2017年上海应用技术学院机械设计及理论819传热学考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 肋壁总效率的数学表达式为_____。
【答案】
，其中，
为两个肋片之间的根部表面积，为肋片的表面积，为
肋效率
2． 锅炉炉墙外墙与大气间的换热是_____。
【答案】对流换热 3．
数中，表示_____, 表示_____。
【答案】流体导热系数；特征长度
4． 临界热绝缘直径_____，其意义为_____。
【答案】
；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
量为最大值
5． 如果在一根加热水的管子里（管内水被加热）结了一层水垢，其他条件不变时，管壁温度与无水垢时相比将_____。
【答案】升高
【解析】根据传热基本方程式可知:数为
。
。由于管内水与外界环境的温差
。
。设结水垢前后传热量分别为
，传热系
由于结水垢后传热热阻增加，因而传热系数减小，
即相等，所以结水垢前后的传热量大小关系为:
设结水垢前后的管壁温度分别为程，可知:
由
可得:
，利用热阻分析法分析热水与管壁之间的对流传热过
。综上，在其他条件不变的情况下，结水垢后管壁温度与无水垢管壁温
度相比较升闻了。
6． 流体刚入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长_____，这是因为_____。
【答案】减少；热边界层厚度沿着管长增加，而热量传递的区域主要集中在热边界层之内
7． 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。
8． 漫辐射是指_____。
【答案】各朝向辐射同性, 即满足兰贝特定律的辐射
9． 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。
10．气体辐射的特点是_____；_____。
【答案】气体辐射对波长有选择性；气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的
11．流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会_____，这是由于_____。
【答案】增大；流体流过弯曲管道或螺旋管时，加强了流体的扰动与混合，引起二次环流而强化换热
二、简答题
12．两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。
13．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。
14．什么是非稳态导热问题的乘积解法，该解法使用条件是什么？
【答案】（1）对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法。
（2）非稳态导热问题的乘积解法使用条件是恒温介质，第三类边界条件或边界温度为定值、初始温度为常数。
15．量微分方程
与固体导热微分方程
两者有何区别？什么情况下
能量微分方程可转化为固体导热微分方程？
【答案】（1）区别：①能量微分方程是在流场中取微元体根据能量守恒定律推导得出，固体导热微分方程式是在固体中取微元体根据能量守恒定律推导得出。②前者考虑了热对流过程、导热过程和作用在微元体上的外力对微元体内流体所做的净功，后者仅考虑了导热过程。
（2）当流体静止时，u=0，v=0，此时：
能量微分方程转化为固体导热微分方程。
16．冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？
【答案】因为强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大些，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。
皮手套和护膝，由于透气性差、导热系数小，增加了传热热阻，降低了散热量，从而起到保护作用。
17．以任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面做了哪些基本假设？
【答案】推导角系数的三条假设是:
； （1）换热表面为非凹表面（排除表面自身辐射换热的情况）
（2）换热表面为漫福射表面，即物体发射的定向辐射强度及反射的定向辐射强度与方向无关；（3）物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀，发射率及反射率均匀。
18．为什么太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板不需要做黑色？
【答案】（1）①太阳灶要求吸收太阳辐射的能量要多，而太阳辐射射线的能量主要位于短波范围，最佳的太阳灶受热面应是部分光谱全部吸收
，
，黑色表面有利于吸
；②另一方面太阳灶要求本身辐射出去的能量要尽量少，而太阳灶本身收可见光（属于短波辐射）
辐射出去的能量因温度不是太高主要位于长波部分，粗糙表面能使长波辐射投射到自身而减少辐