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一、填空题

1． 对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用_____流动形式。

【答案】顺流

【解析】因为对于逆流换热器，热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温特别高。所以对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用顺流的流动形式。

2． 气体辐射的贝尔（Bell ）定律是_____。

【答案】

, 其中,

为投射到气体界面x=0处的光谱辐射强度,

为通过一段距

离x 后的辐射强度, 为光谱减弱系数

3． _____的物体叫灰体。

【答案】光谱吸收比与波长无关

4． 如果测的通过一块厚50mm 的大木板的热流密度为为25°C , 则另外一侧的表面温度应为_____.

【答案】

【解析】

根据傅里叶定律可知

计算可得木板导热系数为：

当

时，木板两侧温度差为：

把

。

、

代入，

木板两侧的表面温度分别为40°C

该木板的一侧表面温度

和20°C ，则该木板的导热系数为_____; 若将加热热流密度提高到

因为木板一侧的表面温度为25°C，因而另外一侧的表面温度为65°C。

5． 管内强迫对流换热，一般来说，流体的导热系数变大，表面换热系数_____，流体的粘度变大，表面换热系数_____。

【答案】变大；变小

【解析】以管槽内湍流强制对流传热为例，对于常规流体，最普遍的关联式为：

根据雷诺数定义可知：根据普朗特数定义可知：根据努塞儿数的定义式可知：

。

。

。

n=0.4） （假设是热流体，。

代入传热关联式，整理后可得对流传热系数为：

由上式可知，如果流体的导热系数变大，则表面换热系数变大；如果流体的粘度变大，表面换热系数变小。

6． 半球内壁对底部半圆的角系数为_____。

【答案】

【解析】简单示意图如图所示。

图

根据角系数的相对性, 可得:根据角系数的可加性:根据对称性可知:由上面等式可知:

所以半球内壁对底部半圆的角系数为

。

。其中

,

7． 黑体的温度越高, 其最大辐射力波长越短, 描述这一性质的物理定律叫_____定律。

【答案】维恩位移

8． 在一维稳态传热过程中，每一个换热环节的热阻分别为0.01K/W、5K/W、100K/W，则热阻为_____的换热环节上采取强化传热措施效果最好。

【答案】100K/V

【解析】热阻为100K/W的换热环节在总热阻中占主导地位，它具有改变总热阻的最大潜力。因此，在热阻为100K/W的换热环节上采取强化传热措施效果最好。

9． 肋效率的定义是_____，当肋片高度为_____时肋效率达到100%。

【答案】

；零

10．自然对流在_____条件下发生自模化现象，此时表面传热系数与_____无关。

【答案】湍流；特征长度

11．临界热绝缘直径_____，其意义为_____。

【答案】量为最大值

；当绝缘层外径

时，导热热阻与对流传热热阻之和最小，此时散热

二、简答题

12．用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。

【答案】用一只手握住盛有热水的杯子，手所感受到的是杯子外壁面的温度。不搅拌时，杯中的水与杯子间为自然对流传热，这种情况下的对流传热系数相对较小，杯子外壁面的温度相对较低；当另一只手用筷子快速搅拌热水，水在杯中随着搅拌而旋转，水与杯子间的换热为强制对流换热，对流传热系数增大，水与杯子间的换热量增加，杯子外壁面的温度升高，因此握杯子的手会显著地感到热。

13．什么是热边界层？能量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的简化有何好处？

【答案】流体流过壁面时流体温度发生显著变化的一个薄层。能量方程得以在边界层中简化，必须存在足够大的贝克莱数，即

也就是具有

的数量级，此时扩散项

才

能够被忽略。从而使能量微分方程变为抛物型偏微分方程，成为可求解的形式。

14．采用套管式温度计测量流体温度时为什么会产生测温误差? 如何减小测温误差？

【答案】（1）产生测温误差主要有下列原因:①温度计的感温泡与套管顶部可能存在接触热阻和导热热阻；②套管顶端向根部导热；③套管外表面向流场壁面的辐射换热；④流体与套管外表面的对流换热热阻。稳态时，套管从流体获得的对流热流量正好等于套管向根部的导热和与壁面间的辐射换热量之和。

（2）减小测温误差的措施:①加强测温套管附近流场壁面的保温；②采用尽量长的测温套管；③选用导热系数小的材料做测温套管；④在强度允许的情况下，尽量采用薄壁套管；⑤尽量提高流体与套管的对流换热表面传热系数，并注意不使测温套管端部处于流动死角；⑥在不影响对流换热的条件下，在测温套管外安装遮热板以减少与流场壁间的辐射换热。