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一、填空题

1． 管内强迫对流换热，一般来说，流体的导热系数变大，表面换热系数_____，流体的粘度变大，表面换热系数_____。

【答案】变大；变小

【解析】以管槽内湍流强制对流传热为例，对于常规流体，最普遍的关联式为：

根据雷诺数定义可知：根据普朗特数定义可知：根据努塞儿数的定义式可知：

。

。

n=0.4） （假设是热流体，。

。

代入传热关联式，整理后可得对流传热系数为：

由上式可知，如果流体的导热系数变大，则表面换热系数变大；如果流体的粘度变大，表面换热系数变小。

2． 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

3． 在热流给定的传热过程中，传热系数增加一倍，冷热流体间的温差是原来的_____。

【答案】一半

【解析】根据传热方程式

在热流一定的情况下，传热系数A 增加一倍，由于A 保

持不变，所以冷热流体间的温差是原来的一半。

4． 灰体是指具有_____性质的物体。

【答案】光谱吸收比与波长无关

5． 流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会_____，这是由于_____。

【答案】增大；流体流过弯曲管道或螺旋管时，加强了流体的扰动与混合，引起二次环流而强化换热

6． 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；

7． 自然对流在_____条件下发生自模化现象，此时表面传热系数与_____无关。

【答案】湍流；特征长度

8． 已知热流体进出口温度分别为

表示）

【答案】

，冷流体进出口温度为

，当换热器顺流布置时，

对平均温差表达式为_____; 当换热器逆流布置时，其对数平均温差表达式为_____。（请以

【解析】不论顺流、逆流，平均温差可以统一用以下计算式表示:对于顺流布置来说，最大温差、最小温差为

:所以对流平均温差表达式为:

对于逆流布置来说，最大温差、最小温差为

:所以对流平均温差表达式为:

9． 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

得热阻为：R=0.01K/W。

把代入上式，可

10．无量纲组合

叫_____，它的物理意义是_____。

【答案】普朗特数；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度

二、简答题

11．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。

12．从泡态沸腾机理分析，为什么大容器核态沸腾时，沸腾液体具有一定的过热度？

【答案】气泡处于既不长大，又不缩小的平衡状态时，必须满足的力平衡条件和热平衡条件分别为:

当忽略液柱静压差时，

由热平衡条件可知，

与

对应的饱和温度为

令

与

对应的蒸气饱和温度为

由于

可以看出，沸腾液体总是具有一定的过

热度

13．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖好，还是多孔的空心砖好? 为什么？

【答案】（1）在寒冷的北方地区，建房用砖采用多孔的空心砖好。 （2）因为在其他条件相同时，实心砖材料的导热系数约为满着静止的空气，空气在纯导热（即忽略自然对流）时导热系数约为

而多孔空心砖中充

可见，空

心砖是很好的绝热材料。寒冷地区建房用多孔空心砖好。

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。