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1、2018年武汉工程大学理学院815传热学考研强化五套模拟题-一、简答题1 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。 2 为了测量管道中的气流温度，在管道中设置温度计。试分析由于温度计头部和管壁之间的辐射换热而引起的测温误差，并提出减少测温误差的措施。【答案】（1）为了准确测量管道内气流的温度，必须减
2、少由于干扰项引起的测量误差。高温条件下辐射换热对于气流温度的测量误差可达到8%?10%，因此必须采取措施去除辐射换热的影响。（2）减少测温误差的措施:加辐射隔热板。加上辐射隔热板后可将误差减小到0.5%左右（见图）。 图 3 随着肋片的高度增加，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:（体积不变的情况下），则: 令 第 2 页，共 29 页整理得:
3、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，而双曲正切是以1为极值的单调増加函数，mH=l.5时其值已超过0.9。 4 采用套管式温度计测量流体温度时为什么会产生测温误差? 如何减小测温误差？【答案】（1）产生测温误差主要有下列原因:温度计的感温泡与套管顶部可能存在接触热阻和导热热阻；套管顶端向根部导热；套管外表面向流场壁面的辐射换热；流体与套管外表面的对流换热热阻。稳态时，套管从流体获得的对流热流量正好等于套管向
4、根部的导热和与壁面间的辐射换热量之和。（2）减小测温误差的措施:加强测温套管附近流场壁面的保温；采用尽量长的测温套管；选用导热系数小的材料做测温套管；在强度允许的情况下，尽量采用薄壁套管；尽量提高流体与套管的对流换热表面传热系数，并注意不使测温套管端部处于流动死角；在不影响对流换热的条件下，在测温套管外安装遮热板以减少与流场壁间的辐射换热。 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
5、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。 二、计算题6 对于流体外掠平板的流动，试利用数量级分析的方法，从动量方程界层厚度的如下变化关系式： 引出边【答案】由外掠平板的流动的动量微分方程： 第 3 页，共 29 页由于而由连续性方程： 可知因此，动量微分方程式中个项的数量级如下： 在边界层内，粘性力项与惯性力项具有相同数量级，即即：因此有： 7 在液体沸腾的壁面上有一个如图所示的气化核心，且形成了一个气泡，试写出气泡力平衡和热平衡的表达式，从中可以得出什么结论？如果壁面的光洁度提高，对沸腾过程是否有利？ 图 气化核心示意图【答案】力平衡为: 由图所示，该气泡的体积近似为:气泡表面积为:代入力平横关系式，微分，得到 得: 热平衡为: 从力平衡可知，要使气泡膨胀长大，须满足因此对应的饱和蒸气温度大于对应第 4 页，共 29 页-一、简答题-考研试题-
