2017年华北电力大学(北京)核科学与工程学院823传热学考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会_____，这是由于_____。
【答案】增大；流体流过弯曲管道或螺旋管时，加强了流体的扰动与混合，引起二次环流而强化换热
2． 黑体辐射的角系数具有三个性质, 它们是:
（1）_____, 数学表达式为_____;
（2）_____, 数学表达式为_____;
（3）_____, 数学表达式为_____。
【答案】（1）相对性；
（2）完整性；
（3）可加性；
3． _____的物体叫灰体。
【答案】光谱吸收比与波长无关
4． 维恩位移定律是指_____。
【答案】对应于最大光谱福射力的波长
此式表达的波长与温度T 成反比的规律
5． 角系数的定义是_____。
【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2的百分数称为表面1对表面2的角系数, 记为Xu
6． 在相同的流体进出口温度下，换热器采用_____流动型式有可能获得最大的对数平均温差。
【答案】逆流
7． 流体在大空间沿竖壁作自然对流换热时，对于紊流工况，其对流换热系数正比于竖壁高度的_____次方。
【答案】零
【解析】根据平板的平均表面传热系数：
与竖壁的高度无关，所以对流换热系数正比于竖壁高度的零次方。
与温度T 之间存在如下关系:, 。可见，对流换热系数
8． 流体刚入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长_____，这是因为_____。
【答案】减少；热边界层厚度沿着管长增加，而热量传递的区域主要集中在热边界层之内
9． 如图所示的双层平壁中的稳态温度分布判断两种材料的导热系数相对大小为_____。
图 【答案】
【解析】分别考虑材料A 和B 的导热，可以看作是单层平壁导热问题，根据傅里叶定律可得:
由题图可知：
由此可得：
10．凝结换热的两种形式是_____和_____。
【答案】珠状凝结；膜状凝结
二、简答题
11．简要画出大空间沸腾换热的沸腾曲线，简述大空间沸腾换热的主要过程与机理。
【答案】如图所示。
水在1个大气压下大空间沸腾换热的沸腾曲线如图所示。随着壁面过热度的増高，出现4个换热规律不同的区域。
（1）自然对流沸腾:沸腾温差很小，壁面上只有少量气泡产生，而且气泡不能脱离壁和上浮，看不到沸腾的现象，热量依靠自然对流过程传递到主体。
（2）泡态沸腾:B 点后开始产生大量气泡。气泡在壁上生成、长大，随后因浮力作用而离开壁。由于气泡大量迅速的生成和它的激烈运动，换热强度剧增，热流密度急剧增大，直到达到热流密度的峰值。
（3）过渡态:C 点后，生成的气泡过多，在加热面上形成气膜，开始时是不稳定的，气膜会突然裂开变成大气泡离开壁，阻碍了传热，换热状况恶化。
（4）膜态沸腾:壁面全部被一层稳定的气膜所覆盖，气化只能在气膜与液的交界面上进行，气化所需要的热量靠导热、对流、辐射通过气膜传递。此时壁温很高，辐射换热随热力学温度4
次方急剧增加，D 点后热流密度又继续回升。
图 大空间沸腾换热的沸腾曲线
12．图中是强化相变（凝结、沸腾）传热管示意图，试分析哪一种是凝结传热管，哪一种是沸腾传热管，为什么？
图 凝结（沸腾）传热管
【答案】图（a ）为凝结传热管。利用在表面张力的作用下，尖峰能够减薄液膜的原理，凝结
液会向尖峰中间的凹槽聚集，从而使尖峰处的液膜很薄，同时凹槽的结构有利于迅速排除凝结液。
图（b ）为沸腾传热管。传热管表面形成的众多孔隙结构，最容易产生汽化核心，有利于气泡的形成和发展，进而强化沸腾换热。
13．简述和准则的物理意义。图形表示）。 【答案】表示物体内部导热热阻与物体表面对流换热热阴的比值，它和第三和时，一维平板非稳态导热温度分布的特点（用类边界条件有密切的联系。
是非稳态导热过程中的无量纲时间，表示非稳态导热过程进行的深度。
意味着平板的导热热阻趋于零，平板内部各点的温度在任一时刻都趋于均匀一致，如
图1所示。
表明对流换热热阻趋于零，平板表面与流体之间的温差趋于零，如图2所示。