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2017年重庆大学传热学一复试仿真模拟三套题（一）........................................................... 2
2017年重庆大学传热学一复试仿真模拟三套题（二）......................................................... 12
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2017年重庆大学传热学一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． 时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？同一种物体导热过程中的时间常数是不是不变的？
【答案】时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为从中不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联。因此，同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的。
2． 非稳态导热采用显式格式计算时会出现不稳定性，试述不稳定性的物理含义。如何防止这种不稳定性？
【答案】（1）不稳定性的物理含义是指在显式格式离散方程中，后一时刻的温度取决于前一时刻的温度，同一节点温度前的系数有出现负值的可能性。如果出现负值，就意味着该点温度在前一时刻温度越高，则后一时刻温度将越低，甚至会出现比周围节点温度还要低的现象，这违背了热力学第二定律。
（2）为防止这种导致数值计算不稳定性的现象发生，要求空间网格和时间网格的选取必须满足一定的条件，从而使同一节点的离散系数不出现负值。
3． 何谓肋片效率？采用加装肋片来强化换热，对肋片的选材、肋片的形状和肋片效率有何要求？
【答案】肋片效率为肋片的实际散热量与假设整个肋片温度都与肋根温度相同时的理想散热量之比。肋片效率的主要影响因素有:
（1）肋片材料的热导率:热导率愈大，肋片效率愈高；
（2）肋片高度:肋片愈高，肋片效率愈低；
（3）肋片厚度:肋片愈厚，肋片效率愈高；
表面传热系数:表面传热系数愈大，肋片效率愈低。
4． 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，随着温度的升高，辐射能量中可见光所占份额相应增加所至。
5． 两块厚度相同的无限大平壁，分别由金属铜和木头制成。若保持其两侧表面温度对应相等，那么，在常物性、稳态导热的情况下两平壁内的温度分布是否相同？为什么？
【答案】相同。因为对于常物性、无内热源的无限大平壁的稳态导热，第一类边界条件下其温度分布仅取决于边界温度，而与材料的导热系数无关。
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6． 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
二、计算题
7． 某一加热板的壁厚为板的上下两侧边界面
导热系数且
该加热板具有均匀内热源
已知该加热
左侧边界面为绝热面，右侧边界面与温度为的流体直接
接触，且表面传热系数为h，试建立该加热板稳态导热的数学模型。
【答案】该问题的物理模型如图所示。 导热微分方程式的通用形式为：
由题意可知，该问题的温度分布不受z，因素的影响，且导热系数程可以化简为：
左侧边界为第二类边界条件：
右侧边界为第三类边界条件：
上侧边界为第一类边界条件
下侧边界为第一类边界条件
因此导热微分方
图 加热板导热
8． 试求水在水平蒸发器管面上沸腾时的表面传热系数。管外径d=38mm，为
【答案】采用米洛耶夫公式计算。
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，绝对压强
9． 厚为初始温度为的无限大平板（物性参数为常数），在时间时突然放入温度为的介质中加热，表面传热系数为，写出板内温度分布满足的微分方程及定解条件，并定性讨论毕渥准则对板内温度分布的影响。
【答案】建立如图所示的坐标。
微分方程：
定解条件：
数大小对温度分布的影响如图所示。
图
10．应用连续性方程和速度分布并已知导出的分布方程。
【答案】由连续性方程可得：
注意
：
改写速度分布为：
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