2018年上海理工大学能源与动力工程学院802传热学A考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、填空题
1． 某一直径为0.1m 、初始温度为300K 的轴，其密度为
，导热系数为
，
比热为541J/（kg ·K ）。将该轴置于温度为1200K 的加热炉中，其表面对流换热系数为
，则其时间常数为_____; 要使其中心温度达到800K ，则放入加热炉内约需要加热
_____分钟（用几种参数法）。
【答案】1059.3s ; 859.02s
【解析】先检验是否可用集中参数法，根据毕渥数的定义可知：
可以采用集中参数法。 根据时间常数的定义可知：
把
计算可得时间常数为：
、
、d=0.1m代入上式，
根据集中参数法温度场的分析解，可得：
。
把
、t=800K、代入上式，可得：
2． 自然对流换热是指_____。
【答案】由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
3． 灰体是指具有_____性质的物体。
【答案】光谱吸收比与波长无关
4． 流体刚入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长_____，这是因为_____。
【答案】减少；热边界层厚度沿着管长增加，而热量传递的区域主要集中在热边界层之内
、
5． 已知热流体进出口温度分别为
表示）
【答案】
，冷流体进出口温度为，当换热器顺流布置时，
对平均温差表达式为_____; 当换热器逆流布置时，其对数平均温差表达式为_____。（请以
【解析】不论顺流、逆流，平均温差可以统一用以下计算式表示:对于顺流布置来说，最大温差、最小温差为
:所以对流平均温差表达式为:
对于逆流布置来说，最大温差、最小温差为
:所以对流平均温差表达式为:
6． 肋壁总效率的数学表达式为_____。
【答案】
，其中，
为两个肋片之间的根部表面积，为肋片的表面积，为
肋效率
7． 气体辐射的贝尔（Bell ）定律是_____。
【答案】
, 其中,
为投射到气体界面x=0处的光谱辐射强度,
为通过一段距
离x 后的辐射强度, 为光谱减弱系数
8． 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
9． 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。
10．纵掠平板强迫对流换热的能量方程为_____。
【答案】
11．定型温度是_____，特征尺度是_____。
【答案】计算流体物性时所采用的温度；包括在相似准则数中的几何尺度
二、简答题
12．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。
13．何谓肋片效率？采用加装肋片来强化换热，对肋片的选材、肋片的形状和肋片效率有何要求？
【答案】肋片效率为肋片的实际散热量与假设整个肋片温度都与肋根温度相同时的理想散热量之比。肋片效率的主要影响因素有:
（1）肋片材料的热导率:热导率愈大，肋片效率愈高； （2）肋片高度:肋片愈高，肋片效率愈低； （3）肋片厚度:肋片愈厚，肋片效率愈高； 表面传热系数:表面传热系数愈大，肋片效率愈低。
14．强化凝结换热的原则是什么？从换热表面的结构来说，强化凝结换热的基本思路是什么？
【答案】强化凝结换热的原则是:（1）尽可能减薄凝结液膜；（2）尽快排除凝结液；（3）及时排除不凝结性气体。为了强化凝结换热，应采用特殊的结构，充分利用表面张力的作用，减薄大部分表面的凝结液膜，并设置一定的通道，使凝液尽快排除。
15．从泡态沸腾机理分析，为什么大容器核态沸腾时，沸腾液体具有一定的过热度？
【答案】气泡处于既不长大，又不缩小的平衡状态时，必须满足的力平衡条件和热平衡条件分别为:
当忽略液柱静压差时，
由热平衡条件可知，
与
对应的饱和温度为
令
与
对应的蒸气饱和温度为
由于
可以看出，沸腾液体总是具有一定的过
热度
16．根据数量级分析，边界层连续性方程并未得到简化，为什么？
【答案】边界层连续性方程并未得到简化充分说明y 向的速度v 与边界层厚度属同一数量级的微小量。
17．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
在边界层内
的变化范围为
平板的长度为
边界层厚度为
由边界层理论知
的变化范围为
的变化范围为
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