2018年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之传热学考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 温度同为20℃的空气和水，假设流动速度相同，当你把两只手分别放到水和空气中，为什么感觉却不一样？
【答案】尽管水和空气的流速和温度相同，由于水的密度越为空气的1000倍，而动力粘度则相差不多，在相同的特征尺度下，所当将手放入水中的以雷诺数要远大于放入空气中的雷诺数，因此，放入水中的努赛尔数大，另一方面，又由于水的导热系数大于空气的导热系数，所以，当将手放入水中时的对流换热系数远远大于放入空气中的对流换热系数，因此，感觉却不一样。
2． 写出格拉晓夫准则（数）的表达式及物理意义。
【答案】
表示流体所受浮升力与粘滞力的相对大小。
？在什么情况下
？当
时，是
3． 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
式为
4． 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。
5． 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。
6． 什么是热边界层？能量方程在热边界层中得到简化所必须满足的条件是什么？这样的简化有何好处？
【答案】流体流过壁面时流体温度发生显著变化的一个薄层。能量方程得以在边界层中简化，必须存在足够大的贝克莱数，即
也就是具有
的数量级，此时扩散项
才
能够被忽略。从而使能量微分方程变为抛物型偏微分方程，成为可求解的形式。
二、计算题
7． 某一维导热平板，无内热源，稳态条件下，平板两表面温度分布分别为围内导热系数与温度的关系为
【答案】
分离变量，积分得：代入边界条件
，
8． 某混凝土空心砌块墙体如图1所示，其外形尺寸为层5，其中混凝土空心砌块的尺寸为
水泥砂浆厚度
厚度结胶浆厚度
混凝土部分导热系数
导热系数
本例题中的饰面层选择厚度
砖。墙体内表面温度为导热量。
墙体外表面温度为
20mm ，导热系数
空气当量导热系数聚氨酯保温板厚度
导热系数
导热系数
的普通瓷
内部空心的尺寸为
混凝土空心砌块
粘
求平板内温度分布。
在这个温度范
该砌块墙体由
内向外由5层组成，依次为水泥砂浆1、混凝土空心砌块2、粘结胶浆3、聚氨酯保温板4和饰面
画出热阻图并求通过图示外墙的
图1 空心砌块墙体示意图
【答案】对于如图1所示的空心砌块墙体，其空心砌块部分分为混凝土部分和空心（空气）两部分，其热阻可以划分为三列串联的形式，并且每列又分别由三层并联组成，因此，混凝土空心砌块部分热阻图如图2所示。
整个空心砌块墙体的导热热阻，由五层热阻串联组成，如图3所示。 热阻图中各量为：
另外，由于本题中
则该空心砌块墙体的总热阻为：则每块空心砌块墙体的导热量：
查表可得
图2 混凝土空心砌块部分热阻