2018年北京航空航天大学能源与动力工程学院941流体工热综合之传热学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、填空题
1． 如图所示的双层平壁中的稳态温度分布判断两种材料的导热系数相对大小为_____。
图 【答案】
【解析】分别考虑材料A 和B 的导热，可以看作是单层平壁导热问题，根据傅里叶定律可得:
由题图可知：
由此可得：
2 角系数相对性公式表示可以写成_____, 对于一个非凹封闭系统, 角系数完整性的公式为_____ ．。
【答案】
3． 自然对流在_____条件下发生自模化现象，此时表面传热系数与_____无关。
【答案】湍流；特征长度
4． 维恩位移定律是指_____。
【答案】对应于最大光谱福射力的波长
此式表达的波长
与温度T 成反比的规律 与温度T 之间存在如下关系:, 二、判断对错题
5． 对于对流换热，如果流体的温度高于壁面温度，流体总是被冷却。（ ）
【答案】错
6． 热阻也是物质的一个物性参数。（ ）
【答案】错
7． 传热过程的传热削弱总是通过减小两侧对流换热来实现的。（ ）
【答案】错
8． 颜色对红外线的吸收几乎没有影响。（ ）
【答案】对
三、简答题
9． 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。
10．一台氟利昂冷凝器，氟利昂蒸气在光管外冷凝，冷却水在管内流动。为了强化这一传热过程，将管外改为低肋强化表面。后又采用管外与管内均有强化措施的双侧强化管，试分析其原因。
【答案】由于氟利昂蒸气导热系数和气化潜热很小，根据Nusselt 理论解，其凝结表面传热系数相对于管内对流换热系数要小很多，也就是氟利昂侧传热热阻大。采用低肋管后，可以将氟利昂侧凝结表面传热系数提高十多倍，这时管内传热热阻反而大于氟利昂侧热阻，因而管内也需要进行强化，从而使两侧热阻相当，才能收到更好的强化换热效果。
11．写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。 【答案】固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比；壁面上流体的无量
纲温度梯度；两者不同之处在于：里面的为固体导热系数，里面的为流体导热系数。
12．饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数是否也增加？为什么？
【答案】在自然对流区和核态沸腾区，随着壁面过热度
热系数是增加的，因随的增加，沸腾换热表面传的増加产生汽泡的核心数增加，汽泡对流体的扰动剧增，表面传热系数
增加。 当进一步提高
再提高时，进入过渡沸腾区。这时，由于的增加，在加热表面上形成一层汽膜，汽膜的导热系数较小，热阻增加，致使沸腾换热表面传热系数下降。 进入稳定膜态沸腾区，加热表面上形成稳定的汽膜层。这时汽化只能在汽-液交界面上进行。汽化所需热量靠导热、对流、辐射通过汽膜传递。因这时壁温很高，辐射热量急剧增加，沸腾换热表面传热系数又随的増加而增加。
13．工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋? 何时两侧同时加肋？
【答案】（1）当传热壁一侧时，该侧加肋可强化传热；
但（2）当传热壁两侧Bi 都小于0.1时，则两侧都可加肋。 加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近，这样强化传热效果好。当壁面两侧均
一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时，在热阻大的一侧加肋效果较好。
14．何谓肋片效率？采用加装肋片来强化换热，对肋片的选材、肋片的形状和肋片效率有何要求？
【答案】肋片效率为肋片的实际散热量与假设整个肋片温度都与肋根温度相同时的理想散热量之比。肋片效率的主要影响因素有:
（1）肋片材料的热导率:热导率愈大，肋片效率愈高；
（2）肋片高度:肋片愈高，肋片效率愈低；
（3）肋片厚度:肋片愈厚，肋片效率愈高；
表面传热系数:表面传热系数愈大，肋片效率愈低。
四、计算题
15．一个复合壁将温度
侧的表面传热系数和为2600℃的燃气和温度分别为和为100℃的液体冷却介质隔开。燃气和液体两复合壁靠燃气一侧是厚度为10mm
求单位面积复合壁上的散热量的氧化铂层，导热系数为
及不锈钢板的最高温度。 靠液体一侧是厚度为20mm 的不锈钢板，
导热系数为氧化铂与不锈钢板之间的接触热阻是
【答案】换热的等效电路图如图所示，则:
而则:
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