2017年中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院834传热学考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 无量纲组合
叫_____，它的物理意义是_____。
【答案】普朗特数；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度
2． 某一直径为0.1m 、初始温度为300K 的轴，其密度为
，导热系数为
，
比热为541J/（kg ·K ）。将该轴置于温度为1200K 的加热炉中，其表面对流换热系数为
，则其时间常数为_____; 要使其中心温度达到800K ，则放入加热炉内约需要加热
_____分钟（用几种参数法）。
【答案】1059.3s ; 859.02s
【解析】先检验是否可用集中参数法，根据毕渥数的定义可知：
可以采用集中参数法。 根据时间常数的定义可知：
把
计算可得时间常数为：
、
、d=0.1m代入上式，
根据集中参数法温度场的分析解，可得：
。
把
、t=800K、代入上式，可得：
、
3． 管束强迫对流换热的排列方式主要有_____、_____两种。
【答案】叉排；顺排
4． 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:
5． 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
6． 导温系数描述了物体_____的能力。
【答案】传播温度变化的能力
7． _____的物体叫灰体。
【答案】光谱吸收比与波长无关
8． 沸腾危机是_____。
【答案】核态沸腾区中热流密度的峰值点，被称为临界热流密度（俄文文献常称为沸腾危机）
9． 强制对流换热系数大小与流体的物性有关，影响它的流体物性有_____。
【答案】
【解析】分析流体物性对强制对流换热系数大小的影响，需要考查相适用的实验关联式。以管槽内湍流强制对流传热为例，Dittus-Boelter 公式为最普遍的关联式：
其中
，
整理后可得：
由上式可知，影响强制对流换热系数大小的流体物性有：。
10．如果测的通过一块厚50mm 的大木板的热流密度为木板两侧的表面温度分别为40°C 和20°C ，则该木板的导热系数为_____; 若将加热热流密度提高到为25°C , 则另外一侧的表面温度应为_____.
【答案】
【解析】
根据傅里叶定律可知
把
、
代入，
该木板的一侧表面温度
计算可得木板导热系数为：
当
时，木板两侧温度差为：
。
因为木板一侧的表面温度为25°C，因而另外一侧的表面温度为65°C。
11．气体辐射的贝尔（Bell ）定律是_____。
【答案】离x 后的辐射强度,
, 其中,
为投射到气体界面x=0处的光谱辐射强度,
为通过一段距
为光谱减弱系数
二、简答题
12．简述温室效应是怎么回事？
【答案】（1）对于普通玻璃、塑料薄膜、非对称的双原子气体及多元子气体等介质，可以透射可见光，但可以阻隔红外线。
（2）当可见光透射过这些介质后，被这些介质包围的固体吸收； （3）另一方面，固体的温度相对较低，发出的辐射能绝大部分是红外线。
（4）红外线无法透过这些介质，使得被这些介质包围的固体的温度升高。这就是温室效应。
13．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。
14．结合非稳态导热分析解的形式，分析热扩散率在非稳态导热中的作用。
【答案】从分析解形式可见，物体的无量纲过余温度是傅里叶数的负指数函数，即表示在相同尺寸及换热条件下，热扩散率越大的物体到达指定温度所需的时间越短，这正说明热扩散率所代表的物理含义。
15．灰体表面的有效辐射和本身辐射哪一个大些？
【答案】灰体表面的有效辐射大些。
，因
，则
。
16．太阳能集热器采用选择性表面涂层，它对太阳辐射的吸收率为0.9, 它本身的发射率为0.3, 这一现象是否违背基尔霍夫定律？为什么？
【答案】（1）这一现象与基尔霍夫定律不矛盾。 （2）原因:基尔霍夫定律的基本表达式为表面的定向光谱发射率等于它的定向光谱吸收比。
太阳能集热器的吸收板表面上覆盖的选择性涂层，它所吸收的阳光来源于太阳，它对阳光的吸收比是针对太阳温度而言的; 而它本身的发射率是针对其自身的温度。太阳的温度与太阳能集热器吸收板表面的温度显然不同。温度不同使阳光与太阳能集热器吸收板表面自身辐射的光谱分布
，它表明:在热平衡条件下，
相关内容
相关标签