2017年苏州大学传热学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 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，
2． 饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数是否也增加？为什么？
【答案】在自然对流区和核态沸腾区，随着壁面过热度热系数是增加的，因随增加。
当进一步提高再提高
时，进入过渡沸腾区。这时，由于的增加，在加热表面上形成一层汽膜，汽
膜的导热系数较小，热阻增加，致使沸腾换热表面传热系数下降。
进入稳定膜态沸腾区，加热表面上形成稳定的汽膜层。这时汽化只能在汽-液交界
面上进行。汽化所需热量靠导热、对流、辐射通过汽膜传递。因这时壁温很高，辐射热量急剧增加，沸腾换热表面传热系数又随的増加而增加。
3． 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。
4． 试说明
数的物理意义。
及
，因
各代表什么样的换热条件？有人认为，
，则
。代表了
的增加，沸腾换热表面传
的増加产生汽泡的核心数增加，汽泡对流体的扰动剧增，表面传热系数
其单位为W （kW ）,
是单位时间内
q 是单位时间内通过单位面
绝热工况，你是否赞同这一观点，为什么？
【答案】（1）（2
）①求解；②
（3）认为
数的物理意义是物体内外热阻之比的相对值。
时说明传热热阻主要在边界，内部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析时，说明传热热阻主要在内部，可以近似认为壁温就是流体温度。
代表绝热工况是不正确的，
的工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，
而绝热工况下边界热阻无限大。
5． 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？
【答案】因为强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大些，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。
皮手套和护膝，由于透气性差、导热系数小，增加了传热热阻，降低了散热量，从而起到保护作用。
6． 简要画出大空间沸腾换热的沸腾曲线，简述大空间沸腾换热的主要过程与机理。
【答案】如图所示。
水在1个大气压下大空间沸腾换热的沸腾曲线如图所示。随着壁面过热度的増高，出现4个换热规律不同的区域。
（1）自然对流沸腾:沸腾温差很小，壁面上只有少量气泡产生，而且气泡不能脱离壁和上浮，看不到沸腾的现象，热量依靠自然对流过程传递到主体。
（2）泡态沸腾:B 点后开始产生大量气泡。气泡在壁上生成、长大，随后因浮力作用而离开壁。由于气泡大量迅速的生成和它的激烈运动，换热强度剧增，热流密度急剧增大，直到达到热流密度的峰值。
（3）过渡态:C 点后，生成的气泡过多，在加热面上形成气膜，开始时是不稳定的，气膜会突然裂开变成大气泡离开壁，阻碍了传热，换热状况恶化。
（4）膜态沸腾:壁面全部被一层稳定的气膜所覆盖，气化只能在气膜与液的交界面上进行，气化所需要的热量靠导热、对流、辐射通过气膜传递。此时壁温很高，辐射换热随热力学温度4次方急剧增加，D 点后热流密度又继续回升。
图 大空间沸腾换热的沸腾曲线
二、计算题
7． 试列出极坐标系中的二维、稳态、常物性、有均匀内热源方程（图）。
的导热问题节点（i ，j ）的离散
图 极坐标系网格示意图
【答案】对节点（i ，j ）建立热平衡关系式，得
8． 试求水在水平蒸发器管面上沸腾时的表面传热系数。管外径d=38mm，为
【答案】采用米洛耶夫公式计算。
9． 对于一维无内热源无限大平板的稳态导热，平板左侧面绝热，右侧面温度为50°C ，请问平板左侧面和中间截面的温度各为多少，为什么？
【答案】均为50°C 。因为利用两个边界条件:x=0时，
时，
10．在
得
所以，平板内的温度分布为t=50。
时，垂直空气夹层的换热过程相当于纯导热过程，试求在这种情况下导热量为最
）。
q 降低，，由此可见，增大，当
得:
，绝对压强
，积分得:
得
小时的夹层厚度及导热量（已知
【答案】对于纯导热过程，但仅当
由
时，
时