2018年青岛大学机电工程学院823传热学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 描述导热物体内部温度扯平能力的物性量叫_____，它由_____物性量决定，其定义式为_____。
【答案】热扩散率；物体的导热系数、密度、比热容c ;
2． 肋壁总效率的数学表达式为_____。
【答案】
肋效率
3． 自然对流是指_____。
【答案】不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动
4． 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
。
、
代入，
C 木板两侧的表面温度分别为40°
该木板的一侧表面温度
，其中，
为两个肋片之间的根部表面积，为肋片的表面积，为
C ，则该木板的导热系数为_____; 若将加热热流密度提高到和20°
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°
5． 换热器的热计算方法主要有_____和_____。
【答案】平均温差法；传热单元数法
二、简答题
6． 什么是显式格式？什么是显式格式计算中的稳定性问题？
【答案】（1）在非稳态导热的差分分析中，取温度对时间的向前差分，使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布，而不必联立方程求解。这样的差分格式称为显式。
（2）在显式计算中，时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性，选择得不适当会使温度产生震荡，而不收敛于某一数值，这是不符现实的。
7． 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。
8． 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。
9． 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热流量内传递的热量，又称传热速率；③热流密度q ，其单位为面积所传递的热量。
（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，
10．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
11．简述温室效应是怎么回事？ 射可见光，但可以阻隔红外线。
（2）当可见光透射过这些介质后，被这些介质包围的固体吸收； （3）另一方面，固体的温度相对较低，发出的辐射能绝大部分是红外线。
（4）红外线无法透过这些介质，使得被这些介质包围的固体的温度升高。这就是温室效应。
其单位为W （kW ）,
是单位时间
q 是单位时间内通过单位
【答案】（1）对于普通玻璃、塑料薄膜、非对称的双原子气体及多元子气体等介质，可以透
三、计算题
12．在
时，垂直空气夹层的换热过程相当于纯导热过程，试求在这种情况下导热量为最
）。
q 降低，，由此可见，增大，当
小时的夹层厚度及导热量（已知
【答案】对于纯导热过程，但仅当
时，
时
由得:
13．对于一维无内热源无限大平板的稳态导热，平板左侧面绝热，右侧面温度为50°C ，请问平板左侧面和中间截面的温度各为多少，为什么？
【答案】均为50°C 。因为利用两个边界条件:x=0时，
时，
得
所以，平板内的温度分布为t=50。
14．如图1所示，一房间墙壁壁厚
已知房间内空气温度为
外表面的空气对流表面传热系数分别为围环境物体之间的系统辐射系数为
面积
和
其导热系数为
壁内
。假定外墙表面与周
，积分得:
得
外部环境（空气和物体）温度为
试求通过该墙壁的散热量。
图1
【答案】方法一:设房间墙壁内、外表面的温度分别为室内空气与墙内表面的对流换热量为:
墙壁的导热量为:
墙外表面与室外空气的对流换热量为:
墙外表面与周围物体表面的辐射换热量为:
和