2018年大连理工大学盘锦校区海洋科学与技术学院843传热学考研强化五套模拟题
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一、简答题
1． 利用肋化换热器来实现水与空气间的换热，若要强化传热，应将肋片加在空气侧还是水侧？为什么？
【答案】（1）为强化传热，应将肋片加在空气侧。（2）原因:与水侧相比，空气侧对流换热系数较小、热阻较大，加肋片后可显著降低传热热阻，提高传热量。
2． 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。
3． 为了测量管道中的气流温度，在管道中设置温度计。试分析由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差，并提出减少测温误差的措施。
【答案】（1）为了准确测量管道内气流的温度，必须减少由于干扰项引起的测量误差。高温条件下辐射换热对于气流温度的测量误差可达到8%〜10%，因此必须采取措施去除辐射换热的影响。
（2）减少测温误差的措施:加辐射隔热板。加上辐射隔热板后可将误差减小到0.5%左右（见图）。
图
4． 写出傅里叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。 【答案】体本领的大小；
温度升高的方向，
。其中是热流密度矢量；是导热系数，它表示物质导热是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向是空间某点的温度梯度；号表示热量沿温度降低的方向传递。
5． 什么是时间常数？用热电偶测量温度变化着的气流温度时如何提高测量精度？
【答案】时间常数用热电偶测量温度变化着的气流温度时应尽可能减小时间常数，在热电偶材料一定时，增大对流换热系数，减小体积，增大面积，或减小体积面积比。
6． 叙述理论求解表面传热系数的基本途径。
【答案】对于常物性流体的对流换热问题，温度场与速度场可分别独立求解，属于非耦合问题。理论分析求解表面传热系数的基本途径是：
（1）由连续性方程和动量微分方程结合定解条件求出速度场；
（2）已知速度场后，由能量方程结合定解条件求出温度场；
（3）由对流换热过程微分方程式求出局部表面传热系数；
（4）由积分方式求出平均表面传热系数。
如物性随温度变化，温度场与速度场必须联立求解，属于耦合问题。
二、计算题
7． 对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，从动量方程
界层厚度的如下变化关系式
： 引出边
【答案】由外掠平板的流动的动量微分方程：
由于而由连续性方程：
可知因此，动量微分方程式中个项的数量级如下：
在边界层内，粘性力项与惯性力项具有相同数量级，即
即：因此有：
8． 用热电偶测量管道中气体的温度，热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为
热电偶近似为球形，直径为0.2mm 。计算：插入10s 后，热电偶的过余温度为初始温度的百分之几？已知热电偶材料的导热系数【答案】判断本题能否利用集总参数法：
可用集总参数法。
则10s 的相对过余温度：
9． 一外径为100mm 的钢管横穿过室温为27℃的大房间，管外壁温度为100℃，表面发射率为0.85。试确定单位管长的辐射散热损失。
【答案】本题为空腔与内包壁面间的辐射换热。
因
则
10．在冬季，某个地方一天内大地表面最高温度为8℃，最低温度为—4
℃。已知土壤的
试问地表下0.1m 处的最高、最低温度为多少？达到最高温
度的时间滞后为多少？
【答案】该题目为周期性非稳态导热问题。由题意知，
该地面当天温度波振幅
表下0.1m 处温度波振幅为：
0.1m 处最高温度：
密度比热容 地