2017年北方工业大学传热学(同等学力加试)考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 写出基尔霍夫定律的数学表达式，说明其含义及适用条件。
【答案】
表明善于吸收的物体必善于发射，反之亦然。适用条件:实际物体与黑体投
射辐射处于热平衡，或者为灰体。
2． 有人说，在电子器件的多种冷却方式中，自然对流是一种最可靠（最安全）、最经济、无污染（噪音也是一种污染）的冷却方式。试对这一说法作出评价，并说明这种冷却方式有什么不足之处？有什么方法可作一定程度的弥补？
【答案】电流通过电子器件时会产生焦耳热，导致温度上升，于是产生了周围空气自然对流的动力。这种冷却方式无需外加动力，亦无噪声，而且一旦停电，电子器件也就不工作了，因而也就不存在冷却问题，因而说它是最可靠、最经济、无噪声污染的冷却方式是合适的。自然对流冷却方式的最大不足是其换热强度低。一种弥补的方法是采用扩展表面，即在热表面上加装垂直放置的肋片，以增加散热面积。
3． 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热流量传递的热量，又称传热速率；③热流密度q ，其单位为积所传递的热量。
（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，
4． 夏季在维持20°C 的空调教室内听课，穿单衣感觉很舒适，而冬季在同样温度的同一教室内 听课却必须穿绒衣。假设湿度不是影响的因素，试从传热的观点分析这种反常的“舒适温度”现象。
【答案】夏季人体的散热量为:
冬季人体的散热量为:
式中:射换热量
；
分别为夏季和冬季人体的总散热量；
分别为夏季人体的对流换热量与辐
分别为冬季人体的对流换热量与辐射换热量。
所以在室
其单位为W （kW ）,
是单位时间内
q 是单位时间内通过单位面
这种反常的“舒适温度”现象是由于冬夏两季室内的风速变化不大，
因此对流换热量
但由于人体与围护结构内壁面的温差冬季远大于夏季，辐射换热量
温相同时，
说明人体冬季散热量更多，为维持热舒适，冬季应多穿或者穿厚一些的衣物。
5． 当把盛有稀饭的碗放在水盆中冷却时，搅动稀饭和搅动水盆中的水，两种情况下稀饭冷却的速度一样吗？为什么？
【答案】不一样。搅动稀饭冷却速度快（1分）。因为稀饭与水间的传热过程，稀饭侧热阻为主要热阻，要强化换热应首先从稀饭侧入手。而搅动稀饭时稀饭内部形成强制对流，并且各时刻稀饭内的温度基本相同，加大了稀饭外界间的传热湿差，冷却速度快。
6． 以任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面做了哪些基本假设？
【答案】推导角系数的三条假设是:
； （1）换热表面为非凹表面（排除表面自身辐射换热的情况）
（2）换热表面为漫福射表面，即物体发射的定向辐射强度及反射的定向辐射强度与方向无关；（3）物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀，发射率及反射率均匀。
二、计算题
7． 有两块相距甚近且平行放置的大平板，表面温度分别为别为
试计算:
的遮热板，此时两板间的辐射换热量又为
（1）两板之间单位面积上的辐射换热量； （2）若在两板之间插入一块两面黑度均为多少？
【答案】由题意知
，（1）
表面黑度分
（2）
8． 体温计的水银泡长lcm ，直径为7mm 。体温计自酒精溶液中取出时，由于酒精蒸发，体温计水银泡维持18℃。护士将体温计插入病人口中，水银泡表面的当量表面传热系数
如果测温误差要求不超过0.2℃，求体温计插入病人口中后，至少要多长时间
才能将体温计从体温为40℃的病人口中取出。水银泡的当量物性值为
：
【答案】水银泡体积小，大，可以用集总参数法简化分析。
9． 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：
）相等，已知对流换热代入上式，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
10．利用相似分析的方法证明两个相似的对流换热现象的努谢尔特数（微分方程式为:
【答案】两现象相似，则现象1:
现象2:
将各系数代入①式，得:整理，得
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