2017年北京科技大学机械工程学院811热工理论(包括传热传质学、工程热力学)考研题库.doc

2017年北京科技大学机械工程学院811热工理论(包括传热传质学、工程热力学)考研题库一、名词解释1 发射率【答案】发射率是指实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值。2 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。3 传热系数。【答案】传热系数在数值上等于冷、热流体间温差它表征传热过程强烈程度。2传热面积A=lm时热流量的值。二、填空题4 管束强迫对流换热的排列方式主要有_、_两种。【答案】叉排；顺排 5 已知一个换热过程的温压为100, 热流量为l0Kw ，则其热阻为_。【答案】0.01K/W【解析】设热阻为R ，则根据传热方程式可知得热阻为：R=0.01K/W。 6 Bi 数反映了_的相对大小，其表达式7 气体辐射的特点是_；_。【答案】气体辐射对波长有选择性；气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的 8 描述导热物体内部温度扯平能力的物性量叫_，它由_物性量决定，其定义式为_。【答案】热扩散率；物体的导热系数、密度、比热容c ; 中的k 是指_。把代入上式，可【答案】固体内部导热热阻与界面上换热热阻；固体的导热系数9 导热微分方程的推导依据是_和_。直角坐标下一维，非稳态、无内热源导热问题的导热微分方程可以表示成_。【答案】 傅里叶定律:能量守恒定律: 三、简答题10钢铁表面约500, 表面看上去为暗红色；当表面约1200时，看上去变为黄色，这是为什么？【答案】根据普朗克定律所揭示的关系所占份额相应增加所至。11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。数反映靠近壁面流体层数反映物体内部的导热热阻与外部的换热热阻之间的，随着温度的升高，辐射能量中可见光数中的为物体的导热系数，为固体壁（如壁厚等）的某一尺寸；的导热热阻与对流换热热阻的相对大小；相对大小。12对于第一类边界条件的稳态导热问题，其温度分布与导热系数有没有关系？【答案】导热问题的完整数学描述包括导热微分方程和定解条件。在导热系数为常数的稳态导热问题中，只有第一类边界条件下的无内热源稳态导热问题的分析解才与导热系数没有关系，即导热系数只影响热流量，而不影响温度场。13简要画出大空间沸腾换热的沸腾曲线，简述大空间沸腾换热的主要过程与机理。【答案】如图所示。水在1个大气压下大空间沸腾换热的沸腾曲线如图所示。随着壁面过热度的増高，出现4个换热规律不同的区域。（1）自然对流沸腾:沸腾温差很小，壁面上只有少量气泡产生，而且气泡不能脱离壁和上浮，看不到沸腾的现象，热量依靠自然对流过程传递到主体。（2）泡态沸腾:B 点后开始产生大量气泡。气泡在壁上生成、长大，随后因浮力作用而离开壁。由于气泡大量迅速的生成和它的激烈运动，换热强度剧增，热流密度急剧增大，直到达到热流密度的峰值。（3）过渡态:C 点后，生成的气泡过多，在加热面上形成气膜，开始时是不稳定的，气膜会突然裂开变成大气泡离开壁，阻碍了传热，换热状况恶化。（4）膜态沸腾:壁面全部被一层稳定的气膜所覆盖，气化只能在气膜与液的交界面上进行，气化所需要的热量靠导热、对流、辐射通过气膜传递。此时壁温很高，辐射换热随热力学温度4次方急剧增加，D 点后热流密度又继续回升。 图 大空间沸腾换热的沸腾曲线 14试说明集总参数法的物理概念及数学上处理的特点。【答案】（1）集总参数法的物理概念是指当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力，而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数；（2）集总参数法数学上处理的特点：数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程，大大降低了求解难度。15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:，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 一、名词解释考研试题