2017年河北工业大学6305传热学(III)(同等学力加试)复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 为什么Pr>l的流体
，
由积分方程解也可
所以，Pr>l时，
【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：
3． 冰箱长期使用后外壳上易结露，这表明其隔热材料性能下降。
你知道其道理吗？（提示:冰箱隔热材料用氟利昂发泡，长期使用后氟利昂会逸出，代之以空气）
【答案】冰箱隔热材料为用氟利昂作发泡剂的聚氨脂泡沫塑料，其导热系数要比一般保温材料小。由于孔中氟利昂气体导热系数较低，随着使用时间的延长，气孔中氟利昂逐步逸出，环境中的空气取而代之。由于空气的导热系数是氟利昂的致使冰箱保冷性能下降。
4． 何谓黑体、白体、透明体、灰体？
【答案】（1）黑体是指能全部吸收外来射线的物体； （2）白体是指能全部反射外来射线的物体； （3）透明体是指物体能被外来射线全部透射的物体； （4）灰体是指物体的单色发射率不随波长而变化的物体。
5． 为什么用普朗特数度？
【答案】普朗特数
分子表征了流体由于分子运动而扩散动量的能力，这一能力越大，可以定性地判断流体外掠平板时的速度边界层和温度边界层的相对厚
倍，进入空气的隔热材料导热系数增大，
粘性的影响传递的越远，速度边界层越厚；分母则表征了热扩散的能力，因此，两者相比，基本上可以反映边界层的相对厚度。
6． 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
平板的长度为
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边界层厚度为由边界层理论知
在边界层内
的变化范围为
的变化范围为
根据连续方程有
的变化范围为
利用量级分析有：
的变化范围为
即
所以
垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。
二、计算题
7． 如图1所示，有两个同心球壳，半径分别为和球壳2内表面温度为
发射率为
。球壳1外表面温度为，发射率为；
内、外表面黑度均为
时，
如果在两个同心球壳中插入半径为
的球壳并与球壳1和2同心，忽略球壳3的导热热阻和厚度。（1）求当改变球壳3的半径球壳1和2之间的辐射换热热流随取哪些措施？
的变化关系；（2）为了减小两球壳间的辐射换热，你应该采
图1
【答案】（1）画出辐射换热网络图，如图2所示。
图2
可得:因此有:
整理得:
（2）如果减小球壳1和球壳2之间的辐射热流，应增加辐射热阻:①从以上结果可以看出， 减小球壳3的半径②减小各面的发射率
8． 对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式，两者有什么不同之处？
【答案】对流换热过程微分方程式：
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第三类边界条件表达式：
取壁面法线方向为y 方向，
则
可见两者的表达形式是一致的。两者的不
同之处：（1）为局部值，在方程中是未知量；h 为平均值，在第三类边界条件中是已知量。
（2）对流换热过程微分方程式中
，
因边界条件不同而不同，由温度场确
定；第三类边界条件表达式中，为已知量，
和为未知量，仍需由温度场确定。
9． 无内热源，常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布为试说明该导热物体在x=0，y=1处的温度是随时间增加逐渐升高，还是逐渐降低。
【答案】常物性无内热源二维物体的导热微分方程式：
由某一瞬时的温度分布
得：
代入微分方程式得：
即该导热物体在x=0，y=l处的温度是随时间增加逐渐升高。
10．利用相似分析的方法证明两个相似的对流换热现象的努谢尔特数（微分方程式为:
【答案】两现象相似，则现象1:
现象2:
将各系数代入①式，得:整理，得
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）相等，已知对流换热
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