当前位置：问答库＞考研试题

一、简答题

1． 空调和制冷用的冷却器，其管外装的肋片往往制成百叶窗式肋片，如图所示。试问肋片做成这种形式的意义？

图

【答案】空气流过平直肋片时，随着流程的增长，边界层会增厚，表面传热系数会减小。将其做成百叶窗式，可使流体流经肋片的边界层破坏，使边界层减薄。同时，流体脱离百叶窗式肋片后产生分离状扰动。这些均能强化传热。

2． 在对流换热的理论分析中，边界层理论有何重要意义？

【答案】边界层理论的主要意义在于，利用边界层的特征采用数量级分析法来简化对流换热微分方程组，使其变成更容易求解的形式，从理论上寻找出便利于求解h 的途径。

3． 简述温室效应是怎么回事？

【答案】（1）对于普通玻璃、塑料薄膜、非对称的双原子气体及多元子气体等介质，可以透射可见光，但可以阻隔红外线。

（2）当可见光透射过这些介质后，被这些介质包围的固体吸收； （3）另一方面，固体的温度相对较低，发出的辐射能绝大部分是红外线。

（4）红外线无法透过这些介质，使得被这些介质包围的固体的温度升高。这就是温室效应。

4． 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。

5． 写出傅里叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。

【答案】体本领的大小；

。其中

是热流密度矢量；是导热系数，它表示物质导热

是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向

是空间某点的温度梯度；

温度升高的方向，号表示热量沿温度降低的方向传递。

6． 等温面与等温线的特点？

【答案】（1）温度不同的等温面或等温线彼此不能相交；

（2）在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲，或者就终止于物体的边界上； 线）

（3）等温面或等温线的分布并不一定均匀。

二、计算题

7． 在液体沸腾的壁面上有一个如图所示的气化核心，且形成了一个气泡，试写出气泡力平衡和热平衡的表达式，从中可以得出什么结论？如果壁面的光洁度提高，对沸腾过程是否有利？

图 气化核心示意图

【答案】力平衡为:

由图所示，该气泡的体积近似为:气泡表面积为:

代入力平横关系式，微分，得到

得:

热平衡为:

从力平衡可知，要使气泡膨胀长大，须满足的饱和蒸气温度

光滑表面因R 减小，而使

增大，从而导致过热度

因此

对应的饱和蒸气温度大于增加，对沸腾是不利的。

对应

即液体是过热的。因此，只要R 不是无穷大，要使气泡产生，液体必须过热。

8． 试画出冷凝器和蒸发器中，两种流体温度随换热面积（沿程）的变化关系。

【答案】如图1、图2所示。

图1图2

9． 对管内充分发展的紊流流动换热，试分析在其他条件不变的情况下，将流体加热相同温升，而流体流速増加一倍时，管内对流换热表面传热系数有什么变化？管长又有何变化？

【答案】由题意知，流体流动换热处于紊流充分发展区域，加热流体，因此，

采用公式

，

当其他条件不变，且流速增加一倍时，

即表面传热系数提高74%。 根据化不大，由

有，

因此

即管长需加长15%。

10．写出直角坐标系下二维常物性、无内热源非稳态导热微分方程的显式差分格式，并给出数值求解的稳定性条件（空间方向采用均分网格，中心差分格式）。

【答案】二维常物性、无内热源非稳态导热微分方程式为：

对非稳态项采用向前差分：扩散项均采用中心差分，即：

于是，节点离散方程为：

，流体加热相同温升，且其他条件不变，则变