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一、判断题

1． 热辐射基尔霍夫定律只在热平衡条件下才成立。（ ）

【答案】对

【解析】热辐射的基尔霍夫定律可以简述为:热平衡时, 任意物体对黑体投入辐射的吸收比等于同温度下该物体的发射率。

2． 在工业上常见的温度范围内, 空气由明气体。（ ）

【答案】错

【解析】在工业上常见的温度范围内, 分子结构对称的双原子气体, 如氧、氮, 实际上并无发射和吸收辐射能的能力, 可认为是热辐射的透明体。因而空气可看作是透明气体。

3． 对于重辅射表面（即绝热面），从辐射特性而言可当作黑体，而从吸收特性而言相当于白体。（ ）

【答案】对

4． 以恒定热流对管内流动进行加热时，管子截面的平均温度随管长线性増加。（ ）

【答案】对

5． 对流换热系数只与流体掠过固体壁面的速度有关。（ ）

【答案】错

的与的组成, 因此, 不可以把空气看作为透

二、简答题

6． “对流换热”是否是基本的传热方式，它与“热对流”有何本质上的区别？解释这两种现象并作比较。

【答案】（1）本质上的区别：①通过流体的运动，把热量从一处带往另一处的现象称为热对流，热对流是基本的传热方式；

②当流体与壁面（或分界面）存在温差时，因相对运动而产生的热量传递现象称为对流换热，对流换热不是基本的传热方式。

（2）比较：①对流换热一定具有流体与固体壁面间的相对运动；

②对流换热是导热与热对流的综合作用；

③对流换热非基本传热方式。

7． 有人对二维矩形物体中的稳态、无内热源、常物性的导热问题进行了数值计算。矩形的一个边绝热，其余三个边均与温度为的流体发生对流换热，这样能预测温度场的解吗？

【答案】根据所给边界条件，可以判断该物体没有热流，所以物体各点温度均为tf 。

8． 在青藏铁路建设中，采用碎石路基可有效防止冻土区的冻胀和融降问题，为什么？

【答案】碎石路基中的空隙可以有效阻止热量自上而下的传递，而能顺利地将冻土层的热量自下而上的传递。其原因是:空隙内的空气的自然对流能将下方的热量传递到上方，而不能将上方的热量传递给下方，即路基中热量只能单向传递，这样就可以维持路基下冻土层的常年冻结。

9． 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？

【答案】因为强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大些，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。

皮手套和护膝，由于透气性差、导热系数小，增加了传热热阻，降低了散热量，从而起到保护作用。

10．从传热角度解释冬天室内散热器应该放置的合理位置。

【答案】冬天室内散热器应放置在相对较低的位置，这种情况下，散热器周围空气形成自然对流，被加热的空气密度减小向上浮升，从而整个房间的空气都被加热；散热器尽量放置在靠近外墙、外窗处，这样室外冷空气进入室内后即被散热器加热，保证流过室内的空气为热空气，不至使人产生吹冷风的感觉。

11．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。

12．为什么用普朗特数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，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。

13．辐射和热辐射之间在什么区别和联系？热辐射有什么特点？

【答案】（1）辐射和热辐射之间的区别和联系:①辐射是由原子内部的电子激发产生的电磁波传播，由于激发的方法不同，所产生的电磁波波长就不相同，它们投射到物体上产生的效应也不

同；热辐射是由自身温度或热运动的原因激发产生的电磁波传播；②热辐射是辐射的一种形式。

（2）热辐射的特点是投射到物体上能产生热效应。

14．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，随着温度的升高，辐射能量中可见光所占份额相应增加所至。

15．什么是时间常数？用热电偶测量温度变化着的气流温度时如何提高测量精度？

【答案】时间常数用热电偶测量温度变化着的气流温度时应尽可能减小时间常数，在热电偶材料一定时，增大对流换热系数，减小体积，增大面积，或减小体积面积比。

三、计算题

16．在一个大的加热导管中，安装一个热电偶以测量通过导管流动的气体温度。导管壁温为425℃，热电偶所指示的温度为170℃, 气体与热电偶间的表面传热系数为

料的发射率为0.43，问气体的温度是多少？

【答案】分析传热过程，热电偶与管壁之间因辐射换热而获得热量，与流体之间因对流换热而损失热量，当得热量等于失热量时达到热平衡状态，此时热电偶的温度保持不变。

由题可知:

热平衡方程为:

式中，A 为热电偶传热面积。代入数据得:

17．两块大平板中间放置第三块平板，可起到减少辐射传热的作用，故称第三块板为遮热板。问:

（1）遮热板的位置移动，不在正中间，遮热效果是否受影响？为什么？

（2）如果遮热板两表面的发射率不同，板的朝向会不会影响遮热效果？会不会影响板3的温度？为什么？

【答案】加遮热板后的辐射换热网络图如图所示。

，热电偶材

图

由辐射换热网络图可知，加遮热板后增加了三个热阻，其中两个为表面热阻，一个为空间热阻。