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一、简答题

1． 钢铁表面约500℃, 表面看上去为暗红色；当表面约1200℃时，看上去变为黄色，这是为什么？

【答案】根据普朗克定律所揭示的关系

，随着温度的升高，辐射能量中可见光

所占份额相应增加所至。

2． 绿色住宅的一种节能方式（夏天少用空调、冬天少用暖气）就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木，试从传热学角度说明大树的作用。

【答案】夏天室内热负荷主要来自太阳辐射，如房屋前截种几棵大树，枝叶繁茂会遮挡阳光，使房屋处于树荫下，可以凉快些，从而减少使用空调。到了冬天，树叶落光，太阳光线可直射到房屋上，因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。这样便可达到节能的目的。

3． 对于第一类边界条件的稳态导热问题，其温度分布与导热系数有没有关系？

【答案】导热问题的完整数学描述包括导热微分方程和定解条件。在导热系数为常数的稳态导热问题中，只有第一类边界条件下的无内热源稳态导热问题的分析解才与导热系数没有关系，即导热系数只影响热流量，而不影响温度场。

4． 等温面与等温线的特点？

【答案】（1）温度不同的等温面或等温线彼此不能相交；

（2）在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲，或者就终止于物体的边界上； 线）

（3）等温面或等温线的分布并不一定均匀。

5． 两物体的温度分别为100℃及200℃，若将其温度各提高450℃并维持其温差不变，其辐射换热热流量是否变化？

【答案】会发生变化。因为物体的辐射力与其热力学温度的四次方成正比，而非一次方成正比。

6． 对于竖壁表面的自然对流，当

时，仍有自然对流是因温差引起的，但的流

动边界层区域并不存在温差（温度近似等于），为什么流体仍然存在着流动速度？

【答案】这是由于流体黏性力的拖拽作用，使未被加热的流体沿壁面向上流动的原因。

二、计算题

7． 如图所示，用裸露的热电偶插入汽车排气管测量汽车尾气的温度，热电偶指示值为已知排气管内壁温度头部表面的发射率为为

尾气对热电偶表面的对流表面传热系数

热电偶

试确定尾气的真实温度。如果其他条件不变，在热电偶加以发射率

的小遮热罩，那么热电偶的指示值应为多少？

图

【答案】（1）设汽车尾气的温度为

则热电偶从尾气通过对流换热得到的热量为:

热电偶向排气管内壁辐射放出的热量为:

管壁的面积相对热电偶而言要大得多，可以认为

处于热平衡时，

即:

其中

尾气的真实温度为

（2）当给热电偶加遮热罩时，将有两个传热系统:一是热电偶与遮热罩之间的换热系统，另一个是遮热罩与排气管内壁之间的换热系统。

对于第一个系统，热电偶向尾气吸收热的同时，还要向遮热罩放热，热平衡式为:

考虑致

则:

对于第二个系统，遮热罩从尾气和热电偶吸热，向排气管壁放热，热平衡式为:

因此:

考虑到

有

由于遮热罩温升主要是从尾气吸热造成的，它和热电偶的温差不大，加之式右边第一项，得:

经多次迭代，可求得:

，可得热电偶的测量值:

代入式（1）

经多次迭代计算得，

8． 两平行大平板温度分别为

和

其发射率均为

试计算两者之间单位

和故可忽略上

面积的辐射换热量；如果将两者中间加入一两面发射率不同的大平板，发射率分别为

试计算福射换热减少的百分数。 【答案】

两平行大平板单位面积的辐射换热量为

加入遮热板后，单位面积的辐射换热量为

辐射换热减少的百分数为