2018年华北电力大学(保定)动力工程系813传热学一考研基础五套测试题
● 摘要
一、填空题
1． 沸腾危机是_____。
【答案】核态沸腾区中热流密度的峰值点，被称为临界热流密度（俄文文献常称为沸腾危机）
2． 导温系数描述了物体_____的能力。
【答案】传播温度变化的能力
3． 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
4． 强制对流换热系数大小与流体的物性有关，影响它的流体物性有_____。
【答案】
【解析】分析流体物性对强制对流换热系数大小的影响，需要考查相适用的实验关联式。以管槽内湍流强制对流传热为例，Dittus-Boelter 公式为最普遍的关联式：
其中
，
整理后可得：
由上式可知，影响强制对流换热系数大小的流体物性有：。
5． 流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会_____，这是由于_____。
【答案】增大；流体流过弯曲管道或螺旋管时，加强了流体的扰动与混合，引起二次环流而强化换热
6． 管内强迫对流换热，一般来说，流体的导热系数变大，表面换热系数_____，流体的粘度变大，表面换热系数_____。
【答案】变大；变小
【解析】以管槽内湍流强制对流传热为例，对于常规流体，最普遍的关联式为：
根据雷诺数定义可知：根据普朗特数定义可知：
。
。
根据努塞儿数的定义式可知：。
n=0.4） （假设是热流体，。
代入传热关联式，整理后可得对流传热系数为：
由上式可知，如果流体的导热系数变大，则表面换热系数变大；如果流体的粘度变大，表面换热系数变小。
7 角系数相对性公式表示可以写成_____, 对于一个非凹封闭系统, 角系数完整性的公式为_____ ．。
【答案】
8． 如果在一根加热水的管子里（管内水被加热）结了一层水垢，其他条件不变时，管壁温度与无水垢时相比将_____。
【答案】升高
【解析】根据传热基本方程式可知:数为
。
。由于管内水与外界环境的温差
。
。设结水垢前后传热量分别为
，传热系
由于结水垢后传热热阻增加，因而传热系数减小，
即相等，所以结水垢前后的传热量大小关系为:
设结水垢前后的管壁温度分别为程，可知:
由
可得:
，利用热阻分析法分析热水与管壁之间的对流传热过
。综上，在其他条件不变的情况下，结水垢后管壁温度与无水垢管壁温
度相比较升闻了。
9． 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
10．导热集总参数系统的热惯性可由时间常数来描述，其影响因素为_____。
【答案】取决于物体自身的热容量
以及表面换热条件hA 。
二、简答题
11．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
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。
12．解释边界层中
【答案】边界层中
的物理意义。
的物理意义是指沿壁面法线方向压强p 并不发生变化，边界层外主
流区压强变化的规律可推广应用到边界层内。
13．非稳态导热采用显式格式计算时会出现不稳定性，试述不稳定性的物理含义。如何防止这种不稳定性？
【答案】（1）不稳定性的物理含义是指在显式格式离散方程中，后一时刻的温度取决于前一时刻的温度，同一节点温度前的系数有出现负值的可能性。如果出现负值，就意味着该点温度在前一时刻温度越高，则后一时刻温度将越低，甚至会出现比周围节点温度还要低的现象，这违背了热力学第二定律。
（2）为防止这种导致数值计算不稳定性的现象发生，要求空间网格必须满足一定的条件，从而使同一节点的离散系数不出现负值。
14．试述数和数的区别。
【答案】
数中的为流体的导热系数，
为影响边界层厚度的几何尺寸。
数反映靠近壁面流体层
数反映物体内部的导热热阻与外部的换热热阻之间的
和时间网格
的选取
数中的为物体的导热系数，为固体壁（如壁厚等）的某一尺寸；的导热热阻与对流换热热阻的相对大小；
相对大小。
15．用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。
【答案】用一只手握住盛有热水的杯子，手所感受到的是杯子外壁面的温度。不搅拌时，杯中的水与杯子间为自然对流传热，这种情况下的对流传热系数相对较小，杯子外壁面的温度相对较低；当另一只手用筷子快速搅拌热水，水在杯中随着搅拌而旋转，水与杯子间的换热为强制对流换热，对流传热系数增大，水与杯子间的换热量增加，杯子外壁面的温度升高，因此握杯子的手会显著地感到热。
16．水和同温空气冷却物体，为什么水的表面传热系数比空气大得多？
【答案】（1）水的导热系数比同温度下空气的导热系数大20多倍，其以导热方式传递热量的能力比空气强；
（2）水的比热容比空气的比热容大得多，
常温下水的
面传热系数比空气大得多。
而空气的
两者相差悬殊，水以热对流方式转移热量的能力比空气大得多，因此水的表