2017年兰州理工大学土木工程学院804传热学考研题库
● 摘要
一、填空题
1． 在一维稳态传热过程中，每一个换热环节的热阻分别为0.01K/W、5K/W、100K/W，则热阻为_____的换热环节上采取强化传热措施效果最好。
【答案】100K/V
【解析】热阻为100K/W的换热环节在总热阻中占主导地位，它具有改变总热阻的最大潜力。因此，在热阻为100K/W的换热环节上采取强化传热措施效果最好。
2． 在求解导热热阻时，常碰到变导热系数的情况。当材料的导热系数为温度的线性函数，常取_____下的导热系数作为平均导热系数。
【答案】材料定型温度，即算数平均温度。
3． 气体辐射的特点是_____；_____。
【答案】气体辐射对波长有选择性；气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的
4． 黑体的温度越高, 其最大辐射力波长越短, 描述这一性质的物理定律叫_____定律。
【答案】维恩位移
5． 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
6． 换热器效能的定义是_____，其物理意义是_____。
【答案】
【解析】换热器的效能
；换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 定义为:
。式中，分母为流体在换热器中可能发生的最
大温差值，而分子则为冷流体或热流体在换热器中的实际温度差值中的大者。
7． 管内强迫对流换热，一般来说，流体的导热系数变大，表面换热系数_____，流体的粘度变大，表面换热系数_____。
【答案】变大；变小
【解析】以管槽内湍流强制对流传热为例，对于常规流体，最普遍的关联式为：
根据雷诺数定义可知：根据普朗特数定义可知：
。
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。
根据努塞儿数的定义式可知：。
n=0.4） （假设是热流体，。
代入传热关联式，整理后可得对流传热系数为：
由上式可知，如果流体的导热系数变大，则表面换热系数变大；如果流体的粘度变大，表面换热系数变小。
8． 锅炉炉墙外墙与大气间的换热是_____。
【答案】对流换热
9． 流体在大空间沿竖壁作自然对流换热时，对于紊流工况，其对流换热系数正比于竖壁高度的_____次方。
【答案】零
【解析】根据平板的平均表面传热系数：
与竖壁的高度无关，所以对流换热系数正比于竖壁高度的零次方。
10．半球内壁对底部半圆的角系数为_____。
【答案】
。可见，对流换热系数
【解析】简单示意图如图所示。
图
根据角系数的相对性, 可得:根据角系数的可加性:根据对称性可知:由上面等式可知:
所以半球内壁对底部半圆的角系数为
11．无量纲组合
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。其中
,
。
叫_____，它的物理意义是_____。
【答案】普朗特数；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度
二、简答题
12．有人认为，当非稳态导热过程经历时间很长时，采用诺谟图计算所得的结果是错误的。其理由是：诺谟图表明，物体中各点的过余温度的比值仅与几何位置及看法？请说明其理由。
【答案】这种看法不正确，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变，但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
13．为什么太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板不需要做黑色？
【答案】（1）①太阳灶要求吸收太阳辐射的能量要多，而太阳辐射射线的能量主要位于短波范围，最佳的太阳灶受热面应是部分光谱全部吸收
，
，黑色表面有利于吸
；②另一方面太阳灶要求本身辐射出去的能量要尽量少，而太阳灶本身收可见光（属于短波辐射）
辐射出去的能量因温度不是太高主要位于长波部分，粗糙表面能使长波辐射投射到自身而减少辐射热损失。
两方面综合，粗糙的黑色表面吸收太阳能最多，损失的长波辐射最少。把太阳灶的受热面做成粗糙的黑色表面能基本满足上述要求，因此，太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面。
（2）对于辐射采暖板，其表面温度不高，大部分福射射线的能量位于长波范围。此时，采用粗糙的黑色表面
，
由基尔霍夫定律，
反而阻碍其散热，因此辐射采暖板不
需要做成黑色。
14．什么情况下可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程？为什么？
【答案】（1）当两壁的温差与夹层厚度都很小时，可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程。
（2）在这种情况下，自然对流非常微弱，以致可以认为夹层内没有流动，因此可以作为纯导热处理。实验研究证实：当以厚度为定型尺寸的
时，可以作为纯导热过程，
并以此作为判据。
15．太阳与地球之间存在着广阔的真空地带，它是怎样把能量传到地球上的？
【答案】太阳通过热辐射把能量传递到地球上。从福射的本质和特点可知，热辐射可以通过真空自由地传播而不需要任何中间介质，因此辐射换热并不需要两物体直接接触。
16．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：
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有关，而与时间无关。但当
时间趋于无限大时，物体中各点的温度应趋近流体温度，所以两者是有矛盾的。你是否同意这种
的变化范围为
即
所以