2018年安徽工业大学能源与环境学院813传热学考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的办法，但发现效果并不明显，试分析原因。
【答案】冷油器中由于油的粘度较大，对流换热表面传热系数较小，占整个传热过程中热阻的主要部分，而冷却水的对流热阻较小，不占主导地位，因而用提高水速的方法，只能减小不占主导地位的水侧热阻，效果不明显。
2． 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
3． 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）。
【答案】（1）有以下换热环节及传热方式:由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换热（强制对流）；由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；
（2）由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。
4． 为什么珠状凝结的表面传热系数比膜状凝结的高？
【答案】由于珠状凝结时表面不易形成凝结液膜，相比膜状凝结没有液体膜层热阻，蒸气直接与冷壁面接触，因而表面传热系数高。
5． 迪图斯-贝尔特公式采用什么方式来修正不均匀物性场对换热的影响？请分析修正方法的合理性。
【答案】（1）迪图斯坝尔特公式的两个表达式为：
式中，用
n=0.4；n=0.3。 来修正不均匀物性场对换热的影响。当加热流体时，当冷却流体时，
（2）修正方法的合理性：显然，加热液体时由于壁面附近液体黏性降低，边界层内速度分布 变得平缓，速度梯度增大；同理温度梯度也增大，h 増大，n 取0.4是合理的，符合h 增大的特征。
6． 对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，说明边界层内垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。
【答案】
设流体的来流速度为
在边界层内
的变化范围为
的变化范围为
根据连续方程有
平板的长度为
边界层厚度为
由边界层理论知
的变化范围为
利用量级分析有：
的变化范围为
即
所以
垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。
二、分析题
7． 何谓管内受迫流动换热的热进口段和热充分发展段：以管长方向为横坐标x 、局部表面传热系数为纵坐标，在直角坐标中示意地画出
图1为层流
的变化规律曲线。
的变化规律示意曲线。如下，
，在热充分发展段
，
【答案】热边界层在管中心汇合前称为热进口段，汇合后称为充分发展段。
的变化规律示意曲线，图2为湍流
，
热边界层厚度
图所示，如果是层流，
那么在热进口段随着趋向于一个稳定值。
；如果是湍流，则会因为湍流的扰动与混合作用使局部表面传热系数有所提高，再逐渐
图
1
图2
37两块壁温均恒定为的竖直平壁a 和b 放置在空气温度为的环境中冷却，两壁自然对流流态均为层流，但a 壁高度等于b 壁高度的两倍。求两壁自然对流表面传热系数的比值分析和不相等的原因。
答:根据大空间自然对流实验关联式把
代入上式，可得：
由于两块壁自然对流的定性温度相同，所以
由于两壁自然流态均为层流，所以随着壁高度的増加，自然对流表面传热系数逐渐减少。因为
，所以
。
为定值，可得：
，由于自然对流流态为层流，所以取n=l/4。
，并
三、计算题
8． 试列出极坐标系中的二维、稳态、常物性、有均匀内热源方程（图）。
的导热问题节点（i ，j ）的离散
图 极坐标系网格示意图
【答案】对节点（i ，j ）建立热平衡关系式，得
9． 下面为两个第三类边界条件的表达式：
你认为哪一个式子是正确的？
【答案】图给出了热流密度和温度梯度的方向示意，温度梯度的方向与热量传递方向相反。 因此：
正确。