2017年兰州理工大学804传热学(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 由导热微分方程可见，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。你说对吗？（提示：导热的完整数学描述为导热微分方程和定解条件）
【答案】上述观点不对。因为热扩散率中含有导热系数，而且导热问题的完整数学描述不仅包括控制方程，还包括定解条件，第二或第三类边界条件中都隐含着导热系数的影响。
3． 写出格拉晓夫准则（数）的表达式及物理意义。
【答案】
表示流体所受浮升力与粘滞力的相对大小。
4． 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。
5． 写出努谢尔数
与毕渥数表达式并比较异同。
【答案】从形式上看
，
同。
数
与
数
完全相同，但二者的物理意义却不数一般是待定准则。
数的物理意
数中的为流体的导热系数，而一般未知，因而
数一般是已定准则。
义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度，它表示流体对流换的强弱。而导热系数，且一般情况下已知，
与外部对流热阻
的相对大小。
数中的为导热物体的
数的物理意义是导热体内部导热热阻
6 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。
二、计算题
7． 某种耐火砖体的导热系数为
①厚度为lm 的无限大平壁的中心温度； ②截面为③
【答案】①
方形柱体的中心温度；
热扩散率初始温度为40℃，
经与650℃的高温气体接触100h 后，求下列3种不同砖体形状情况下的温度：
立方体的中心温度，其中一壁面绝热。
上述三种情况下，壁面与高温气体间的复合换热表面传热系数均为
解方程：
②方形柱体可以看成2个厚度为0.5m 的无限大平壁的交集；由①的计算结果得：
③本问题属于三维非稳态导热问题，立方体可看成是②所计算的方形柱体与一个厚度2m 的无限大平壁的交集：
接近0.2，近似视为正规热状况阶段计算。 Bi=71.43时
，
处的相对过余温度：
立方体中心温度：
8． 如图1所示，一房间墙壁壁厚
已知房间内空气温度为
外表面的空气对流表面传热系数分别为围环境物体之间的系统辐射系数为
面积
和
其导热系数为
壁内
。假定外墙表面与周
外部环境（空气和物体）温度为
试求通过该墙壁的散热量。
图1
【答案】方法一:设房间墙壁内、外表面的温度分别为室内空气与墙内表面的对流换热量为:
墙壁的导热量为:
墙外表面与室外空气的对流换热量为:
墙外表面与周围物体表面的辐射换热量为:
传热过程进入稳态后，室内空气与内墙的对流换热量一墙壁的导热量一墙外表面与室外空气的对流换热量+墙外表面与周围物体表面的辐射换热量。
故:
简化为:
简化为:
联立求解方程式（1）和式（2）可以计算出，散热量为:
方法二:该问题的热路图如图2所示。
和
和分别为:16.4°C 和5.6°C 。则通过墙壁的