2017年东北石油大学传热学考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 灰体表面的有效辐射和本身辐射哪一个大些？
【答案】灰体表面的有效辐射大些。
，因
，则
。
2． 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。
3． 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。
4． 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。
5． 冬天，房顶上结霜的房屋保暖性能好，还是不结霜的好？
【答案】（1）同样的室温条件下，房顶上结霜的房屋保暖性能好。
（2）原因是结霜屋顶的热阻更大，使得其外表面温度较低，因而保暖性能好。
6． 在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律？
【答案】（1）对于漫-灰表面（2）当式为
反之则
？在什么情况下？当时，是
时，并不意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律，因为基尔霍夫定律的基本表达
二、计算题
7． 一热电偶的
气流与热电偶之间的表面传热系数为
【答案】时间常数
无量纲过余温度随时间的变化曲线如下图:
初始温度为20℃，将其置于320℃的气流中。试计算在
及
的两种情形下，热电偶的时
间常数，并画出两种情形下热电偶读数的过余温度随时间变化的曲线。
图
8． 用常功率平面热源法对材料的导热系数进行测定，所测试件可被视为一半无限大物体。平面热源的功率为的导热系数。
【答案】该题目为第二类边界条件下的半无限大物体的非稳态导热问题。由题意可得：
以上两式联立求解得
如试件初始温度为15℃，通电加热后，经过300s 试件与平面热源接触表面
处温度测得为20℃，经过360s ，测得距平面热源0.015m 处试件的温度为16.673℃。试求该材料
9． 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：
10．如图所示，假设有一平板置于高速气流中。我们这样来定义它的辐射平衡温度:如果是绝热的，那么平板因气动加热所接受到的能量刚好等于它对环境的辐射热损失，即
这里假定周围环境是无限大的，并且温度为1.0m 宽、发射率为0.8的平板放到马郝数射平衡温度。
平板表面的发射率为
现将一块70cm 长、
地
的风洞中，试计算它的辐
图
【答案】根据
准则判断，沿平板长度方向有两种流态，即
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