2018年东华大学环境科学与工程学院827传热学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、名词解释
1． 流动边界层和热边界层。
【答案】流动边界层是固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层；热边界层是固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层。
2． 角系数
【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数。
3． 灰体
【答案】灰体是指光谱吸收比与波长无关的物体。
二、简答题
4． 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，
5． 从传热角度解释冬天室内散热器应该放置的合理位置。
【答案】冬天室内散热器应放置在相对较低的位置，这种情况下，散热器周围空气形成自然对流，被加热的空气密度减小向上浮升，从而整个房间的空气都被加热；散热器尽量放置在靠近外墙、外窗处，这样室外冷空气进入室内后即被散热器加热，保证流过室内的空气为热空气，不至使人产生吹冷风的感觉。
6． 在对流换热的理论分析中，边界层理论有何重要意义？
【答案】边界层理论的主要意义在于，利用边界层的特征采用数量级分析法来简化对流换热微分方程组，使其变成更容易求解的形式，从理论上寻找出便利于求解h 的途径。
7． 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）。
【答案】（1）有以下换热环节及传热方式:由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换
其单位为W （kW ）, 是单位时间
q 是单位时间内通过单位
热（强制对流）；由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；
（2）由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。
8． 在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s 。从传热学角度，你认为此值可信吗？
【答案】
根据时间常数定义
在一定条件下
可以认为是常数，但表面传热
系数h 却是与测温元件与被测物的换热条件有关。因此，对该说明书上表明的时间常数值要进行具体分析，不能盲目相信。
9． 为了测量管道中的气流温度，在管道中设置温度计。试分析由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差，并提出减少测温误差的措施。
【答案】（1）为了准确测量管道内气流的温度，必须减少由于干扰项引起的测量误差。高温条件下辐射换热对于气流温度的测量误差可达到8%〜10%，因此必须采取措施去除辐射换热的影响。
（2）减少测温误差的措施:加辐射隔热板。加上辐射隔热板后可将误差减小到0.5%左右（见图）。
图
三、计算题
10．设一根长为1的棒有均匀初始温度并且布曲线。
【答案】温度分布曲线见图。
此后使其两端各维持在恒定的温度
及
棒的四周保持绝热。试画出棒中温度分布随时间变化的示意性曲线及最终的温度分
图 温度分布曲线
11．在一次测定空气横向外掠单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据:管壁平均温度空气加热前后平均温度
【答案】
如果全部热量通过对流换热传给空气，求此时的对流换热表面传热系数。
，
管子外径d=14mm，加热段长80mm , 输入加热段的功率为8.5W 。
12．对于一维无内热源无限大平板的稳态导热，平板左侧面绝热，右侧面温度为50°C ，请问平板左侧面和中间截面的温度各为多少，为什么？
【答案】均为50°C 。因为利用两个边界条件:x=0时，
时，
得
所以，平板内的温度分布为t=50。
13．如图所示表面间的角系数可否表示为
:更正。
【答案】分解性原理的基本形式为:
利用互换性原理可改写为:
对于
故
对于
故
完整的书写形式为
正确。
根据分解性原理，正确的书写形式为:
不正确。
，
化简后则为如有错误，请予
，积分得:
得
图