射换热量为:
当“冷”表面温度增至70CTC 时:
变化量:当两表面均为灰表面时:
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厚度为100mm 的保温层。环境气温为25℃，管外空气与保
试计算单位管长的热损失。假设管外壁温与管内流体
的空气外掠的平板，平板长为0.3m ，宽为0.5m ，已知试求对
流换热量（不计板宽的影响）。