2018年北京航空航天大学交通科学与工程学院941流体工热综合之传热学考研基础五套测试题
● 摘要
一、填空题
1． 已知热流体进出口温度分别为
表示） 【答案】 ，冷流体进出口温度为，当换热器顺流布置时，对平均温差表达式为_____; 当换热器逆流布置时，其对数平均温差表达式为_____。（请以
【解析】不论顺流、逆流，平均温差可以统一用以下计算式表示:
对于顺流布置来说，最大温差、最小温差为
:
所以对流平均温差表达式为:
对于逆流布置来说，最大温差、最小温差为
:
所以对流平均温差表达式为:
2． 肋片效率是_____。
【答案】实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量
3． 在相同的流体进出口温度下，换热器采用_____流动型式有可能获得最大的对数平均温差。
【答案】逆流
4． 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）
二、判断对错题
5． 在工业上常见的温度范围内, 空气由明气体。（ ）
【答案】错
【解析】在工业上常见的温度范围内, 分子结构对称的双原子气体, 如氧、氮, 实际上并无发射
的与的组成, 因此, 不可以把空气看作为透
和吸收辐射能的能力, 可认为是热辐射的透明体。因而空气可看作是透明气体。
6． 自然对流换热且流态为揣流时，在其他条件不变的情况下，圆管水平放置和竖直放置其平均对流换热系数相等。（ ）
【答案】对
7． 在对流换热问题中，流体的温度高于壁面温度时，流体不一定被冷却。（ ）
【答案】错
8． 实际物体的反射福射不可能大于同温度下的黑体福射力。（ ）
【答案】错
三、简答题
9． 为什么Pr>l的流体
，
由积分方程解也可
所以，Pr>l时， 【答案】Pr>l，说明流体传递动量的能力大于传递热量的能力，因此以证明这一点。由动量积分方程得：
10．有人认为，当非稳态导热过程经历时间很长时，采用诺谟图计算所得的结果是错误的。其理由是：诺谟图表明，物体中各点的过余温度的比值仅与几何位置及
看法？请说明其理由。
【答案】这种看法不正确，因为随着时间的推移，虽然物体中各点过余温度的比值不变，但各点温度的绝对值在无限接近。这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
11．根据对导热系数主要影响因素的分析，试说明在选择和安装保温隔热材料时要注意哪些问题。
【答案】（1）根据工作温度选择适合的保温材料；
（2）进行保温计算时应考虑温度对保温材料导热系数的影响；
（3）选择导热系数小的材料，其密度在最佳密度附近，使其具有最佳保温性能；
（4）保温材料的保温性能受水分影响很大，必须采取防水措施；
（5）采用各向异性材料时要注意导热方向对导热系数的影响。
12．发生在一个短圆柱中的导热问题，在哪些情形下可以按一维问题来处理？
【答案】（1）两端面绝热，圆周方向换热条件相同时，可以认为温度场只在半径方向发生变化；
（2）圆周面绝热，两端面上温度均匀，可以认为温度场只在轴向发生变化。
有关，而与时间无关。但当时间趋于无限大时，物体中各点的温度应趋近流体温度，所以两者是有矛盾的。你是否同意这种
13．太阳能集热器采用选择性表面涂层，它对太阳辐射的吸收率为0.9, 它本身的发射率为0.3, 这一现象是否违背基尔霍夫定律？为什么？
【答案】（1）这一现象与基尔霍夫定律不矛盾。
（2）原因:基尔霍夫定律的基本表达式为
表面的定向光谱发射率等于它的定向光谱吸收比。
太阳能集热器的吸收板表面上覆盖的选择性涂层，它所吸收的阳光来源于太阳，它对阳光的吸收比是针对太阳温度而言的; 而它本身的发射率是针对其自身的温度。太阳的温度与太阳能集热器吸收板表面的温度显然不同。温度不同使阳光与太阳能集热器吸收板表面自身辐射的光谱分布也不同。所以，这种选择性涂层能使表面吸收阳光的能力与本身辐射的能力不一样与基尔霍夫定律并不矛盾。
14．用高斯-赛德尔迭代法求解代数方程时是否一定可以得到收敛的解？不能得出收敛的解时是否因为初场的假设不合适而造成？
【答案】（1）高斯-赛德尔迭代法求解代数方程时不一定能得到收敛的解；
（2）不一定能得到收敛的解其原因不是因为初场的假设不合适，而是由于迭代方式不合适。
，它表明:在热平衡条件下，
四、计算题
15．为测定某金属的导热系数，进行如下实验。取直径为20mm 的金属长棒，一端放入炉中加热，另一端伸到20℃的空气中，空气与棒之间的表面传热系数为
距100mm 的两截面上测得温度分别为
【答案】由题意知，该题目可视为无限长细杆传热问题。
由得：
即
16．直径为57mm 的管道，管道外表面温度为100℃，将它用导热系数为
该保温层材料至少有多厚？
【答案】
已知则: 的石棉达到热稳态后，在相试确定该金属的导热系数。 硅藻土材料保温。保温后保温层外表面温度不超过40℃，每米管道最大热损失不超过70W ，试问