2017年河北工业大学931专业综合(I)(流体力学、传热学、工程热力学、工程燃烧学)之传热学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 以任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面做了哪些基本假设？
【答案】推导角系数的三条假设是:
； （1）换热表面为非凹表面（排除表面自身辐射换热的情况）
（2）换热表面为漫福射表面，即物体发射的定向辐射强度及反射的定向辐射强度与方向无关；（3）物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀，发射率及反射率均匀。
2． 为了测量管道中的气流温度，在管道中设置温度计。试分析由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差，并提出减少测温误差的措施。
【答案】（1）为了准确测量管道内气流的温度，必须减少由于干扰项引起的测量误差。高温条件下辐射换热对于气流温度的测量误差可达到8%〜10%，因此必须采取措施去除辐射换热的影响。
（2）减少测温误差的措施:加辐射隔热板。加上辐射隔热板后可将误差减小到0.5%左右（见图）。
图
3． 在气温为10℃的房间内用细绳吊一段直径均匀的圆柱冰块，过一段时间后，冰块的形状会发生哪些变化？冰块会在绳上完全融化吗？
【答案】由题意知，该冰柱的融化过程相当于竖圆柱的自然对流换热。根据竖壁自然对流换热的机理，由于冰柱壁面温度低于周围空气温度，故流体贴壁向下流动，边界层上部薄而下部厚。局部对流换热系数上部较大而下部较小，因此，虽然冰柱整个会慢慢融化，但是上部融化较快，其形状会变得上部细、下部粗，不等在绳上全部融化完就会掉在地上。
4． 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。
5 一维无限大平壁的导热问题，，．两侧给定的均为第二类边界条件能否求出其温度分布? 为什么？
【答案】（1）一维无限大平壁的导热问题，两侧给定的均为第二类边界条件，不能求出其温度分布。
（2）因为第二类边界条件所对应的是温度曲线的斜率，与绝对温度没有对应关系。
6． 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。
二、计算题
7． 对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，从动量方程界层厚度的如下变化关系式
：
引出边
【答案】由外掠平板的流动的动量微分方程：
由于
而由连续性方程：
可知
因此，动量微分方程式中个项的数量级如下：
在边界层内，粘性力项与惯性力项具有相同数量级，即即：
因此有：
8． 某一加热板的壁厚为板的上下两侧边界面
导热系数且
该加热板具有均匀内热源
已知该加热
左侧边界面为绝热面，右侧边界面与温度为的流体直接
接触，且表面传热系数为h ，试建立该加热板稳态导热的数学模型。
【答案】该问题的物理模型如图所示。 导热微分方程式的通用形式为：
由题意可知，该问题的温度分布不受z ，因素的影响，且导热系数程可以化简为：
左侧边界为第二类边界条件：
右侧边界为第三类边界条件：
上侧边界为第一类边界条件
下侧边界为第一类边界条件
因此导热微分方
图 加热板导热
9． 有两平行黑表面相距很近，它们的温度分别为1000℃和500℃。试计算它们的辐射换热量。当“冷”表面温度增至700℃，则辐射换热量变化多少？如果它们是灰表面，发射率分别为0.8和0.5, 它们的辐射换热量又为多少？
【答案】由于两平行黑表面相距很近，可忽略两表面间四周的辐射热损失，认为彼此的辐射角系数为1, 计算时须将摄氏温度换算为绝对温度。两平行黑表面，单位面积的辐射换热量为:
当“冷”表面温度增至70CTC 时:
变化量:当两表面均为灰表面时:
相关内容
相关标签