2017年华中科技大学环境科学与工程学院881传热学二[专业硕士]考研仿真模拟题
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一、简答题
1． 为什么白天从远处看房屋的窗孔有黑洞洞的感觉？
【答案】因为房屋尺寸比窗口尺寸大得多，外界通过窗口投射到房屋的能量，经房屋内壁多次吸收和反射，再经窗口射出的能量就比较小了，所以白天从远处看房屋窗孔就有黑洞洞的感觉。如果窗口足够小，就是人工黑体模型。
2． 写出格拉晓夫准则（数）的表达式及物理意义。
【答案】
表示流体所受浮升力与粘滞力的相对大小。
3． 何谓物理现象相似？两个对流换热现象相似的条件是什么？相似原理对解决传热问题有何意义？
【答案】（1）物理现象相似的定义：如果同类物理现象的所有同名的物理量在所有对应瞬间、对应地点的数值成比例，则称物理现象相似。
（2）物理现象相似的条件：①司类物理现象；d 单值性条件相似；③司名已定特征数相等。 （3）相似原理是指导如何对传热问题进行实验研究的理论，回答了3个问题：①何安排实验；②如何整理实验数据；③实验结果的应用范围。
4． 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。
5． 冬天阳光照射的中午晒棉被，试从传热的角度解释晚上睡觉时还会暖和的原因。
【答案】棉被经日晒变得蓬松，空气进入到棉被中，而空气的导热系数较小，相当于增加了导热热阻，因而睡觉时还觉得暖和。
6． 用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。
【答案】（1）选用导热系数更小的材料作套管； （2）尽量增加套管高度，并减小壁面导热系数； （3）强化套管与流体间的换热； （4）在储气筒外包以保温材料。
二、计算题
7． 有一台套管式换热器，在下列条件下运行，传热系数保持不变:冷流体质量流量为0.125kg/S，比定压热容为定压热容为2100J/
【答案】（1）（2）
入口温度40℃，出口温度95℃。热流体质量流量仍为0.125kg/s, 比入口温度210℃。试求:（1）最大可能传热量；（2）效能；（3）为减
少面积，换热器应按逆流还是顺流方式运行，这2种方式下传热面积之比为多少？
（3）由于逆流具有最大的对数平均温差，因此换热器应按逆流方式运行。
8． 某受迫对流换热设备，其中空气的流速为0.5m/s，空气的平均温度多大才能保证模型中的换热过程与原型的相似？
空气的物性如下：
【答案】要使两模型中的换热过程相似，必须保证同名已定准则数相等，即：
但因为工质均为空气，近似不变；又因为换热为强制对流换热，所以自然对流的影响可忽略，
可不考虑。故只需保证
即：
将
因此可得：
代入上式，得：
，现在拟用特征
尺寸缩小成1/5的模型进行实验研究，模型中的空气平均温度为40℃，试问:模型中的空气速度为
9． 抽真空的保温瓶胆两壁面均涂银，发射率℃，当表面积为
内壁面温度为100℃，外表面温度为20
时，试计算此保温瓶的辐射热损失。
【答案】由于两壁面夹层的间隙很小，可认为属于无限大平行表面间的辐射换热问题。已知:
10．若平板上流动边界层速度分布为程推导）。
【答案】由动量积分方程有：
式（1）左边：
根据
则式（1）右边：
由式（2）和式（3）有，
因此有，
对式（4）积分有：
11．用初温35℃的冷却水冷却流量为1.82kg/s、初温为150℃的热油，要求把油冷却到85℃，而冷却水则加热到80℃, 流体的总流向为逆流。设油的平均比热容为
换热器的总换热系数为
（1）换热量。 （2）水的流量。 （3）换热器的换热面积。
求层流边界层厚度与流过距离x 的关系（按积分方
水的平均比热容为
试确定:
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