2017年南京航空航天大学523气动热力综合之传热学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 努谢尔特在建立竖壁层流膜状凝结换热模型时做了许多假设，在实际的膜状凝结过程中，由于不满足这些假设因素会对凝结过程带来哪些影响？
【答案】（1）如果有不凝结性气体存在，该气体因不凝结而聚集在冷凝面附近，使蒸气必须通过扩散才能到达冷凝面，从而使凝结换热性能大大降低。
（2）蒸气的流动，流动如果沿冷凝液流动方向，会使冷凝液膜变薄，从而增强换热，反之则削弱换热。逆方向高速流动的气流会吹落冷凝液膜，又使得换热增强。
（3）蒸气的过热和冷凝液膜的过冷也会影响凝结换热。实验证实，这项影响相对较小。 （4）在惯性力的作用下冷凝液膜的流动会使层流变为紊流，也会对凝结换热产生较大影响。
2． 什么是非稳态导热问题的乘积解法，该解法使用条件是什么？
【答案】（1）对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法。
（2）非稳态导热问题的乘积解法使用条件是恒温介质，第三类边界条件或边界温度为定值、初始温度为常数。
3． 两物体的温度分别为100℃及200℃，若将其温度各提高450℃并维持其温差不变，其辐射换热热流量是否变化？
【答案】会发生变化。因为物体的辐射力与其热力学温度的四次方成正比，而非一次方成正比。
4． 太阳与地球之间存在着广阔的真空地带，它是怎样把能量传到地球上的？
【答案】太阳通过热辐射把能量传递到地球上。从福射的本质和特点可知，热辐射可以通过真空自由地传播而不需要任何中间介质，因此辐射换热并不需要两物体直接接触。
5． 量微分方程
与固体导热微分方程
两者有何区别？什么情况下
能量微分方程可转化为固体导热微分方程？
【答案】（1）区别：①能量微分方程是在流场中取微元体根据能量守恒定律推导得出，固体导热微分方程式是在固体中取微元体根据能量守恒定律推导得出。②前者考虑了热对流过程、导热过程和作用在微元体上的外力对微元体内流体所做的净功，后者仅考虑了导热过程。
（2）当流体静止时，u=0，v=0，此时：
能量微分方程转化为固体导热微分方程。
6． 夏季在维持20°C 的空调教室内听课，穿单衣感觉很舒适，而冬季在同样温度的同一教室内 听课却必须穿绒衣。假设湿度不是影响的因素，试从传热的观点分析这种反常的“舒适温度”现象。
【答案】夏季人体的散热量为:
冬季人体的散热量为:
式中:射换热量
；
分别为夏季和冬季人体的总散热量；
分别为夏季人体的对流换热量与辐
分别为冬季人体的对流换热量与辐射换热量。
所以在室
这种反常的“舒适温度”现象是由于冬夏两季室内的风速变化不大，
因此对流换热量
但由于人体与围护结构内壁面的温差冬季远大于夏季，辐射换热量
温相同时，
说明人体冬季散热量更多，为维持热舒适，冬季应多穿或者穿厚一些的衣物。
二、计算题
7． 如图所示表面间的角系数可否表示为
:更正。
【答案】分解性原理的基本形式为:
利用互换性原理可改写为:
对于
故
对于
故
完整的书写形式为
正确。
根据分解性原理，正确的书写形式为:
不正确。
，
化简后则为如有错误，请予
图
8． 直径为57mm 的管道，管道外表面温度为100℃，将它用导热系数为该保温层材料至少有多厚？
【答案】
已知
的石棉
硅藻土材料保温。保温后保温层外表面温度不超过40℃，每米管道最大热损失不超过70W ，试问
则:
所以，
则可得：
9． 当液体在一定压力下做大容器饱和沸腾时，欲使表面传热系数増加10倍，沸腾温差应增加几倍？如果同一液体在圆管内充分发展段做单相湍流换热，为使表面传热系数增加10倍，流速应增加多少倍？维持流体流动所消耗的功将増加多少倍？设物性为常数。
【答案】（1）由米洛耶夫公式:
故
即当h 増大10倍时，沸腾温差是原来的2.69倍。 （2）如为单相流体对流换热，由D-B 公式可知即
故
即
为的10倍时，
是
的17.8倍。
由布拉修斯公式，故
即
是
的17.8倍时，压强增大了154倍。
故
耗功量増大了2741倍。因此，以増大流速来提高表面传热系数，将使耗功率增大了若干倍，从而增大了换热器的运行成本。
耗功量