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一、填空题

1． 漫辐射是指_____。

【答案】各朝向辐射同性, 即满足兰贝特定律的辐射

2． 流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会_____，这是由于_____。

【答案】增大；流体流过弯曲管道或螺旋管时，加强了流体的扰动与混合，引起二次环流而强化换热

3． 在热流给定的传热过程中，传热系数增加一倍，冷热流体间的温差是原来的_____。

【答案】一半

【解析】根据传热方程式在热流一定的情况下，传热系数A 增加一倍，由于A 保持不变，所以冷热流体间的温差是原来的一半。

4 角系数相对性公式表示可以写成_____, 对于一个非凹封闭系统, 角系数完整性的公式为_____ ．。

【答案】

5． 普朗克定律揭示了_____的单色辐射力按_____变化的分布规律。

【答案】黑体；波长

6．

数中，表示_____, 表示_____。

【答案】流体导热系数；特征长度

7． 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

8． 导热微分方程的推导依据是_____和_____。直角坐标下一维，非稳态、无内热源导热问题的导热微分方程可以表示成_____。

【答案】 傅里叶定律:能量守恒定律:

9． 某一直径为0.1m 、初始温度为300K 的轴，其密度为，导热系数为，比热为541J/（kg ·K ）。将该轴置于温度为1200K 的加热炉中，其表面对流换热系数为

，则其时间常数为_____; 要使其中心温度达到800K ，则放入加热炉内约需要加热

_____分钟（用几种参数法）。

【答案】1059.3s ; 859.02s

【解析】先检验是否可用集中参数法，根据毕渥数的定义可知：

可以采用集中参数法。

根据时间常数的定义可知：

把计算可得时间常数为：、 、d=0.1m代入上式，

根据集中参数法温度场的分析解，可得：

。 把、t=800K、

代入上式，可得：、

10．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

11．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。

。可见，对流换热系数

二、简答题

12．利用肋化换热器来实现水与空气间的换热，若要强化传热，应将肋片加在空气侧还是水侧？为什么？

【答案】（1）为强化传热，应将肋片加在空气侧。（2）原因:与水侧相比，空气侧对流换热系数较小、热阻较大，加肋片后可显著降低传热热阻，提高传热量。

13．两滴完全相同的水珠分别落在120℃和400℃的铁板上，哪一滴先汽化掉，说明原因。

【答案】落在120℃铁板上的水珠先汽化。因为120℃铁板上的水珠在核态沸腾区换热强，400℃铁板上的水珠位于稳定膜态沸腾，热量要经过热阻较大的气膜，换热系数非常小。

14．水和同温空气冷却物体，为什么水的表面传热系数比空气大得多？

【答案】（1）水的导热系数比同温度下空气的导热系数大20多倍，其以导热方式传递热量的能力比空气强；

（2）水的比热容比空气的比热容大得多，

常温下水的

面传热系数比空气大得多。

15．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 ；由于同时存在速度梯度，因此产生了动量传递，传递的动量具体体现为黏性应力

布的相似性说明热量传递与动量传递具有相似性。

（2）雷诺类比适用于Pr=l的流体。

16．什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。

17．写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。 【答案】固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比；壁面上流体的无量温度分布与速度分而空气的两者相差悬殊，水以热对流方式转移热量的能力比空气大得多，因此水的表

纲温度梯度；两者不同之处在于：里面的为固体导热系数，里面的为流体导热系数。

18．用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。

【答案】（1）选用导热系数更小的材料作套管；

（2）尽量增加套管高度，并减小壁面导热系数；

（3）强化套管与流体间的换热；

（4）在储气筒外包以保温材料。