2018年扬州大学水利与能源动力工程学院842传热学考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 什么是时间常数？用热电偶测量温度变化着的气流温度时如何提高测量精度？
【答案】时间常数
用热电偶测量温度变化着的气流温度时应尽可能减小时间常数，
在热电偶材料一定时，增大对流换热系数，减小体积，增大面积，或减小体积面积比。
2． 什么是显式格式？什么是显式格式计算中的稳定性问题？
【答案】（1）在非稳态导热的差分分析中，取温度对时间的向前差分，使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布，而不必联立方程求解。这样的差分格式称为显式。
（2）在显式计算中，时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性，选择得不适当会使温度产生震荡，而不收敛于某一数值，这是不符现实的。
3． 已知导热物体中某点在三个方向上的热流密度分别为密度矢量？
【答案】（1）矢量大小:
（2）矢量的方向余弦:
4． 何为过冷沸腾和饱和沸腾？大容器饱和沸腾曲线可以分为哪几个区域？
【答案】过冷沸腾——大容器沸腾中流体主要部分的温度低于相应压力下的饱和温度，则这种沸腾称为过冷沸腾。
饱和沸腾——大容器沸腾中流体主要部分的温度等于相应压力下的饱和温度，则这种沸腾称为过冷沸腾。
大容器饱和沸腾曲线分为:核态沸腾区、过渡沸腾区和膜态沸腾区。
5． 温度同为20℃的空气和水，假设流动速度相同，当你把两只手分别放到水和空气中，为什么感觉却不一样？
【答案】尽管水和空气的流速和温度相同，由于水的密度越为空气的1000倍，而动力粘度则相差不多，在相同的特征尺度下，所当将手放入水中的以雷诺数要远大于放入空气中的雷诺数，因此，放入水中的努赛尔数大，另一方面，又由于水的导热系数大于空气的导热系数，所以，当将手放入水中时的对流换热系数远远大于放入空气中的对流换热系数，因此，感觉却不一样。
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如何获得该点的热流
6． 推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似，为什么前者得到的是精确描写，而由后者解出的却是近似解？
【答案】差分方程与微分方程的主要区别是前者用有限小量代替了后者的无限小量，前者用各离散点参数代替了后者的连续参数。实际上物体中的物理参数是时间和空间的连续函数，所以，微分方程是精确解，而差分方程是近似解。
二、计算题
7． 某种火警报警器的有效部位是一个半径为r 的金属球，其熔化温度为
比热为
的温度为25℃, 当突然受到温度为
），导热系数为
，
其密度为
:）。正常状态下金属球
若考虑到金属球升
的烟气加热后，为保证在20秒内发出警报，问金属
球的半径应为多少？设烟气与球表面间的对流换热系数为稍增大些还是应减少些？为什么？
【答案】对于球体，
假设
温后其辐射散热会增加（四周墙壁温度低于烟气温度），为保证仍在20秒内发出警报，其半径应
成立，可用集总参数法计算:
又因此有:校核:
在20秒内发出警报，金属球半径应该稍减少些。
由题意知，有
则金属球的能量平衡方程为:
8． 热电偶的接结点近似为是直径为0.5mm 的球体，
热电偶材料的
热电偶初始温度为25℃，突然将其放入100℃的
气流中，热电偶表面与气流间的表面传热系数间。
【答案】（1）判断能否用集中参数法。
试求热电偶指示温度为50℃时所需时
，则
成立。
,
如果考虑金属球升温后辐射散热增强，那么金属球单位时间内净得的热量会降低，为了保证
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可用集中参数法求解。 （2）所需时间。
9． 两平行大平板温度分别为
和
其发射率均为
试计算两者之间单位
和
面积的辐射换热量；如果将两者中间加入一两面发射率不同的大平板，发射率分别为
试计算福射换热减少的百分数。 【答案】
两平行大平板单位面积的辐射换热量为
加入遮热板后，单位面积的辐射换热量为
辐射换热减少的百分数为
10．进口温度为的流体流壁温为比定压热容为换热量为:
【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
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
周边长度为
。由热平衡方程式可得:
由题意知:
常数
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