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一、填空题

1． Pr （普朗特）准则反映_____的准则，它表征了_____的相对大小。

【答案】流体中动量扩散能力与热扩散能力；流动边界层与热边界层

2． 在相同的流体进出口温度下，换热器采用_____流动型式有可能获得最大的对数平均温差。

【答案】逆流

3． 流体在大空间沿竖壁作自然对流换热时，对于紊流工况，其对流换热系数正比于竖壁高度的_____次方。

【答案】零

【解析】根据平板的平均表面传热系数：

与竖壁的高度无关，所以对流换热系数正比于竖壁高度的零次方。

4． 换热器的热计算方法主要有_____和_____。

【答案】平均温差法；传热单元数法

5． 已知一个换热过程的温压为100℃, 热流量为l0Kw ，则其热阻为_____。

【答案】0.01K/W

【解析】设热阻为R ，则根据传热方程式可知

把代入上式，可。可见，对流换热系数得热阻为：R=0.01K/W。

6． 导热集总参数系统的热惯性可由时间常数来描述，其影响因素为_____。

【答案】取决于物体自身的热容量

7． 导温系数描述了物体_____的能力。

【答案】传播温度变化的能力

8． 半球内壁对底部半圆的角系数为_____。 【答案】 以及表面换热条件hA 。

【解析】简单示意图如图所示。

图

根据角系数的相对性, 可得:根据角系数的可加性:

根据对称性可知:

由上面等式可知:

所以半球内壁对底部半圆的角系数为

9． 无量纲组合叫_____，它的物理意义是_____。 。 。其中,

【答案】普朗特数；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度

10．锅炉炉墙外墙与大气间的换热是_____。

【答案】对流换热

11．管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，_____冲刷方式换热更为强烈，这可以解释为_____。

【答案】横向；横向冲刷时，流动除了具有边界层的特征外，还要发生绕流脱体而产生回流、漩涡和涡束

二、简答题

12．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖好，还是多孔的空心砖好? 为什么？

【答案】（1）在寒冷的北方地区，建房用砖采用多孔的空心砖好。

（2）因为在其他条件相同时，实心砖材料的导热系数约为

满着静止的空气，空气在纯导热（即忽略自然对流）时导热系数约为

心砖是很好的绝热材料。寒冷地区建房用多孔空心砖好。

13．掠平壁层流边界层内，为什么存在壁面法线方向（y 向）的速度v?

【答案】y 向的速度v 是由于边界层不断増厚，所排挤掉的流体产生的速度。

而多孔空心砖中充可见，空

14．“对流换热”是否是基本的传热方式，它与“热对流”有何本质上的区别？解释这两种现象并作比较。

【答案】（1）本质上的区别：①通过流体的运动，把热量从一处带往另一处的现象称为热对流，热对流是基本的传热方式；

②当流体与壁面（或分界面）存在温差时，因相对运动而产生的热量传递现象称为对流换热，对流换热不是基本的传热方式。

（2）比较：①对流换热一定具有流体与固体壁面间的相对运动；

②对流换热是导热与热对流的综合作用；

③对流换热非基本传热方式。

15．在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？

【答案】要改善热电偶的温度响应特性，则

（1）需最大限度降低热电偶的时间常数；（2）形状上要降低体面比；（3）要选择热容小的材料；（4）要强化热电偶表面的对流换热。

16．绿色住宅的一种节能方式（夏天少用空调、冬天少用暖气）就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木，试从传热学角度说明大树的作用。

【答案】夏天室内热负荷主要来自太阳辐射，如房屋前截种几棵大树，枝叶繁茂会遮挡阳光，使房屋处于树荫下，可以凉快些，从而减少使用空调。到了冬天，树叶落光，太阳光线可直射到房屋上，因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。这样便可达到节能的目的。

17．以任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面做了哪些基本假设？

【答案】推导角系数的三条假设是:

（1）换热表面为非凹表面（排除表面自身辐射换热的情况）；

（2）换热表面为漫福射表面，即物体发射的定向辐射强度及反射的定向辐射强度与方向无关；

（3）物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀，发射率及反射率均匀。

18．什么是显式格式？什么是显式格式计算中的稳定性问题？

【答案】（1）在非稳态导热的差分分析中，取温度对时间的向前差分，使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布，而不必联立方程求解。这样的差分格式称为显式。

（2）在显式计算中，时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性，选择得不适当会使温度产生震荡，而不收敛于某一数值，这是不符现实的。

19．为什么热量传递和动量传递具有相似性？雷诺类比适用于什么条件？

【答案】（1）通过边界层分析，得到的边界层动量微分方程式和能量微分方程式形式完全一致，且各自对应的边界条件也是相同的，说明边界层中的速度分布和温度分布具有类似的规律。由于边界层中存在温度梯度，因此产生了热量的传递，传递的热量具体体现为热流密度q ；由于