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一、填空题

1、根据导热机理，水的气、液和固三态中状态下的导热系数最小。

2＞导热系数的主要影响因素是和。

3、二维、常物性、无热源、直角坐标系中稳态导热微分方程式为。

4、傅里叶定律的数学表达式是＞式中负号表

示°

5'如果测得通过一块厚为50mm的大木板的热流密度为4(W/m2＞木板两侧的

表面温度分别为40℃和20℃，则该木板的导热系数为；若将

加热热流密度提高到80卬/m2，该木板的一侧表面温度为25℃，则另一侧的

表面温度应为。

6'一无热源的无限大平板中的温度分布可表示成f=q%2+C2X+C3的形式，其中

ci、C2和C3为已知的常数，导热系数为2°此时可在x=10的表面处的热流

密度为°

7、通过单圆筒壁导热的热阻表达式为

8、一个含有热源的大平板，其导热系数为50W/(m-K)＞测得在稳定情况下，

其部温度分布为：t=5O-2500?，则平板的热源生成率为。

9、一个肋片，测的其肋基处温度为80℃，周围气体温度为30℃，表面传热系数

取20W/("K)。肋片表面积为0.2亩，测得该类片的效率为0.6，则该肋片

的实际散热量为卬。

10、凡平均温度不高于350℃是导热系数不大于W/(〃z-K)的材料称为保

温材料。

11、第一类边界条件是°

12＞第二类边界条件是。

13'毕渥数的的表达式为，傅里叶数F。的表达式为。

14、肋的实际换热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量之比称

为°

15、集总参数法的适用条件是。

16＞管槽对流换热的入口效应是指。

17＞蒸汽在温度低于其饱和温度的壁面上有两种凝结形式＞即珠状凝结

和；通常其中的表面传热系数大些。

18、研究对流换热的一种方法是比拟法，它是指通过研究传递和传递

之间的共性，以建立表面传热系数与阻力系数相互关系的方法。

19、蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结方式，它们分别是

和°

20、流体流过弯曲管道或螺旋管时，表面传热系数会，这是由

于°

21、大空间自然对流换热处于流态时有自模化特征，此时表面传热系

数与无关°

22、判别两个同类现象相似的条件是相等，相似。

23＞影响膜状凝结传热的主要热阻是。

24、大空间饱和沸腾曲线可分为、、和

______________四个阶段°

25、当Pr＞l时，热边界层的厚度流动边界层的厚度。

26、漫射表面(兰贝特表面)的辐射强度与无关，灰体的

与投射波长无关，具有这两个性质的固体表面通常叫漫灰表面。

27、固体辐射表面的有效辐射J由和两部分组成。

28、气体辐射具有和。

29、黑体的温度越高，其最大辐射力波长越，描述这一性质的物理定律叫

定律。

30、黑体辐射的角系数具有三个性质，它们是

(1)，数学表达式为；

(2)，数学表达式为；

(3)，数学表达式为。

31、在工业上常见的温度围，H2、H2O、N2、CO、CO2、中

不参与辐射换热的气体。

32＞4个等温、常物性表面构成的封闭系统，此系统一共有个角系数。

33'一个可近似认为是漫灰体的表面，其温度为500K＞表面的发射率为0.5＞

测得该平板得到的投入辐射为800W/m2-此时该平板的有效辐射为

____W/m2。

34＞半球壁对底部半圆的角系数为。

35、如果测得通过一块厚为50-im的大木板的热流密度为4(W/m2＞木板两侧的

表面温度分别为40七和20℃，则该木板的导热系数为；若

将加热热流密度提高到，该木板的一侧表面温度为25℃，则另一

侧的表面温度应为。

36、强化遮热板作用的方法是和。

37、临界热绝缘直径与和两个参数有关。

38、加肋后的总面积与未加肋的表面之比称为°

39、如果在一根换热管里（管是水被加热）结了一层水垢，其他条件不变时，管

壁温度与无水垢时相比将°

40、同温度下黑体的辐射力灰体的辐射力。

41、若炉膛的火焰温度在1400℃，则炉膛火焰中最大光谱辐射能量所对应的波

长约为。

42、一直径为d长圆管被置于边长为。方形通道的正中间，则角系数X],2为。

43、临界热绝缘直径的定义式为＞其意义为。

44'在换热器热力计算中，效能定义式为；传热单元数定义式

为°

45、换热器热力计算的两种方法是和。

46、在求解导热热阻时，常碰到变导热系数的情况。当材料的导热系数为温度的

线性函数时，常取下的导热系数作为平均导热系数。

47、描述导热物体部温度扯平能力的物性量叫，其定义式为。

48、流体刚流入恒壁温的管道作层流换热时，其局部对流换热系数沿管长，

这是因为°

49、同一壳管式换热器，布置时对数平均温差最大，布置时对数平均

温差最小。

50、动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为，适用条件是。

51、换热器热力计算的主要基于方程式。

52、通过平壁的传热过程的传热系数表达式。

53、气体具有辐射能力的波长段称为

54、距离间隔和时间间隔在数值计算方法中称为。

55、干燥红砖的导热系数比湿透红砖的导热系数。

56、在热辐射分析中，把称为灰体。

57'强化换热的原则是°

58、时间常数为。

59、加热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾称为。

60、当2>1时，热边界层的厚度流动边界层的厚度。

61、基尔霍夫定律数学表达式为。

62、一维非稳态导热的分析解可以整理成无量纲过余温度与、—和

三个无量纲数的关系式。

63、一台换热器，冷流体的入口温度为20℃,出口温度为50℃>热流体入口温

度为100℃,出口温度为60℃，则该换热器的效能为。

64、若上题中的换热器采用的是纯逆流布置方式)则冷热流体的对数平均温差

为°

65、黑体的黑度为所以它的表面热

--——————-----

阻为。V)

66、如本题附图所示，1，2分别表示两个相2

对的半球表面，则角系数X1,2为。第66题附图

67、在常物性一维稳态导热时，长圆筒壁随

半径增加，热流密度，大平壁随厚度增加，热流密度。

68、按引起流动原因，对流换热可分为和°

69、导热集总参数系统的热惯性可由时间常数々来描述>其影响因素

为°

70、定性温度是，特性尺度是。

71、导热系数是材料的指标，大小等于。

72、导热微分方程的推导依据是和。

73、流体横掠管束时，计算表面传热系数(换热系数)时，其特征尺寸一般

取,当纵向流过管束时，其特征尺寸一般取°

74、在计算导热热阻时，若导热系数是温度的线形函数，则其定性温度取为

最准确。

75、管道的临界热绝缘直径计算式』=2几/〃中，2表示的导热系数，表

示的表面传热系数。

76、无量纲数〃”中2在身数中是指，在N"数中是指。

77、强迫对流换热系数微分方程是根据、、、

三大定律获得的。

78、纵掠平板紊流对流换热的雷诺比拟式为°

79、格拉晓夫准则Gr是反映、与粘滞力的平方之比。

80、热电偶测点可以看成球体,已知其直径为0.5mm,导热系数为25W/(m-K))

比热480J/(依-K)＞与所测流体的对流换热系数为20W/(m2-^)＞其时间

常数为，当测量稳定温度时，约需要分钟才能准确

显示所测温度。

81、由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为。

82、凡波长2=0.38-0.76Mm的电磁波＞属于°

83、建立有限差分离散议程的常用方法之一是用代替微商。

84>二维稳态温度场，在直角坐标系中，可表示为。

85、采用集总参数法的物体，其部温差趋近于。

86'研究对流换热的主要任务是求解，进而确定对流换热的热流量。

87、采用小管径的管子是对流换热的一种措施。

88、一般来说>顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。

89、一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。

二、选择题

1、下列材料在常温下导热系数最大的是。

A、纯铜B、纯铁C、黄铜D、天然金刚石

2、下列工质Pr的数最小的是。

A、水B、空气C、液态金属钠D、变压器油

3>大空间等温竖壁湍流自然对流换热的准则关系式M/=c（GrPr）"中的指数”等

于°

A'0.8B'1/4C'1/3D、l/2

4'在研究混合对流换热问题时常用Gr/Re2来判断是否考虑自然对流的影响，

通常认为Gr/Re?小于时可忽略自然对流的影响。

A>0.1B>100C'10D'0.01

5、对于管湍流换热的实验关联式，当管长较短时，需要进行入口效应修正，其

修正系数是一个的值。

A、大于1B、小于1C、等于1

6、水平圆筒外的自然对流换热的特性尺度应取。

A、圆筒的长度B、圆筒外径C、圆筒径D、圆筒壁厚度

7、二氧化碳和水蒸汽在光带都能够。

A、吸收辐射B、反射辐射C、重辐射D、不能辐射

8、下列设备不属于间壁式换热器。

A、l-2型管壳式换热器B、2-4型管壳式换热器

C、套管式换热器D、回转式空气预热器

9、削弱辐射换热的有效方法是加遮热板,而遮热板表面的黑度应（）。

A、大一点好B、小一点好C、大、小都一样D、无法判断

10、对于粘度很大的油，当进行外掠平板的对流换热时，在同一位置，其流动边

界层厚度6和温度边界层厚度。的关系是。

A、3-3tB、3>3tC、S<dt

11、下列材料表面的法向黑度为最大。

A、磨光的银B、无光泽的黄铜C、各种颜色油漆D、粗糙的铅

12>为了强化换热器的换热效果，应主要降低表面传热系数的一侧的热阻。

A、大B、小C、任何

13、在稳态导热中，决定物体温度分布的是

A'导温系数B、导热系数C、传热系数D、密度

14'下列准则数反映了流体物性对对流换热的影响。

A、雷诺数B、贝克来数C、普朗特数D、努尔特数

15'绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数自然对流的对流换热系数。

A、小于B、等于C、大于D、无法比较

16、流体分别在较长的粗管和细管作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，

贝U°

A、粗管和细管的相同B、粗管的大

C、细管的//大D、无法比较

17、在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为。

A、逆流大于顺流B、顺流大于逆流C、两者相等D、无法比较

18、单位时间离开单位表面积的总辐射能为该表面的。

A、有效辐射B、辐射力C、反射辐射D、黑度

19'是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

A、灰体B、磨光玻璃C、涂料D、黑体

20、对于过热器中：高温烟气—外壁一壁—过热的传热过程次序为。

A、复合换热、导热、对流换热B、导热、对流换热、复合换热

C、对流换热、复合换热、导热D、复合换热、对流换热、导热

21、温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。

A、等于B、大于C、小于D、可能大于、小于

22、流体流过管进行湍流对流换热时，当时，要进行入口效应的修

正°

A、＞60B、=80C、＜60D、=100

23'雷诺准则反映了的对比关系。

A、重力和惯性力B、惯性和粘性力

C、重力和粘性力D、浮升力和粘性力

24、在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑

度。

A、大于B、小于C、恒等于D'无法比较

25'由表面1和表面2组成的封闭系统中：Xi?X2,1。

A、等于B、小于C、可能大于等于或小于D'大于

26、在其他条件相同的情况下，下列—物质的导热能力最差。

A、空气B、水C、氢气D'油

27、下列物质中不可能产生热对流。

A、空气B、水C、油D'钢板

28'Gr准则反映了的对比关系。

A、重力和惯性力B、惯性和粘性力

C、重力和粘性力D、浮升力和粘性力

29、表面辐射热阻与无关。

A、表面粗糙度B、表面温度C、表面积D、角系数

30'气体的导热系数随温度的升高而。

A、减小B、不变C、增大D、无法确定

31、一般而言,金属比非金属（导电体）的导热系数值是°

A、较高的B、较低的C、相等的D、接近的

32＞如果温度场不随时间而变化，即。

门%c八力C“讥八

A.'——dt=0B'—=0C'—=0D'——=0

dxdydzdr

33'对漫射表面，下列表述正确的是。

A、光谱吸收比等于光谱发射率B、吸收比等于发射率

C、定向辐射强度与空气方向无关

34、二氧化碳和水蒸汽只对某些特定波长下的热辐射才有明显的吸收作用。因此，

对于，可以忽略吸收。

A、低温辐射源B、太阳辐射C'红外辐射

35、结束导热问题数值计算迭代过程的判据之一是。

_,e+1)

A、max，f+。+/f]<£B、max卜f。£C、max--------<s

36、流体在泵、风机或水压头等作用下产生的流动称为。

A、自然对流B、层流C、强制对流D、湍流

37、一根放在空气中的电缆，其电阻为R，通过强度为I的电流，外面有一层绝

缘材料。如果减小绝缘材料的厚度，则。

A、电缆的表面温度会提高B、电缆表面的温度会降低

C>电缆表面温度可能升高也可能降低

4A

38>当量直径4=犷中2表示。

A、长度B、宽度C、周长D、润湿周长

39、横掠单管时的对流换热中，特性尺度取。

A、管长/B、管径4C、管外径4

40、空气自然对流换热的表面传热系数在以下的那个围。

A>MOB>10-20C>20-30D、30~50

41、膜状凝结换热中的定性温度取。

A、蒸汽温度B、凝结液温度C、凝结液膜层平均温度D、饱和温度

42'饱和沸腾时,壁温与饱和温度之差称为°

A、平均温度B、绝对温差C、相对温差D、沸腾温差

43、定向辐射强度与方向无关的规律称为。

A、普朗克定律B、四次方定律C、维恩定律D、兰贝特定律

44'灰体的吸收率是°

A>1B、大于1C、定值D、变量

45、对于灰体,吸收率愈大,其反射率。

A、愈小B、愈大C、适中D、不变

46'角系数是纯几何因素，与物体的黑度。

A、无关B、有关C、有较大关系D、关系很大

47>由辐射物体表面因素产生的热阻称为。

A、导热热阻B、对流热阻C、表面热阻D、空间热阻

48、二氧化碳和水蒸汽在光带都能够。

A、吸收辐射B、反射辐射C、重辐射D、不能辐射

49、管壳式换热器归类于。

A、间壁式B、回热式C、混合式D、再生式

50、在一般换热器设计中，考虑表面污染情况用。

A、利用系数B、污垢系数C、传热系数D、表面传热系数

51、冬季室气温高于室外气温>如果用裸露的热电偶测量室空气的温度>则温度

计的读数应。

A、高于空气实际温度B、等于空气实际温度C、低于空气实际温度

52>空气横向掠过等温圆柱，从圆柱前驻点开始向后热边界层厚度在不断增加，

如果Re较小>流动保持层流，则。

A、局部对流换热系数％逐渐减小B、局部对流换热系数4.保持不变

C、局部对流换热系数％可能减小也可能增加

53、将初始温度为。的小钢球放入温度为〃的水槽中，如果用集总参数法来分析，

则再经过的时间等于时间常数%时，铜球的温度为—。

A't=(t0+^)/2B'/=0.63%,+0.36%C、t=0.36^+O.632ro

54饱和水蒸气在水平圆管外则凝结，/〉〉d，圆管的壁温恒定以下的方案—可

以增加单位时间的凝结水量。

A、将圆管垂直放置B、将圆管倾斜放置C、在圆管外面加装低肋管

55、根据兰贝特定律，黑体的定向辐射强度在各个方向都是相同的，这表明―。

A、穿过微元黑体表面正上方的单位面积的辐射能与测上方单位面积上的辐

射能相等

B、穿过微元黑体表面正上方的半球面上单位面积的辐射能最大

C、穿过微元黑体表面正上方的半球面上单位面积的辐射能最小

56、在高温蒸气管道外包敷两种不同的保温材料，一种导热系数较小，另外一种

导热系数稍大，如果包敷的厚度相同，以下说法是正确的。

A、减少传热量，导热系数较小的材料应包在层

B、为减少传热量，导热系数稍大的材料应包在层

C、如何包敷材料对传热量没有影响

57、物体被加热时，其第三类边界条件可表示为

58、季室气温高于室外气温，如果用裸露的热电偶测量室空气的温度，则温

度计的读数应。

A、高于空气实际的温度B、等于空气实际的温度C、低于空气实际的温度

59、不凝结气体的存在，将—。

A、削弱凝结换热B、削弱沸腾换热C、削弱强制对流换热

60、一根未保温的钢管通入100℃的饱和水蒸汽，用来加热室的空气，如果需要

增加传热量,则可以通过方法来实现。

A、在管安装肋片B、降低管道的厚度C、在管外安装肋片

四、简答题

1、对于室安装的暖气设施＞试说明从热水至室空气的热量传递过程中＞包含哪

些传热环节？

2＞对于非黑体之间的辐射，角系数成为纯几何量的条件是什么？

3'在工程辐射换热计算中引入灰体概念有何意义？

4＞试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种传递方式之间的联系与

区别？

6＞试举5个隔热保温的措施，并用传热学理论阐明其原理？

7、采用温度计套管测量气体温度时，辐射和导热会引起测温误差，请提出提高

测温精度的措施？

8、试比较竖壁上自然对流与膜状凝结的异同？

9、简述非稳态导热的基本特点？

10、换热微分方程与导热问题的第三类边界条件表达式有什么区别？

11、试用简明的语言说明强化单相强制对流换热、核态沸腾及膜状凝结的基本思

想？

12>不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如

何？凝汽器如何解决这个问题？

13、写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来

的？它在导热问题的分析计算中有何作用？

14'气体辐射有哪些特点？

15、为强化传热，可采用那些措施？

16>简述影响导热系数的因素。

17、黑体具有什么样的性质？

18、试说明Bi书的物理意义，身->0和反―g各代表什么样的换热条件？有人

认为的f0代表绝热工况，你是否赞同这一观点，为什么？

19、解释螺旋管、短管和小管径管强化传热的原理？

20、由三个表面组成了一个封闭的系统，其中表面3为重辐射面，花车该系统辐

射换热的网络图，注明各热阻的表达式。

21、解释定向辐射强度和辐射力，对于黑体，给出两者的关系式。

22>一外掠平板的对流换热为例，对流换热问题的数学描述包括哪些方程（只需

要文字叙述即可）？理论上如何求得表面传热系数？

23、为强化一台冷油器的传热，有人采用提高冷却水流速的方法，但发现效果并

不显著。试分析原因。

24、太阳能集热器的结构通常是将一组集热管放在一个密封的箱体，上面是透明

的玻璃板。解释为何采用这样的结构，对集热管表面的涂层有什么样的要

求？

25、为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？

26、简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。

27、在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特

性？

28、分别写出Re、Nu、Gr各准则的表达式(并说明各物理含义。

29、实际物体的发射率£与其吸收比a从影响因素上看有何区别？

30、当采用肋片增强传热时，应把肋片加装在哪一侧？为什么？

31、试解释为什么高温过热器一般采用顺流与逆流的混合布置？

32、导热系数和热扩散系数各自从什么公式产生？他们各自反映了物质的什么特

性？并指出它们的差异？

33、非周期性的加热或冷却过程可以分为哪两个阶段，它们各自有什么特征？

34、与完全能量方程相比，边界层能量方程的最重要的特点是什么？

35、什么是沸腾换热的临界热流密度？当沸腾换热达到临界热流密度时，在什么

条件下才会对换热设备造成危害？为什么？

36、什么是定向辐射强度？满足兰贝特定律的辐射表面是什么样的表面？试列举

2种这样的表面。

37、按照基尔霍夫定律地要求，物体表面的黑度等于其吸收率应该在什么条件下

成立？灰体是否需要这些条件？为什么？

38、什么是显示格式？什么是显示格式计算中的稳定性问题？

39、试简要说明对导热问题进行有限差分数值计算的基本思想与步骤？

40、对流换热问题完整的数学描写应包括什么容？既然对大多数实际对流换热问

题尚无法求得精确解，那么建立对流换热问题的数学描写有什么意义？

五、试从传热学的观点解释下列现象

1、冰箱里结霜后，耗电量增加？

2'某厂一条架空敷设的电缆使用时发现绝缘层超温，为降温特剥去一层绝缘材

料，结果发现温度更高？

3＞某办公室由中央空调系统维持恒温，人们注意到尽管冬夏两季都是20℃，但

感觉却不同？

4'大气中的C02含量增加，导致地球温度升高？

5＞同样是-6℃的气温，在比在感觉要冷一些？

6'用铝制的水壶烧开水时,尽管炉火很旺，但水壶安然无恙，但一旦壶的水烧

干后，水壶很快被烧坏分析这一现象？

7、放置于大容器的小容器中的水能否发生沸腾现象？

8、试用传热学来解释由于大气污染造成地球气温上升加速的原因？

9、有人说：“常温下呈红色的物体表示该物体在常温下红色光的光谱发射率较其

它单色光（黄、绿、蓝等）的光谱发射率高”。你认为这种说确吗？

10、在深秋晴朗无风的夜晚，草地会结霜，可气象台的天气预报却说清晨最低温

度为2℃，试解释这种现象（假设草地与地面之间绝热）。

六、分析求解

1、肋片高度增加引起两种效果：肋效率下降及散热表面积增加。因而有人认为，

随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片导热热流

量反而会下降。试分析这一观点的正确性。

2'利用遮热板可以减少两个辐射表面之间的辐射量。若保持两侧平板温度不变

所放遮热板的位置对减弱辐射换热量的效果有无影响？若遮热板两侧的发射

率不同，正向与反向放置对减弱辐射换热量又有无区别？遮热板的温度有无

区别？

3、有人说，在电子器件的多种冷却方式中，自然对流是一种最可靠（最安全）、

最经济、无污染（噪音也是一种污染）的冷却方式。试对这一说法作出评价，

并说明这种冷却方式有什么不足之处？有什么方法可作一定程度的弥补？

4＞空调和制冷用的冷却器，其管外装的肋片往往制成百叶窗式肋片。试问肋片

做成这种形式的意义？

第4题附图

5、饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，

沸腾换热表面传热系数是否也增加？为什么？

6＞在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？

7、设计管壳式换热器时,指出分别在下列各种情况下，那种流体在管流动：

(1)一种流体清洁，一种流体不清洁；

(2)一种流体温度高，一种流体温度低；

(3)一种流体粘度大，一种流体粘度小；

(4)一种流体流量大，一种流体流量小。

8、平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？

9、在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？

在什么情况下加保温层反而会强化其传热而加肋片反而会削弱其传热？

10、指出热射线主要由哪两种射线组成？为什么钢锭在炉中加热时，随着温度升

高，钢锭颜色依次会发生黑、红、橙、白的变化？

11、一个原来温度为4的铜球突然浸入液体中，该液体温度是由电热器控制，其

变化关系式为：北-骞=Asin(or)，其中着为液体的平均温度，几为液体

的温度，A为温度变化的振幅，④为角频率。今假设球及液体的温度均可认

为是集总的>且球与液体间的换热系数为常数，试建立铜球温度随时间变化

的微分方程式，并解方程得出球的温度与时间的函数关系。

12>管湍流强迫对流换热时，换热准则关系式为=0.023Re°6Pr"。试间①流

速增加一倍，其它条件不变，对流换热系数/?如何变化？②管径缩小一半，

流速等其它条件不变如何变化？③管径缩小一半，容积流量等其它条件不

变/7如何变化？

13、圆管外包上保温材料当其小于某一外直径时会使热流量增加，导出这一临界

直径的表达式。球壁外包保温材料会有这种现象吗？如果有也请导出其表达

式。

14'一块大平板，一侧被点加热器均匀加热，另一侧为第三类边界条件，通电前

平板处于环境温度意，电热器给出恒定的热流密度式皿/加2）。现突然合上开

关。画出初始状态和最后稳定以及中间两个时刻平板的温度分布曲线。

15、直径为d、单位长度电阻为R、发射率为e的金属棒，初始时与温度为T”的

环境处于热平衡状态，后通过电流/，已知棒与环境的表面传热系数为。

试导出通电流期间金属棒温度随时间变化的规律，并写出处于新的热平衡状

态的条件。（不用求解）

16'一块厚度为25（-点让5）的大平板，与温度为）的流体处于热平衡。当时间

r>0时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度与。假定平板两侧表面传热

系数相同，当放=〃%->0时，试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的

温度，画出相应的板及流体侧温度分布的示意性曲线，并做简要说明。

17、试根据速度边界层和热边界层的概念，用量级分析的方法，从对流换热的能

量微分方程导出二维稳态、常物性、不可压缩流体外掠平板层流边界层流动

18、如图1所示，圆台上下表面分别维持在常温乙和心，且4>/2，材料导热系

数与温度的关系为2=4（1+优）5<0）,圆台侧面绝热。设温度仅沿了方向发

生变化。试分析热流密度4、导热系数％和温度变化率啖%是随x增大还是

减小，或是不变°

19、某一厚为5的一维导热平板，已知平板表面的一侧进入的热流密度为名，而

温度则为I。在这个温度围导热系数与温度的关系为=。求平板的

温度分布和平板另一侧的温度表达式。

20、物体长期置于温度恒为7；的空气中。物体中有强度为/以3］的能热源，

并在某一时刻开始产生热量。热源一开始产生热量，物体就在空气中升温。

物体的体积为V，表面积为F，密度为O，比热容为。。，与周围环境的总

换热系为a。如该物体部导热热阻可以忽略>试列出该物体升温过程中的导

热微分方程，并求解。

21、一根直径为d的长管温度保持在7；而温度为T1的水以m的质量流量从管流

过，今假设使水与管壁间的换热系数保持不变，试导出水温沿管长方向x的

变化关系。

22、如图2所示一个常物性、无热源的二维稳态导热问题，列出图中角部节点A

的差分方程式。

23、一常物性、无热源的二维非稳态导热问题，在直角坐标系中利用数值解法进

行求解，试列出部节点的显示格式差分方程。

24、如图1所示，常物性、无热源的导热体，左边界表面暴露在对流换热表面传

热系数为也、空气和环境温度均为"的环境中，并与环境发生辐射换热，表

面的发射率为£。设X，》方向网格各自均分。试列出在二维、稳态条件下

边界点（，"）的离散方程。

厂斗‘

也4yf

--------------Mg

J——AAx

x<------►------25题

第24题附图

25、图示出了常物性、有均匀热源、二维稳态导热问题局部边界区域

的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（设Ax=Ay）。

26＞图为一扇形区域中的二维、稳态、无热源的导热问题，其一侧平直表面维持

均匀恒定温度4VW的表面绝热，其余表面与温度为%的环境换热，表

面传热系数为//，为用数值法确定区

域中的温度分布,在径向和周向分别

用定步长2V和A0划分计算区域，

节点布置如图1所示。假定区域的物

性参数已知且为常数，试用热平衡法

建立节点1和7的离散方程（有限差

分方程式）。（不要求整理）

第26题

附图

27、有一个二维、稳态、

无热源、常物性的导热

体，边界如图所示；试列

出图1中边界节点（，"）的离散方程。设尤，y方向的网格各自均分。

28、对下图中所示的圆截面直肋的一维稳态、无热源、常物性导热问题，试分别

列出节点机和端部节点"的离散方程式。已知圆截面直径为d。（节点方程

不必整理）

29、如下图所示，常物性、无热源的导

热体，左边界表面暴露在对流换热表

面传热系数为h,、空气和环境温度

均为t.的环境中，并与环境发生辐

射换热，表面的发射率为£。设x

方向网格各自均分。试列出在二维、

稳态条件下边界点（。）的离散方程。

30、对下图所示的二维导热区，其有均匀的热源5（W/m3）,一个边界绝热，另一

2

边界与温度为tf的液体发生对流换热，换热系数为h（W/m-K\试列出节点

1和节点2的离散方程式。

七、计算题

1、一个厚度7cm的平壁，一侧绝热,另一侧暴露于温度为30℃的流体中，热

源。①=0.3*1。6卬/加3。对流换热表面的传热系数为450卬/（苏，K），平壁的导

热系数为18W/（加-K）。试确定平壁中的最高温度及其位置。

2、将初始温度为80℃、直径为20mni的铜棒突然横置气温为20℃、流速为12m/，

的风洞中，5分钟后温度降到34C。计算空气与铜棒间换热系数。铜棒物性为：

夕=8954依/M、比热容为c=383.L7/（依/K）、导热系数;l=386W/（%K）。

3＞有一圆柱体，如图2所示，表面1温度（=550K＞发射率£]=0.8，表面2温度

4=275K，发射率£2=0.4，圆柱面3为绝热表面，角系数=0.308。求：

⑴表面1的净辐射损失；⑵绝热面3的温度。

4'为了得到热水，0、361MPa（^=140℃）的水蒸汽在管外凝结（如图3所示），

其表面传热系数9500皿/（疗长）。冷却水在盘管流动，流速为0.8m/s，黄铜管外

径为18mm＞壁厚为1.5mm＞导热系数为132W/（m-K），盘管的弯曲半径为90mm。

冷水进换热器时的温度为25℃，加热到95℃。试求所需的换热面积及盘管长度。

不计管入口效应修正及温差修正。

附注：⑴管湍流强制对流换热实验关联式为：

Nu=O.O23Re:8pr；cr=l+10.3（夕

5'一个厚度7cm的平壁，一侧绝热，另一侧暴露于温度为30℃的流体中，热

源。0=O.3X1O6W/7TI3°对流换热表面的传热系数为450W/（苏・K），平壁的导

热系数为18W/（加-K）。试确定平壁中的最高温度及其位置。

6'在一次对流换热实验中，10℃的水以的速度L6M/S流入径为28mm、外径

为32mm、长为1.5加的管子。管子外面均匀的缠