2018年华北电力大学(北京)能源动力与机械工程学院823传热学考研基础五套测试题
● 摘要
一、名词解释
1． 接触热阻，沸腾的临界热流密度，入口效应，黑体，温室效应。
【答案】接触热阻:由于固体表面之间的接触都不可能是紧密的，两壁面之间只有接触的地方才直接导热，在不接触处存在空隙，热量是通过充满空隙的流体的导热、对流和辐射的方式传递的，因而存在传热阻力，称为接触热阻。
沸腾的临界热流密度指核态沸腾时达到的最大热流密度。
入口效应:从管子进口到充分发展段之间的区域称为入口段，入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数比充分发展段的高，且沿主流方向逐渐降低。
黑体是指能吸收投入到其面上的所有热辐射能的物体，是一种假想的物体。
温室效应:大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外辐射出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高。
2． 流动边界层和热边界层。
【答案】流动边界层是固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层；热边界层是固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层。
3． 定性温度
【答案】定性温度是指用以确定特征数中流体物性的温度。
二、填空题
4． 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。
5． 流体刚入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长_____，这是因为_____。
【答案】减少；热边界层厚度沿着管长增加，而热量传递的区域主要集中在热边界层之内
6． 纵掠平板强迫对流换热的能量方程为_____。 【答案】
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7． 写出Pr （普朗特数）的无量纲组合：_____。它的物理意义是_____。 【答案】
；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度
三、判断题
8． 当发生饱和沸腾时，液体主体温度高于大容器壁面温度
【答案】错
【解析】当发生饱和沸腾时，存在壁面过热度，即壁面表面温度与液体饱和温度的温差。
9． 在其它条件不变时，肋片越高，肋效率越低，因此，増加肋片高度会使换热量下降。 （ ）
【答案】错
10．在其他条件不变时，肋片越高，其肋效率越小，因此，增加肋片的高度不一定会使换热量増加。（ ）
【答案】错
11．以恒定热流对管内流动进行加热时，管子截面的平均温度随管长线性増加。（ ）
【答案】对
（ ）
四、简答题
12．在气温为10℃的房间内用细绳吊一段直径均匀的圆柱冰块，过一段时间后，冰块的形状会发生哪些变化？冰块会在绳上完全融化吗？
【答案】由题意知，该冰柱的融化过程相当于竖圆柱的自然对流换热。根据竖壁自然对流换热的机理，由于冰柱壁面温度低于周围空气温度，故流体贴壁向下流动，边界层上部薄而下部厚。局部对流换热系数上部较大而下部较小，因此，虽然冰柱整个会慢慢融化，但是上部融化较快，其形状会变得上部细、下部粗，不等在绳上全部融化完就会掉在地上。
13．用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。
【答案】（1）选用导热系数更小的材料作套管；
（2）尽量增加套管高度，并减小壁面导热系数；
（3）强化套管与流体间的换热；
（4）在储气筒外包以保温材料。
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14．图中是强化相变（凝结、沸腾）传热管示意图，试分析哪一种是凝结传热管，哪一种是沸腾传热管，为什么？
图 凝结（沸腾）传热管
【答案】图（a ）为凝结传热管。利用在表面张力的作用下，尖峰能够减薄液膜的原理，凝结
液会向尖峰中间的凹槽聚集，从而使尖峰处的液膜很薄，同时凹槽的结构有利于迅速排除凝结液。
图（b ）为沸腾传热管。传热管表面形成的众多孔隙结构，最容易产生汽化核心，有利于气泡的形成和发展，进而强化沸腾换热。
15．两物体的温度分别为100℃及200℃，若将其温度各提高450℃并维持其温差不变，其辐射换热热流量是否变化？
【答案】会发生变化。因为物体的辐射力与其热力学温度的四次方成正比，而非一次方成正比。
五、计算题
16．俗语说：“冰冻三尺，非一日之寒”。试根据下列数据计算冬天冰冻三尺需几日之寒。设土壤原来温度为4℃，受寒流影响，土壤表面突然下降到—10℃，土壤物性
：且和不随冰冻变化。
【答案】本题属第一类边界条件下的半无限大物体的非稳态导热问题。
得
由题意 所以：
17．—种测定物体黑度（发射率）的简便方法如下:用被测材料做一球体，其中装入电加热器及测定表面温度的热电偶，然后把该球体放入一个非常大的抽真空的容器内。设球直径为4cm , 球表面
，温度为400℃且均匀大容器壳体温度为0℃, 表面发射率为0.6, 在稳态下球内电功率消耗为40W ,
试计算此时球体表面的黑度。
【答案】用1代表球体，用2代表外壳。因为外壳非常大，面积
部包裹，所以角系数
第 4 页，共 32 页 由于外壳将球体全
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