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一、填空题

1． 黑体辐射的角系数具有三个性质, 它们是:

（1）_____, 数学表达式为_____; （2）_____, 数学表达式为_____; （3）_____, 数学表达式为_____。 【答案】（1）相对性；（2）完整性；（3）可加性；

2． 锅炉炉墙外墙与大气间的换热是_____。

【答案】对流换热

3． 强制对流换热系数大小与流体的物性有关，影响它的流体物性有_____。

【答案】

【解析】分析流体物性对强制对流换热系数大小的影响，需要考查相适用的实验关联式。以管槽内湍流强制对流传热为例，Dittus-Boelter 公式为最普遍的关联式：

其中

，

整理后可得：

由上式可知，影响强制对流换热系数大小的流体物性有：。

4． 在热流给定的传热过程中，传热系数增加一倍，冷热流体间的温差是原来的_____。

【答案】一半

【解析】根据传热方程式

在热流一定的情况下，传热系数A 增加一倍，由于A 保

持不变，所以冷热流体间的温差是原来的一半。

5． 气体辐射的贝尔（Bell ）定律是_____。

【答案】

, 其中,

为投射到气体界面x=0处的光谱辐射强度,

为通过一段距

离x 后的辐射强度, 为光谱减弱系数

6． _____的物体叫灰体。

【答案】光谱吸收比与波长无关

7． 已知热流体进出口温度分别为

表示）

【答案】

，冷流体进出口温度为，当换热器顺流布置时，

对平均温差表达式为_____; 当换热器逆流布置时，其对数平均温差表达式为_____。（请以

【解析】不论顺流、逆流，平均温差可以统一用以下计算式表示:对于顺流布置来说，最大温差、最小温差为

:所以对流平均温差表达式为:

对于逆流布置来说，最大温差、最小温差为

:所以对流平均温差表达式为:

8． 自然对流换热是指_____。

【答案】由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。

9． 肋片效率是_____。

【答案】实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量

10．角系数的性质有_____。

【答案】相对性、完整性、可加性

11．自然对流是指_____。

【答案】不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动

二、简答题

12．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。

13．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。

14．用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却，开水以哪些方式散发热量？打开水壶盖和盖上水壶盖，开水的冷却速度有何区别？

【答案】（1）用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却，开水散发热量的方式:①水壶与地面间以导热方式传递热量；②水壶与周围空气间以自然对流换热方式传递热量，与周围环境以辐射换热方式传递热量；③壶嘴以蒸发方式散发热量。

（2）打开壶盖后，开水的蒸发速度加快，因此打开水壶盖相对于盖上水壶盖冷却得更快。

15．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。

16．迪图斯-贝尔特公式采用什么方式来修正不均匀物性场对换热的影响？请分析修正方法的合理性。

【答案】（1）迪图斯坝尔特公式的两个表达式为：

式中，用

n=0.4；n=0.3。 来修正不均匀物性场对换热的影响。当加热流体时，当冷却流体时，

（2）修正方法的合理性：显然，加热液体时由于壁面附近液体黏性降低，边界层内速度分布 变得平缓，速度梯度增大；同理温度梯度也增大，h 増大，n 取0.4是合理的，符合h 增大的特征。

17．对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，说明边界层内垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。

【答案】

设流体的来流速度为

在边界层内

的变化范围为

的变化范围为

根据连续方程有

平板的长度为

边界层厚度为

由边界层理论知

的变化范围为

利用量级分析有：

的变化范围为

即

所以

垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。

18．非稳态导热采用显式格式计算时会出现不稳定性，试述不稳定性的物理含义。如何防止这种不稳定性？

【答案】（1）不稳定性的物理含义是指在显式格式离散方程中，后一时刻的温度取决于前一时刻的温度，同一节点温度前的系数有出现负值的可能性。如果出现负值，就意味着该点温度在