2017年哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院820传热学考研冲刺密押题
● 摘要
一、简答题
1． 如何理解对流换热过程强弱及对流换热量大小的说法？
【答案】对流换热过程强弱是指传热系数的大小，对流换热的强化与削弱一般从增大或减小传热系数入手。而对流换热量不仅与传热系数有关，还与传热面积、传热温差有关。因此，对流换热量大，对流换热过程不一定强。
2． 试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？（以暖气片管内走热水为例）。
【答案】（1）有以下换热环节及传热方式:由热水到暖气片管道内壁，热传递方式是对流换热；由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热； （强制对流）
（2）由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。
3． 夏季在维持20°C 的空调教室内听课，穿单衣感觉很舒适，而冬季在同样温度的同一教室内 听课却必须穿绒衣。假设湿度不是影响的因素，试从传热的观点分析这种反常的“舒适温度”现象。
【答案】夏季人体的散热量为:
冬季人体的散热量为:
式中:射换热量
；
分别为夏季和冬季人体的总散热量；
分别为夏季人体的对流换热量与辐
分别为冬季人体的对流换热量与辐射换热量。
所以在室
这种反常的“舒适温度”现象是由于冬夏两季室内的风速变化不大，
因此对流换热量
但由于人体与围护结构内壁面的温差冬季远大于夏季，辐射换热量
温相同时，说明人体冬季散热量更多，为维持热舒适，冬季应多穿或者穿厚一些的衣物。
4． 速度边界层的概念及如何定义边界层厚度。
【答案】这种在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层称为速度边界层（或流动边界层）。通常规定达到主流速度的99%处的距离定义为边界层厚度，记为
5． 写出努谢尔数
与毕渥数表达式并比较异同。
【答案】从形式上看
，
数
与
数
完全相同，但二者的物理意义却不
同。数中的为流体的导热系数，而一般未知，因而
数一般是已定准则。
数一般是待定准则。数的物理意
义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度，它表示流体对流换的强弱。而导热系数，且一般情况下已知，
与外部对流热阻
的相对大小。
数中的为导热物体的
数的物理意义是导热体内部导热热阻
6． 由导热微分方程可见，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。你说对吗？（提示：导热的完整数学描述为导热微分方程和定解条件）
【答案】上述观点不对。因为热扩散率中含有导热系数，而且导热问题的完整数学描述不仅包括控制方程，还包括定解条件，第二或第三类边界条件中都隐含着导热系数的影响。
7． 为什么用普朗特数可以定性地判断流体外掠平板时的速度边界层和温度边界层的相对厚度？
【答案】普朗特数
分子表征了流体由于分子运动而扩散动量的能力，这一能力越大，
粘性的影响传递的越远，速度边界层越厚；分母则表征了热扩散的能力，因此，两者相比，基本上可以反映边界层的相对厚度。
8． 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。
9． 量微分方程
与固体导热微分方程
两者有何区别？什么情况下
能量微分方程可转化为固体导热微分方程？
【答案】（1）区别：①能量微分方程是在流场中取微元体根据能量守恒定律推导得出，固体导热微分方程式是在固体中取微元体根据能量守恒定律推导得出。②前者考虑了热对流过程、导热过程和作用在微元体上的外力对微元体内流体所做的净功，后者仅考虑了导热过程。
（2）当流体静止时，u=0，v=0，此时：
能量微分方程转化为固体导热微分方程。
10．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：
二、计算题
11．一外径的蒸汽管道，蒸汽温度为400℃。管道外包了一层厚0.065m 的材料A ，测得
的材料B 。测得材料B 的外表面温度为30℃，
其外表面温度为40℃，但材料A 的导热系数无数据可查。为了知道热损失情况，在材料A 外又包了一层厚0.02m ，导热系数
内表面温度为180℃。试推算未包材料B 时的热损失和材料A 的导热系数
【答案】蒸汽凝结传热热阻和金属壁导热热阻可以忽略，对于绝热材料B :
则：
未包材料B 时的热损失：
12．一薄板开始时处于均匀温度为200℃的环境中，在某时刻节点为1和5，图）。已知物性参数和厚度均为常数，无内热源。
图 薄板节点示意图
【答案】根据题意，该问题为一维非稳态导热，板右侧边界节点5的温度始终为0℃，即
：
针对左侧边界节点1列热平衡方程：
即：同理，得：
取Fo=0.5，根据以上方程将前几组计算结果列成表:
表 方程计算结果表
板右侧的温度突然降为0℃，
左侧绝热。用控制容积热平衡法写出各节点的离散方程并求解。（假设节点共划分为5个，边界
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