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一、填空题

1． 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：。可见，对流换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。

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． 漫辐射是指_____。

【答案】各朝向辐射同性, 即满足兰贝特定律的辐射

4． 灰体是指具有_____性质的物体。

【答案】光谱吸收比与波长无关

5． 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

6． 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

7． 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。

8． 某换热器刚装时传热系数为，运行了一年后因结垢传热系数降为

其因运行结垢而产生的污垢热阻为_____。 【答案】

，这时，

【解析】根据题意可知因运行结垢而产生的污垢热阻为:

9． _____的物体叫灰体。

【答案】光谱吸收比与波长无关

10．如图所示的双层平壁中的稳态温度分布判断两种材料的导热系数相对大小为_____。

图 【答案】

【解析】分别考虑材料A 和B 的导热，可以看作是单层平壁导热问题，根据傅里叶定律可得:

由题图可知：

由此可得：

11．管束强迫对流换热的排列方式主要有_____、_____两种。

【答案】叉排；顺排

二、简答题

12．由导热微分方程可见，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。你说对吗？（提示：导热的完整数学描述为导热微分方程和定解条件）

【答案】上述观点不对。因为热扩散率中含有导热系数，而且导热问题的完整数学描述不仅包括控制方程，还包括定解条件，第二或第三类边界条件中都隐含着导热系数的影响。

13．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。

14．热量、热流量与热流密度有何联系与区别？

【答案】（1）①热量Q ，其单位为J （kJ ）; ②热流量

内传递的热量，又称传热速率；③热流密度q ，其单位为

面积所传递的热量。

（2）如记为传热时间，则三者间有如下的关系:

式中，A 为传热面积，

15．一台氟利昂冷凝器，氟利昂蒸气在光管外冷凝，冷却水在管内流动。为了强化这一传热过程，将管外改为低肋强化表面。后又采用管外与管内均有强化措施的双侧强化管，试分析其原因。

【答案】由于氟利昂蒸气导热系数和气化潜热很小，根据Nusselt 理论解，其凝结表面传热系数相对于管内对流换热系数要小很多，也就是氟利昂侧传热热阻大。采用低肋管后，可以将氟利昂侧凝结表面传热系数提高十多倍，这时管内传热热阻反而大于氟利昂侧热阻，因而管内也需要进行强化，从而使两侧热阻相当，才能收到更好的强化换热效果。

16．“善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射力越大，其吸收比也越大。你认为对吗？为什么？

【答案】基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件:物体与辐射源处于热平衡，辐射源为黑体。也即物体辐射力越大，其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的黑体辐射。所以上述说法不正确。

17．试简要说明对导热问题进行有限差分数值计算的基本思想与步骤。

【答案】（1）基本思想：把在时间、空间上连续的温度场用有限个离散点温度的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些点温度值的代数方程，获得各离散点上的温度值。

（2）步骤：①按所求问题的几何形状、求解精度和稳定性条件划分差分网络；②按物理条件和边界条件建立各节点差分方程，构成差分代数方程组；③求解。

18．什么是热边界层？能量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的简化有何好处？

【答案】流体流过壁面时流体温度发生显著变化的一个薄层。能量方程得以在边界层中简化，必须存在足够大的贝克莱数，即也就是具有的数量级，此时扩散项才其单位为W （kW ）, 是单位时间q 是单位时间内通过单位能够被忽略。从而使能量微分方程变为抛物型偏微分方程，成为可求解的形式。