2017年重庆交通大学传热学复试仿真模拟三套题

2017年重庆交通大学传热学复试仿真模拟三套题（一） ....................................................... 2

2017年重庆交通大学传热学复试仿真模拟三套题（二） ..................................................... 12

2017年重庆交通大学传热学复试仿真模拟三套题（三） ..................................................... 23

第 1 页，共 31 页

2017年重庆交通大学传热学复试仿真模拟三套题（一）

说明：本资料为2017复试学员内部使用，严格按照2017复试常考题型及难度全真模拟预测。 ————————————————————————————————————————

一、简答题

1．速度边界层的概念及如何定义边界层厚度。

【答案】这种在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层称为速度边界层（或流动边界层）。通常规定达到主流速度的99%处的距离定义为边界层厚度，记为

2．什么是时间常数？用热电偶测量温度变化着的气流温度时如何提高测量精度？

【答案】时间常数用热电偶测量温度变化着的气流温度时应尽可能减小时间常数，在热电偶材料一定时，增大对流换热系数，减小体积，增大面积，或减小体积面积比。

3．努谢尔特在建立竖壁层流膜状凝结换热模型时做了许多假设，在实际的膜状凝结过程中，由于不满足这些假设因素会对凝结过程带来哪些影响？

【答案】（1）如果有不凝结性气体存在，该气体因不凝结而聚集在冷凝面附近，使蒸气必须通过扩散才能到达冷凝面，从而使凝结换热性能大大降低。

（2）蒸气的流动，流动如果沿冷凝液流动方向，会使冷凝液膜变薄，从而增强换热，反之则削弱换热。逆方向高速流动的气流会吹落冷凝液膜，又使得换热增强。

（3）蒸气的过热和冷凝液膜的过冷也会影响凝结换热。实验证实，这项影响相对较小。

（4）在惯性力的作用下冷凝液膜的流动会使层流变为紊流，也会对凝结换热产生较大影响。

4．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，内流问题应考虑流动与换热的对称性。

5．等温面与等温线的特点？

【答案】（1）温度不同的等温面或等温线彼此不能相交；

（2）在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止于物体的边界上；

（3）等温面或等温线的分布并不一定均匀。

第 2 页，共 31 页

6．若严冬和盛夏时室内温度均维持20℃，人裸背站在室内，其冷热感是否冬夏相同？

【答案】不相同。人体与周围环境的热交换包括对流换热和辐射换热。（1）对流换热，本题可认为对流换热量冬夏差别不大，因为人体温度冬夏基本相同，室内空气温度相同，其自然对流换热系数及换热温差相同，因此对流换热量基本相同；（2）辐射换热，辐射换热量冬夏差别较大，因为冬季围护结构温度比夏季要低得多，因此冬季人体通过辐射散热量要大于夏季，当严冬和盛

夏时室内温度均维持20℃，人裸背站在室内，其冷热感冬夏是不同的，冬季会有明显更冷的感觉。

二、计算题

7．速度为温度为的流体绕流温度为的恒壁温平板，若Pr<<l，试用边界层能量积分方程求解温度边界层厚度（温度分布可以取一次多项式近似）。

【答案】边界层能量积分方程：

假设温度分布取为一次多项式近似：t=b+cy 根据边界条件

求得

因此，

以近似看作是均匀的，即当Pr<<l时，速度边界层厚度比温度边界层厚度小得多，因此，温度边界层内的速度分布可

将上列各式代入边界层能量积分方程，有

即

为100℃的液体冷却介质隔开。燃气和液体两复合壁靠燃气一侧是厚度为10mm

求单位面积复合壁上的散热量温度边界层厚度为： 8．一个复合壁将温度侧的表面传热系数和的氧化铂层，导热系数为