2019年大连理工大学建设工程学部843传热学[专业硕士]考研仿真模

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2019年大连理工大学建设工程学部843传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（一） (2)

2019年大连理工大学建设工程学部843传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（二） (9)

2019年大连理工大学建设工程学部843传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（三） (16)

2019年大连理工大学建设工程学部843传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（四） (26)

2019年大连理工大学建设工程学部843传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（五） (35)

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第 2 页，共 42 页 2019年大连理工大学建设工程学部843传热学[专业硕士]考研仿真模拟五套题（一） 特别说明：

1-本资料为2019考研初试学员使用，严格按照该科目历年常考题型及难度仿真模拟；

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． “善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射力越大，其吸收比也越大。你认为对吗？为什么？

【答案】基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件:物体与辐射源处于热平衡，辐射源为黑体。也即物体辐射力越大，其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的黑体辐射。所以上述说法不正确。

2． “热对流”与“对流换热”是否为同一现象？试以实例说明。对流换热是否属于基本的传热方式？

【答案】（1）热对流与对流换热是两个不同的概念，属于不同现象。

（2）其区别为:①热对流是传热的三种基本方式之一，而对流换热不是传热的基本方式；②对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用，由于流体质点间的紧密接触，热对流也同时伴随有导热现象；③对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动。

（3）工程中流体与温度不同的固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热。

3． 两物体的温度分别为100℃及200℃，若将其温度各提高450℃并维持其温差不变，其辐射换热热流量是否变化？

【答案】会发生变化。因为物体的辐射力与其热力学温度的四次方成正比，而非一次方成正比。

4． 辐射和热辐射之间在什么区别和联系？热辐射有什么特点？

【答案】（1）辐射和热辐射之间的区别和联系:①辐射是由原子内部的电子激发产生的电磁波传播，由于激发的方法不同，所产生的电磁波波长就不相同，它们投射到物体上产生的效应也

不同；热辐射是由自身温度或热运动的原因激发产生的电磁波传播；②热辐射是辐射的一种形式。

（2）热辐射的特点是投射到物体上能产生热效应。

5． 为什么太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面，而辐射采暖板不需要做黑色？

【答案】（1）①太阳灶要求吸收太阳辐射的能量要多，而太阳辐射射线的能量主要位于短波范围，最佳的太阳灶受热面应是部分光谱全部吸收

，，黑色表面有利于吸收可见光（属于短波辐射）；②另一方面太阳灶要求本身辐射出去的能量要尽量少，而太阳灶本身辐射出去的能量因温度不是太高主要位于长波部分，粗糙表面能使长波辐射投射到自身而减少辐射热损失。

两方面综合，粗糙的黑色表面吸收太阳能最多，损失的长波辐射最少。把太阳灶的受热面做

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第 3 页，共 42 页 成粗糙的黑色表面能基本满足上述要求，因此，太阳灶的受热表面要做成粗糙的黑色表面。

（2）对于辐射采暖板，其表面温度不高，大部分福射射线的能量位于长波范围。此时，采用粗糙的黑色表面

，

由基尔霍夫定律，反而阻碍其散热，因此辐射采暖板不

需要做成黑色。

二、计算题

6． 温度为0.1mm 的电阻丝被置于空气流中，并与来流方向垂直。来流温度为20℃，电阻丝的加热功率为17.8W/m 。试确定使电阻丝稳定在40℃的空气流速。空气在一个大气压下的物性如表1所示。

表

1

空气外绕圆柱体的对流换热准则关系式为：其中和如表2所示。 表

2

【答案】定性温度为以此温度查物性得：

计算对流换热系数：

假设雷诺数在40?4000范围内，查表得：C=0.615，n=0.466。可得雷诺数为：

在假设的范围内。

空气流速为：

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7． 某一逆流套管换热器，其中油从被冷却至水由加热到，水的流量为720kg/h 。油的比热容为水的比热容为

按逆流布

置，其传热系数为

计算油的质量流量及该换热器的面积。

【答案】（1）油的质量流量及换热器的换热量:

或者

（2）逆流布置时的对数平均温差:

（3）换热器的面积:

8． 如图所示，用裸露的热电偶插入汽车排气管测量汽车尾气的温度，热电偶指示值为已知排气管内壁温度尾气对热电偶表面的对流表面传热系数

热电偶

头部表面的发射率为试确定尾气的真实温度。如果其他条件不变，在热电偶加以发射率

为

的小遮热罩，那么热电偶的指示值应为多少？

图

【答案】（1）设汽车尾气的温度为

则热电偶从尾气通过对流换热得到的热量为:

热电偶向排气管内壁辐射放出的热量为:

管壁的面积相对热电偶而言要大得多，可以认为

因此:

处于热平衡时，

即:

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其中

尾气的真实温度为

（2）当给热电偶加遮热罩时，将有两个传热系统:一是热电偶与遮热罩之间的换热系统，另一个是遮热罩与排气管内壁之间的换热系统。

对于第一个系统，热电偶向尾气吸收热的同时，还要向遮热罩放热，热平衡式为:

考虑致

则:

对于第二个系统，遮热罩从尾气和热电偶吸热，向排气管壁放热，热平衡式为:

考虑到

有

由于遮热罩温升主要是从尾气吸热造成的，它和热电偶的温差不大，加之故可忽略上

式右边第一项，得:

经多次迭代，可求得:

代入式（1），可得热电偶的测量值:

经多次迭代计算得，

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9． 外径为60mm ，表面温度为200℃的蒸汽管道，外绝缘层为边长100mm 的正方形截面，绝热材料导热系数为

绝热层外表面温度为50℃。试计算每米长管道的热损失。若用同

样多的材料做成圆形截面，热损失又是多少？

【答案】绝热层为正方形时，该导热过程的形状因子：

单位管长散热损失：

若用同样多的绝热材料做成圆形截面，则：

10．一厚0.2m ，温度为80℃的无限大平壁，突然放入300℃的环境中对称加热，壁面与环境的表面传热系数为

材料的导热系数为

热扩散率为

试用数

值解法确定15min 和30min 时平壁内的温度分布。

【答案】由于对称受热，取半平板划分10段网格进行计算。0为中心节点，11为表面节点，节点方程如下：中心节点为绝热边界：

内部节点：

壁面：

11．某一维导热平板，无内热源，稳态条件下，平板两表面温度分布分别为在这个温度范

围内导热系数与温度的关系为

求平板内温度分布。

【答案】

分离变量，积分得： 代入边界条件

，

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