2017年安徽建筑大学环境与能源工程学院传热学(加试)考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律？
【答案】（1）对于漫-灰表面（2）当
反之则
时，并不意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律，因为基尔霍夫定律的基本表达
？在什么情况下
？当
时，是
式为
2． 为什么珠状凝结的表面传热系数比膜状凝结的高？
【答案】由于珠状凝结时表面不易形成凝结液膜，相比膜状凝结没有液体膜层热阻，蒸气直接与冷壁面接触，因而表面传热系数高。
3． 试说明用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想。
【答案】用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想是用有限小元体代替微分分析中的无限小微元体，用傅里叶定律写出与周边元体的导热量，由净导热量与内热源量和内能增量之间的能量平衡关系得到节点方程。
4． 饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数是否也增加？为什么？
【答案】在自然对流区和核态沸腾区，随着壁面过热度热系数是增加的，因随增加。
当进一步提高再提高
时，进入过渡沸腾区。这时，由于的增加，在加热表面上形成一层汽膜，汽
膜的导热系数较小，热阻增加，致使沸腾换热表面传热系数下降。
进入稳定膜态沸腾区，加热表面上形成稳定的汽膜层。这时汽化只能在汽-液交界
面上进行。汽化所需热量靠导热、对流、辐射通过汽膜传递。因这时壁温很高，辐射热量急剧增加，沸腾换热表面传热系数又随的増加而增加。
5． 怎样计算流体在粗糙管中流动时的表面传热系数？粗糙管内的层流流动换热是否能采用光滑管公式计算？为什么？
【答案】（1）流体力学对粗糙管壁内的流动进行了大量的实验研究，积累了大量的摩擦系数实验数据。因此，粗糙管内的换热计算可以采用类比公式，即
来进行计算。当缺乏阻
且
力数据，不能采用类比公式进行换热计算，且无实验获得的粗糙管内准则关联式时，可采用光滑管实验关联式进行换热计算。但关联式计算结果必须乘以粗糙管壁修正系数
的增加，沸腾换热表面传
的増加产生汽泡的核心数增加，汽泡对流体的扰动剧增，表面传热系数
（2）粗糙管内的层流流动换热能采用光滑管公式计算。
（3）粗糙管内的层流流动换热能采用光滑管公式计算的原因是因为当粗糙管内的流态为层流时，由于糙粒高度被边界层所覆盖，其强化传热的作用已消失，故可采用光滑管公式进行计算，结果勿需修正。
6． 叙述理论求解表面传热系数的基本途径。
【答案】对于常物性流体的对流换热问题，温度场与速度场可分别独立求解，属于非耦合问题。理论分析求解表面传热系数的基本途径是：
（1）由连续性方程和动量微分方程结合定解条件求出速度场； （2）已知速度场后，由能量方程结合定解条件求出温度场； （3）由对流换热过程微分方程式求出局部表面传热系数； （4）由积分方式求出平均表面传热系数。
如物性随温度变化，温度场与速度场必须联立求解，属于耦合问题。
二、计算题
7． 用热电偶测量管道中气体的温度，热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为
热电偶近似为球形，直径为0.2mm 。计算：插入10s 后，热电偶的过余温度为初始温
度的百分之几？已知热电偶材料的导热系数
【答案】判断本题能否利用集总参数法：
可用集总参数法。
则10s 的相对过余温度：
8． 冷却器内工作液从77℃冷却到47℃, 工作液质量流量为lkg/s，比定压热容冷却水入口温度为13℃, 质量流量为0.63kg/s。求在传热系数合，管侧为冷却水）。
【答案】（1）逆流:（2）—壳程两管程:（3）交叉流:
不变的条件下采
用下列不同流动方式时所需的传热面积。（1）逆流；（2）一壳程两管程；（3）交叉流（壳侧混
密度
比热容
9． 一个复合壁将温度侧的表面传热系数
和
为2600℃的燃气和温度分别为
和
为100℃的液体冷却介质隔开。燃气和液体两
复合壁靠燃气一侧是厚度为10mm 求单位面积复合壁上的散热量
的氧化铂层，导热系数为及不锈钢板的最高温度。
靠液体一侧是厚度为20mm 的不锈钢板，
导热系数为
氧化铂与不锈钢板之间的接触热阻是
【答案】换热的等效电路图如图所示，则:
而则:
图
10．厚度为度为
导热系数为
无内热源、初始温度均匀并为的无限大平板，两侧面突然暴露在温
且与平板发生对流换热的流体中。试在如图1所示的坐标系中定性画出当
时不同时刻平壁内部和流体中的温度分布。
图1
【答案】如图2所示。
图2