2018年长沙理工大学能源与动力工程学院827传热学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 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
2． 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。
3． 迪图斯-贝尔特公式采用什么方式来修正不均匀物性场对换热的影响？请分析修正方法的合理性。
【答案】（1）迪图斯坝尔特公式的两个表达式为：
式中，用
n=0.4；n=0.3。 来修正不均匀物性场对换热的影响。当加热流体时，当冷却流体时，
（2）修正方法的合理性：显然，加热液体时由于壁面附近液体黏性降低，边界层内速度分布 变得平缓，速度梯度增大；同理温度梯度也增大，h 増大，n 取0.4是合理的，符合h 增大的特征。
二、计算题
4． 将一块白色大理石平板置于
的太阳辐射通量之下，假设天空的有效辐射温度为-70
℃。白色大理石平板的辐射特性是:对于太阳辐射的吸收率为0.46, 对于低温辐射的吸收率为0.95。试计算平板的辐射平衡温度（计算中可略去导热和对流的影响）。
【答案】已知:
由热平衡:
5． 垂直列上有20排管的顺排冷凝器，水平放置，求管束的平均表面传热系数与第一排的表面传热系数之比值。
【答案】对于单排水平圆管，
对于水平管束
6． 为测定某金属的导热系数，进行如下实验。取直径为20mm 的金属长棒，一端放入炉中加热，另一端伸到20℃的空气中，空气与棒之间的表面传热系数为距100mm 的两截面上测得温度分别为
【答案】由题意知，该题目可视为无限长细杆传热问题。
由
得：
即
7． 俗语说：“冰冻三尺，非一日之寒”。试根据下列数据计算冬天冰冻三尺需几日之寒。设土壤原来温度为4℃，受寒流影响，土壤表面突然下降到—10℃，土壤物性
：
且
和不随冰冻变化。
【答案】本题属第一类边界条件下的半无限大物体的非稳态导热问题。
得由题意
所以：
达到热稳态后，在相
试确定该金属的导热系数。
8． 有一台套管式换热器，在下列条件下运行，传热系数保持不变:冷流体质量流量为0.125kg/S，比定压热容为定压热容为2100J/
【答案】（1）（2）
入口温度40℃，出口温度95℃。热流体质量流量仍为0.125kg/s, 比入口温度210℃。试求:（1）最大可能传热量；（2）效能；（3）为减
少面积，换热器应按逆流还是顺流方式运行，这2种方式下传热面积之比为多少？
（3）由于逆流具有最大的对数平均温差，因此换热器应按逆流方式运行。
9 两平行大平壁A 和B 构成一空气夹层，．。平壁A 厚12mm 壁体材料的导热系数为
外表面温度为42°C ，内表面温度为40°C ; 平壁B 内表面温度为17°C , 两壁面表面间的系统辐射系数
求两壁内表面间的辐射换热量和夹层内空气与壁面间的自然对流换热量。
【答案】热量以导热方式从大平壁A 的外表面传递到内表面，在稳态传热过程中，这部分热量以辐射换热的方式和对流换热的方式通过空气夹层传递到大平壁B 的内表面，空气夹层内的传热属于复合换热过程。
10．如图所示表面间的角系数可否表示为
:更正。
【答案】分解性原理的基本形式为:
利用互换性原理可改写为:
对于
故
对于
故
完整的书写形式为
正确。
根据分解性原理，正确的书写形式为:
不正确。
如有错误，请予
，
化简后则为