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一、问答题

1． 何谓黑体、白体、透明体、灰体？

【答案】（1）黑体是指能全部吸收外来射线的物体； （2）白体是指能全部反射外来射线的物体； （3）透明体是指物体能被外来射线全部透射的物体； （4）灰体是指物体的单色发射率不随波长而变化的物体。

2． 当把盛有稀饭的碗放在水盆中冷却时，搅动稀饭和搅动水盆中的水，两种情况下稀饭冷却的速度一样吗？为什么？

【答案】不一样。搅动稀饭冷却速度快（1分）。因为稀饭与水间的传热过程，稀饭侧热阻为主要热阻，要强化换热应首先从稀饭侧入手。而搅动稀饭时稀饭内部形成强制对流，并且各时刻稀饭内的温度基本相同，加大了稀饭外界间的传热湿差，冷却速度快。

3． 试说明集总参数法的物理概念及数学上处理的特点。

【答案】（1）集总参数法的物理概念是指当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力，而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数；

（2）集总参数法数学上处理的特点：数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程，大大降低了求解难度。

4． 绿色住宅的一种节能方式（夏天少用空调、冬天少用暖气）就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木，试从传热学角度说明大树的作用。

【答案】夏天室内热负荷主要来自太阳辐射，如房屋前截种几棵大树，枝叶繁茂会遮挡阳光，使房屋处于树荫下，可以凉快些，从而减少使用空调。到了冬天，树叶落光，太阳光线可直射到房屋上，因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。这样便可达到节能的目的。

5． 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

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

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

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。

再提高

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。

6． 根据数量级分析，边界层连续性方程并未得到简化，为什么？

【答案】边界层连续性方程并未得到简化充分说明y 向的速度v 与边界层厚度属同一数量级的微小量。

二、计算题

7． 两根管子，a 管内径为16mm ，b 管为30mm ，当同一种流体流过时，a 管内流量是b 管的2倍，已知两管温度场完全相同，问管内流态是否相似？如果不相似，在流量上应采取什么措施才能相似？

【答案】流态相似，必然有

由题意知，温度场完全相同，故

但

即

故管内流态不相似。欲使流态相似，必须满足式（1）条件，即

故

8． 质量流量为其比定压热容油。出口处水温阻总共为

【答案】传热量为:水的质量流量:

的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从

进口温度为水的比定压热容

被冷却至

。水侧表面传热系数为

，

的冷水在盘管外流动用来冷却变压器。钢盘管的导热系数为

，污垢热

，油侧表面传热系数为

的最小长度、盘数与水的质量流量。

。若盘管的直径为0.4m ，管的外径x 壁厚为57mmx3.5mm 。求螺旋盘管

求解求

解

需计算最小换热面积，应采用逆流流动，故::

，因此

，

求解:盘管长:总盘数:

9． 采用一个大型制冷系统-15℃的盐水来冷却某大楼空调设备中需要冷却的水，制冷量为105kW 。从空调设备表冷器中出来需要予以冷却的水，以10℃的温度进入一个管壳式换热器。该换热器使冷却水的出口温度不低于5℃，传热系数为动，试画出以盐水出口温度为函数的换热器面积曲线。

【答案】为计算简便，假设换热器按逆流方式运行，则:

如果被冷却的水于管内流

列表计算结果如下表:

表