2017年北京交通大学06105传热学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 在气温为10℃的房间内用细绳吊一段直径均匀的圆柱冰块，过一段时间后，冰块的形状会发生哪些变化？冰块会在绳上完全融化吗？
【答案】由题意知，该冰柱的融化过程相当于竖圆柱的自然对流换热。根据竖壁自然对流换热的机理，由于冰柱壁面温度低于周围空气温度，故流体贴壁向下流动，边界层上部薄而下部厚。局部对流换热系数上部较大而下部较小，因此，虽然冰柱整个会慢慢融化，但是上部融化较快，其形状会变得上部细、下部粗，不等在绳上全部融化完就会掉在地上。
3． 简述和准则的物理意义。和时，一维平板非稳态导热温度分布的特点（用图形表示）。 【答案】表示物体内部导热热阻与物体表面对流换热热阴的比值，它和第三类边界条件有密切的联系。
是非稳态导热过程中的无量纲时间，表示非稳态导热过程进行的深度。
意味着平板的导热热阻趋于零，平板内部各点的温度在任一时刻都趋于均匀一致，如
图1所示。
表明对流换热热阻趋于零，平板表面与流体之间的温差趋于零，如图2所示。
图1
图2
4． 为了测量管道中的气流温度，在管道中设置温度计。试分析由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差，并提出减少测温误差的措施。
【答案】（1）为了准确测量管道内气流的温度，必须减少由于干扰项引起的测量误差。高温条件下辐射换热对于气流温度的测量误差可达到8%〜10%，因此必须采取措施去除辐射换热的影响。
（2）减少测温误差的措施:加辐射隔热板。加上辐射隔热板后可将误差减小到0.5%左右（见图）。
图
5． 当把盛有稀饭的碗放在水盆中冷却时，搅动稀饭和搅动水盆中的水，两种情况下稀饭冷却的速度一样吗？为什么？
【答案】不一样。搅动稀饭冷却速度快（1分）。因为稀饭与水间的传热过程，稀饭侧热阻为主要热阻，要强化换热应首先从稀饭侧入手。而搅动稀饭时稀饭内部形成强制对流，并且各时刻稀饭内的温度基本相同，加大了稀饭外界间的传热湿差，冷却速度快。
6． 试说明集总参数法的物理概念及数学上处理的特点。
【答案】（1）集总参数法的物理概念是指当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力，而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数；
（2）集总参数法数学上处理的特点：数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程，大大降低了求解难度。
二、计算题
7 流体在管内流动而被加热m ; 管内流体质量流量M , kg/s; 进口温度，，．已知管长L , m ; 管径d
管壁为常热流边界条件，热流密度为q ，
的详细步骤。
【答案】计算步骤为:
（1）由热平衡方程，数表查得
出真实•
代入热平衡方程求出。如流体为水
，
次即可计算出真实假设确定定性温度由物性参由于随温度请写出计算表面传热系数h
及管子进出口端壁温比较假设值与计算值。若不相等，继续假设计算，最终求
，
空气可取
的变化不大，假设计算（2）将
（3）计算
（5）由作为定性温度，查得流体的物性参数。 判断流态。 求出注意为平均值，即
说明和 随x 的变化规律相同，（4）根据流态，选择实验关联式，求h 。 （6）常热流边界条件下，在热充分发展段，均为线性变化规律，因此:
可以求出严格地说，以上关系仅适用于热充分发展段，但对于长管误差不大。
8． 有一面积为3mx3m 的方形房间，地板（表面2）的温度为25℃，天花板（表面1）的温度为13℃，四面墙壁部（表面3）是绝热的。房间高2.5m , 所有表面的发射率为0.8。今查出表面1对表面2的角系数为0.25，试求地板与天花板之间的辐射换热量，以及墙壁的平衡温度。（要求画出网络图）
【答案】由题意知房间辐射换热的网络图如图所示。
图中各辐射热阻为:
于是可以求得辐射换热量为:
由于墙壁为绝热表面，故，从
可得:
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