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一、填空题

1． 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 2 角系数相对性公式表示可以写成_____, 对于一个非凹封闭系统, 角系数完整性的公式为_____ ．。

【答案】

C 木板两侧的表面温度分别为40°

该木板的一侧表面温度

3． 如果测的通过一块厚50mm 的大木板的热流密度为C , 则另外一侧的表面温度应为_____. 为25°

【答案】

【解析】

根据傅里叶定律可知

计算可得木板导热系数为：

当

时，木板两侧温度差为：

把

。

、

C ，则该木板的导热系数为_____; 若将加热热流密度提高到和20°

代入，

C ，因而另外一侧的表面温度为65°C 。 因为木板一侧的表面温度为25°

4． 在热流给定的传热过程中，传热系数增加一倍，冷热流体间的温差是原来的_____。

【答案】一半

【解析】根据传热方程式

在热流一定的情况下，传热系数A 增加一倍，由于A 保

持不变，所以冷热流体间的温差是原来的一半。

5． 管束强迫对流换热的排列方式主要有_____、_____两种。

【答案】叉排；顺排

6． 大容器核态沸腾的主要换热特点为_____、_____两种。

【答案】稳压小；传热强

7． 纵掠平板强迫对流换热的能量方程为_____。

【答案】

8． 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

9． 确定导热微分方程的定解条件中有边界条件，常用的有三种：

第一类边界条件为_____; 第二类边界条件为_____; 第三类边界条件为_____。

【答案】规定了边界上的温度值；规定了边界上的热流密度值；规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数以及周围流体的温度t f 。

10．换热器效能的定义是_____，其物理意义是_____。

【答案】

【解析】换热器的效能

；换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 定义为:

。式中，分母为流体在换热器中可能发生的最

大温差值，而分子则为冷流体或热流体在换热器中的实际温度差值中的大者。

11．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

12．对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，说明边界层内垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。

【答案】

设流体的来流速度为

在边界层内

的变化范围为

的变化范围为

根据连续方程有

平板的长度为

边界层厚度为

由边界层理论知

的变化范围为

利用量级分析有：

的变化范围为

即

所以

垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。

13．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；

壁面上流体的无量

纲温度梯度；两者不同之处在于：里面的为固体导热系数，里面的为流体导热系数。

14．为什么太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板不需要做黑色？

【答案】（1）①太阳灶要求吸收太阳辐射的能量要多，而太阳辐射射线的能量主要位于短波范围，最佳的太阳灶受热面应是部分光谱全部吸收

，

，黑色表面有利于吸

收可见光（属于短波辐射）；②另一方面太阳灶要求本身辐射出去的能量要尽量少，而太阳灶本

身辐射出去的能量因温度不是太高主要位于长波部分，粗糙表面能使长波辐射投射到自身而减少辐射热损失。

两方面综合，粗糙的黑色表面吸收太阳能最多，损失的长波辐射最少。把太阳灶的受热面做成粗糙的黑色表面能基本满足上述要求，因此，太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面。

（2）对于辐射采暖板，其表面温度不高，大部分福射射线的能量位于长波范围。此时，采用粗糙的黑色表面

，需要做成黑色。

15．量微分方程

与固体导热微分方程

两者有何区别？什么情况下

由基尔霍夫定律，

反而阻碍其散热，因此辐射采暖板不

能量微分方程可转化为固体导热微分方程？

【答案】（1）区别：①能量微分方程是在流场中取微元体根据能量守恒定律推导得出，固体导热微分方程式是在固体中取微元体根据能量守恒定律推导得出。②前者考虑了热对流过程、导热过程和作用在微元体上的外力对微元体内流体所做的净功，后者仅考虑了导热过程。

（2）当流体静止时，u=0，v=0，此时：

能量微分方程转化为固体导热微分方程。

16．速度边界层的概念及如何定义边界层厚度。

【答案】这种在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层称为速度边界层（或流动边界层）。通常规定达到主流速度的99%处的距离定义为边界层厚度，记为

17．在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？

【答案】要改善热电偶的温度响应特性，则

（1）需最大限度降低热电偶的时间常数；（2）形状上要降低体面比；（3）要选择热容小的材料；（4）要强化热电偶表面的对流换热。

18．工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋? 何时两侧同时加肋？

【答案】（1）当传热壁一侧

时，该侧加肋可强化传热；

但

（2）当传热壁两侧Bi 都小于0.1时，则两侧都可加肋。

加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近，这样强化传热效果好。当壁面两侧均一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时，在热阻大的一侧加肋效果较好。

19．为什么用普朗特数可以定性地判断流体外掠平板时的速度边界层和温度边界层的相对厚度？

【答案】普朗特数

分子表征了流体由于分子运动而扩散动量的能力，这一能力越大，

粘性的影响传递的越远，速度边界层越厚；分母则表征了热扩散的能力，因此，两者相比，基本