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一、问答题

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 “热对流”与“对流换热”是否为同一现象？试以实例说明．。对流换热是否属于基本的传热方式？

【答案】（1）热对流与对流换热是两个不同的概念，属于不同现象。

（2）其区别为:①热对流是传热的三种基本方式之一，而对流换热不是传热的基本方式；②对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用，由于流体质点间的紧密接触，热对流也同时伴随有导热现象；③对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动。

（3）工程中流体与温度不同的固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热。

3． 温度为T 的灰体，其有效辐射是否有可能大于同温度下的黑体福射？

【答案】有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和，反射部分越大，有效辐射也越大，因此，完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。

4． 用厚度为的2块薄玻璃组成的具有空气夹层的双层玻璃窗和用厚度为的1块厚玻璃组成的单层玻璃窗传热效果有何差别？试分析存在差别的原因。

【答案】（1）两玻璃窗传热效果的差别:双层玻璃窗的传热效果比单层玻璃窗差。

（2）存在差别的原因:双层玻璃窗增加了空气夹层，通常夹层厚度远小于窗的高度，自然对流难以展开，且空气的导热系数很小，因此増加了空气层热阻，传热系数比单层玻璃窗更小，保温效果更好。

5． 从传热角度解释冬天室内散热器应该放置的合理位置。

【答案】冬天室内散热器应放置在相对较低的位置，这种情况下，散热器周围空气形成自然对流，被加热的空气密度减小向上浮升，从而整个房间的空气都被加热；散热器尽量放置在靠近外墙、外窗处，这样室外冷空气进入室内后即被散热器加热，保证流过室内的空气为热空气，不至使人产生吹冷风的感觉。

6． 何谓物理现象相似？两个对流换热现象相似的条件是什么？相似原理对解决传热问题有何意义？

【答案】（1）物理现象相似的定义：如果同类物理现象的所有同名的物理量在所有对应瞬间、

对应地点的数值成比例，则称物理现象相似。

（2）物理现象相似的条件：①司类物理现象；d 单值性条件相似；③司名已定特征数相等。 （3）相似原理是指导如何对传热问题进行实验研究的理论，回答了3个问题：①何安排实验；②如何整理实验数据；③实验结果的应用范围。

二、计算题

7． 有一台套管式换热器，在下列条件下运行，传热系数保持不变:冷流体质量流量为0.125kg/S，比定压热容为

定压热容为2100J/

【答案】（1）

（2） 入口温度40℃，出口温度95℃。热流体质量流量仍为0.125kg/s, 比入口温度210℃。试求:（1）最大可能传热量；（2）效能；（3）为减 少面积，换热器应按逆流还是顺流方式运行，这2种方式下传热面积之比为多少？

（3）由于逆流具有最大的对数平均温差，因此换热器应按逆流方式运行。

8． 试推导图所示二维稳态导热拐角节点（i ，j ）有限差分方程式。已知右侧壁绝热，顶端处于温度为

格，换热系数为h 的冷流体环境同时受到外界热辐射材料导热系数

照射。有内热源网

图 外部拐角节点示意图

【答案】针对节点（i ，j ）建立热平衡关系式，得

取整理得：

9． 某一维导热平板，无内热源，稳态条件下，平板两表面温度分布分别为

围内导热系数与温度的关系为

【答案】

分离变量，积分得：

在这个温度范求平板内温度分布。

代入边界条件

，

10．无内热源，常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为x=0，y=1处的温度是随时间增加逐渐升高，还是逐渐降低。

【答案】常物性无内热源二维物体的导热微分方程式：

由某一瞬时的温度分布得：

试说明该导热物体在

代入微分方程式得：

即该导热物体在x=0，y=l处的温度是随时间增加逐渐升高。