2018年扬州大学水利与能源动力工程学院842传热学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 为什么珠状凝结的表面传热系数比膜状凝结的高？
【答案】由于珠状凝结时表面不易形成凝结液膜，相比膜状凝结没有液体膜层热阻，蒸气直接与冷壁面接触，因而表面传热系数高。
3． 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 。
4． 努谢尔特在建立竖壁层流膜状凝结换热模型时做了许多假设，在实际的膜状凝结过程中，由于不满足这些假设因素会对凝结过程带来哪些影响？
【答案】（1）如果有不凝结性气体存在，该气体因不凝结而聚集在冷凝面附近，使蒸气必须通过扩散才能到达冷凝面，从而使凝结换热性能大大降低。
（2）蒸气的流动，流动如果沿冷凝液流动方向，会使冷凝液膜变薄，从而增强换热，反之则削弱换热。逆方向高速流动的气流会吹落冷凝液膜，又使得换热增强。
（3）蒸气的过热和冷凝液膜的过冷也会影响凝结换热。实验证实，这项影响相对较小。
（4）在惯性力的作用下冷凝液膜的流动会使层流变为紊流，也会对凝结换热产生较大影响。
5． “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。
（2）比较：①对流换热一定具有流体与固体壁面间的相对运动；
②对流换热是导热与热对流的综合作用；
③对流换热非基本传热方式。
6． 试述数和数的区别。
数中的为流体的导热系数，
为影响边界层厚度的几何尺寸。数反映靠近壁面流体层
数反映物体内部的导热热阻与外部的换热热阻之间的【答案】数中的为物体的导热系数，为固体壁（如壁厚等）的某一尺寸；的导热热阻与对流换热热阻的相对大小；
相对大小。
二、计算题
7． 一种测定沸腾换热表面传热系数的实验装置见图, 液面上压强为一个大气压。实验表面系一铜质圆柱的断面（导热系数
据
:），在及的系数
处安置了两个热电偶以测 定该处的温度。柱体四周绝热良好，无向外散热。在一稳态工况下测得了以下数，试确定:米海耶夫公式
图
【答案】柱体周围无散热，导热沿铅垂方向进行，一维导热。设壁体与水接触处温度为，则:
由米海耶夫公式:
8． 绝对压强为的饱和水蒸气，用水平放置的壁温为90℃的铜管束来凝结。有下列2种选择:用一根直径为100mm 的铜管或用10根直径为10mm 的铜管。试问:（1）这2种选择所产生的凝结液量是否相同？最多可以相差多少？（2）要使凝结液量的差别最大，小管径系统应如何布置（不考虑容积的因素）？（3）上述结论与蒸气压强、铜管壁温是否有关（保证2种布置的其他条件相同）？
【答案】设则:
可见，单根管均为水平放置时，小管表面传热系数是大管的1.78倍。
当10根10mm 直径小管均为水平放置时:
可见，产生的凝结液量不相同，最多可以相差1.78倍。小管径均水平放置时，由于水平放置具有最大的凝结换热表面传热系数。因此可以产生最大的凝结液量。若改变蒸气压强和铜管壁温，r 与均发生变化，h 也要发生变化，但相同条件下，均仅与管径之比有关。因此，上述结论与p 和无关。
9． 图为一扇形区域中的二维、稳态、无内热源的导热问题，
其一侧平直表面维持均匀恒定温度
的表面绝热，其余表面与温度为的环境换热，表面传热系数为，为用数值法确定区
和划分计算区域，节点布置如图所示。假定域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长（不要求整理）
区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点1和7的离散方程（有限差分方程式）。
图
【答案】节点1和7所代表单元的热平衡式依次为：