2017年河南理工大学956传热学(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 钢铁表面约500℃, 表面看上去为暗红色；当表面约1200℃时，看上去变为黄色，这是为什么？
【答案】根据普朗克定律所揭示的关系
，随着温度的升高，辐射能量中可见光
所占份额相应增加所至。
2． 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。
3． 根据对导热系数主要影响因素的分析，试说明在选择和安装保温隔热材料时要注意哪些问题。
【答案】（1）根据工作温度选择适合的保温材料；
（2）进行保温计算时应考虑温度对保温材料导热系数的影响；
（3）选择导热系数小的材料，其密度在最佳密度附近，使其具有最佳保温性能； （4）保温材料的保温性能受水分影响很大，必须采取防水措施； （5）采用各向异性材料时要注意导热方向对导热系数的影响。
4． 如何将从实验室得到的实验结果应用于工程实际？
【答案】由相似第二定理可知，相似的两个物理现象具有完全相同的准则函数关系，由根据相似第一定理可知，两个相似的物理现象对应点上的同名准则数相等，所以，如果两个同类物理现象相似，则它们具有完全相一样的准则关系式，所以从实验室得到的实验结果完全可以应用于工程实际。
5． 在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s 。从传热学角度，你认为此值可信吗？
【答案】
根据时间常数定义具体分析，不能盲目相信。
在一定条件下
可以认为是常数，但表面传热
系数h 却是与测温元件与被测物的换热条件有关。因此，对该说明书上表明的时间常数值要进行
6． 太阳能集热器采用选择性表面涂层，它对太阳辐射的吸收率为0.9, 它本身的发射率为0.3, 这一现象是否违背基尔霍夫定律？为什么？
【答案】（1）这一现象与基尔霍夫定律不矛盾。 （2）原因:基尔霍夫定律的基本表达式为表面的定向光谱发射率等于它的定向光谱吸收比。
太阳能集热器的吸收板表面上覆盖的选择性涂层，它所吸收的阳光来源于太阳，它对阳光的吸收比是针对太阳温度而言的; 而它本身的发射率是针对其自身的温度。太阳的温度与太阳能集热器吸收板表面的温度显然不同。温度不同使阳光与太阳能集热器吸收板表面自身辐射的光谱分布也不同。所以，这种选择性涂层能使表面吸收阳光的能力与本身辐射的能力不一样与基尔霍夫定律并不矛盾。
，它表明:在热平衡条件下，
二、计算题
7． 换热面积
的逆流式换热器，使用初期能把热容量
的热流体从200
℃降低至140℃, 把冷流体从30℃加热至120℃。但该换热器运行两年后，在冷热流体进口温度不变的情况下，测得冷流体出口温度仅为90℃。
求:（1）该换热器的换热量降低了多少？ （2）该换热器壁面上产生的污垢热阻私为多少？ 【答案】（1）
运行两年后，流体出口温度变化，但仍满足热平衡:
产生污垢后换热量:
换热量降低量:
（2）运行初期的平均温度差:
产生污垢后平均温度差:
由
得
’传热系数的变化反映了污垢值的变化:
8． 用一裸露的热电偶测试圆管中气流的温度，热电偶的指示值流对热接点的对流换热系数为
及测温误差，并简要说明如何减小误差。
【答案】由于热电偶工作端为凸表面，它的表面积相对于圆管的面积很小，即此他们之间的辐射换热可按式
热电偶的辐射换热和对流换热的能量平衡式为:
由此求得实际温度为:
测温绝对误差为14.4℃, 相对误差为8.5%。误差产生的原因是由于热电偶与管道外壁的辐射换热，使明显低于为此可采用遮热罩来减小辐射换热。
9． 一直径为100mm 的薄壁水平长管，管内有蒸汽通过使管保持温度为120℃, 在管的外侧有一同心的辐射热屏，若管和热屏之间的空气间隔为10mm ，热屏表面温度为35℃, 管和热屏是漫射灰表面，且黑度分别为0.8和0.1。试画出管和热屏间辐射换热的网络图，并求单位管长上的辐射热流量。
【答案】设管为表面1，热屏为表面2, 辐射换热的等效电路图如图所示。
图
表面1对表面2的角系数为
则:
计算。
。因
热接点的表面发射率
已知管壁温度
气
试确定气流的真实温度
温度为的流体绕流温度为
的恒壁温平板，若Pr< 10．速度为 程求解温度边界层厚度（温度分布可以取一次多项式近似）。 【答案】边界层能量积分方程：