2017年河北工业大学931专业综合(Ⅰ)(燃烧、传热与清洁能源技术方向)之传热学考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 试说明“无限大”平板的物理概念，并举出一两个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题。
【答案】（1）所谓“无限大”平板，是指其长宽尺度远大于其厚度尺寸，从边缘交换的热量可以忽略不计，当平板两侧温度均匀时，热量垂直于板面方向流动。
（2）薄板两侧均匀加热或冷却，以及炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。
2． 两块厚度相同的无限大平壁，分别由金属铜和木头制成。若保持其两侧表面温度对应相等，那么，在常物性、稳态导热的情况下两平壁内的温度分布是否相同？为什么？
【答案】相同。因为对于常物性、无内热源的无限大平壁的稳态导热，第一类边界条件下其温度分布仅取决于边界温度，而与材料的导热系数无关。
3． 用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。
【答案】（1）选用导热系数更小的材料作套管； （2）尽量增加套管高度，并减小壁面导热系数； （3）强化套管与流体间的换热； （4）在储气筒外包以保温材料。
4． 温度为T 的灰体，其有效辐射是否有可能大于同温度下的黑体福射？
【答案】有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和，反射部分越大，有效辐射也越大，因此，完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。
5． 如何强化膜状凝结换热，试举出一个强化水平管外凝结换热的例子。
【答案】强化膜状凝结换热基本原则是尽量减薄粘滞在换热表面上的液膜厚度；实现方法:用各种带尖峰的表面使在其上冷凝的液膜减薄，以及使已凝结的液体尽快从换热表面上排泄掉。如利用沟槽管，使液流在下排过程中分段排泄。
6． 有人对二维矩形物体中的稳态、无内热源、常物性的导热问题进行了数值计算。矩形的一个边绝热，其余三个边均与温度为的流体发生对流换热，这样能预测温度场的解吗？
【答案】根据所给边界条件，可以判断该物体没有热流，所以物体各点温度均为tf 。
二、计算题
7． 如图所示，为了得到热水，导热系数为
附注：
（1）管内湍流强制对流换热实验关联式为：冷却
（
）。
2
）
60
℃
时
的水蒸气在管外凝结，其表面传热系数
冷却水在盘管内流动，流速为0.8m/s，黄铜管外径为18mm ，壁厚为1.5mm ，
盘管的弯曲半径为90mm 。冷水进换热器时的温度为25℃，加热到
95℃。试求所需的换热面积及盘管长度。不计管内入口效应修正及温差修正。
（流体被加热
水
的
物
性
流体被
：
（3）弯管修正系数：
图
【答案】（1）求管内表面传热系数。 定性温度：查物性可知
，则
为揣流。因此有：
（2）传热量：
（3）对数平均温差：（4）传热系数：
（5）换热面积及管长：
8． 一换热器管内侧流过的水的对流换热表面传热系数为热表面传热系数为料的导热系数为
【答案】水侧对流换热热阻:制冷剂侧对流换热热阻:管壁的导热热阻:总热阻为:传热系数:
9． 在
时，垂直空气夹层的换热过程相当于纯导热过程，试求在这种情况下导热量为最
）。
q 降低，，由此可见，增大，当
得:
10．有一架空蒸汽管道，管道内径为
有空气以2m/s横掠管道，温度为10℃。求：
（1）管内对流表面传热系数。 （2）管外对流表面传热系数。
（3）每m 蒸汽管道的总热阻及表面传热系数。 （4）每小时每米蒸汽管道的散热量。
，管外侧制冷剂的换管内径为50mm 。管子材
已知换热管子壁厚为
试计算各部分热阻和换热器的总传热系数。
小时的夹层厚度及导热量（已知
【答案】对于纯导热过程，但仅当
由
时，
时
管壁厚度5mm ，其导热系数为外包有
的保温材料，厚度为40mm ，管道内流有130℃的干饱和蒸汽，流速为41m/s；外
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