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一、填空题

1． 强制对流换热系数大小与流体的物性有关，影响它的流体物性有_____。 【答案】

【解析】分析流体物性对强制对流换热系数大小的影响，需要考查相适用的实验关联式。以管槽内湍流强制对流传热为例，Dittus-Boelter 公式为最普遍的关联式：

其中

，整理后可得：

。 由上式可知，影响强制对流换热系数大小的流体物性有：

2． 导温系数描述了物体_____的能力。

【答案】传播温度变化的能力

3． 确定导热微分方程的定解条件中有边界条件，常用的有三种：

第一类边界条件为_____;

第二类边界条件为_____;

第三类边界条件为_____。

【答案】规定了边界上的温度值；规定了边界上的热流密度值；规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数以及周围流体的温度t f 。

4． 写出Pr （普朗特数）的无量纲组合：_____。它的物理意义是_____。 【答案】；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度

5． 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。

6． 凝结换热的两种形式是_____和_____。

【答案】珠状凝结；膜状凝结

7． 换热器的热计算方法主要有_____和_____。

【答案】平均温差法；传热单元数法

8． _____的物体叫灰体。

【答案】光谱吸收比与波长无关

9． 管束强迫对流换热的排列方式主要有_____、_____两种。

【答案】叉排；顺排

10．换热器效能的定义是_____，其物理意义是_____。 【答案】

【解析】换热器的效能；换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 定义为:。式中，分母为流体在换热器中可能发生的最大温差值，而分子则为冷流体或热流体在换热器中的实际温度差值中的大者。

11．在相同的流体进出口温度下，换热器采用_____流动型式有可能获得最大的对数平均温差。

【答案】逆流

二、简答题

12．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

13．传热学中通常把“管内流动”称为内部流动，将“外掠平板”、“外掠圆管”称为外部流动，试说明它们的流动机制有什么差别。这些对流换热问题的数学描述有什么不同？

【答案】（1）它们的流动机制的差别在于管内流动，其流体的发展受到管内空间的限制；而外掠平板或外掠圆管，其流体的发展不受外界的限制。

（2）这两类对流换热问题的数学描述的不同之处在于：①定型尺寸不同，如管内流动，定型

尺寸选用管内径，而外掠平板，定型尺寸选用板长，外掠圆管定型尺寸选用管外径；②由于内流动受到流动空间的限制，除流动入口段以外，边界层理论不适用于流动充分发展段，因此不能采用数量级分析的方法简化对流换热微分方程组；③边界条件的描述也不相同，内流问题应考虑流动与换热的对称性。

14．从泡态沸腾机理分析，为什么大容器核态沸腾时，沸腾液体具有一定的过热度？

【答案】气泡处于既不长大，又不缩小的平衡状态时，必须满足的力平衡条件和热平衡条件分别为:

当忽略液柱静压差时，

由热平衡条件可知，

与

对应的饱和温度为令与

对应的蒸气饱和温度为

由于可以看出，沸腾液体总是具有一定的过热度

15．非稳态导热采用显式格式计算时会出现不稳定性，试述不稳定性的物理含义。如何防止这种不稳定性？

【答案】（1）不稳定性的物理含义是指在显式格式离散方程中，后一时刻的温度取决于前一时刻的温度，同一节点温度前的系数有出现负值的可能性。如果出现负值，就意味着该点温度在前一时刻温度越高，则后一时刻温度将越低，甚至会出现比周围节点温度还要低的现象，这违背了热力学第二定律。

（2）为防止这种导致数值计算不稳定性的现象发生，要求空间网格和时间网格的选取必须满足一定的条件，从而使同一节点的离散系数不出现负值。

16．饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数是否也增加？为什么？

【答案】在自然对流区和核态沸腾区，随着壁面过热度

热系数是增加的，因随

增加。 当进一步提高

再提高时，进入过渡沸腾区。这时，由于的增加，在加热表面上形成一层汽膜，汽膜的导热系数较小，热阻增加，致使沸腾换热表面传热系数下降。 进入稳定膜态沸腾区，加热表面上形成稳定的汽膜层。这时汽化只能在汽-液交界面上进行。汽化所需热量靠导热、对流、辐射通过汽膜传递。因这时壁温很高，辐射热量急剧增加，沸腾换热表面传热系数又随的増加而增加。

17．写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。 【答案】固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比；

里面的为固体导热系数，的增加，沸腾换热表面传的増加产生汽泡的核心数增加，汽泡对流体的扰动剧增，表面传热系数壁面上流体的无量里面的 为流体导热系数。纲温度梯度；两者不同之处在于：