2022年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之传热学考研

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2019年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之传热学考研核心题库（一） (2)

2019年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之传热学考研核心题库（二） (11)

2019年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之传热学考研核心题库（三） (21)

2019年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之传热学考研核心题库（四） (29)

2019年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之传热学考研核心题库（五） (38)

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第 2 页，共 47 页 2019年北京市培养单位国家空间科学中心814热工基础之传热学考研核心题库（一） 特别说明：

1-本资料为2019考研考研复习使用，精选汇编了该科目历年常考核心试题，精题精练。

2-资料仅供考研复习参考，与目标学校及研究生院官方无关，如有侵权、请联系我们立即处理。

一、名词解释

1． 定性温度

【答案】定性温度是指用以确定特征数中流体物性的温度。

2． 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。

3． 本身辐射与有效辐射

【答案】本身辐射是指物体单位时间内单位表面积上的半球空间的所有方向辐射出去的全部波长范围内的能量称为辐射力,单位为

。有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能,单位为

。

二、判断题

4． 在对流换热问题中，流体的温度高于壁面温度时，流体不一定被冷却。（ ） 【答案】错

5． 在平壁与圆筒壁外面敷设隔热材料。总是可以起到减小其散热量的作用。（ ）

【答案】错

【解析】对于平壁通过敷设隔热材料，由于增加了传热阻力，因而能起到减少散热量。但对于圆筒壁，通过敷设隔热材料，一方面増加导热阻力，另一方面降低了对流传热阻力，因而存在临界热绝缘直径，使得散热量达到最大。

6． 对流换热系数只与流体掠过固体壁面的速度有关。（ ）

【答案】错

7． 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

8． 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

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第 3 页，共 47 页 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。

三、简答题

9． 试说明数的物理意义。及各代表什么样的换热条件？有人认为，代表了绝热工况，你是否赞同这一观点，为什么？

【答案】（1）

数的物理意义是物体内外热阻之比的相对值。 （2）①

时说明传热热阻主要在边界，内部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析求解；②

时，说明传热热阻主要在内部，可以近似认为壁温就是流体温度。 （3）认为代表绝热工况是不正确的，的工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。

10．工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋?何时两侧同时加肋？

【答案】（1）当传热壁一侧时，该侧加肋可强化传热；

（2）当传热壁两侧Bi 都小于0.1时，则两侧都可加肋。 加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近，这样强化传热效果好。当壁面两侧均

但一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时，在热阻大的一侧加肋效果较好。

11．“热对流”与“对流换热”是否为同一现象？试以实例说明。对流换热是否属于基本的传热方式？

【答案】（1）热对流与对流换热是两个不同的概念，属于不同现象。

（2）其区别为:①热对流是传热的三种基本方式之一，而对流换热不是传热的基本方式；②对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用，由于流体质点间的紧密接触，热对流也同时伴随有导热现象；③对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动。

（3）工程中流体与温度不同的固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热。

12．等温面与等温线的特点？

【答案】（1）温度不同的等温面或等温线彼此不能相交；

（2）在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止于物体的边界上；

（3）等温面或等温线的分布并不一定均匀。

13．简述温室效应是怎么回事？

【答案】（1）对于普通玻璃、塑料薄膜、非对称的双原子气体及多元子气体等介质，可以透射可见光，但可以阻隔红外线。

（2）当可见光透射过这些介质后，被这些介质包围的固体吸收；

（3）另一方面，固体的温度相对较低，发出的辐射能绝大部分是红外线。

（4）红外线无法透过这些介质，使得被这些介质包围的固体的温度升高。这就是温室效应。

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14．以任意位置两表面之间用角系数来计算辐射换热，这对物体表面做了哪些基本假设？

【答案】推导角系数的三条假设是:

（1）换热表面为非凹表面（排除表面自身辐射换热的情况）；

（2）换热表面为漫福射表面，即物体发射的定向辐射强度及反射的定向辐射强度与方向无关；

（3）物体表面的辐射物性均匀，即温度均匀，发射率及反射率均匀。

15．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。

16．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。

四、计算题

17．换热面积的逆流式换热器，使用初期能把热容量的热流体从200℃降低至140℃,把冷流体从30℃加热至120℃。但该换热器运行两年后，在冷热流体进口温度不变的情况下，测得冷流体出口温度仅为90℃。

求:（1）该换热器的换热量降低了多少？

（2）该换热器壁面上产生的污垢热阻私为多少？

【答案】（1）

运行两年后，流体出口温度变化，但仍满足热平衡:

产生污垢后换热量:

换热量降低量:

（2）运行初期的平均温度差:

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产生污垢后平均温度差:

由得’传热系数的变化反映了污垢值的变化:

18．如图所示有3

个无限大的平行平板。平板1

的温度为1200K ,平板3

温度为60K

，且

。若板2不从外部热源接受任何热量，试求它的温度是多少？ 【答案】本题利用遮热板的思路求解，取单位辐射面积

，热网络图如图所示

，由于无限大平行平板的假设，角系数均为1。已知:

可得:

由热平衡可列出方程式:

解得:

因:，则

图

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第 6 页，共 47 页 19．速度为温度为的流体绕流温度为的恒壁温平板，若Pr<

【答案】边界层能量积分方程：

假设温度分布取为一次多项式近似：t=b+cy 根据边界条件

求得

因此，

当Pr<

以近似看作是均匀的，即 将上列各式代入边界层能量积分方程，有

即

温度边界层厚度为：

20．一球形热电偶接点，设计时要求该接点与流体接触后在Is 内能使其过余温度迅速下降至初始过余温度的5%。设该接点与流体间的表面传热系数为

试计算球形接点的最大允许半径。已知接点材料的物性

：

【答案】假定该题目满足集总参数法求解条件，则:

解得：

验算：

符合集总参数法求解要求。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0hsq.html