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一、填空题

1． 流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流换热系数会_____，这是由于_____。

【答案】增大；流体流过弯曲管道或螺旋管时，加强了流体的扰动与混合，引起二次环流而强化换热

2． 锅炉炉墙外墙与大气间的换热是_____。

【答案】对流换热

3． 角系数的定义是_____。

【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2的百分数称为表面1对表面2的角系数, 记为Xu

4． 角系数的性质有_____。

【答案】相对性、完整性、可加性

5． 已知热流体进出口温度分别为

表示） 【答案】 ，冷流体进出口温度为，当换热器顺流布置时，对平均温差表达式为_____; 当换热器逆流布置时，其对数平均温差表达式为_____。（请以

【解析】不论顺流、逆流，平均温差可以统一用以下计算式表示:

对于顺流布置来说，最大温差、最小温差为

:

所以对流平均温差表达式为:

对于逆流布置来说，最大温差、最小温差为

:

所以对流平均温差表达式为:

6． 导热微分方程的推导依据是_____和_____。直角坐标下一维，非稳态、无内热源导热问题的导热微分方程可以表示成_____。

【答案】 傅里叶定律:能量守恒定律:

7． 管槽内对流换热的入口效应是指_____。

【答案】入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数比充分发展段高

8． 气体辐射的特点是_____；_____。

【答案】气体辐射对波长有选择性；气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的

9． 临界热绝缘直径_____，其意义为_____。 【答案】；当绝缘层外径时，导热热阻与对流传热热阻之和最小，此时散热 量为最大值

10．确定导热微分方程的定解条件中有边界条件，常用的有三种：

第一类边界条件为_____;

第二类边界条件为_____;

第三类边界条件为_____。

【答案】规定了边界上的温度值；规定了边界上的热流密度值；规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数以及周围流体的温度t f 。

11．大容器核态沸腾的主要换热特点为_____、_____两种。

【答案】稳压小；传热强

二、简答题

12．工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋? 何时两侧同时加肋？

【答案】（1）当传热壁一侧时，该侧加肋可强化传热；

但（2）当传热壁两侧Bi 都小于0.1时，则两侧都可加肋。 加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近，这样强化传热效果好。当壁面两侧均

一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时，在热阻大的一侧加肋效果较好。

13．水和同温空气冷却物体，为什么水的表面传热系数比空气大得多？

【答案】（1）水的导热系数比同温度下空气的导热系数大20多倍，其以导热方式传递热量的能力比空气强；

（2）水的比热容比空气的比热容大得多，

常温下水的

而空气的

两者相差悬殊，水以热对流方式转移热量的能力比空气大得多，因此水的表

面传热系数比空气大得多。

14．在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1s 。从传热学角度，你认为此值可信吗？

【答案】

根据时间常数定义在一定条件下可以认为是常数，但表面传热系数h 却是与测温元件与被测物的换热条件有关。因此，对该说明书上表明的时间常数值要进行具体分析，不能盲目相信。

15．大容器沸腾换热过程有哪几个主要的区域，并指出临界热流密度在什么情况下会对加热壁面造成损坏？

【答案】大容器沸腾换热过程有四个主要的区域，分别是:自然对流沸腾区、核态沸腾区、过渡沸腾区和膜态沸腾区。

由于到达临界热流密度后加热壁面温度的升高反而使热流密度下降，直至进入稳定膜态沸腾后换热热流密度才随热流密度的升高而再次増加，但此时加热壁面温度已相当高。这样，在控制热流密度的加热过程中，当加热热流密度高于临界热流密度后就会引起壁面温度的急剧升高，从而会造成加热壁面的损坏（如电加热、核反应堆燃料棒的加热过程）。因此，在实际工作中应避免沸腾换热的设备运行在临界热流密度附近。如果是控制加热壁面温度的加热过程就不会出现上述现象，也就不必控制临界热流密度。

16．用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却，开水以哪些方式散发热量？打开水壶盖和盖上水壶盖，开水的冷却速度有何区别？

【答案】（1）用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却，开水散发热量的方式:①水壶与地面间以导热方式传递热量；②水壶与周围空气间以自然对流换热方式传递热量，与周围环境以辐射换热方式传递热量；③壶嘴以蒸发方式散发热量。

（2）打开壶盖后，开水的蒸发速度加快，因此打开水壶盖相对于盖上水壶盖冷却得更快。

17．从泡态沸腾机理分析，为什么大容器核态沸腾时，沸腾液体具有一定的过热度？

【答案】气泡处于既不长大，又不缩小的平衡状态时，必须满足的力平衡条件和热平衡条件分别为:

当忽略液柱静压差时，

由热平衡条件可知，

与

对应的饱和温度为令与

对应的蒸气饱和温度为

由于可以看出，沸腾液体总是具有一定的过热度

18．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。