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2018年同济大学航空航天与力学学院815传热学考研强化五套模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 本身辐射与有效辐射

【答案】本身辐射是指物体单位时间内单位表面积上的半球空间的所有方向辐射出去的全部波长范围内的能量称为辐射力, 单位为射能, 单位为

2. 肋片效率

和肋壁总效率。

。有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐

【答案】肋片效率表征单个肋片散热的有效程度,它的物理意义是实际散热量与假设整个肋片表面处于肋基温度下的散热量之比。

肋壁总效率是表征整个肋壁散热的有效程度,它的物理意义是整个肋壁的实际散热量与假设整个肋壁均处于肋基温度下的散热量之比。

3. 角系数

【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数。

二、简答题

4. 从泡态沸腾机理分析,为什么大容器核态沸腾时,沸腾液体具有一定的过热度?

【答案】气泡处于既不长大,又不缩小的平衡状态时,必须满足的力平衡条件和热平衡条件分别为:

当忽略液柱静压差时,

由热平衡条件可知,

热度

5. 等温面与等温线的特点?

【答案】(1)温度不同的等温面或等温线彼此不能相交;

(2)在连续的温度场中,等温面或等温线不会中断,它们或者是物体中完全封闭的曲面(曲线),或者就终止于物体的边界上;

(3)等温面或等温线的分布并不一定均匀。

6. 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)

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对应的饱和温度为

对应的蒸气饱和温度为

由于

可以看出,沸腾液体总是具有一定的过

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。

7. 为什么用普朗特数可以定性地判断流体外掠平板时的速度边界层和温度边界层的相对厚度?

【答案】普朗特数

分子表征了流体由于分子运动而扩散动量的能力,这一能力越大,

粘性的影响传递的越远,速度边界层越厚;分母则表征了热扩散的能力,因此,两者相比,基本上可以反映边界层的相对厚度。

8. 工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋? 何时两侧同时加肋?

【答案】(1)当传热壁一侧

时,该侧加肋可强化传热;

(2)当传热壁两侧Bi 都小于0.1时,则两侧都可加肋。

加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近,这样强化传热效果好。当壁面两侧均一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时,在热阻大的一侧加肋效果较好。

9. 冬天阳光照射的中午晒棉被,试从传热的角度解释晚上睡觉时还会暖和的原因。

【答案】棉被经日晒变得蓬松,空气进入到棉被中,而空气的导热系数较小,相当于增加了导热热阻,因而睡觉时还觉得暖和。

三、计算题

10.厚8mm 的瓷砖被堆放在室外货场上,并与-15℃的环境处于热平衡。此后,把它们搬入25℃的室内。为了加速升温过程,每块瓷砖被分散地搁在墙旁。设此时瓷砖两面与室内环境的表面传热系数为时间?已知瓷砖的等待时间又为多少?

【答案】

因此,可采用集总参数法求解该非稳态导热问题。

由解得

即等待1308s 以后,瓷砖温度才能上升到10℃。当瓷砖厚度増加1倍,其他条件不变时:

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为防止瓷砖脆裂,需待其温度上升到10℃以上才可操作。问需等待多少

如瓷砖厚度增加1倍,其他条件不变,问

11.流量为为

:

【答案】

所以有:

根据热平衡,有:则有:

不必修正。

所以有:

12.一平的黑表面面积处有一面积相等的表面朝

表面所发射的辐射能。

其法向的定向辐射力

相对位置如图所示,试计算

表面的中心对

在离开

中心0.4m

的冷却水,在内径为12mm 的铜管冷凝器内流过,水的进口温度为27℃, 出口

温度为33℃,管壁温度维持50℃, 求管长应为多少?已知30℃时水的物性参数

表面所张的立体角和

【答案】鉴于两表面均为微小面积依立体角定义:

由辐射强度与辐射力的定义可知:表面1为黑表面,故

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