2019年河北工程大学城市建设学院808传热学Ⅱ[专业硕士]考研冲刺

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2019年河北工程大学城市建设学院808传热学Ⅱ[专业硕士]考研冲刺狂背五套题（一） (2)

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第 2 页，共 32 页 2019年河北工程大学城市建设学院808传热学Ⅱ[专业硕士]考研冲刺狂背五套题（一） 特别说明：

1-本资料为2019考研学员最后冲刺阶段使用，精选历年经典试题，临门一脚，背诵专用。

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、简答题

1． 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

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，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。

2． 传热学中通常把“管内流动”称为内部流动，将“外掠平板”、“外掠圆管”称为外部流动，试说明它们的流动机制有什么差别。这些对流换热问题的数学描述有什么不同？

【答案】（1）它们的流动机制的差别在于管内流动，其流体的发展受到管内空间的限制；而外掠平板或外掠圆管，其流体的发展不受外界的限制。

（2）这两类对流换热问题的数学描述的不同之处在于：①定型尺寸不同，如管内流动，定型尺寸选用管内径，而外掠平板，定型尺寸选用板长，外掠圆管定型尺寸选用管外径；②由于内流动受到流动空间的限制，除流动入口段以外，边界层理论不适用于流动充分发展段，因此不能采用数量级分析的方法简化对流换热微分方程组；③边界条件的描述也不相同，内流问题应考虑流

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第 3 页，共 32 页 动与换热的对称性。

3． 简述和准则的物理意义。和时，一维平板非稳态导热温度分布的特点（用图形表示）。 【答案】表示物体内部导热热阻与物体表面对流换热热阴的比值，它和第三类边界条件有密切的联系。

是非稳态导热过程中的无量纲时间，表示非稳态导热过程进行的深度。

意味着平板的导热热阻趋于零，平板内部各点的温度在任一时刻都趋于均匀一致，如

图1所示。

表明对流换热热阻趋于零，平板表面与流体之间的温差趋于零，如图2所示。

图

1

图2

4． 试述数和数的区别。

【答案】数中的为流体的导热系数，

为影响边界层厚度的几何尺寸。数中的为物体的导热系数，为固体壁（如壁厚等）的某一尺寸；数反映靠近壁面流体层

的导热热阻与对流换热热阻的相对大小；

数反映物体内部的导热热阻与外部的换热热阻之间的相对大小。

5． 什么叫时间常数？试分析测量恒定的流体温度时对测量准确度的影响。

【答案】（1）具有时间的量纲，称为时间常数；

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测量恒定的流体温度时

对测量准确度的影响：数值上等于过余温度为初始过余温度的0.368

时所经历的时间。越小，表示物体热惯性越小，到达流体温度的时间越短。测温元件的时间常数大小对恒温流体的测量准确度没有影响，对变温流体的测量准确度有影响，越小，准确度越高。

6． 掠平壁层流边界层内，为什么存在壁面法线方向（y 向）的速度v?

【答案】y 向的速度v 是由于边界层不断増厚，所排挤掉的流体产生的速度。

二、计算题

7． 试推导圆管内外两侧均加肋的情况下，以管内和管外肋表面积为基准的传热系数计算式。

【答案】圆管内外均加肋壁的情况如图所示。

管内传热面积

其中

为肋间光管表面积。为内肋表面积，

管外传热面积稳态传热的情况下:

内表面:

壁体:

外表面:

式中，内外肋壁总效率和

分别为为管长。以上3式可分别改写为:

相加分别整理为:

整理得:

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图

8． 一简易暖房如图1所示，其截面为直角三角形。已知表面1为玻璃，表面发射率表面2为砖墙，表面发射率

表面3为土壤，表面发射率已知表面1、2、3的温度分

别为12℃、20℃、30℃,试求:

（1）单位长度各表面的净辐射换热量；

（2）如果表面2改为绝热面，表面1和3的温度保持不变，试计算表面2的温度以及表面1和3的单位长度净辐射换热量。

图1

【答案】（1）由角系数互换性和完整性可求出三个表面之间的角系数:

三个表面之间的辐射换热网络图如图2所示。

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图2辐射换热网络图

建立各节点方程:

代入各参数数值，联立求解可得:

单位长度各表面的净辐射换热量:

（2）表面2为绝热面时，辐射网络如图3所示。