2017年天津商业大学机械工程学院902传热学[专业硕士]考研导师圈点必考题汇编
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一、名词解释
1. 发射率
【答案】发射率是指实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值。
2. 辐射力
【答案】单位时间内单位表面积上的半球空间的所有方向辐射出去的包含所有波长的辐射能。
3. 本身辐射与有效辐射
【答案】本身辐射是指物体单位时间内单位表面积上的半球空间的所有方向辐射出去的全部波长范围内的能量称为辐射力, 单位为
射能, 单位为
。 。有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐
二、简答题
4. 简述气体辐射的特点。
【答案】气体辐射对波长有选择性;气体辐射和吸收是在整个容积中进行的。
5. 温度同为20℃的空气和水,假设流动速度相同,当你把两只手分别放到水和空气中,为什么感觉却不一样?
【答案】尽管水和空气的流速和温度相同,由于水的密度越为空气的1000倍,而动力粘度则相差不多,在相同的特征尺度下,所当将手放入水中的以雷诺数要远大于放入空气中的雷诺数,因此,放入水中的努赛尔数大,另一方面,又由于水的导热系数大于空气的导热系数,所以,当将手放入水中时的对流换热系数远远大于放入空气中的对流换热系数,因此,感觉却不一样。
6. 采用套管式温度计测量流体温度时为什么会产生测温误差? 如何减小测温误差?
【答案】(1)产生测温误差主要有下列原因:①温度计的感温泡与套管顶部可能存在接触热阻和导热热阻;②套管顶端向根部导热;③套管外表面向流场壁面的辐射换热;④流体与套管外表面的对流换热热阻。稳态时,套管从流体获得的对流热流量正好等于套管向根部的导热和与壁面间的辐射换热量之和。
(2)减小测温误差的措施:①加强测温套管附近流场壁面的保温;②采用尽量长的测温套管;③选用导热系数小的材料做测温套管;④在强度允许的情况下,尽量采用薄壁套管;⑤尽量提高流体与套管的对流换热表面传热系数,并注意不使测温套管端部处于流动死角;⑥在不影响对流换热的条件下,在测温套管外安装遮热板以减少与流场壁间的辐射换热。
7. 在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖好,还是多孔的空心砖好? 为什么?
【答案】(1)在寒冷的北方地区,建房用砖采用多孔的空心砖好。
(2)因为在其他条件相同时,实心砖材料的导热系数约为
满着静止的空气,空气在纯导热(即忽略自然对流)时导热系数约为
心砖是很好的绝热材料。寒冷地区建房用多孔空心砖好。
8. 辐射和热辐射之间在什么区别和联系?热辐射有什么特点?
【答案】(1)辐射和热辐射之间的区别和联系:①辐射是由原子内部的电子激发产生的电磁波传播,由于激发的方法不同,所产生的电磁波波长就不相同,它们投射到物体上产生的效应也不同;热辐射是由自身温度或热运动的原因激发产生的电磁波传播;②热辐射是辐射的一种形式。
(2)热辐射的特点是投射到物体上能产生热效应。
9. 试述数和数的区别。
数中的为流体的导热系数,
为影响边界层厚度的几何尺寸。数反映靠近壁面流体层
数反映物体内部的导热热阻与外部的换热热阻之间的而多孔空心砖中充可见,空【答案】数中的为物体的导热系数,为固体壁(如壁厚等)的某一尺寸;的导热热阻与对流换热热阻的相对大小;
相对大小。
10.为强化一台冷油器的传热,有人用提高冷却水流速的办法,但发现效果并不明显,试分析原因。
【答案】冷油器中由于油的粘度较大,对流换热表面传热系数较小,占整个传热过程中热阻的主要部分,而冷却水的对流热阻较小,不占主导地位,因而用提高水速的方法,只能减小不占主导地位的水侧热阻,效果不明显。
11.什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。
12.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。
13.肋片高度增加引起两种效果:肋效率下降和散热表面积增加。因而有人认为,随着肋片高度的
增加会出现一个临界高度,超过这个高度后,肋片散热量反而会下降。试分析这一观点是否正确。
【答案】(1)这一观点是不正确的。
(2)计算公式表明,肋片散热量与
以散热量不会
随高度増加而下降。
的双曲正切成正比,而双曲正切是单调增加函数,所
三、计算题
14.如图所示,一个直径为2.5cm 的长圆柱形加热器,温度为650℃,发射率为0.8。这个加热器被放到一个壁面温度为25℃的大房间里。如果用一个发射率为0.2, 直径为30cm 的铝辐射屏把加热器包起来,那么加热器的辐射热损失会减少多少?辐射屏的温度又是多少?
图
【答案】设加热器为表面1,辐射屏为表面2, 大空间为表面3。表面3与其他两表面相比可
认为是无穷大表面。
各热阻分别为:
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