2017年上海理工大学环境与建筑学院816传热学B考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 如图所示的双层平壁中的稳态温度分布判断两种材料的导热系数相对大小为_____。
图
【答案】
【解析】分别考虑材料A 和B 的导热，可以看作是单层平壁导热问题，根据傅里叶定律可得:
由题图可知： 由此可得：
2． 沸腾危机是_____。
【答案】核态沸腾区中热流密度的峰值点，被称为临界热流密度（俄文文献常称为沸腾危机）
3． 大容器核态沸腾的主要换热特点为_____、_____两种。
【答案】稳压小；传热强
4． 管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，_____冲刷方式换热更为强烈，这可以解释为_____。
【答案】横向；横向冲刷时，流动除了具有边界层的特征外，还要发生绕流脱体而产生回流、漩涡和涡束
5． 自然对流换热是指_____。
【答案】由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
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． 管槽内对流换热的入口效应是指_____。
【答案】入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数比充分发展段高
8． 导温系数描述了物体_____的能力。
【答案】传播温度变化的能力
9． 写出Pr （普朗特数）的无量纲组合：_____。它的物理意义是_____。
【答案】
；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度
10．角系数的定义是_____。
【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2的百分数称为表面1对表面2的角系数, 记为Xu
11．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：
、
二、简答题
12．利用肋化换热器来实现水与空气间的换热，若要强化传热，应将肋片加在空气侧还是水侧？为什么？
【答案】（1）为强化传热，应将肋片加在空气侧。（2）原因:与水侧相比，空气侧对流换热系数较小、热阻较大，加肋片后可显著降低传热热阻，提高传热量。
13．简要画出大空间沸腾换热的沸腾曲线，简述大空间沸腾换热的主要过程与机理。
【答案】如图所示。
水在1个大气压下大空间沸腾换热的沸腾曲线如图所示。随着壁面过热度的増高，出现4个换热规律不同的区域。
（1）自然对流沸腾:沸腾温差很小，壁面上只有少量气泡产生，而且气泡不能脱离壁和上浮，看不到沸腾的现象，热量依靠自然对流过程传递到主体。
（2）泡态沸腾:B 点后开始产生大量气泡。气泡在壁上生成、长大，随后因浮力作用而离开壁。由于气泡大量迅速的生成和它的激烈运动，换热强度剧增，热流密度急剧增大，直到达到热流密度的峰值。
（3）过渡态:C 点后，生成的气泡过多，在加热面上形成气膜，开始时是不稳定的，气膜会突然裂开变成大气泡离开壁，阻碍了传热，换热状况恶化。
（4）膜态沸腾:壁面全部被一层稳定的气膜所覆盖，气化只能在气膜与液的交界面上进行，气化所需要的热量靠导热、对流、辐射通过气膜传递。此时壁温很高，辐射换热随热力学温度4次方急剧增加，D 点后热流密度又继续回升。
图 大空间沸腾换热的沸腾曲线
14．“对流换热”是否是基本的传热方式，它与“热对流”有何本质上的区别？解释这两种现象并作比较。
【答案】（1）本质上的区别：①通过流体的运动，把热量从一处带往另一处的现象称为热对流，热对流是基本的传热方式；
②当流体与壁面（或分界面）存在温差时，因相对运动而产生的热量传递现象称为对流换热，对流换热不是基本的传热方式。
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