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一、填空题

1． 无量纲组合

2．

数中，表示_____, 表示_____。

【答案】流体导热系数；特征长度

3． 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

4． 大容器核态沸腾的主要换热特点为_____、_____两种。

【答案】稳压小；传热强

5． 换热器的热计算方法主要有_____和_____。

【答案】平均温差法；传热单元数法

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

6． 结合非稳态导热分析解的形式，分析热扩散率在非稳态导热中的作用。

【答案】从分析解形式可见，物体的无量纲过余温度是傅里叶数的负指数函数，即表示在相同尺寸及换热条件下，热扩散率越大的物体到达指定温度所需的时间越短，这正说明热扩散率所代表的物理含义。

7． 对于竖壁表面的自然对流，当时，仍有自然对流是因温差引起的，但的流动边界层区域并不存在温差（温度近似等于），为什么流体仍然存在着流动速度？

【答案】这是由于流体黏性力的拖拽作用，使未被加热的流体沿壁面向上流动的原因。

8． 简述气体辐射的特点。

【答案】气体辐射对波长有选择性；气体辐射和吸收是在整个容积中进行的。

9． 为强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的办法，但发现效果并不明显，试分析原因。

【答案】冷油器中由于油的粘度较大，对流换热表面传热系数较小，占整个传热过程中热阻

的主要部分，而冷却水的对流热阻较小，不占主导地位，因而用提高水速的方法，只能减小不占主导地位的水侧热阻，效果不明显。

10．试定性分析下列问题：

（1）夏季与冬季顶棚内壁的表面传热系数是否一样？

（2）夏季与冬季房屋外墙外表面的表面传热系数是否相同？

（3）普通热水或蒸汽散热器片型高或矮对其外壁的表面传热系数是否有影响？

（4）从传热的观点看，为什么散热器一般都放在窗户的下面？

（5）相同流速或者相同的流量情况下，大管与小管（管内或管外）的表面传热系数会有什么变化？

【答案】（1）不一样。因为空气是热气流向上运动，而冷气流向下运动，对于夏季，顶棚内壁温高于室内空气温度，因此夏季顶棚内壁处空气被加热而处于停滞状态；对于冬季，顶棚内壁温低于室内空气温度，冬季顶棚内壁处空气被冷却可向下运动，从而形成较强的自然对流。所以，冬季顶棚内壁的表面换热系数远高于夏季。

（2）—般不相同，因为虽然夏季和冬季房屋外墙外表面的温度均高于室外空气温度，自然对流的规律相似，但表面传热系数是否相同还取决于房屋外表面与室外空气温度之差等因素，此外，夏冬两季室外风速也不相同，对表面传热系数的影响不同。

（3）有影响。因为空气在翅片间流动，起始段表面传热系数较高，稳定段相差不大。因此，起始段相同时，矮翅片的平均表面传热系数高于高翅片的平均表面传热系数。

（4）因为窗户一般为玻璃，其导热系数远高于其他围护结构，导致在冬季其内表面温度较低，当其低于室内空气的露点温度时，易在窗玻璃的内表面结露。如果把散热器放在窗户的下面，由于室内空气通过散热器后的空气温度较高，可提高窗玻璃内表面的温度，从而有效防止结露的发生。

（5）在相同流速或者相同的流量情况下，对于管内或管外流动，小管的表面传热系数高于大管，且相同流量时影响更大。以管内流动为例，按迪图斯-贝尔特公式，相同流速时，表面传热系数与成正比；相同流量时，表面传热系数与成正比。

11．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。

三、计算题

12．厚度等于的常物性无限大平板，

初始温度均匀为，过程开始后，左侧有一定热流密度的热源加热，

右侧与低温流体相接触，表面传热系数等于常数，所有物性参数已知，写出该导热问题的数学描写（述）。

【答案】这是一个沿平板厚度方向的一维非稳态导热问题，其微分方程、边界及初始条件为：

微分方程：

初始条件：

边界条件：

13．进口温度为的流体流壁温为

比定压热容为

换热量为:

常数的平行平板通道，通道长为L ，流体质量流量为M ，设流体与平板间的表面传热系数h 为常数，试证明流经该通道后流体与平板间的

【答案】

设流体出口温度为

U , 平行平板通道截面宽度为W ,

两板间距为周边长度为。由热平衡方程式可得:

由题意知:常数

从0〜L 积分得:

故

若两板间距5很小，取通道宽度W=lm，则U=2，命题得证。

14．一圆台物体，如图1所示，两端面温度保持不变，且大端面温度温度高于小端面，侧表面为绝热面，试绘出该圆台内温度沿轴向x 的分布曲线。