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传热学考研真题答案

【篇一：中南大学传热学试题+答案】

2011--2012时间120分钟传热学课程32学时2学分考试形式：

开卷

专业年级：机械09级总分100分，占总评成绩70%

注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上

一、填空（每空1分，总计20分）

1.传热的三种基本方式有热传导、热辐射、热对流。2.毕渥数

是导热分析中的一个重要的无因次准则，它表征了固体内部导热热

阻与界面上换热热阻之比。

3.对流换热过程的单值性条件有几何、物理、时间、边界四

项。。4.肋效率的定义为肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之

比。

5.某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是

22w／(m.k)，

通过的热流密度是300w／m2，则该平壁的壁厚是2.2m

6.从流动起因，对流换热可分为自然对流、强制对流。

7.格拉晓夫准则的物理意义流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量

纲量；

表达式gr＝g?v?tlc32。

8.黑体是指反射率为0的物体，白体是指吸收率为0的物体。9.

一个由两个表面所构成的封闭系统中，若两表面面积a1=0.5a2,

角系数

x1,2=0.6，则x2,1=0.3。

10.角系数具有相对性、完整性、可加性的特性。

二、简答题（25分）

1、简单归纳一下导热问题中常见的几类边界条件以及其定义。（5

分）

解：导热问题主要有以下三类边界条件：（１）第一类边界条件:该

条件是给定系统边界上的温度分布，它可以是时间和空间的函数，

也可以为给定不变的常数值。（2）第二类边界条件:该条件是给定

系统边界上的温度梯度，即相当于给定边界上的热流密度，它可以

是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。（3）第三类边

界条件:该条件是第一类和第二类边界条件的线性组合，常为给定

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系统边界面与流体间的换热系数和流体的温度，这两个量可以是时

间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。

2、求解导热问题有哪三种基本方法，简述各自的求解过程及特点。

（6分）

解：求解导热问题的三种基本方法是：(1)理论分析法；(2)数值计

算法；(3)实验法

三种方法的基本求解过程有：

(1)所谓理论分析方法，就是在理论分析的基础上，直接对微分方程

在给定的定解条件下进行积分，这样获得的解称之为分析解，或叫

理论解；(2)数值计算法，把原来在时间和空间连续的物理量的场，

用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起

来的关于这些值的代数方程，从而获得离散点上被求物理量的值；

并称之为数值解；(3)实验法就是在传热学基本理论的指导下，采

用对所研究对象的传热过程所求量的方法

三种方法的特点：分析法能获得所研究问题的精确解，可以为实验

和数值计算提供比较依据；局限性很大，对复杂的问题无法求解；

分析解具有普遍性，各种情况的影响清晰可见。数值法在很大程度

上弥补了分析法的缺点，适应性强，特别对于复杂问题更显其优越

性；与实验法相比成本低。实验法是传热学的基本研究方法，适应

性不好；费用昂贵。

3、在对流传热理论中，什么是边界层？如何确定边界层的厚度？

（8分）

解：对流传热理论中，有两种边界层，分别是流动边界层和温度边

界层。当粘性流体流过物体表面时，会形成速度梯度很大的流动边

界层；当壁面与流体间有温差时，也会产生温