2017年青岛大学机电工程学院823传热学或工程热力学考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 自然对流在_____条件下发生自模化现象，此时表面传热系数与_____无关。
【答案】湍流；特征长度
2． 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。
3． 临界热绝缘直径_____，其意义为_____。
【答案】量为最大值
4． Bi 数反映了_____的相对大小，其表达式 5．
6． 方程
是_____微分方程，式中的参数是_____。
数中，表示_____, 表示_____。
【答案】流体导热系数；特征长度
中的k 是指_____。
；当绝缘层外径
时，导热热阻与对流传热热阻之和最小，此时散热
【答案】固体内部导热热阻与界面上换热热阻；固体的导热系数
【答案】二维、稳态、无内热源、不可压缩、常物性的对流传热能量守恒；热扩散率
7． 黑体辐射的角系数具有三个性质, 它们是:
（1）_____, 数学表达式为_____; （2）_____, 数学表达式为_____; （3）_____, 数学表达式为_____。 【答案】（1）相对性；（2）完整性；（3）可加性；
8． 对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用_____流动形式。
【答案】顺流
【解析】因为对于逆流换热器，热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温特别高。所以对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用顺流的流动形式。
9． 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
10．纵掠平板强迫对流换热的能量方程为_____。
【答案】
11 ．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】
二、简答题
12．随着肋片的高度增加，换热器的体积、质量和成本增加，换热量也在増加，考虑上述因素应如何确定肋片高度? 如果不考虑经济性，肋片是否越高越好？
【答案】（1）不同材料的体积、质量和成本不一样，不同场合和用途对体积、质量和成本的重视程度也不一样。所以肋片高度的确定标准也不一样。就体积因素而言，对于等截面直肋，耗材
设:
，则:
（体积不变的情况下）
令
整理得:
解此超越方程:
即
mH 是一个无量纲参数，该值表示H 与m 间的制约关系。不同材料，不同截面形状，不同换热条件，m 不同，所以H 也不相同。
（2）不考虑经济因素时，肋片也并非越高越好。因为肋片散热量与mH 的双曲正切成正比，
而双曲正切是以1为极值的单调増加函数，mH=l.5时其值已超过0.9。
13．以任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面做了哪些基本假设？
【答案】推导角系数的三条假设是:
； （1）换热表面为非凹表面（排除表面自身辐射换热的情况）
（2）换热表面为漫福射表面，即物体发射的定向辐射强度及反射的定向辐射强度与方向无关；（3）物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀，发射率及反射率均匀。
14．什么是非稳态导热问题的乘积解法，该解法使用条件是什么？
【答案】（1）对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法。
（2）非稳态导热问题的乘积解法使用条件是恒温介质，第三类边界条件或边界温度为定值、初始温度为常数。
15．什么情况下可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程？为什么？
【答案】（1）当两壁的温差与夹层厚度都很小时，可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程。
（2）在这种情况下，自然对流非常微弱，以致可以认为夹层内没有流动，因此可以作为纯导热处理。实验研究证实：当以厚度为定型尺寸的
时，可以作为纯导热过程，
并以此作为判据。
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。
17．为什么白天从远处看房屋的窗孔有黑洞洞的感觉？
【答案】因为房屋尺寸比窗口尺寸大得多，外界通过窗口投射到房屋的能量，经房屋内壁多次吸收和反射，再经窗口射出的能量就比较小了，所以白天从远处看房屋窗孔就有黑洞洞的感觉。如果窗口足够小，就是人工黑体模型。
18．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
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
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