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1、2017年中国民航大学传热学复试实战预测五套卷一、简答题1 写出傅里叶导热定律表达式，并说明式中各量和符号的物理意义。【答案】体本领的大小；。其中是热流密度矢量；是导热系数，它表示物质导热是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向是空间某点的温度梯度；温度升高的方向，号表示热量沿温度降低的方向传递。2 从传热角度解释冬天室内散热器应该放置的合理位置。【答案】冬天室内散热器应放置在相对较低的位置，这种情况下，散热器周围空气形成自然对流，被加热的空气密度减小向上浮升，从而整个房间的空气都被加热；散热器尽量放置在靠近外墙、外窗处，这样室外冷空气进入室内后即被散热器加热，保证流过室内的空气为热空气，不至
2、使人产生吹冷风的感觉。3 冰箱长期使用后外壳上易结露，这表明其隔热材料性能下降。你知道其道理吗？（提示:冰箱隔热材料用氟利昂发泡，长期使用后氟利昂会逸出，代之以空气）【答案】冰箱隔热材料为用氟利昂作发泡剂的聚氨脂泡沫塑料，其导热系数要比一般保温材料小。由于孔中氟利昂气体导热系数较低，随着使用时间的延长，气孔中氟利昂逐步逸出，环境中的空气取而代之。由于空气的导热系数是氟利昂的致使冰箱保冷性能下降。4 量微分方程与固体导热微分方程两者有何区别？什么情况下倍，进入空气的隔热材料导热系数增大，能量微分方程可转化为固体导热微分方程？【答案】（1）区别：能量微分方程是在流场中取微元体根据能量守恒定律推导得
3、出，固体导热微分方程式是在固体中取微元体根据能量守恒定律推导得出。前者考虑了热对流过程、导热过程和作用在微元体上的外力对微元体内流体所做的净功，后者仅考虑了导热过程。（2）当流体静止时，u=0，v=0，此时： 能量微分方程转化为固体导热微分方程。 5 用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。【答案】用一只手握住盛有热水的杯子，手所感受到的是杯子外壁面的温度。不搅拌时，杯中的水与杯子间为自然对流传热，这种情况下的对流传热系数相对较小，杯子外壁面的温度相对较低；当另一只手用筷子快速搅拌热水，水在杯中随着搅拌而旋转，水与杯子间的换热为强制对流换
4、热，对流传热系数增大，水与杯子间的换热量增加，杯子外壁面的温度升高，因此握杯子的手会显著地感到热。6 对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，说明边界层内垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。【答案】设流体的来流速度为在边界层内的变化范围为的变化范围为根据连续方程有平板的长度为边界层厚度为由边界层理论知的变化范围为利用量级分析有：的变化范围为即所以垂直于平板的速度与平行于平板的速度相比是个小量。二、计算题7 一房屋为平面屋顶（图）, 屋顶的材料厚度料发射率均为0.9。冬季开始时，室内温度维持对流表面传热系数外气温降到多少度时，屋面即开始结霜导热系数屋面两侧的材室内四周墙壁亦为
5、18, 且它的面积远问当室大于顶棚面积。秋末冬初夜晚天气晴朗时, 天空有效辐射温度为-47。屋顶下表面与室内空气的屋顶上表面对流表面传热系数此时室内顶棚温度为多少？ 图 屋面复合换热示意图【答案】对屋面材料进行热分析，因处于稳定传热状态，故有: 屋面下表面复合换热量屋面导热量屋面上表面复合换热量 从上述分析知，屋面材料的传热过程是多个环节的热量传递过程。室外气温影响到屋面上表面复合换热项中对流换热数值，是应在屋面材料导热和屋面上表面复合换热中包含的向天空辐射分项均已确定后才能计算的。（1）求屋面下表面温度屋面下表面温度即室内顶棚数值较高，为 屋面下表面复合换热:屋面导热:结霜时屋面上表面温度为零， 故可得: 将上式整理，移项: 用试差法求解，结果列于下表中。表 解得:（2）室外气温此时室外气温是否会高于0呢？可对屋面和屋面上表面的辐射换热进行平衡计算。 屋面导热:屋面辐射: 屋面材料中导热量不足以弥补屋面辐射散热，需通过对流换热由空气向屋面补充热量。 解得:8 若平板上流动边界层速度分布为程推导）。【答案】由动量积分方程有： 式（1）左边： 根据则式（1）右边： 求层流边界层厚度与流过距离x 的关系（按积分方一、简答题考研试题
