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一、填空题

1． 自然对流在_____条件下发生自模化现象，此时表面传热系数与_____无关。

【答案】湍流；特征长度

2． 临界热绝缘直径_____，其意义为_____。 【答案】

量为最大值

3． 无量纲组合叫_____，它的物理意义是_____。 ；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

【答案】普朗特数；动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度

4． 已知一个换热过程的温压为100℃, 热流量为l0Kw ，则其热阻为_____。

【答案】0.01K/W

【解析】设热阻为R ，则根据传热方程式可知

把代入上式，可得热阻为：R=0.01K/W。

5． 肋效率的定义是_____，当肋片高度为_____时肋效率达到100%。 【答案】；零

6． 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：

7． 维恩位移定律是指_____。

【答案】对应于最大光谱福射力的波长与温度T 之间存在如下关系:, 此式表达的波长与温度T 成反比的规律

8． 管束强迫对流换热的排列方式主要有_____、_____两种。

【答案】叉排；顺排

9． 在热流给定的传热过程中，传热系数增加一倍，冷热流体间的温差是原来的_____。

【答案】一半

【解析】根据传热方程式在热流一定的情况下，传热系数A 增加一倍，由于A 保持不变，所以冷热流体间的温差是原来的一半。

10．灰体是指具有_____性质的物体。

【答案】光谱吸收比与波长无关

11．漫辐射是指_____。

【答案】各朝向辐射同性, 即满足兰贝特定律的辐射

二、简答题

12．推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似，为什么前者得到的是精确描写，而由后者解出的却是近似解？

【答案】差分方程与微分方程的主要区别是前者用有限小量代替了后者的无限小量，前者用各离散点参数代替了后者的连续参数。实际上物体中的物理参数是时间和空间的连续函数，所以，微分方程是精确解，而差分方程是近似解。

13．试说明数的物理意义。及各代表什么样的换热条件？有人认为，

绝热工况，你是否赞同这一观点，为什么？

【答案】（1）

（2）①

求解；②

（3）认为数的物理意义是物体内外热阻之比的相对值。 时说明传热热阻主要在边界，内部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析时，说明传热热阻主要在内部，可以近似认为壁温就是流体温度。 代表绝热工况是不正确的，的工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，代表了而绝热工况下边界热阻无限大。

14．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。

15．传热学中通常把“管内流动”称为内部流动，将“外掠平板”、“外掠圆管”称为外部流动，试说明它们的流动机制有什么差别。这些对流换热问题的数学描述有什么不同？

【答案】（1）它们的流动机制的差别在于管内流动，其流体的发展受到管内空间的限制；而外掠平板或外掠圆管，其流体的发展不受外界的限制。

（2）这两类对流换热问题的数学描述的不同之处在于：①定型尺寸不同，如管内流动，定型尺寸选用管内径，而外掠平板，定型尺寸选用板长，外掠圆管定型尺寸选用管外径；②由于内流动受到流动空间的限制，除流动入口段以外，边界层理论不适用于流动充分发展段，因此不能采用数量级分析的方法简化对流换热微分方程组；③边界条件的描述也不相同，内流问题应考虑流动与换热的对称性。

16．试说明用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想。

【答案】用热平衡法对节点建立温度离散方程的基本思想是用有限小元体代替微分分析中的无限小微元体，用傅里叶定律写出与周边元体的导热量，由净导热量与内热源量和内能增量之间的能量平衡关系得到节点方程。

17．怎样计算流体在粗糙管中流动时的表面传热系数？粗糙管内的层流流动换热是否能采用光滑管公式计算？为什么？

【答案】（1）流体力学对粗糙管壁内的流动进行了大量的实验研究，积累了大量的摩擦系数实验数据。因此，粗糙管内的换热计算可以采用类比公式，即来进行计算。当缺乏阻

且 力数据，不能采用类比公式进行换热计算，且无实验获得的粗糙管内准则关联式时，可采用光滑管实验关联式进行换热计算。但关联式计算结果必须乘以粗糙管壁修正系数（2）粗糙管内的层流流动换热能采用光滑管公式计算。

（3）粗糙管内的层流流动换热能采用光滑管公式计算的原因是因为当粗糙管内的流态为层流时，由于糙粒高度被边界层所覆盖，其强化传热的作用已消失，故可采用光滑管公式进行计算，结果勿需修正。

18．什么是“半无限大”物体？半无限大物体的非稳态导热存在正规状况阶段吗？

【答案】（1）所谓“半无限大”物体，是指平面一侧空间无限延伸的物体。

（2）因为物体向纵深无限延伸，初始温度的影响就远不会消除，所以半无限大物体的非稳态导热不存在正规状况阶段。