2018年安徽工业大学能源与环境学院813传热学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 何为过冷沸腾和饱和沸腾？大容器饱和沸腾曲线可以分为哪几个区域？
【答案】过冷沸腾——大容器沸腾中流体主要部分的温度低于相应压力下的饱和温度，则这种沸腾称为过冷沸腾。
饱和沸腾——大容器沸腾中流体主要部分的温度等于相应压力下的饱和温度，则这种沸腾称为过冷沸腾。
大容器饱和沸腾曲线分为:核态沸腾区、过渡沸腾区和膜态沸腾区。
2． 夏季在维持20°C 的空调教室内听课，穿单衣感觉很舒适，而冬季在同样温度的同一教室内
听课却必须穿绒衣。假设湿度不是影响的因素，试从传热的观点分析这种反常的“舒适温度”现象。
【答案】夏季人体的散热量为:
冬季人体的散热量为:
式中:
射换热量
；分别为夏季和冬季人体的总散热量；分别为夏季人体的对流换热量与辐分别为冬季人体的对流换热量与辐射换热量。
所以在室这种反常的“舒适温度”现象是由于冬夏两季室内的风速变化不大，
因此对流换热量但由于人体与围护结构内壁面的温差冬季远大于夏季，辐射换热量
温相同时，说明人体冬季散热量更多，为维持热舒适，冬季应多穿或者穿厚一些的衣物。
3 “热对流”与“对流换热”是否为同一现象？试以实例说明．。对流换热是否属于基本的传热方式？
【答案】（1）热对流与对流换热是两个不同的概念，属于不同现象。
（2）其区别为:①热对流是传热的三种基本方式之一，而对流换热不是传热的基本方式；②对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用，由于流体质点间的紧密接触，热对流也同时伴随有导热现象；③对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动。
（3）工程中流体与温度不同的固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热。
4． 温度同为20℃的空气和水，假设流动速度相同，当你把两只手分别放到水和空气中，为什么感觉却不一样？
【答案】尽管水和空气的流速和温度相同，由于水的密度越为空气的1000倍，而动力粘度则相差不多，在相同的特征尺度下，所当将手放入水中的以雷诺数要远大于放入空气中的雷诺数，因此，放入水中的努赛尔数大，另一方面，又由于水的导热系数大于空气的导热系数，所以，当
将手放入水中时的对流换热系数远远大于放入空气中的对流换热系数，因此，感觉却不一样。
5． 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。
6． 何谓黑体、白体、透明体、灰体？
【答案】（1）黑体是指能全部吸收外来射线的物体；
（2）白体是指能全部反射外来射线的物体；
（3）透明体是指物体能被外来射线全部透射的物体；
（4）灰体是指物体的单色发射率不随波长而变化的物体。
二、分析题
7． 解释以下现象：同样是-6°C 的气温，在南京比在北京感觉要冷一些。
【答案】本问题可以通过简单的热传导模型，根据热传导公式：
由于南京的空气湿度大于北京，而湿空气的比热大于干空气，由上式可知，相同质量的空气，南京的湿空气吸收的热量大于北京的干空气。所以同样的温度，在南京比在北京感觉要冷。
三、计算题
8． 一房间外墙由双层材料叠合组成。最里面是混凝土结构，厚370mm ; 外面为保温苯板，厚100mm 。已知该房间外墙的内、外壁面温度分别为20℃、-25℃，试求每平方米每小时该外墙的
热损失及两层墙体分界面上的温度。内外层材料的导热系数分别为其中
【答案】由于两层材料分界面的温度未知，这里假设分界面温度为
外层材料的导热系数
. 则由此可求得此时的散热量为：
为材料的平均温度。 则可求得内、
则此时内层材料的换热
则此时外层材料的换热
不符合工程要求。
现反求
1.36 取分界面温度为分别为
此时的热量为：
5%满足工程计算要求。则该外墙的散热量为分界面温度为10℃。
和的管子，且假定流动与 9． 一常物性流体同时流过温度与之不同的两根内径分别为热系数的相对大小。 换热均处于紊流充分发展区域，试比较当流体以同样的质量流量流过两管时，两管内平均表面传
【答案】由题意知，流动与换热均处于紊流充分发展区域，因此，选用公式物性参数及准则均为常数，有
所以，
流体质量流量相同时，即 有
所以，
10．直径为 单位长度电阻为R 、发射率为的金属棒，初始时与温度为的环境处于热平衡状态，后通过电流【答案】
已知棒与环境的表面传热系数为。试导出通电流期间金属棒温度随时间变化的规律，并写出处于新的热平衡状态的条件。（不用求解）