2017年兰州理工大学能源与动力工程学院804传热学考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 流体在大空间沿竖壁作自然对流换热时，对于紊流工况，其对流换热系数正比于竖壁高度的_____次方。
【答案】零
【解析】根据平板的平均表面传热系数：
。可见，对流换热系数
与竖壁的高度无关，所以对流换热系数正比于竖壁高度的零次方。
2． 如果在一根加热水的管子里（管内水被加热）结了一层水垢，其他条件不变时，管壁温度与无水垢时相比将_____。
【答案】升高
【解析】根据传热基本方程式可知:数为
。
。由于管内水与外界环境的温差
。
。设结水垢前后传热量分别为
，传热系
由于结水垢后传热热阻增加，因而传热系数减小，
即相等，所以结水垢前后的传热量大小关系为:
设结水垢前后的管壁温度分别为程，可知:
由
可得:
，利用热阻分析法分析热水与管壁之间的对流传热过
。综上，在其他条件不变的情况下，结水垢后管壁温度与无水垢管壁温
度相比较升闻了。
3． 无量纲组合
叫_____，它的物理意义是_____。
【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． 管槽内对流换热的入口效应是指_____。
【答案】入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数比充分发展段高
5． 灰体是指具有_____性质的物体。
【答案】光谱吸收比与波长无关
6． 在求解导热热阻时，常碰到变导热系数的情况。当材料的导热系数为温度的线性函数，常取_____下的导热系数作为平均导热系数。
【答案】材料定型温度，即算数平均温度。
7． 自然对流换热是指_____。
【答案】由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
8． 自然对流是指_____。
【答案】不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动
9． 某换热器刚装时传热系数为
【答案】
，运行了一年后因结垢传热系数降为
，这时，
其因运行结垢而产生的污垢热阻为_____。
【解析】根据题意可知因运行结垢而产生的污垢热阻为:
10．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：
11．大容器核态沸腾的主要换热特点为_____、_____两种。
【答案】稳压小；传热强
二、简答题
12．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。
13．什么情况下可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程？为什么？
【答案】（1）当两壁的温差与夹层厚度都很小时，可以把竖直夹层内空气的自然对流换热作为纯导热过程。
（2）在这种情况下，自然对流非常微弱，以致可以认为夹层内没有流动，因此可以作为纯导热处理。实验研究证实：当以厚度为定型尺寸的
时，可以作为纯导热过程，
并以此作为判据。
14．当把盛有稀饭的碗放在水盆中冷却时，搅动稀饭和搅动水盆中的水，两种情况下稀饭冷却的速度一样吗？为什么？
【答案】不一样。搅动稀饭冷却速度快（1分）。因为稀饭与水间的传热过程，稀饭侧热阻为主要热阻，要强化换热应首先从稀饭侧入手。而搅动稀饭时稀饭内部形成强制对流，并且各时刻稀饭内的温度基本相同，加大了稀饭外界间的传热湿差，冷却速度快。
15．扩展表面中的导热问题可以按一维问题处理的条件是什么? 有人认为只要扩展表面细长，就可按一维问题处理，你同意这种观点吗？
【答案】（1）扩展表面中的导热问题可以按一维问题处理的条件是扩展表面细长，且导热系数大；
（2）不同意，表面传热系数相对较小的条件下（
）才可以按一维问题来处理。
16．根据数量级分析，边界层连续性方程并未得到简化，为什么？
【答案】边界层连续性方程并未得到简化充分说明y 向的速度v 与边界层厚度属同一数量级的微小量。
17．两根直径不同的蒸汽管道，外表面敷设厚度相同，材料相同的绝热层。若两管道绝热层内外表面温度分别相同，两者每米长的热损失相同吗？
【答案】不相同，大管的传热面积大，热损失大。
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