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2017年中国石油大学（北京）油气储运工程专业-综合考试（外专业考生）之传热学复试实战预
测五套卷（一） ........................................................ 2 2017年中国石油大学（北京）油气储运工程专业-综合考试（外专业考生）之传热学复试实战预
测五套卷（二） ...................................................... 15 2017年中国石油大学（北京）油气储运工程专业-综合考试（外专业考生）之传热学复试实战预
测五套卷（三） ...................................................... 23 2017年中国石油大学（北京）油气储运工程专业-综合考试（外专业考生）之传热学复试实战预
测五套卷（四） ...................................................... 34 2017年中国石油大学（北京）油气储运工程专业-综合考试（外专业考生）之传热学复试实战预
测五套卷（五） ...................................................... 47
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2017年中国石油大学（北京）油气储运工程专业-综合考试（外专业考生）之传热学
复试实战预测五套卷（一）
说明：本资料为2017复试学员内部使用，终极模拟预测押题，实战检测复试复习效果。 ————————————————————————————————————————
一、简答题
1． 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。
2． 随着肋片的高度增加，换热器的体积、质量和成本增加，换热量也在増加，考虑上述因素应如何确定肋片高度?如果不考虑经济性，肋片是否越高越好？
【答案】（1）不同材料的体积、质量和成本不一样，不同场合和用途对体积、质量和成本的重视程度也不一样。所以肋片高度的确定标准也不一样。就体积因素而言，对于等截面直肋，耗材设:，则:
（体积不变的情况下）
令
整理得:
解此超越方程:
即
mH是一个无量纲参数，该值表示H与m间的制约关系。不同材料，不同截面形状，不同换热条件，m不同，所以H也不相同。
（2）不考虑经济因素时，肋片也并非越高越好。因为肋片散热量与mH的双曲正切成正比，而双曲正切是以1为极值的单调増加函数，mH=l.5时其值已超过0.9。
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3． 如何将从实验室得到的实验结果应用于工程实际？
【答案】由相似第二定理可知，相似的两个物理现象具有完全相同的准则函数关系，由根据相似第一定理可知，两个相似的物理现象对应点上的同名准则数相等，所以，如果两个同类物理现象相似，则它们具有完全相一样的准则关系式，所以从实验室得到的实验结果完全可以应用于工程实际。
4． 工程上采用加肋片来强化传热。何时一侧加肋?何时两侧同时加肋？
【答案】（1）当传热壁一侧时，该侧加肋可强化传热；
但（2）当传热壁两侧Bi都小于0.1时，则两侧都可加肋。 加肋时应使壁面两侧表面传热热阻尽量相近，这样强化传热效果好。当壁面两侧均
一侧表面传热热阻显著大于另一侧表面传热热阻时，在热阻大的一侧加肋效果较好。
5． 管内受迫对流换热时，对于横管和竖管中流体被加热和被冷却，自然对流的影响各有什么不同？什么情况下应考虑自然对流对受迫对流的影响？
【答案】（1）对于横管，流体不管被冷却还是被加热，都将有利于换热。因为当横管中流体被冷却时，由于管心温度高于管壁，将形成管心向上而沿管壁向下的垂直于受迫流动方向的环流；而当横管中流体被加热时，由于管心温度低于管壁，将形成由管心向下而沿管壁向上的垂直于受迫流动方向的环流；由于都形成了环流，加强了边界层的扰动，所以都将有利于换热。
对于竖管，当流体向上流动时，如果流体被冷却，则在管中心受迫对流与自然对流同向，而靠近壁面处两者方向相反，这样管中心的速度比原来的大，而管壁面处则比原来的小，不利于换热；如果流体被加热，则自然对流与受迫对流同向，有利于换热。当流体向下流动时，则自然对流对换热的影响与流体向上流动正好相反。如流体被冷却，则自然对流与受迫对流同向，有利于换热；如果流体被加热，则在管中心受迫对流与自然对流同向，而靠近壁面处两者方向相反。这样管中心的速度比原来的大，而管壁面处则比原来的小，不利于换热。
（2）至于什么情况下应考虑自然对流对受迫对流的影响，可通过惯性力和浮升力数量级的对比进行判断，一般，当时，就应考虑自然对流的影响。
6． 在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率？在什么情况下否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律？
【答案】（1）对于漫-灰表面（2）当
式为
反之则 时，并不意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律，因为基尔霍夫定律的基本表达
？当时，是
二、计算题
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7． 竖直管道高20m，管内径为15mm,进口温度为25°C的冷水经管道后被加热到40°C,冷水的质量流量为0.25kg/s,水的比定压热容为热系数。
【答案】⑴（2）
可见，考虑位能后总能量仅增加了0.31%,完全可以忽略不计。
（3）因
故
8 如图所示，半径为R的半球形容器的内表面为绝热面3,温度为．温度为
另一半为黑表面1，温度为
试求角系数
图
【答案】
同理，
9． 管内空气湍流强制对流换热时，
【答案】由题意可知
数与’，而
数有关。试以电加热方式加热管内空气的强制对，
其中为加热量，管道外表面绝热良好
，度，
因此，实验过程中要测量的量包括:
（1）加热电流/和电压，由此获得加热量（2）流体进出口温度（3）流体的流速
所有流体物性参数由
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试求:①水的加热量为多少？②若考虑
位能，水的总能量增大多少？③设管内壁温度为55°C，水的平均温度取进出口平均值，求表面传
，顶部平面的一半为灰表面2
流为例，说明在实验过程中应测定哪些物理量，并简略绘制出其实验系统图。
。表面传热系数由下式确定:
为管道内壁平均温度， ；
为流体平均温
和管道内壁温
（4）管子几何尺寸:管内径d，管长简单的实验系统如图所示。
查取水的物性而得。
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