当前位置：问答库＞考研试题

一、名词解释

1． 流动边界层和热边界层。

【答案】流动边界层是固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层；热边界层是固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层。

2． 对流换热

【答案】对流换热是指由于流体的宏观运动，从而流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。

3． 接触热阻。

【答案】如图所示，两个名义上互相接触的固体表面，实际上接触仅发生在一些离散的面积元上，在未接触的界面之间的间隙中充满空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层。这种情况下与两固体表面真正完全接触相比，増加了附加的传递阻力，称为接触热阻。

图

二、填空题

4． 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

5． 确定导热微分方程的定解条件中有边界条件，常用的有三种：

第一类边界条件为_____; 第二类边界条件为_____; 第三类边界条件为_____。

【答案】规定了边界上的温度值；规定了边界上的热流密度值；规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数以及周围流体的温度t f 。

6． 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

7． 如果测的通过一块厚50mm 的大木板的热流密度为为25°C , 则另外一侧的表面温度应为_____.

【答案】

【解析】

根据傅里叶定律可知

计算可得木板导热系数为：

当

时，木板两侧温度差为：

把

。

、

代入，

木板两侧的表面温度分别为40°C

该木板的一侧表面温度

和20°C ，则该木板的导热系数为_____; 若将加热热流密度提高到

因为木板一侧的表面温度为25°C，因而另外一侧的表面温度为65°C。

8． 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。

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。

。可见，对流换热系数

三、简答题

10．夏季在维持20°C 的空调教室内听课，穿单衣感觉很舒适，而冬季在同样温度的同一教室内 听课却必须穿绒衣。假设湿度不是影响的因素，试从传热的观点分析这种反常的“舒适温度”现象。

【答案】夏季人体的散热量为:

冬季人体的散热量为:

式中:射换热量

；

分别为夏季和冬季人体的总散热量；

分别为夏季人体的对流换热量与辐

分别为冬季人体的对流换热量与辐射换热量。

所以在室

这种反常的“舒适温度”现象是由于冬夏两季室内的风速变化不大，

因此对流换热量

但由于人体与围护结构内壁面的温差冬季远大于夏季，辐射换热量

温相同时，说明人体冬季散热量更多，为维持热舒适，冬季应多穿或者穿厚一些的衣物。

11．为什么Pr>l的流体

，

【答案】Pr>l，说明流体传递动量的能力大于传递热量的能力，因此以证明这一点。由动量积分方程得：

所以，Pr>l时，

由积分方程解也可

12．大容器沸腾换热过程有哪几个主要的区域，并指出临界热流密度在什么情况下会对加热壁面造成损坏？

【答案】大容器沸腾换热过程有四个主要的区域，分别是:自然对流沸腾区、核态沸腾区、过渡沸腾区和膜态沸腾区。

由于到达临界热流密度后加热壁面温度的升高反而使热流密度下降，直至进入稳定膜态沸腾后换热热流密度才随热流密度的升高而再次増加，但此时加热壁面温度已相当高。这样，在控制热流密度的加热过程中，当加热热流密度高于临界热流密度后就会引起壁面温度的急剧升高，从而会造成加热壁面的损坏（如电加热、核反应堆燃料棒的加热过程）。因此，在实际工作中应避免沸腾换热的设备运行在临界热流密度附近。如果是控制加热壁面温度的加热过程就不会出现上述现象，也就不必控制临界热流密度。

13．冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？

【答案】因为强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大些，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。

皮手套和护膝，由于透气性差、导热系数小，增加了传热热阻，降低了散热量，从而起到保护作用。

14．根据对导热系数主要影响因素的分析，试说明在选择和安装保温隔热材料时要注意哪些问题。

【答案】（1）根据工作温度选择适合的保温材料；

（2）进行保温计算时应考虑温度对保温材料导热系数的影响；

（3）选择导热系数小的材料，其密度在最佳密度附近，使其具有最佳保温性能； （4）保温材料的保温性能受水分影响很大，必须采取防水措施； （5）采用各向异性材料时要注意导热方向对导热系数的影响。

15．以任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面做了哪些基本假设？

【答案】推导角系数的三条假设是:

； （1）换热表面为非凹表面（排除表面自身辐射换热的情况）

（2）换热表面为漫福射表面，即物体发射的定向辐射强度及反射的定向辐射强度与方向无关；（3）物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀，发射率及反射率均匀。