2017年长江大学油气储运工程818传热学考研冲刺密押题
● 摘要
一、判断题
1. 把手分别伸进100°C 的空气或者80°C 的水中时, 手在100°C 的空气烫伤的可能性要大一些. ( )
【答案】错
【解析】流体流动的换热关联式可以用下式表示:
大于空气与手的换热系数, 所以手在80°C的水中烫伤的可能性要大些。
2. 实际物体的吸收率只与本身的特性有关(如温度、材料种类、表面状况等。( )
【答案】错
3. 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
4. 传热过程的传热削弱总是通过减小两侧对流换热来实现的。( )
【答案】错
5. 只要材料的导热系数为常数,一维无限大平板内的温度沿热流的流向分布就为线性分布。( )
【答案】错
。由
于在相同流速、特征长度情况下, 水的雷诺数远大于空气的雷诺数, 因而水与手之间的换热系数远
二、简答题
6. 在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律?
【答案】(1)对于漫-灰表面(2)当式为
反之则
时,并不意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律,因为基尔霍夫定律的基本表达
?在什么情况下
?当
时,是
7. 写出努谢尔数
与毕渥数
数
表达式并比较异同。
与
数
完全相同,但二者的物理意义却不数一般是待定准则。
数的物理意
【答案】从形式上看
,
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。
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
8. 灰体表面的有效辐射和本身辐射哪一个大些?
【答案】灰体表面的有效辐射大些。
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,因
,则
。
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.用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却,开水以哪些方式散发热量?打开水壶盖和盖上水壶盖,开水的冷却速度有何区别?
【答案】(1)用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却,开水散发热量的方式:①水壶与地面间以导热方式传递热量;②水壶与周围空气间以自然对流换热方式传递热量,与周围环境以辐射换热方式传递热量;③壶嘴以蒸发方式散发热量。
(2)打开壶盖后,开水的蒸发速度加快,因此打开水壶盖相对于盖上水壶盖冷却得更快。
11.辐射和热辐射之间在什么区别和联系?热辐射有什么特点?
【答案】(1)辐射和热辐射之间的区别和联系:①辐射是由原子内部的电子激发产生的电磁波传播,由于激发的方法不同,所产生的电磁波波长就不相同,它们投射到物体上产生的效应也不同;热辐射是由自身温度或热运动的原因激发产生的电磁波传播;②热辐射是辐射的一种形式。
(2)热辐射的特点是投射到物体上能产生热效应。
12.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。
13.解释边界层中
【答案】边界层中
的物理意义。
的物理意义是指沿壁面法线方向压强p 并不发生变化,边界层外主
流区压强变化的规律可推广应用到边界层内。
14.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。
15.为强化一台冷油器的传热,有人用提高冷却水流速的办法,但发现效果并不明显,试分析原因。
【答案】冷油器中由于油的粘度较大,对流换热表面传热系数较小,占整个传热过程中热阻的主要部分,而冷却水的对流热阻较小,不占主导地位,因而用提高水速的方法,只能减小不占主导地位的水侧热阻,效果不明显。
三、计算题
16.在长圆柱体的径向一维稳态导热中,假如管壁的导热系数为常数,且内外壁温的关系为
圆管内外半径的比值
试:
(1)证明管内表面与管外表面温度梯度不相等; (2)定性绘出壁内的温度分布曲线; (3)求内外表面温度梯度的比值。
【答案】(1)稳态导热时,单位长度的热流量相等,所以有:
由于
故两个温度梯度
因此,面积A 越大,则
越小。其温度分布曲线见
(2)由傅里叶定律可知:图所示:
(3)在(1)的证明结果基础上,当稳态导热时,单位长度的热流量相等,所以内外表面温度梯度的比值为: