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一、名词解释

1． 传热系数。

【答案】传热系数在数值上等于冷、热流体间温差它表征传热过程强烈程度。

2． 换热器。

【答案】用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置统称为换热器。

3． 流动边界层

【答案】流动边界层，又称速度边界层，是指固体壁面附近流体，由于粘性导致速度急剧变化的薄层。

2

传热面积A=lm时热流量的值。

二、判断题

4． 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

5． 自然对流换热且流态为揣流时，在其他条件不变的情况下，圆管水平放置和竖直放置其平均对流换热系数相等。（ ）

【答案】对

6． 在对流换热问题中，流体的温度高于壁面温度时，流体不一定被冷却。（ ）

【答案】错

7． 强化辐射换热的措施有增加灰体的表面积, 黑度以及角系数。（ ）

【答案】对

【解析】对于两个漫灰表面组成的封闭腔的辐射传热, 辐射传热量为:

。由此可见, 通过增加黑体表面积、增加黑度以及角系数是强化辐射换

热的措施。

8． 当发生饱和沸腾时，液体主体温度高于大容器壁面温度

【答案】错

【解析】当发生饱和沸腾时，存在壁面过热度，即壁面表面温度与液体饱和温度的温差。

（ ）

三、简答题

9． 已知导热物体中某点在密度矢量？

【答案】（1）矢量大小:

三个方向上的热流密度分别为如何获得该点的热流

（2）矢量的方向余弦:

10．强化凝结换热的原则是什么？从换热表面的结构来说，强化凝结换热的基本思路是什么？

【答案】强化凝结换热的原则是:（1）尽可能减薄凝结液膜；（2）尽快排除凝结液；（3）及时排除不凝结性气体。为了强化凝结换热，应采用特殊的结构，充分利用表面张力的作用，减薄大部分表面的凝结液膜，并设置一定的通道，使凝液尽快排除。

11．什么是显式格式？什么是显式格式计算中的稳定性问题？

【答案】（1）在非稳态导热的差分分析中，取温度对时间的向前差分，使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布，而不必联立方程求解。这样的差分格式称为显式。

（2）在显式计算中，时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性，选择得不适当会使温度产生震荡，而不收敛于某一数值，这是不符现实的。

12．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。

13．从泡态沸腾机理分析，为什么大容器核态沸腾时，沸腾液体具有一定的过热度？

【答案】气泡处于既不长大，又不缩小的平衡状态时，必须满足的力平衡条件和热平衡条件分别为:

当忽略液柱静压差时，

由热平衡条件可知，

与

对应的饱和温度为

令

与

对应的蒸气饱和温度为

由于

可以看出，沸腾液体总是具有一定的过

热度

14．什么是“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。

15．为什么用普朗特数可以定性地判断流体外掠平板时的速度边界层和温度边界层的相对厚度？

【答案】普朗特数

分子表征了流体由于分子运动而扩散动量的能力，这一能力越大，

粘性的影响传递的越远，速度边界层越厚；分母则表征了热扩散的能力，因此，两者相比，基本上可以反映边界层的相对厚度。

16．写出努谢尔数

与毕渥数表达式并比较异同。

【答案】从形式上看

，

同。

数

与

数

完全相同，但二者的物理意义却不数一般是待定准则。

数的物理意

数中的为流体的导热系数，而一般未知，因而

数一般是已定准则。

义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度，它表示流体对流换的强弱。而导热系数，且一般情况下已知，

与外部对流热阻

的相对大小。

数中的为导热物体的

数的物理意义是导热体内部导热热阻

四、计算题

17．一所平顶屋，屋面材料厚冬初，室内温度维持

导热系数

屋面两彻的发射率均为0.9。

屋顶

此时室内顶棚温度

，室内四周壁面温度亦为18℃, 且它的面积远大于顶棚面积。天空有

问当室外气温降到多少度时，屋面即开始结霜

为多少？本题是否可算出复合换热表面传热系数及其传热系数？

【答案】分析传热方向，本题热量经顶棚由室内传递到室外，因此顶棚内表面温度应低于室温。

（1）求室内顶棚温度室内复合换热量

稳态时由热平衡，应有如下关系式成立:

室外复合换热量

但

式中:由

为四周壁面温度，由题意知

结霜时

所以:

整理得:

效辐射温度为-60℃，室内顶棚对流换热表面传热系数

=屋面导热量