2018年北京航空航天大学宇航学院941流体工热综合之传热学考研仿真模拟五套题
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一、填空题
1． 写出Pr （普朗特数）的无量纲组合：_____。它的物理意义是_____。
【答案】
；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度
2． 导温系数描述了物体_____的能力。
【答案】传播温度变化的能力
3． 管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，_____冲刷方式换热更为强烈，这可以解释为_____。
【答案】横向；横向冲刷时，流动除了具有边界层的特征外，还要发生绕流脱体而产生回流、漩涡和涡束 4 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、判断对错题
5． 对于需要强化换热的换热面来说，当毕渥数
【答案】对
【解析】因为増加肋片加大了对流传热面积有利于减小总面积的热阻，但是肋片増加了固体的导热阻力。因而当毕渥数时，加肋片才有效。
6． 在其他条件不变时，肋片越高，其肋效率越小，因此，增加肋片的高度不一定会使换热量増加。（ ）
【答案】错
7． 对流换热系数只与流体掠过固体壁面的速度有关。（ ）
【答案】错
8． 实际物体的反射福射不可能大于同温度下的黑体福射力。（ ）
【答案】错
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时加肋片才有效。（ ）
三、简答题
9． 为什么热量传递和动量传递具有相似性？雷诺类比适用于什么条件？
【答案】（1）通过边界层分析，得到的边界层动量微分方程式和能量微分方程式形式完全一致，且各自对应的边界条件也是相同的，说明边界层中的速度分布和温度分布具有类似的规律。由于边界层中存在温度梯度，因此产生了热量的传递，传递的热量具体体现为热流密度q ；由于同时存在速度梯度，因此产生了动量传递，传递的动量具体体现为黏性应力布的相似性说明热量传递与动量传递具有相似性。
（2）雷诺类比适用于Pr=l的流体。
10．掠平壁层流边界层内，为什么存在壁面法线方向（y 向）的速度v?
【答案】y 向的速度v 是由于边界层不断増厚，所排挤掉的流体产生的速度。
11．如何理解对流换热过程强弱及对流换热量大小的说法？
【答案】对流换热过程强弱是指传热系数的大小，对流换热的强化与削弱一般从增大或减小传热系数入手。而对流换热量不仅与传热系数有关，还与传热面积、传热温差有关。因此，对流换热量大，对流换热过程不一定强。
12．冬天阳光照射的中午晒棉被，试从传热的角度解释晚上睡觉时还会暖和的原因。
【答案】棉被经日晒变得蓬松，空气进入到棉被中，而空气的导热系数较小，相当于增加了导热热阻，因而睡觉时还觉得暖和。
13．什么是热边界层？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
温度分布与速度分
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。
14．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。
四、计算题
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15．温度为0.1mm 的电阻丝被置于空气流中，并与来流方向垂直。来流温度为20℃，电阻丝的加热功率为17.8W/m。试确定使电阻丝稳定在40℃的空气流速。空气在一个大气压下的物性如表1所示。
表
1
空气外绕圆柱体的对流换热准则关系式为：
表
2
其中
和如表2所示。
【答案】定性温度为以此温度查物性得：
计算对流换热系数：
假设雷诺数在40〜4000范围内，查表得：C=0.615，n=0.466。可得雷诺数为：
在假设的范围内。 空气流速为：
16．外掠平板的边界层的动量方程式为：
）导出边界层的动量积分方程。 【答案】动量方程左右两端从y=0到
积分，
展开有，
当
时，
因此，
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试求：沿y 方向作积分（从y=0到