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一、简答题

1． 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。

2． “善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射力越大，其吸收比也越大。你认为对吗？为什么？

【答案】基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件:物体与辐射源处于热平衡，辐射源为黑体。也即物体辐射力越大，其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的黑体辐射。所以上述说法不正确。

3． 用高斯-赛德尔迭代法求解代数方程时是否一定可以得到收敛的解？不能得出收敛的解时是否因为初场的假设不合适而造成？

【答案】（1）高斯-赛德尔迭代法求解代数方程时不一定能得到收敛的解；

（2）不一定能得到收敛的解其原因不是因为初场的假设不合适，而是由于迭代方式不合适。

4． 为什么用普朗特数度？

【答案】普朗特数

分子表征了流体由于分子运动而扩散动量的能力，这一能力越大，可以定性地判断流体外掠平板时的速度边界层和温度边界层的相对厚

粘性的影响传递的越远，速度边界层越厚；分母则表征了热扩散的能力，因此，两者相比，基本上可以反映边界层的相对厚度。

5． 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。

6． 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，

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壁面上流体的无量

里面的

为流体导热系数。

纲温度梯度；两者不同之处在于：

7． 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。

8． 若严冬和盛夏时室内温度均维持20℃，人裸背站在室内，其冷热感是否冬夏相同？

【答案】不相同。人体与周围环境的热交换包括对流换热和辐射换热。（1）对流换热，本题可认为对流换热量冬夏差别不大，因为人体温度冬夏基本相同，室内空气温度相同，其自然对流换热系数及换热温差相同，因此对流换热量基本相同；（2）辐射换热，辐射换热量冬夏差别较大，因为冬季围护结构温度比夏季要低得多，因此冬季人体通过辐射散热量要大于夏季，当严冬和盛 夏时室内温度均维持20℃，人裸背站在室内，其冷热感冬夏是不同的，冬季会有明显更冷的感觉。

二、计算题

9． 如图1所示，有两个同心球壳，半径分别为和球壳2内表面温度为

发射率为

。球壳1外表面温度为，发射率为；

内、外表面黑度均为

时，

如果在两个同心球壳中插入半径为

的球壳并与球壳1和2同心，忽略球壳3的导热热阻和厚度。（1）求当改变球壳3的半径球壳1和2之间的辐射换热热流随取哪些措施？

的变化关系；（2）为了减小两球壳间的辐射换热，你应该采

图1

【答案】（1）画出辐射换热网络图，如图2所示。

图2

可得:因此有:

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整理得:

（2）如果减小球壳1和球壳2之间的辐射热流，应增加辐射热阻:①从以上结果可以看出， 减小球壳3的半径②减小各面的发射率

10．一换热器管内侧流过的水的对流换热表面传热系数为热表面传热系数为料的导热系数为

【答案】水侧对流换热热阻:制冷剂侧对流换热热阻:管壁的导热热阻:总热阻为:传热系数:

11．炉子的炉墙厚13cm ，总面积为掉多少煤？

【答案】

即每天因热损失要多用掉煤310kg 。

12．试推导圆管内外两侧均加肋的情况下，以管内和管外肋表面积为基准的传热系数计算式。

【答案】圆管内外均加肋壁的情况如图所示。

管内传热面积

内表面:壁体:

外表面:

式中，内外肋壁总效率

和

分别为

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，管外侧制冷剂的换管内径为50mm 。管子材

已知换热管子壁厚为

试计算各部分热阻和换热器的总传热系数。

平均导热系数为

，内外壁温分别为520℃问每天因热损失要多用

和50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果燃煤的发热值为

其中

为肋间光管表面积。为内肋表面积，

管外传热面积

稳态传热的情况下:

为管长。以上3式可