2017年同济大学传热学与工程热力学综合之传热学考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似，为什么前者得到的是精确描写，而由后者解出的却是近似解？
【答案】差分方程与微分方程的主要区别是前者用有限小量代替了后者的无限小量，前者用各离散点参数代替了后者的连续参数。实际上物体中的物理参数是时间和空间的连续函数，所以，微分方程是精确解，而差分方程是近似解。
3． 空调和制冷用的冷却器，其管外装的肋片往往制成百叶窗式肋片，如图所示。试问肋片做成这种形式的意义？
图
【答案】空气流过平直肋片时，随着流程的增长，边界层会增厚，表面传热系数会减小。将其做成百叶窗式，可使流体流经肋片的边界层破坏，使边界层减薄。同时，流体脱离百叶窗式肋片后产生分离状扰动。这些均能强化传热。
4． 如何强化膜状凝结换热，试举出一个强化水平管外凝结换热的例子。
【答案】强化膜状凝结换热基本原则是尽量减薄粘滞在换热表面上的液膜厚度；实现方法:用各种带尖峰的表面使在其上冷凝的液膜减薄，以及使已凝结的液体尽快从换热表面上排泄掉。如利用沟槽管，使液流在下排过程中分段排泄。
5． 什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关？什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素相关？它们之间有什么区别？
【答案】物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力之比，它与物体的种类、表面特征及表面温度相关。物体表面的吸收率是表面对投入辐射的吸收份额，
它不仅与物体的种类、表面特征和温度相关，而且与投入福射的能量随波长的分布相关，也就是与投入福射的发射体的种类、温度和表面特征相关）。比较两者的相关因素不难看出它们之间的区别，概括地说黑度是物体表面自身的属性，而吸收率确不仅与自身有关情况有关还与外界辐射的情况紧密相连。
6． 钢铁表面约500℃, 表面看上去为暗红色；当表面约1200℃时，看上去变为黄色，这是为什么？
【答案】根据普朗克定律所揭示的关系所占份额相应增加所至。
，随着温度的升高，辐射能量中可见光
二、计算题
7． 一圆筒体的内、外半径分别为
相应的壁温为
其导热系数与温度的关系为
试导出计算单位长度上导热热流量的表达式。
【答案】由题意知，描写上述问题的导热微分方程式可简化为：
边界条件：
对方程积分：
根据傅里叶定律，求得通过圆筒壁单位管长的导热热流量：
该式与常物性公式形式类似，只是以圆筒壁平均温度
计算的导热系数
代入常物性公式中进行计算。
8． 表面面积为向辐射力。
【答案】
辐射力为求表面法向的定向辐射力及与法向成45℃方向的定
9． 一根水平放置的蒸汽管道，其保温层外径为（d=583mm，外表面实测平均温度为围空气温度
此时空气与管道外表面的自然对流换热表面传热系数为
10．如图所示，用裸露的热电偶插入汽车排气管测量汽车尾气的温度，热电偶指示值为已知排气管内壁温度头部表面的发射率为为
尾气对热电偶表面的对流表面传热系数
热电偶
试确定尾气的真实温度。如果其他条件不变，在热电偶加以发射率
试计算管道的对流散热损失。
【答案】把管道每米长度上的散热量记为则由
得:
周
的小遮热罩，那么热电偶的指示值应为多少？
图
【答案】（1）设汽车尾气的温度为
则热电偶从尾气通过对流换热得到的热量为:
热电偶向排气管内壁辐射放出的热量为:
管壁的面积相对热电偶而言要大得多，可以认为
处于热平衡时，
即:
因此: