2017年河北工业大学6305传热学(III)(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？
【答案】要改善热电偶的温度响应特性，则
（1）需最大限度降低热电偶的时间常数；（2）形状上要降低体面比；（3）要选择热容小的材料；（4）要强化热电偶表面的对流换热。
3． 如何强化膜状凝结换热，试举出一个强化水平管外凝结换热的例子。
【答案】强化膜状凝结换热基本原则是尽量减薄粘滞在换热表面上的液膜厚度；实现方法:用各种带尖峰的表面使在其上冷凝的液膜减薄，以及使已凝结的液体尽快从换热表面上排泄掉。如利用沟槽管，使液流在下排过程中分段排泄。
4． “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。
5． 为什么热量传递和动量传递具有相似性？雷诺类比适用于什么条件？
【答案】（1）通过边界层分析，得到的边界层动量微分方程式和能量微分方程式形式完全一致，且各自对应的边界条件也是相同的，说明边界层中的速度分布和温度分布具有类似的规律。由于边界层中存在温度梯度，因此产生了热量的传递，传递的热量具体体现为热流密度q ；由于同时存在速度梯度，因此产生了动量传递，传递的动量具体体现为黏性应力布的相似性说明热量传递与动量传递具有相似性。
（2）雷诺类比适用于Pr=l的流体。
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温度分布与速度分
6． 分析双层保温杯中从热水到外界环境的传热过程，并提出提高保温性能的措施或途径。
【答案】（1）传热过程:内部水通过向对流换热传热给内层内壁，而后通过导热传给内层外壁，内层外壁通过对流换热及辐射换热传热给外层内壁，内壁通过导热传热给外层外壁，外壁通过自然对流换热与外界空气交换热量。
（2）措施:内、外层间抽真空，内层外壁及外层内壁作表面处理，减小表面发射率，内、外层间加层，相当于加遮热板。
二、计算题
7． 证明:
【答案】
时，
8． 用初温35℃的冷却水冷却流量为1.82kg/s、初温为150℃的热油，要求把油冷却到85℃，而冷却水则加热到80℃, 流体的总流向为逆流。设油的平均比热容为
换热器的总换热系数为
（1）换热量。 （2）水的流量。 （3）换热器的换热面积。 【答案】⑴（2）
则:
（3
）
则:
试确定:
水的平均比热容为
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9． 水以温度
的流量在内径试求水被冷却到
的管内流动，管子内壁面的温度保持时的管子长度。
水的进口
给出水的物性量为：
计算公式：管内层流流动换热管内紊流流动换热：管外流动：【答案】定性温度：查处相关物性。代入紊流公式，得：由能量平衡得：
为紊流。
。
10．一太阳能集热器的玻璃盖板面对太阳，测出太阳对该板的总辐射照度为度为
不考虑对流换热。已知玻璃表面的发射率为
试计算此时板表面的平衡温度。
试计算该板的辐射平衡温度；如考虑对流换热，
且已知表面对流换热系数
环境温
而玻璃对太阳辐射的吸收率为
【答案】（1）依据热平衡原理，玻璃吸收来自太阳的能量等于平板对周围环境辐射的热量:
（2）当考虑对流换热时，玻璃吸收来自太阳的能量一玻璃与周围环境的辐射热量+玻璃与空气之间对流换热量之和:
通过迭代求解可得:
11．设有5块厚30mm 的无限大平板，各用银、铜、钢、玻璃及软木做成，初始温度均匀，（20℃）两侧面突然上升到60℃，试计算使中心温度上升到56℃时各板所需的时间。5种材料的热扩散率
依次为论？
【答案】
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由此计算你可以得出什么结