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一、名词解释

1． 角系数

【答案】表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数。

2． 接触热阻。

【答案】如图所示，两个名义上互相接触的固体表面，实际上接触仅发生在一些离散的面积元上，在未接触的界面之间的间隙中充满空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层。这种情况下与两固体表面真正完全接触相比，増加了附加的传递阻力，称为接触热阻。

图

3． 换热器。

【答案】用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置统称为换热器。

二、计算题

4． 冷藏箱壁由两层铝板中间夹一层厚100mm 的矿棉组成，内外壁面的温度分别为—5℃和25℃，矿棉的导热系数为损失増加多少？

【答案】（1）由热阻分析，两层铝板热阻可以忽略不计，干燥时冷损失为：

（2）假设环境温度30℃，相对湿度70%，对应露点温度燥层厚

此条件下的热损失为：

结冰厚

含水层厚

干

求散冷损失的热流密度q 。大气水分渗透使矿棉变湿，且

和

问冷藏箱的冷

内层结冰。设含水层和结冰层的导热系数分别为

即

即

即

由

解得：

该损失是原散热量

的4.03倍。所以，保温材料需采取防潮、防水措施。

5． 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：

因

整理得：

欲使离散方程稳定，应满足等式右边各项系数不小于零，即：

6． 某套管式换热器，内管内径为100mm , 外径为108mm ，其导热系数在内管内流过，温度从60℃降低到39℃，表面传热系数

的冷水在套管间（内管外）流过，温度从15℃被加热到40℃，表面传热系数

热介质

质量流量为0.2kg/s

试求:（1）该换热器的管长；（2）换热器最大可能传热量；（3）该换热器的效能；（4）传热单元数。

【答案】（1）求管长1:

因

流型必然为逆流

故

（2）求

故

（3）求NTU :

由

推得