2018年武汉科技大学材料与冶金学院843传热学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、名词解释
1． 对流换热
【答案】对流换热是指由于流体的宏观运动，从而流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。
2． 角系数
【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数。
3． 流动边界层和热边界层。
【答案】流动边界层是固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层；热边界层是固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层。
二、推导及问答
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． 在青藏铁路建设中，采用碎石路基可有效防止冻土区的冻胀和融降问题，为什么？
【答案】碎石路基中的空隙可以有效阻止热量自上而下的传递，而能顺利地将冻土层的热量自下而上的传递。其原因是:空隙内的空气的自然对流能将下方的热量传递到上方，而不能将上方的热量传递给下方，即路基中热量只能单向传递，这样就可以维持路基下冻土层的常年冻结。
6． 有人认为，当非稳态导热过程经历时间很长时，采用诺谟图计算所得的结果是错误的。其理由是：诺谟图表明，物体中各点的过余温度的比值仅与几何位置及看法？请说明其理由。
【答案】这种看法不正确，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变，但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
7． 试述数和数的区别。
【答案】
数中的为流体的导热系数，
为影响边界层厚度的几何尺寸。
数反映靠近壁面流体层有关，而与时间无关。但当
时间趋于无限大时，物体中各点的温度应趋近流体温度，所以两者是有矛盾的。你是否同意这种
数中的为物体的导热系数，为固体壁（如壁厚等）的某一尺寸；
的导热热阻与对流换热热阻的相对大小；数反映物体内部的导热热阻与外部的换热热阻之间的
相对大小。
8． 在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s 。从传热学角度，你认为此值可信吗？
【答案】
根据时间常数定义
在一定条件下
可以认为是常数，但表面传热
系数h 却是与测温元件与被测物的换热条件有关。因此，对该说明书上表明的时间常数值要进行具体分析，不能盲目相信。
9． 何谓物理现象相似？两个对流换热现象相似的条件是什么？相似原理对解决传热问题有何意义？
【答案】（1）物理现象相似的定义：如果同类物理现象的所有同名的物理量在所有对应瞬间、对应地点的数值成比例，则称物理现象相似。
（2）物理现象相似的条件：①司类物理现象；d 单值性条件相似；③司名已定特征数相等。 （3）相似原理是指导如何对传热问题进行实验研究的理论，回答了3个问题：①何安排实验；②如何整理实验数据；③实验结果的应用范围。
三、计算题
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：
0.1m 处最低温度：
滞后时间：
地
11．在一个大的加热导管中，安装一个热电偶以测量通过导管流动的气体温度。导管壁温为425℃，热电偶所指示的温度为170℃, 气体与热电偶间的表面传热系数为料的发射率为0.43，问气体的温度是多少？
【答案】分析传热过程，热电偶与管壁之间因辐射换热而获得热量，与流体之间因对流换热而损失热量，当得热量等于失热量时达到热平衡状态，此时热电偶的温度保持不变。
由题可知:
热平衡方程为:
式中，A 为热电偶传热面积。代入数据得:
12．进口温度为的流体流壁温为比定压热容为换热量为:
【答案】
设流体出口温度为U ,
平行平板通道截面宽度为W ,
两板间距为
周边长度为
常数的平行平板通道，通道长为L ，流体质量流量为M ，
，热电偶材
设流体与平板间的表面传热系数h 为常数，试证明流经该通道后流体与平板间的
。由热平衡方程式可得:
由题意知:
常数
从0〜L 积分得:
故