2017年河南理工大学956传热学(同等学力加试)复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 热量、热流量与热流密度有何联系与区别？
【答案】（1）①热量Q ，其单位为J （kJ ）; ②热流量传递的热量，又称传热速率；③热流密度q ，其单位为积所传递的热量。
（2）如记为传热时间，则三者间有如下的关系:
式中，A 为传热面积，
2． 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）
3． 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
其单位为W （kW ）,
是单位时间内
q 是单位时间内通过单位面
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。
4． 当把盛有稀饭的碗放在水盆中冷却时，搅动稀饭和搅动水盆中的水，两种情况下稀饭冷却的速度一样吗？为什么？
【答案】不一样。搅动稀饭冷却速度快（1分）。因为稀饭与水间的传热过程，稀饭侧热阻为主要热阻，要强化换热应首先从稀饭侧入手。而搅动稀饭时稀饭内部形成强制对流，并且各时刻稀饭内的温度基本相同，加大了稀饭外界间的传热湿差，冷却速度快。
5． 写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。
【答案】
固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比；
里面的
壁面上流体的无量 为流体导热系数。
纲温度梯度；两者不同之处在于：里面的为固体导热系数，
6． 写出格拉晓夫准则（数）的表达式及物理意义。
【答案】
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表示流体所受浮升力与粘滞力的相对大小。
二、计算题
7． 如图所示，一外表面绝热的人工黑体空腔，其内壁近似为黑体，并保持均匀的恒定温度。已知空腔上所开小孔的面积为微小面积
（2）小孔试计算由此
引起的测量误差是多少？
小孔的辐射功率为0.25W ，在小孔正前方
处有一个
的辐射敏感元件用来测量小孔的投射福射。试计算: 对微小表面
的投射辐射是多少？
偏离小孔正前方
但微小表面方向不变，
（1）黑体空腔内壁的温度是多少？ （3）若由于安装时发生失误，使微小表面
图
【答案】（1）由人工黑腔的结构，小孔的面积远小于空腔内表面面积，空腔内表面近似为黑体，因此，小孔的辐射可视为空腔温度下的黑体辐射。
（2
）敏感元件上的投射辐射应该等于小孔发射的辐射中到达
位置的那部分，而小孔发射
到敏感元件上的辐射能量可以通过小孔（作为黑体）的辐射强度来计算。根据立体角的定义式和辐射强度的定义式，并考虑到表面法线方向上定向辐射力与辐射强度数量相等的关系，可以计算出敏感元件上的投射辐射。
小孔在法线方向上的定向辐射力为:
微小表面
对小孔所张的立体角:
小孔投射到微小表面的辐射能为:
小孔对微小表面的投射辐射为:
（3）如果敏感元件的位置相对于小孔偏移10°，但方向不变，那么有: 小孔在10°方向上的定向辐射力为:
微小表面
对小孔所张的立体角为:
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小孔投射到微小表面的辐射能为:
测量误差为:
8． 试利用热平衡法导出二维稳态导热：
（1）对流边界外部拐角节点方程式（图a ）; （2）对流边界内部拐角节点方程式（图b ）。
图 拐角节点示意图 （a ）外部拐角；（b ）内部拐角
【答案】（1）针对对流边界外部拐角节点（i ，j ）建立热平衡关系式，得
当网格均分，即
时，有：
当边界绝热时，即h=0，则节点方程简化为：
（2）针对对流边界内部拐角节点（i ，j ）建立热平衡关系式，得
取
得：
当边界绝热时，即h=0，则节点方程简化为：
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