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一、简答题

1． 什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关？什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素相关？它们之间有什么区别？

【答案】物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力之比，它与物体的种类、表面特征及表面温度相关。物体表面的吸收率是表面对投入辐射的吸收份额，它不仅与物体的种类、表面特征和温度相关，而且与投入福射的能量随波长的分布相关，也就是与投入福射的发射体的种类、温度和表面特征相关）。比较两者的相关因素不难看出它们之间的区别，概括地说黑度是物体表面自身的属性，而吸收率确不仅与自身有关情况有关还与外界辐射的情况紧密相连。

2． 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。

3． 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

4． 扩展表面中的导热问题可以按一维问题处理的条件是什么? 有人认为只要扩展表面细长，就可按一维问题处理，你同意这种观点吗？

【答案】（1）扩展表面中的导热问题可以按一维问题处理的条件是扩展表面细长，且导热系数大；

（2）不同意，表面传热系数相对较小的条件下（

5． 解释边界层中

【答案】边界层中

的物理意义。

的物理意义是指沿壁面法线方向压强p 并不发生变化，边界层外主

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）才可以按一维问题来处理。

流区压强变化的规律可推广应用到边界层内。

6． 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。

二、计算题

7． 外掠平壁层流边界层稳态流动，取无量纲坐标求相似解的无量纲动量方程，并写出相应的边界条件。

【答案】动量微分方程和相应的边界条件为：

已知

⑴

上式中，

（3）（4）（5）

代入动量微分方程，得：

无量纲流函数

试推导

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整理后的无量纲动量方程为：

8． 某受迫对流换热设备，其中空气的流速为0.5m/s，空气的平均温度多大才能保证模型中的换热过程与原型的相似？

空气的物性如下：

【答案】要使两模型中的换热过程相似，必须保证同名已定准则数相等，即：

但因为工质均为空气，近似不变；又因为换热为强制对流换热，所以自然对流的影响可忽略，

可不考虑。故只需保证

即：

将

因此可得：

9． 一矩形保温柜的外保温层是双壁为镀银的夹层结构，夹层空隙很小。外壁内表面温度为-10℃, 内壁外表面温度

为90℃，镀银壁面的发射率为

试计算:（1）系统黑度；（2）单位可认为是无限大平行表面间的辐射换热

面积容器壁辐射换热的散热量。

【答案】（1）由于容器夹层的间隙很小，即问题，则两平板的角系数为

则系统黑度:

（2）容器壁散热量:

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，现在拟用特征

尺寸缩小成1/5的模型进行实验研究，模型中的空气平均温度为40℃，试问:模型中的空气速度为

代入上式，得：