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2018年重庆大学动力工程学院875热工学之传热学考研基础五套测试题

  摘要

一、简答题

1. 温度为T 的灰体,其有效辐射是否有可能大于同温度下的黑体福射?

【答案】有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和,反射部分越大,有效辐射也越大,因此,完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。

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. 什么是“半无限大”物体?半无限大物体的非稳态导热存在正规状况阶段吗?

【答案】(1)所谓“半无限大”物体,是指平面一侧空间无限延伸的物体。

(2)因为物体向纵深无限延伸,初始温度的影响就远不会消除,所以半无限大物体的非稳态导热不存在正规状况阶段。

4. 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。

5. 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。

6. 如何理解对流换热过程强弱及对流换热量大小的说法?

【答案】对流换热过程强弱是指传热系数的大小,对流换热的强化与削弱一般从增大或减小传热系数入手。而对流换热量不仅与传热系数有关,还与传热面积、传热温差有关。因此,对流

换热量大,对流换热过程不一定强。

7. 两块厚度相同的无限大平壁,分别由金属铜和木头制成。若保持其两侧表面温度对应相等,那么,在常物性、稳态导热的情况下两平壁内的温度分布是否相同?为什么?

【答案】相同。因为对于常物性、无内热源的无限大平壁的稳态导热,第一类边界条件下其温度分布仅取决于边界温度,而与材料的导热系数无关。

8. 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。

二、计算题

9. 比较60, 50和40℃下干饱和蒸气在水平管外的凝结换热表面传热系数。壁温均保持为20℃, 管外径为20mm , 长1mm ,工质有6种:水蒸气,氨气,面传热系数与工质种类和饱和温度之间的关系。

【答案】各种饱和蒸汽的r 及其t m 下的物性如下表1〜4:

1 和作图显示表

2

3

4

时,

时,

时,

计算结果列表如下表5:

表5计算结果表

根据表列数据,可绘制出:h=f(

10.某砖墙壁厚工质种类)曲线。 已知壁两侧温度分别为

其他参数数值其导热系数为

试计算墙壁的导热热阻和热流密度。如果将壁厚改为

不变,热流密度提高多少?

【答案】砖墙墙壁的导热热阻为

由式

得热流密度为

当墙壁厚度变为

导热热阻

由式(1)得时, 可以看出,热流密度明显提高,其增加率为: