2018年武汉工程大学机电科学与工程学院815传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题
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2018年武汉工程大学机电科学与工程学院815传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（一） . 2 2018年武汉工程大学机电科学与工程学院815传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（二）13 2018年武汉工程大学机电科学与工程学院815传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（三）25 2018年武汉工程大学机电科学与工程学院815传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（四）38 2018年武汉工程大学机电科学与工程学院815传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（五）51
一、简答题
1． 已知导热物体中某点在密度矢量？
【答案】（1）矢量大小:
（2）矢量的方向余弦:
2． 什么叫非稳态导热的正规状况阶段？这一阶段有什么特点？
【答案】（1）非稳态导热的正规状况阶段是指非稳态导热过程进行到一定程度，初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍随时间变化，但各点过余温度的比值已与时间无关，亦即无量纲过余温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。
（2）非稳态导热正规状况阶段的特点：这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。
3． 简述气体辐射的特点。
【答案】气体辐射对波长有选择性；气体辐射和吸收是在整个容积中进行的。
4． 写出基尔霍夫定律的数学表达式，说明其含义及适用条件。 【答案】表明善于吸收的物体必善于发射，反之亦然。适用条件:实际物体与黑体投射辐射处于热平衡，或者为灰体。
5． 什么叫时间常数？试分析测量恒定的流体温度时对测量准确度的影响。
【答案】（1）具有时间的量纲，称为时间常数；
对测量准确度的影响：数值上等于过余温度为初始过余温度三个方向上的热流密度分别为如何获得该点的热流（2）
测量恒定的流体温度时
的0.368
时所经历的时间。
准确度越高。
越小，表示物体热惯性越小，到达流体温度的时间越短。测温元件的时间常数大小对恒温流体的测量准确度没有影响，对变温流体的测量准确度有影响，越小，
6． 试说明用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想。
【答案】用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想是用有限小元体代替微分分析中的无限小微元体，用傅里叶定律写出与周边元体的导热量，由净导热量与内热源量和内能增量之间的能量平衡关系得到节点方程。
7． 灰体表面的有效辐射和本身辐射哪一个大些？
【答案】灰体表面的有效辐射大些。
8． 什么是非稳态导热问题的乘积解法，该解法使用条件是什么？
【答案】（1）对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法。
（2）非稳态导热问题的乘积解法使用条件是恒温介质，第三类边界条件或边界温度为定值、初始温度为常数。
9． 蒸气中含有不凝结性气体，对膜状凝结换热有何影响？为什么？
【答案】蒸气中含有不凝结性气体，会使得膜状凝结换热表面传热系数大大减小。
原因:蒸气中含有不凝结性气体，在靠近液膜表面的蒸气侧，随着蒸气的凝结，蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增加，蒸气抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层，不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力；同时蒸气分压力的下降，使相应的饱和温度下降，
减小了凝结的动力
10．建立图中所示气泡生成的条件。
也使得凝结过程削弱。 ，因，则 。
图
【答案】在液体沸腾过程中一个球形汽泡存在的条件是液体必须有一定的过热度。这是因为从汽泡的力平衡条件得出
们各自对应的饱和温度就不同有饱和温度，那么液体温度
，只要汽泡半径不是无穷大，蒸汽压力就大于液体压力，它又由汽泡热平衡条件有，而汽泡存在必须保持其，即大于其对应的饱和温度，也就是液体必须过热。
二、计算题
11．对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式，两者有什么不同之处？
【答案】对流换热过程微分方程式：
第三类边界条件表达式：
取壁面法线方向为y 方向，
则可见两者的表达形式是一致的。两者的不同之处：（1）为局部值，在方程中是未知量；h 为平均值，在第三类边界条件中是已知量。
（2）对流换热过程微分方程式中
，因边界条件不同而不同，由温度场确定；第三类边界条件表达式中，为已知量，
和为未知量，仍需由温度场确定。
12．图为一扇形区域中的二维、稳态、无内热源的导热问题，
其一侧平直表面维持均匀恒定温度
的表面绝热，其余表面与温度为的环境换热，表面传热系数为，为用数值法确定区
和划分计算区域，节点布置如图所示。假定域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长（不要求整理）
区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点1和7的离散方程（有限差分方程式）。
图
【答案】节点1和7所代表单元的热平衡式依次为：
节点1:
节点7:
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