2017年东北石油大学传热学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1． 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 。
2． 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。
3． 迪图斯-贝尔特公式采用什么方式来修正不均匀物性场对换热的影响？请分析修正方法的合理性。
【答案】（1）迪图斯坝尔特公式的两个表达式为：
式中，用
n=0.4；n=0.3。 来修正不均匀物性场对换热的影响。当加热流体时，当冷却流体时，
（2）修正方法的合理性：显然，加热液体时由于壁面附近液体黏性降低，边界层内速度分布 变得平缓，速度梯度增大；同理温度梯度也增大，h 増大，n 取0.4是合理的，符合h 增大的特征。
4． 为什么太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板不需要做黑色？
【答案】（1）①太阳灶要求吸收太阳辐射的能量要多，而太阳辐射射线的能量主要位于短波范围，最佳的太阳灶受热面应是部分光谱全部吸收
，
，黑色表面有利于吸
；②另一方面太阳灶要求本身辐射出去的能量要尽量少，而太阳灶本身收可见光（属于短波辐射）
辐射出去的能量因温度不是太高主要位于长波部分，粗糙表面能使长波辐射投射到自身而减少辐射热损失。
两方面综合，粗糙的黑色表面吸收太阳能最多，损失的长波辐射最少。把太阳灶的受热面做成粗糙的黑色表面能基本满足上述要求，因此，太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面。
（2）对于辐射采暖板，其表面温度不高，大部分福射射线的能量位于长波范围。此时，采用粗糙的黑色表面
，
由基尔霍夫定律，
反而阻碍其散热，因此辐射采暖板不
需要做成黑色。
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，或者就终止于物体的边界上； 线）
（3）等温面或等温线的分布并不一定均匀。
6． 什么是时间常数？用热电偶测量温度变化着的气流温度时如何提高测量精度？
【答案】时间常数
用热电偶测量温度变化着的气流温度时应尽可能减小时间常数，
在热电偶材料一定时，增大对流换热系数，减小体积，增大面积，或减小体积面积比。
二、计算题
7． 有人对一阶导数
提出了以下表示式：
您能否判断这一表达式是否正确，为什么？ 【答案】这一表达式不正确。得一阶导数的近似公式：
代入上式得：
正确的表达式应是：
8． 冷藏箱壁由两层铝板中间夹一层厚100mm 的矿棉组成，内外壁面的温度分别为—5℃和25℃，矿棉的导热系数为损失増加多少？
【答案】（1）由热阻分析，两层铝板热阻可以忽略不计，干燥时冷损失为：
（2）假设环境温度30℃，相对湿度70%，对应露点温度燥层厚
此条件下的热损失为：
结冰厚
含水层厚
干
求散冷损失的热流密度q 。大气水分渗透使矿棉变湿，且
和
问冷藏箱的冷
内层结冰。设含水层和结冰层的导热系数分别为
的实质是求解函数一阶导数的三点公式。由泰勒级数可导
即
即
即
由
解得：
该损失是原散热量
的4.03倍。所以，保温材料需采取防潮、防水措施。
9． 一房间外墙由双层材料叠合组成。最里面是混凝土结构，厚370mm ; 外面为保温苯板，厚100mm 。已知该房间外墙的内、外壁面温度分别为20℃、-25℃，试求每平方米每小时该外墙的
热损失及两层墙体分界面上的温度。内外层材料的导热系数分别为
其中
【答案】由于两层材料分界面的温度未知，这里假设分界面温度为外层材料的导热系数
.
则由此可求得此时的散热量为：
为材料的平均温度。
则可求得内、
则此时内层材料的换热
则此时外层材料的换热不符合工程要求。
现反求
1.36
此时的热量为：
取分界面温度为分别为
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