2018年安徽工业大学建筑工程学院819传热学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 对流换热
【答案】对流换热是指由于流体的宏观运动,从而流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。
2. 肋效率
【答案】肋效率是指肋片的实际散热量与假定整个肋表面均处于肋基温度时的理想散热量的比值,是衡量肋片散热有效程度的指标,表达式为:
3. 肋片效率与肋壁总效率
是衡量肋片散热有效程度的指标,其表达式为:
②肋壁总效率是指肋侧表面总的实际换热量与肋侧壁温均为肋基温度的理想散热量之比;肋壁总效率的物理意义为:
【答案】①肋片效率
二、填空题
4. 写出Pr (普朗特数)的无量纲组合:_____。它的物理意义是_____。 【答案】;动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度
5. 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
6. 导热微分方程的推导依据是_____和_____。直角坐标下一维,非稳态、无内热源导热问题的导热微分方程可以表示成_____。
【答案】 傅里叶定律:能量守恒定律:
7. 普朗克定律揭示了_____的单色辐射力按_____变化的分布规律。
【答案】黑体;波长
三、简答题
8. 什么是非稳态导热问题的乘积解法,该解法使用条件是什么?
【答案】(1)对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积,其解的形式是无量纲过余温度,这就是非稳态导热问题的乘积解法。
(2)非稳态导热问题的乘积解法使用条件是恒温介质,第三类边界条件或边界温度为定值、初始温度为常数。
9. 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。
10.温度为T 的灰体,其有效辐射是否有可能大于同温度下的黑体福射?
【答案】有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和,反射部分越大,有效辐射也越大,因此,完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。
11.什么是“半无限大”物体?半无限大物体的非稳态导热存在正规状况阶段吗?
【答案】(1)所谓“半无限大”物体,是指平面一侧空间无限延伸的物体。
(2)因为物体向纵深无限延伸,初始温度的影响就远不会消除,所以半无限大物体的非稳态导热不存在正规状况阶段。
12.试分别说明导热问题3种类型的边界条件。
【答案】(1)第一类边界条件:已知任意时刻物体边界上的温度分布;
(2)第二类边界条件:已知任意时刻物体边界上的热流密度或温度梯度;
(3)第三类边界条件:已知任意时刻物体边界与周围流体间的对流换热情况,即已知表面传热系数h 和周围流体温度t f 。
13,,.一维无限大平壁的导热问题两侧给定的均为第二类边界条件能否求出其温度分布? 为什么?
【答案】(1)一维无限大平壁的导热问题,两侧给定的均为第二类边界条件,不能求出其温度分布。
(2)因为第二类边界条件所对应的是温度曲线的斜率,与绝对温度没有对应关系。
四、计算题
14.俗语说:“冰冻三尺,非一日之寒”。试根据下列数据计算冬天冰冻三尺需几日之寒。设土壤原来温度为4℃,受寒流影响,土壤表面突然下降到—10℃,土壤物性
:且和不随冰冻变化。
【答案】本题属第一类边界条件下的半无限大物体的非稳态导热问题。
得
由题意 所以:
15.一球形热电偶接点,设计时要求该接点与流体接触后在Is 内能使其过余温度迅速下降至初始过余温度的5%。设该接点与流体间的表面传热系数为
半径。已知接点材料的物性
:
【答案】假定该题目满足集总参数法求解条件,则:
解得:
验算:
符合集总参数法求解要求。
16.试利用热平衡法导出二维稳态导热:
(1)对流边界外部拐角节点方程式(图a );
(2)对流边界内部拐角节点方程式(图b )。
试计算球形接点的最大允许
图 拐角节点示意图
(a )外部拐角;(b )内部拐角