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1、2017年中国民航大学传热学考研复试核心题库一、简答题1 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？【答案】因为强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关，相对速度越大，对流换热越强。与步行相比，骑摩托车时相对速度较大，对流换热强度大些，因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。皮手套和护膝，由于透气性差、导热系数小，增加了传热热阻，降低了散热量，从而起到保护作用。 2 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。 3 随着肋片
2、的高度增加，换热器的体积、质量和成本增加，换热量也在増加，考虑上述因素应如何确定肋片高度? 如果不考虑经济性，肋片是否越高越好？【答案】（1）不同材料的体积、质量和成本不一样，不同场合和用途对体积、质量和成本的重视程度也不一样。所以肋片高度的确定标准也不一样。就体积因素而言，对于等截面直肋，耗材设:，则: （体积不变的情况下） 令 整理得: 解此超越方程: 即 mH 是一个无量纲参数，该值表示H 与m 间的制约关系。不同材料，不同截面形状，不同换热条件，m 不同，所以H 也不相同。（2）不考虑经济因素时，肋片也并非越高越好。因为肋片散热量与mH 的双曲正切成正比，第 2 页，共 54 页而双曲
3、正切是以1为极值的单调増加函数，mH=l.5时其值已超过0.9。 4 用一支插入装油的铁套管中的玻璃水银温度计来测量储气筒里的空气温度，请分析如何减小测试误差。【答案】（1）选用导热系数更小的材料作套管；（2）尽量增加套管高度，并减小壁面导热系数；（3）强化套管与流体间的换热；（4）在储气筒外包以保温材料。 5 叙述理论求解表面传热系数的基本途径。【答案】对于常物性流体的对流换热问题，温度场与速度场可分别独立求解，属于非耦合问题。理论分析求解表面传热系数的基本途径是：（1）由连续性方程和动量微分方程结合定解条件求出速度场；（2）已知速度场后，由能量方程结合定解条件求出温度场；（3）由对流换热过
4、程微分方程式求出局部表面传热系数；（4）由积分方式求出平均表面传热系数。如物性随温度变化，温度场与速度场必须联立求解，属于耦合问题。 6 什么叫非稳态导热的正规状况阶段？这一阶段有什么特点？【答案】（1）非稳态导热的正规状况阶段是指非稳态导热过程进行到一定程度，初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍随时间变化，但各点过余温度的比值已与时间无关，亦即无量纲过余温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。（2）非稳态导热正规状况阶段的特点：这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。 二、计算题7 直径为0.1mm ，长度为lm 的电阻丝水平地置于30的静止
5、空气中，试问在不计辐射换热的情况下它每米长度上能承受的最大散热量是多少？如果考虑辐射换热，这一最大散热量朝哪个方向变化？该电阻丝的熔点为970。附注：（1）空气在水平圆柱体外自然对流换热的准则式： （2）500空气的物性参数：【答案】最大散热量为相应于熔点温度下的表面换热量，有： 第 3 页，共 54 页 考虑辐射换热后，在同样壁温下增加了辐射换热量，可承受的热负荷可大大增加。 8 两块大平板中间放置第三块平板，可起到减少辐射传热的作用，故称第三块板为遮热板。问:（1）遮热板的位置移动，不在正中间，遮热效果是否受影响？为什么？（2）如果遮热板两表面的发射率不同，板的朝向会不会影响遮热效果？会不
6、会影响板3的温度？为什么？【答案】加遮热板后的辐射换热网络图如图所示。 图由辐射换热网络图可知，加遮热板后增加了三个热阻，其中两个为表面热阻，一个为空间热阻。（1）因为平板可作为无限大平板处理，板与板间的角系数等于1，因此，遮热板的位置移动，不在正中间，遮热效果不会受影响。（2）如果遮热板两表面的发射率不同，板的朝向影响板3两表面表面热阻的先后顺序，但总热阻不变，因此，不会影响遮热效果，但由于板3两表面表面热阻的先后顺序发生变化，影响板3的源电势，从而对遮热板的温度会产生影响。 9 常物性流体在两无限大平行平壁间做稳态层流运动，下平壁静止，上平壁在外力作用下做等速运动，速度为u 。试推导描述流体运动的动量方程。【答案】直角坐标系中的二维动量方程为： 下平壁静止，上平壁匀速运动，在黏性力作用下拖动着流体匀速流动，可视为流动处于充分发展段。不计体积力，稳态：y 向的动量方程分别简化为： 第 4 页，共 54 页 充分发展时：所以，x ，一、简答题考研试题
