2018年南京理工大学能源与动力工程学院835传热学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 若严冬和盛夏时室内温度均维持20℃，人裸背站在室内，其冷热感是否冬夏相同？
【答案】不相同。人体与周围环境的热交换包括对流换热和辐射换热。（1）对流换热，本题可认为对流换热量冬夏差别不大，因为人体温度冬夏基本相同，室内空气温度相同，其自然对流换热系数及换热温差相同，因此对流换热量基本相同；（2）辐射换热，辐射换热量冬夏差别较大，因为冬季围护结构温度比夏季要低得多，因此冬季人体通过辐射散热量要大于夏季，当严冬和盛 夏时室内温度均维持20℃，人裸背站在室内，其冷热感冬夏是不同的，冬季会有明显更冷的感觉。
3． 冬天，房顶上结霜的房屋保暖性能好，还是不结霜的好？
【答案】（1）同样的室温条件下，房顶上结霜的房屋保暖性能好。
（2）原因是结霜屋顶的热阻更大，使得其外表面温度较低，因而保暖性能好。
4． 为什么白天从远处看房屋的窗孔有黑洞洞的感觉？
【答案】因为房屋尺寸比窗口尺寸大得多，外界通过窗口投射到房屋的能量，经房屋内壁多次吸收和反射，再经窗口射出的能量就比较小了，所以白天从远处看房屋窗孔就有黑洞洞的感觉。如果窗口足够小，就是人工黑体模型。
5． 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。
6． 由导热微分方程可见，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。你说对吗？（提示：导热的完整数学描述为导热微分方程和定解条件）
【答案】上述观点不对。因为热扩散率中含有导热系数，而且导热问题的完整数学描述不仅包括控制方程，还包括定解条件，第二或第三类边界条件中都隐含着导热系数的影响。
7． 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。
8． 对于第一类边界条件的稳态导热问题，其温度分布与导热系数有没有关系？
【答案】导热问题的完整数学描述包括导热微分方程和定解条件。在导热系数为常数的稳态导热问题中，只有第一类边界条件下的无内热源稳态导热问题的分析解才与导热系数没有关系，即导热系数只影响热流量，而不影响温度场。
二、计算题
9． 有两块相距甚近且平行放置的大平板，表面温度分别为别为
试计算:
的遮热板，此时两板间的辐射换热量又为
（1）两板之间单位面积上的辐射换热量； （2）若在两板之间插入一块两面黑度均为多少？
【答案】由题意知
，（1）
表面黑度分
（2）
10．在
时，垂直空气夹层的换热过程相当于纯导热过程，试求在这种情况下导热量为最
）。
q 降低，，由此可见，增大，当
得:
小时的夹层厚度及导热量（已知
【答案】对于纯导热过程，但仅当
由
时，
时
11．一换热器管内侧流过的水的对流换热表面传热系数为热表面传热系数为料的导热系数为
【答案】水侧对流换热热阻:制冷剂侧对流换热热阻:管壁的导热热阻:总热阻为:传热系数:
12．流量为为
:
【答案】
所以有:
根据热平衡，有:则有:
不必修正。
所以有:
13．一矩形保温柜的外保温层是双壁为镀银的夹层结构，夹层空隙很小。外壁内表面温度为-10℃, 内壁外表面温度
为90℃，镀银壁面的发射率为
试计算:（1）系统黑度；（2）单位可认为是无限大平行表面间的辐射换
面积容器壁辐射换热的散热量。
【答案】（1）由于容器夹层的间隙很小，即
，管外侧制冷剂的换管内径为50mm 。管子材
已知换热管子壁厚为
试计算各部分热阻和换热器的总传热系数。
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
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