2017年南京师范大学能源与机械工程学院875传热学考研题库
● 摘要
一、判断题
1. 对于需要强化换热的换热面来说,当毕渥数
【答案】对
【解析】因为増加肋片加大了对流传热面积有利于减小总面积的热阻,但是肋片増加了固体的导热阻力。因而当毕渥数时,加肋片才有效。
2. 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
3. 在其它条件不变时,肋片越高,肋效率越低,因此,増加肋片高度会使换热量下降。 ( )
【答案】错
4. 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:。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。
5. 在非稳态导热过程中,当物体的导热系数相当大,或者几何尺寸很小,或者表面换热系数极大时,可以忽略其内部导热热阻。( )
【答案】错。
【解析】由毕渥数的表达式:
或者表面换热系数极大(即保证毕渥数
可知,当物体的导热系数相当大,或者几何尺寸很小,,可以忽略其内部热阻。 )时加肋片才有效。( )
二、简答题
6. 温度为T 的灰体,其有效辐射是否有可能大于同温度下的黑体福射?
【答案】有可能。因为有效辐射等于自身辐射与投入辐射的反射部分之和,反射部分越大,有效辐射也越大,因此,完全有可能某一温度下的物体其有效辐射大于同温度下的黑体辐射。
7. “善于发射的物体必善于吸收”,即物体辐射力越大,其吸收比也越大。你认为对吗?为什么?
【答案】基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件:物体与辐射源处于热平衡,辐射源为黑体。也即物体辐射力越大,其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大,善于发射的物体,必善
于吸收同温度下的黑体辐射。所以上述说法不正确。
8. 努谢尔特在建立竖壁层流膜状凝结换热模型时做了许多假设,在实际的膜状凝结过程中,由于不满足这些假设因素会对凝结过程带来哪些影响?
【答案】(1)如果有不凝结性气体存在,该气体因不凝结而聚集在冷凝面附近,使蒸气必须通过扩散才能到达冷凝面,从而使凝结换热性能大大降低。
(2)蒸气的流动,流动如果沿冷凝液流动方向,会使冷凝液膜变薄,从而增强换热,反之则削弱换热。逆方向高速流动的气流会吹落冷凝液膜,又使得换热增强。
(3)蒸气的过热和冷凝液膜的过冷也会影响凝结换热。实验证实,这项影响相对较小。
(4)在惯性力的作用下冷凝液膜的流动会使层流变为紊流,也会对凝结换热产生较大影响。
9 一维无限大平壁的导热问题,,.两侧给定的均为第二类边界条件能否求出其温度分布? 为什么?
【答案】(1)一维无限大平壁的导热问题,两侧给定的均为第二类边界条件,不能求出其温度分布。
(2)因为第二类边界条件所对应的是温度曲线的斜率,与绝对温度没有对应关系。
10.何谓黑体、白体、透明体、灰体?
【答案】(1)黑体是指能全部吸收外来射线的物体;
(2)白体是指能全部反射外来射线的物体;
(3)透明体是指物体能被外来射线全部透射的物体;
(4)灰体是指物体的单色发射率不随波长而变化的物体。
11.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。
12.建立图中所示气泡生成的条件。
图
【答案】在液体沸腾过程中一个球形汽泡存在的条件是液体必须有一定的过热度。这是因为从汽泡的力平衡条件得出
们各自对应的饱和温度就不同有,只要汽泡半径不是无穷大,蒸汽压力就大于液体压力,它又由汽泡热平衡条件有,而汽泡存在必须保持其
,即大于其对应的饱和温度,也就是液体必须过热。 饱和温度,那么液体温度
13.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。
14.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。
15.什么是显式格式?什么是显式格式计算中的稳定性问题?
【答案】(1)在非稳态导热的差分分析中,取温度对时间的向前差分,使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布,而不必联立方程求解。这样的差分格式称为显式。
(2)在显式计算中,时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性,选择得不适当会使温度产生震荡,而不收敛于某一数值,这是不符现实的。
三、计算题
16.两平行大平板温度分别为和其发射率均为试计算两者之间单位
和面积的辐射换热量;如果将两者中间加入一两面发射率不同的大平板,发射率分别为
试计算福射换热减少的百分数。 【答案】
两平行大平板单位面积的辐射换热量为
加入遮热板后,单位面积的辐射换热量为
辐射换热减少的百分数为
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