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一、填空题

1． Bi 数反映了_____的相对大小，其表达式中的k 是指_____。

【答案】固体内部导热热阻与界面上换热热阻；固体的导热系数

2． 某一直径为0.1m 、初始温度为300K 的轴，其密度为，导热系数为，比热为541J/（kg ·K ）。将该轴置于温度为1200K 的加热炉中，其表面对流换热系数为

，则其时间常数为_____; 要使其中心温度达到800K ，则放入加热炉内约需要加热

_____分钟（用几种参数法）。

【答案】1059.3s ; 859.02s

【解析】先检验是否可用集中参数法，根据毕渥数的定义可知：

可以采用集中参数法。

根据时间常数的定义可知：

把计算可得时间常数为：、 、d=0.1m代入上式，

根据集中参数法温度场的分析解，可得：

。 把、t=800K、

代入上式，可得：、

3． 对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用_____流动形式。

【答案】顺流

【解析】因为对于逆流换热器，热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温特别高。所以对于高温换热器，为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用顺流的流动形式。

4． 角系数的性质有_____。

【答案】相对性、完整性、可加性

5． 半球内壁对底部半圆的角系数为_____。 【答案】

【解析】简单示意图如图所示。

图

根据角系数的相对性, 可得:根据角系数的可加性:

根据对称性可知:

由上面等式可知:

所以半球内壁对底部半圆的角系数为 。 。其中,

6． 临界热绝缘直径_____，其意义为_____。 【答案】；当绝缘层外径时，导热热阻与对流传热热阻之和最小，此时散热量为最大值

7 角系数相对性公式表示可以写成_____, 对于一个非凹封闭系统, 角系数完整性的公式为_____ ．。

【答案】

8． 漫辐射是指_____。

【答案】各朝向辐射同性, 即满足兰贝特定律的辐射

9． 换热器效能的定义是_____，其物理意义是_____。 【答案】

【解析】换热器的效能；换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 定义为:。式中，分母为流体在换热器中可能发生的最 大温差值，而分子则为冷流体或热流体在换热器中的实际温度差值中的大者。

10．方程是_____微分方程，式中的参数是_____。

【答案】二维、稳态、无内热源、不可压缩、常物性的对流传热能量守恒；热扩散率

11．定型温度是_____，特征尺度是_____。

【答案】计算流体物性时所采用的温度；包括在相似准则数中的几何尺度

二、简答题

12．两块厚度相同的无限大平壁，分别由金属铜和木头制成。若保持其两侧表面温度对应相等，那么，在常物性、稳态导热的情况下两平壁内的温度分布是否相同？为什么？

【答案】相同。因为对于常物性、无内热源的无限大平壁的稳态导热，第一类边界条件下其温度分布仅取决于边界温度，而与材料的导热系数无关。

13．什么叫非稳态导热的正规状况阶段？这一阶段有什么特点？

【答案】（1）非稳态导热的正规状况阶段是指非稳态导热过程进行到一定程度，初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍随时间变化，但各点过余温度的比值已与时间无关，亦即无量纲过余温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。

（2）非稳态导热正规状况阶段的特点：这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。

14．绿色住宅的一种节能方式（夏天少用空调、冬天少用暖气）就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木，试从传热学角度说明大树的作用。

【答案】夏天室内热负荷主要来自太阳辐射，如房屋前截种几棵大树，枝叶繁茂会遮挡阳光，使房屋处于树荫下，可以凉快些，从而减少使用空调。到了冬天，树叶落光，太阳光线可直射到房屋上，因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。这样便可达到节能的目的。

15．有人对二维矩形物体中的稳态、无内热源、常物性的导热问题进行了数值计算。矩形的一个边绝热，其余三个边均与温度为的流体发生对流换热，这样能预测温度场的解吗？

【答案】根据所给边界条件，可以判断该物体没有热流，所以物体各点温度均为tf 。

16．什么是显式格式？什么是显式格式计算中的稳定性问题？

【答案】（1）在非稳态导热的差分分析中，取温度对时间的向前差分，使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布，而不必联立方程求解。这样的差分格式称为显式。

（2）在显式计算中，时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性，选择得不适当会使温度产生震荡，而不收敛于某一数值，这是不符现实的。