2018年南京理工大学能源与动力工程学院835传热学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． “善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射力越大，其吸收比也越大。你认为对吗？为什么？
【答案】基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件:物体与辐射源处于热平衡，辐射源为黑体。也即物体辐射力越大，其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的黑体辐射。所以上述说法不正确。
3． 温度为T 的灰体，其有效辐射是否有可能大于同温度下的黑体福射？
【答案】有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和，反射部分越大，有效辐射也越大，因此，完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。
4． 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。
5． 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。
6． 为什么白天从远处看房屋的窗孔有黑洞洞的感觉？
【答案】因为房屋尺寸比窗口尺寸大得多，外界通过窗口投射到房屋的能量，经房屋内壁多次吸收和反射，再经窗口射出的能量就比较小了，所以白天从远处看房屋窗孔就有黑洞洞的感觉。如果窗口足够小，就是人工黑体模型。
7． 强化凝结换热的原则是什么？从换热表面的结构来说，强化凝结换热的基本思路是什么？
【答案】强化凝结换热的原则是:（1）尽可能减薄凝结液膜；（2）尽快排除凝结液；（3）及时排除不凝结性气体。为了强化凝结换热，应采用特殊的结构，充分利用表面张力的作用，减
薄大部分表面的凝结液膜，并设置一定的通道，使凝液尽快排除。
8． 两根直径不同的蒸汽管道，外表面敷设厚度相同，材料相同的绝热层。若两管道绝热层内外表面温度分别相同，两者每米长的热损失相同吗？
【答案】不相同，大管的传热面积大，热损失大。
二、计算题
9． 采用热线风速仪测量风管中空气流速，已知热线风速仪的受热金属丝直径d=1mm，材质为铜丝，密度空气温度导热系数表面传热系数比热容单位长度电阻值某时刻起电流强度的电流突
然流经导线并保持不变。试求：
（1）当导线的温度稳定后其数值为多少？
（2）从导线通电开始瞬间到导线温度与稳定时之值相差为1℃时所需的时间。
【答案】（1）稳定时导线表面散热量等于其内部发热量。
单位长度发热量为：
表面对流散热量：
依据热平衡，则（2）
令：
则
则故可采用集总参数法求解。 当导线通电开始瞬间到导线温度与稳定时之值相差为1℃，即
利用集总参数法计算：
解得：
10．已知换热器内热流体为2程流动，冷流体为1程流动，说明图 所示各形式哪些是可实现的？冷、热流体各是什么过程？
图1 换热器内温度分析图
【答案】首先要分析换热器流体温度变化规律。无论是顺流或逆流，在换热器任一微元换热面积dA 内，由热量平衡关系，热流体温升数值可按下式计算:
A O —沿长度方向单位管长时的换热面积。
故热流体温度变化率:
同理，冷流体温度变化率:
在换热器中冷热流体呈顺流的部分，
故，故从进口到出口，时， 故，故温度曲线的形状如图时
，2所示。在换热器中冷热流体呈逆流的部分，如图3所示，因
由平缓变得陡峭，热流体温度曲线的形状如图3所示。 温度曲线的斜率绝对值均是从小变大，曲线
根据上述分析，问题中只有图1（c ）和（e ）中流动温度变化趋势完全符合逆流、顺流时规律，因而图1（c ）和（e ）是可实现的。具体流动形式是图1（c ）中热流体无相变换热，冷流体是蒸发过程；图1（e ）中热流体在第一程内是凝结换热，第二程内是液体过冷的过程；冷流体是蒸发过程。
图1（a ）、（b ）和（d ）均不能实现，因为其中的顺流或是逆流，沿流动方向的温度变化不符合所述分析。
图2顺流式换热器的温度变化图 3逆流式换热器的温度变化
11．煤气以平均速度
已知该煤气的物性为
：
【答案】本题已知压降可采用类比律求得h 。
流过内径d=16.9mm、长l=2m的管道，由于不知道它的表面传热试问能否确定煤气与管壁的平均表面传热系数。系数，今实测得管道两端煤气的压降