2017年上海理工大学材料科学与工程学院802传热学A考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 自然对流在_____条件下发生自模化现象，此时表面传热系数与_____无关。
【答案】湍流；特征长度 2． 方程
是_____微分方程，式中的参数是_____。
【答案】二维、稳态、无内热源、不可压缩、常物性的对流传热能量守恒；热扩散率
3． 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。
4． 在求解导热热阻时，常碰到变导热系数的情况。当材料的导热系数为温度的线性函数，常取_____下的导热系数作为平均导热系数。
【答案】材料定型温度，即算数平均温度。
5． 无量纲组合
叫_____，它的物理意义是_____。
【答案】普朗特数；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度
6． 已知一个换热过程的温压为100℃, 热流量为l0Kw ，则其热阻为_____。
【答案】0.01K/W
【解析】设热阻为R ，则根据传热方程式可知
得热阻为：R=0.01K/W。
7． 自然对流是指_____。
【答案】不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动
把
代入上式，可
8． 已知热流体进出口温度分别为
表示）
【答案】
，冷流体进出口温度为，当换热器顺流布置时，
对平均温差表达式为_____; 当换热器逆流布置时，其对数平均温差表达式为_____。（请以
【解析】不论顺流、逆流，平均温差可以统一用以下计算式表示:对于顺流布置来说，最大温差、最小温差为
:所以对流平均温差表达式为:
对于逆流布置来说，最大温差、最小温差为
:所以对流平均温差表达式为:
9． 灰体是指具有_____性质的物体。
【答案】光谱吸收比与波长无关
10．导温系数描述了物体_____的能力。
【答案】传播温度变化的能力
11．肋壁总效率的数学表达式为_____。
【答案】肋效率
，其中，
为两个肋片之间的根部表面积，为肋片的表面积，为
二、简答题
12．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖好，还是多孔的空心砖好? 为什么？
【答案】（1）在寒冷的北方地区，建房用砖采用多孔的空心砖好。 （2）因为在其他条件相同时，实心砖材料的导热系数约为满着静止的空气，空气在纯导热（即忽略自然对流）时导热系数约为
而多孔空心砖中充
可见，空
心砖是很好的绝热材料。寒冷地区建房用多孔空心砖好。
13．什么是热边界层？能量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的简化有何好处？
【答案】流体流过壁面时流体温度发生显著变化的一个薄层。能量方程得以在边界层中简化，
必须存在足够大的贝克莱数，即也就是具有的数量级，此时扩散项才
能够被忽略。从而使能量微分方程变为抛物型偏微分方程，成为可求解的形式。
14．非稳态导热物体可以用集总参数法分析的条件是什么？
【答案】导热物体内部导热热阻忽略不计，即任一时刻物体内温度相同。实用判别条件为
：
或
（M 是与物体几何形状有关的无量纲数）
15．分析双层保温杯中从热水到外界环境的传热过程，并提出提高保温性能的措施或途径。
【答案】（1）传热过程:内部水通过向对流换热传热给内层内壁，而后通过导热传给内层外壁，内层外壁通过对流换热及辐射换热传热给外层内壁，内壁通过导热传热给外层外壁，外壁通过自然对流换热与外界空气交换热量。
（2）措施:内、外层间抽真空，内层外壁及外层内壁作表面处理，减小表面发射率，内、外层间加层，相当于加遮热板。
16．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。
17．冰箱长期使用后外壳上易结露，这表明其隔热材料性能下降。
你知道其道理吗？（提示:冰箱隔热材料用氟利昂发泡，长期使用后氟利昂会逸出，代之以空气）
【答案】冰箱隔热材料为用氟利昂作发泡剂的聚氨脂泡沫塑料，其导热系数要比一般保温材料小。由于孔中氟利昂气体导热系数较低，随着使用时间的延长，气孔中氟利昂逐步逸出，环境中的空气取而代之。由于空气的导热系数是氟利昂的
倍，进入空气的隔热材料导热系数增大，
致使冰箱保冷性能下降。
18．用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍安然无恙。而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就被烧坏。试用传热学的观点分析这一现象。
【答案】用错制的水壶烧开水时，由于壶内水与壶内表面之间的对流换热系数远远大于壶外空气与壶外表面间的对流换热系数，根据传热过程的特点，水壶的温度近似等于壶内水的温度，
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