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传热学复习题及其答案〔Ⅰ局部〕

概念题

1、试分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。

答：有以下换热环节及传热方式：

由热水到暖气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热；

由暖气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导热；

由暖气片管道外壁到室内空气，热传递方式有自然对流换热和辐射换热。

2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程，各个环节有哪些热量传递方式？

答：有以下换热环节及传热方式：

室内空气到墙体内壁，热传递方式为自然对流换热和辐射换热；

墙的内壁到外壁，热传递方式为固体导热；

墙的外壁到室外空气，热传递方式有对流换热和辐射换热。

3、何谓非稳态导热的正规阶段？写出其主要特点。

答：物体在加热或冷却过程中，物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，物体初始温度分布的影响逐渐消失，这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。

4、分别写出Nu、Re、Pr、Bi数的表达式，并说明其物理意义。

答：〔1〕努塞尔(Nusselt)数，，它表示外表上无量纲温度梯度的大小。

〔2〕雷诺(Reynolds)数，，它表示惯性力和粘性力的相对大小。

〔3〕普朗特数，，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。

毕渥数，，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。

，

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、竖壁倾斜后其凝结换热外表传热系数是增加还是减小？为什么？。

答：竖壁倾斜后，使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一局部，液膜流

动变慢，从而热阻增加，外表传热系数减小。另外，从外表传热系数公式知，公式中的亦要换成，从而h减小。

6、按照导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？

答：根据导热机理可知，固体导热系数大于液体导热系数；液体导热系数大于气体导热系数。所以水的气、液、固三种状态的导热系数依次增大。

7、热扩散系数是表征什么的物理量？它与导热系数的区别是什么？

答：热扩散率〔导温系数〕，与导热系数一样都是物性参数，它是表征物体传递温度的能力大小，亦称为导温系数，热扩散率取决于导热系数和的综合影响；而导热系数是反映物体的导热能力大小的物性参数。一般情况下，稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数，但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数，还取决于物体的导温系数。

8、集总参数法的适用条件是什么？满足集总参数法的物体，其内部温度分布有何特点？

答：集总参数法的适用条件是Bi0.1，其特点是当物体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻时，物体内部在同一时刻均处于同一温度，物体内部的温度仅是时间的函数，而与位置无关。

9、灰体的含义？

答：灰体是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似，或它的单色发射率不随波长变化的物体；或单色吸收比与波长无关的物体，即单色吸收比为常数的物体。

10、漫射外表？

答：通常把服从兰贝特定律的外表称为漫射外表，即该外表的定向辐射强度与方向无关。或物体发射的辐射强度与方向无关的性质叫漫辐射，具有这样性质的外表称为漫射外表。

11、气体的热边界层与流动边界层的相对大小？

答：由于，对于气体来说，所以气体的热边界层的厚度大于流动边界层的厚度。

12、沸腾换热的临界热流密度的含义是什么？

答：在泡态沸腾阶段时，液体温度与壁面温度之差假设进一步增大，汽泡在外表上生成、长大，随后引因浮力作用而离开外表。沸腾的液体主体温度这时有一定的过热度，故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀，直到逸出液面，由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动，换热强度剧增，热流密度随的提高而急剧增大，直到到达热流密度的峰值，此时的热流密度称为临界热流密度。当进一步增大时，热流密度又开始下降。

13、影响强制对流换热的外表换热系数的因素有哪些？

答：影响强制对流换热的外表换热系数的因素有流态、流体的物性、换热外表的几何因素等，用函数表示为。

14、；利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜冰箱耗电量大？为什么？

答：在其它条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱的蒸发器和冰箱的冷冻室〔或冷藏室〕之间增加了一个附加的热阻，因此，冷冻室〔或冷藏室〕要到达相同的温度，必须要求蒸发器处于更低的温度。所以，结霜的冰箱的耗电量要大。

15、分别写出Bi、Nu、Fo、Pr数的表达式，并说明Bi物理意义。

答：〔1〕毕渥数，，它表示导热体内部导热热阻与外部对流换热热阻的相对大小。

〔2〕努塞尔数，，它表示壁面附近流体无量纲温度梯度的大小，