2018年北京科技大学能源与环境工程学院811热工理论之传热学考研基础五套测试题
● 摘要
一、填空题
1． Bi 数反映了_____的相对大小，其表达式
中的k 是指_____。
【答案】固体内部导热热阻与界面上换热热阻；固体的导热系数
2． 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:
3． 肋壁总效率的数学表达式为_____。
【答案】
，其中，
为两个肋片之间的根部表面积，为肋片的表面积，为
肋效率
4． 黑体辐射的角系数具有三个性质, 它们是:
（1）_____, 数学表达式为_____; （2）_____, 数学表达式为_____; （3）_____, 数学表达式为_____。 【答案】（1）相对性；（2）完整性；（3）可加性；
二、判断对错题
5． 在非稳态导热过程中，当物体的导热系数相当大，或者几何尺寸很小，或者表面换热系数极大时，可以忽略其内部导热热阻。（ ）
【答案】错。
【解析】由毕渥数的表达式：或者表面换热系数极大（即保证毕渥数
可知，当物体的导热系数相当大，或者几何尺寸很小，
），可以忽略其内部热阻。
6． 自然对流换热且流态为揣流时，在其他条件不变的情况下，圆管水平放置和竖直放置其平均对流换热系数相等。（ ）
【答案】对
7． 在顺流与逆流布置的换热器中，逆流布置的换热器的对数平均温差总是大于顺流布置的换热器的对数平均温差。（ ）
【答案】对
【解析】在各种流动型式中，顺流和逆流可以看作是两种极端情况。在相同的进、出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小。
8． 热阻也是物质的一个物性参数。（ ）
【答案】错
三、简答题
9． 试说明集总参数法的物理概念及数学上处理的特点。
【答案】（1）集总参数法的物理概念是指当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力，而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数；
（2）集总参数法数学上处理的特点：数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程，大大降低了求解难度。
10．写出基尔霍夫定律的数学表达式，说明其含义及适用条件。
【答案】
表明善于吸收的物体必善于发射，反之亦然。适用条件:实际物体与黑体投
射辐射处于热平衡，或者为灰体。
11．非稳态导热物体可以用集总参数法分析的条件是什么？
【答案】导热物体内部导热热阻忽略不计，即任一时刻物体内温度相同。实用判别条件为
：
或
（M 是与物体几何形状有关的无量纲数）
12．冬天，房顶上结霜的房屋保暖性能好，还是不结霜的好？
【答案】（1）同样的室温条件下，房顶上结霜的房屋保暖性能好。
（2）原因是结霜屋顶的热阻更大，使得其外表面温度较低，因而保暖性能好。
13．一台氟利昂冷凝器，氟利昂蒸气在光管外冷凝，冷却水在管内流动。为了强化这一传热过程，将管外改为低肋强化表面。后又采用管外与管内均有强化措施的双侧强化管，试分析其原因。
【答案】由于氟利昂蒸气导热系数和气化潜热很小，根据Nusselt 理论解，其凝结表面传热系数相对于管内对流换热系数要小很多，也就是氟利昂侧传热热阻大。采用低肋管后，可以将氟利
昂侧凝结表面传热系数提高十多倍，这时管内传热热阻反而大于氟利昂侧热阻，因而管内也需要进行强化，从而使两侧热阻相当，才能收到更好的强化换热效果。
14．热量、热流量与热流密度有何联系与区别？
【答案】（1）①热量Q ，其单位为J （kJ ）; ②热流量内传递的热量，又称传热速率；③热流密度q ，其单位为面积所传递的热量。
（2）如记为传热时间，则三者间有如下的关系:
式中，A 为传热面积，
其单位为W （kW ）,
是单位时间
q 是单位时间内通过单位
四、计算题
15．有一输送液化天然气的长管道，管内液化天然气的温度为—125℃。管道外直径为89mm ，其外敷设导热系数为温层之间的对流换热系数为温度相同。
【答案】此题为通过圆筒壁的传热过程。由题意知：
则：
16．某一维导热平板，无内热源，稳态条件下，平板两表面温度分布分别为围内导热系数与温度的关系为
【答案】
分离变量，积分得：代入边界条件
，
17．厚度等于的常物性无限大平板，
初始温度均匀为，过程开始后，左侧有一定热流密度的热源加热，
右侧与低温流体
相接触
，表面传热系数等于常数，所有物性参数已知，
写出该导热问题的数学描写（述）。
【答案】这是一个沿平板厚度方向的一维非稳态导热问题，其微分方程、边界及初始条件为：
厚度为100mm 的保温层。环境气温为25℃，管外空气与保
试计算单位管长的热损失。假设管外壁温与管内流体
在这个温度范
求平板内温度分布。
相关内容
相关标签