2018年广东省培养单位广州能源研究所814热工基础之传热学考研强化五套模拟题
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2018年广东省培养单位广州能源研究所814热工基础之传热学考研强化五套模拟题（一） ... 2 2018年广东省培养单位广州能源研究所814热工基础之传热学考研强化五套模拟题（二） . 16 2018年广东省培养单位广州能源研究所814热工基础之传热学考研强化五套模拟题（三） . 26 2018年广东省培养单位广州能源研究所814热工基础之传热学考研强化五套模拟题（四） . 38 2018年广东省培养单位广州能源研究所814热工基础之传热学考研强化五套模拟题（五） . 50
一、简答题
1． 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，要求空间网格和时间网格的选取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。
2． 用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。
【答案】（1）选用导热系数更小的材料作套管；
（2）尽量增加套管高度，并减小壁面导热系数；
（3）强化套管与流体间的换热；
（4）在储气筒外包以保温材料。
3． 辐射和热辐射之间在什么区别和联系？热辐射有什么特点？
【答案】（1）辐射和热辐射之间的区别和联系:①辐射是由原子内部的电子激发产生的电磁波传播，由于激发的方法不同，所产生的电磁波波长就不相同，它们投射到物体上产生的效应也
不同；热辐射是由自身温度或热运动的原因激发产生的电磁波传播；②热辐射是辐射的一种形式。
（2）热辐射的特点是投射到物体上能产生热效应。
4． 写出基尔霍夫定律的数学表达式，说明其含义及适用条件。 【答案】表明善于吸收的物体必善于发射，反之亦然。适用条件:实际物体与黑体投射辐射处于热平衡，或者为灰体。
5． 何谓物理现象相似？两个对流换热现象相似的条件是什么？相似原理对解决传热问题有何意义？
【答案】（1）物理现象相似的定义：如果同类物理现象的所有同名的物理量在所有对应瞬间、对应地点的数值成比例，则称物理现象相似。
（2）物理现象相似的条件：①司类物理现象；d 单值性条件相似；③司名已定特征数相等。 （3）相似原理是指导如何对传热问题进行实验研究的理论，回答了3个问题：①何安排实验；②如何整理实验数据；③实验结果的应用范围。
6． 发生在一个短圆柱中的导热问题，在哪些情形下可以按一维问题来处理？
【答案】（1）两端面绝热，圆周方向换热条件相同时，可以认为温度场只在半径方向发生变化；
（2）圆周面绝热，两端面上温度均匀，可以认为温度场只在轴向发生变化。
7． 一台氟利昂冷凝器，氟利昂蒸气在光管外冷凝，冷却水在管内流动。为了强化这一传热过程，将管外改为低肋强化表面。后又采用管外与管内均有强化措施的双侧强化管，试分析其原因。
【答案】由于氟利昂蒸气导热系数和气化潜热很小，根据Nusselt 理论解，其凝结表面传热系数相对于管内对流换热系数要小很多，也就是氟利昂侧传热热阻大。采用低肋管后，可以将氟利昂侧凝结表面传热系数提高十多倍，这时管内传热热阻反而大于氟利昂侧热阻，因而管内也需要进行强化，从而使两侧热阻相当，才能收到更好的强化换热效果。
8． 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。
9． 工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋? 何时两侧同时加肋？
【答案】（1）当传热壁一侧时，该侧加肋可强化传热；
但（2）当传热壁两侧Bi 都小于0.1时，则两侧都可加肋。 加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近，这样强化传热效果好。当壁面两侧均
一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时，在热阻大的一侧加肋效果较好。
10．写出毕渥数与努塞尔数的定义式，并说明它们的物理意义，比较两者不同之处。 【答案】固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比；
里面的为固体导热系数，里面的壁面上流体的无量 为流体导热系数。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，因此水的表纲温度梯度；两者不同之处在于：
二、计算题
11．某一房间维持室内温度假定房间内壁表面温度在冬天和夏天分别为
室内有一小物体，其外表面和空气间的自然对流表面传热系数为
物体外表面的平均温度为物体外表面与房间内墙壁之间的系统福射系数为. ，试计算该物体在冬天和夏天的热损失。
【答案】物体表面与室内空气之间的自然对流换热热流密度为:
冬天物体与室内壁面之间的辐射换热热流密度为:
夏天物体与室内壁面之间的辐射换热热流密度为:
物体在冬天和夏天的热损失分别为:
12．有一小型浸没式热水器，体积为和
假设空气与热水器间的表面传热系数恒为
【答案】热水器定型尺寸：
本题为有内热源的集总参数问题，其解为：
假设初温和空气温度均为20℃，则：
13．试求水在水平蒸发器管面上沸腾时的表面传热系数。管外径d=38mm，为
【答案】采用米洛耶夫公式计算。
和测得外表面积为
热水器由的金属制成，消耗功率40w 。热水器浸在水试计算热水器达到熔点所需的时间。 中，所以不会超过恪点538℃。由于操作人员疏忽，热水器未浸在水中而是在空气中就接通电源。，绝对压强
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