2018年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之传热学考研核心题库
● 摘要
目录
2018年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之传热学考研核心题库（一） ... 2 2018年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之传热学考研核心题库（二） ... 9 2018年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之传热学考研核心题库（三） . 17 2018年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之传热学考研核心题库（四） . 25 2018年中国科学技术大学研究生院科学岛分院833热工基础之传热学考研核心题库（五） . 32
一、简答题
1． 在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s 。从传热学角度，你认为此值可信吗？
【答案】
根据时间常数定义
在一定条件下
可以认为是常数，但表面传热
系数h 却是与测温元件与被测物的换热条件有关。因此，对该说明书上表明的时间常数值要进行具体分析，不能盲目相信。
2． 写出基尔霍夫定律的数学表达式，说明其含义及适用条件。
【答案】
表明善于吸收的物体必善于发射，反之亦然。适用条件:实际物体与黑体投
射辐射处于热平衡，或者为灰体。
3． 试说明集总参数法的物理概念及数学上处理的特点。
【答案】（1）集总参数法的物理概念是指当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力，而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数；
（2）集总参数法数学上处理的特点：数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程，大大降低了求解难度。
4． 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。
5． 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:
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
射换热量
；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。
6． 空调和制冷用的冷却器，其管外装的肋片往往制成百叶窗式肋片，如图所示。试问肋片做成这种形式的意义？
图
【答案】空气流过平直肋片时，随着流程的增长，边界层会增厚，表面传热系数会减小。将其做成百叶窗式，可使流体流经肋片的边界层破坏，使边界层减薄。同时，流体脱离百叶窗式肋片后产生分离状扰动。这些均能强化传热。
二、计算题
7． 一外径
的蒸汽管道，蒸汽温度为400℃。管道外包了一层厚0.065m 的材料A ，测得
的材料B 。测得材料B 的外表面温度为30℃，
其外表面温度为40℃，但材料A 的导热系数无数据可查。为了知道热损失情况，在材料A 外又包了一层厚0.02m ，导热系数
内表面温度为180℃。试推算未包材料B 时的热损失和材料A 的导热系数
【答案】蒸汽凝结传热热阻和金属壁导热热阻可以忽略，对于绝热材料B :
则：
未包材料B 时的热损失：
8． 流量为为
:
【答案】
的冷却水，在内径为12mm 的铜管冷凝器内流过，水的进口温度为27℃, 出口
温度为33℃，管壁温度维持50℃, 求管长应为多少？已知30℃时水的物性参数
所以有:
根据热平衡，有:则有:
不必修正。
所以有:
9． 如图所示，在晴朗的夜晚，天空的有效辐射温度可取为-70℃。假定无风且空气与聚集在草上的露水间的对流换热表面传热系数为
试计算为防止产生霜冻，空气所必须具有的
最低温度。计算时可略去露水的蒸发作用，且草与地面间无热传导，并取水的发射率为1.0。
图
【答案】露水与太空间因辐射换热失去热量，与空气间因对流换热获得热量，热平衡时，得热量应等于失热量。为了防止霜冻，露水表面温度必须满足
已知
:
，
的条件。