2018年东北大学材料与冶金学院834传热学[专业硕士]考研核心题库
● 摘要
一、基本概念
1． 传热系数。
【答案】传热系数在数值上等于冷、热流体间温差它表征传热过程强烈程度。
2． 定性温度
【答案】定性温度是指用以确定特征数中流体物性的温度。
3． 接触热阻，沸腾的临界热流密度，入口效应，黑体，温室效应。
【答案】接触热阻:由于固体表面之间的接触都不可能是紧密的，两壁面之间只有接触的地方才直接导热，在不接触处存在空隙，热量是通过充满空隙的流体的导热、对流和辐射的方式传递的，因而存在传热阻力，称为接触热阻。
沸腾的临界热流密度指核态沸腾时达到的最大热流密度。
入口效应:从管子进口到充分发展段之间的区域称为入口段，入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数比充分发展段的高，且沿主流方向逐渐降低。
黑体是指能吸收投入到其面上的所有热辐射能的物体，是一种假想的物体。
温室效应:大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外辐射出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高。
2
传热面积A=lm时热流量的值。
二、计算题
4． 绝缘电线的内部为半径为R ，长度为L 的铜线，该铜线的导热系数其导热系数温度为
为常数，已知铜线外侧与绝缘塑料皮接触处温度恒定为
为常数，电阻率为绝缘塑料皮的外侧空气
导线通过电流I （A ）而均匀发热。铜线外侧敷设绝缘塑料皮，绝缘塑料皮厚度为绝缘塑料皮外侧与空气间的表面传热系数为h 。试写出这一稳态过程的数学描述。
【答案】该问题的数学物理模型如图所示。
由式可知，圆柱坐标系的通用导热微分方程式如下式所示：
（1）结合题意，对于铜线部分，其导热过程为稳态、有内热源的一维导热问题，其导热微分方程可以化简为：
内热源可以表示为：铜线外表面边界条件：铜线中心边界条件：
（2）绝缘塑料皮部分为稳态一维导热问题，其导热微分方程可以化简为：
绝缘塑料皮外表面边界条件：绝缘塑料皮内表面边界条件：
图 模型示意图
5． 一种测定沸腾换热表面传热系数的实验装置见图, 液面上压强为一个大气压。实验表面系一铜质圆柱的断面（导热系数据
:
），在
及的系数
处安置了两个热电偶以测
定该处的温度。柱体四周绝热良好，无向外散热。在一稳态工况下测得了以下数
，试确定:米海耶夫公式
图
【答案】柱体周围无散热，导热沿铅垂方向进行，一维导热。设壁体与水接触处温度为，则:
由米海耶夫公式:
6． 如图所示有3个无限大的平行平板。平板1的温度为1200K , 平板3温度为60K ，
且
。若板2不从外部热源接受任何热量，试求它的温度是多少？
【答案】本题利用遮热板的思路求解，取单位辐射面积，热网络图如图所示，由于无限大平行平板的假设，角系数均为1。已知:
可得:
由热平衡可列出方程式:
解得:因:
，则
图
7． 在冬季，某个地方一天内大地表面最高温度为8℃，最低温度为—4
℃。已知土壤的
试问地表下0.1m 处的最高、最低温度为多少？达到最高温
度的时间滞后为多少？
【答案】该题目为周期性非稳态导热问题。由题意知，
该地面当天温度波振幅表下0.1m 处温度波振幅为：
地