《传热学》考试大纲
考试题型
（1）选择题20
（2）简答题40
（3）计算题40
复习要点
第1章绪论
（1）熟练掌握热量传递的三种基本方式及其特点，并能用传热学的原理解释生活中与传热有关的现象。
（2）熟练掌握傅立叶导热定律、牛顿冷却公式和Stefan-Boltzmann定律的公式及其中每个符号的单位和意义（参阅表1-3）。
（3）能够正确分析实际热量传递过程的各个串联环节。
（4）理解热阻的概念并掌握传热过程的热阻分析方法。
第2章稳态热传导
（1）理解稳态导热及稳态温度场的特点；导热基本定律一般形式的物理意义；
等温线（面）的定义及其与热流线的关系；
（2）熟练掌握导热系数的单位及其物理意义；常见固体、液体及气体导热系数值的相对大小；变导热系数材料的导热系数线性近似计算方法。
（3）了解导热微分方程推导的理论基础、推导方法及其适用范围；
（4）熟练掌握常见的三类边界条件下典型一维稳态导热微分方程的分析解，包括温度分布、热流量计算、及热阻表达式（参阅表2-3）；
（5）接触热阻对传热的影响及改善措施
第3章非稳态热传导
（1）理解非稳态导热的基本概念、类型及特点；瞬态非稳态导热过程的非正规状况阶段和正规状况阶段；
（2）了解第三类边界条件下Bi数对平板中温度分布的影响。
（3）熟练掌握集总参数法的基本思想、适用范围、两个不同毕渥数的物理意义及其应用。
（4）熟练掌握时间常数的表达式及其物理意义
（5）掌握傅里叶数及热扩散率（导温系数）的表达式及其物理意义；导热系数与导温系数的关联与区别。
第4章热传导问题的数值解法
（1）理解导热问题数值求解的思想及其基本步骤
（2）熟练掌握利用热平衡法建立内部和边界节点离散方程的方法
（3）掌握利用高斯-赛德尔迭代法构造迭代方程的方法以及迭代过程能否收敛的判据
第5章对流传热的理论基础
（1）了解对流传热的影响因素以及对流传热现象的分类；
（2）掌握流动边界层与热边界层的含义及其对解决对流传热问题的作用；流动边界层在壁面上的发展过程；
（3）掌握雷诺数、努赛尔数的表达式及其物理意义；利用雷诺数判断流体流态的变化；
（4）掌握流体外掠等温平板时流动边界层和热边界层的相对大小及关联式；确定特征数方程中流体物性的定性温度及计算Re数特征流速的规则。
第6章单相对流传热的实验关联式
6.1 相似原理与量纲分析
掌握同类物理现象相似的充要条件
理解导出相似特征数的两种方法
6.2 相似原理的应用
掌握常见相似准则数的表达式及其物理意义（Bi, Nu, Re, Gr, Pr, Fo）
掌握Bi与Nu 以及Re与Gr的区别与联系
掌握应用特征数方程应注意之点（6.2.3）
掌握利用相似原理求解相似现象中未知参数的方法（例题6-1，6-2）
6.3-6.5
掌握管槽内强制对流流动的临界Re数
掌握利用实验关联式（给定准则数方程）求解对流传热系数（换热量等）的方法掌握当量直径的计算方法
掌握管槽内强制对流流动、横掠单管、横掠管束时定性温度的确定
第7章相变对流传热
掌握凝结传热的模式及其各自的特点
理解膜状凝结分析解的简化及其求解过程
掌握不凝结气体、管子排数、管内冷凝、蒸汽流速对膜状凝结传热的影响
掌握膜状凝结的强化原则及其依据
掌握大容器饱和沸腾的几个特征区域以及各个区域的传热特点以及热流密度的变化情况
掌握过冷沸腾和饱和沸腾的定义
了解汽化核心的形成地点以及条件
掌握不凝结气体、过冷度、液位高度对大容器沸腾传热的影响
掌握强化沸腾传热的基本原则
第8章热辐射基本定律和辐射特性
8.1 热辐射现象的基本概念
掌握热辐射的定义及区别于导热对流的特点
了解电磁波波谱分布
掌握热射线及可见光区段的波长范围
掌握吸收比、反射比和穿透比的定义及其间的联系
掌握黑体的概念及研究黑体辐射的意义
掌握人工黑体小孔的定义及其应用
8.2 黑体热辐射的基本定律
掌握光谱辐射力、立体角和定向辐射强度的概念及其物理意义
掌握黑体辐射三个基本定律（Stefan-Boltzmann定律、普朗克定律和兰贝特定律）的内容及公式中每个符号的单位和物理意义。
8.3 固体和液体的辐射特性
掌握实际物体的辐射力、光谱辐射力、定向辐射强度与黑体的区别
了解影响物体发射率的因素
8.4 实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系
掌握实际物体对辐射能吸收的选择性及其与“温室效应”的关系
掌握灰体的定义及其意义
掌握基尔霍夫定律的描述及其表达式
第9章辐射传热的计算
9.1 辐射传热的角系数
掌握角系数的定义、性质
掌握代数分析法计算角系数的方法
9.2 掌握平行黑体平板间辐射换热的计算
9.3 掌握被大空腔包围的小物体表面辐射换热的计算
2007传热学试卷（1）标准答案 一.填空题：（共20分）[评分标准：每个空格1分] 1．表征材料导热能力的物理量是____导热系数_____。 2．努谢尔特准则的表达式是___hL/λ___。式中各符号的意义是 _λ为导热系数_、__L 特征尺寸__、__h 为对流换热系数__。 3．凝结换热有__膜状凝结__和__珠状凝结__两种换热方式，其中_珠状凝结_的换热效果好。 4．饱和沸腾曲线有四个换热规律不同的区域，分别指_自然对流__、核态沸腾__、__过渡沸腾__、__稳定膜态沸腾_。 5．管外凝结换热，长管竖放比横放的换热系数要____小__。是因为 ___膜层较厚___的影响。 6．决定物体导热不稳定状况下的反应速率的物理量是_导温系数_。 7．定向辐射强度与方向无关的规律，称___兰贝特定律___。 8．换热器热计算的两种基本方法是__平均温压法__和__传热单元数法__。 汽化核心数受_壁面材料_和__表面状况、压力、物性__的支配。 二．问答及推倒题：（共50分） 1.名词解释（10分）[评分标准：每小题2分] ①角系数：把表面1发出的辐射能落到表面2上的百分数，称为表面1对表面2的角系数。 ②肋效率：基温度下的理想散热量 假设整个肋表面处于肋肋壁的实际散热量 =f η ③灰体：物体的单色吸收率与投入辐射的波长无关的物体。 ④Bi 准则：Bi=hL/λ=固体内部的导热热阻与外部的对流换热热阻之比。 ⑤定性温度：在准则方程式中用于确定物性参数的温度。 2．设一平板厚为δ，其两侧表面分别维持在温度t 1及t 2，在此温度范围内平板的局部导热系数可以用直线关系式λ=λ0（1+bt ）来表示，试导出计算平板中某处当地热流密度的表达式，并对b ＞0、b ＝0及b ＜0的三种情况画出平板中温度分布的示意曲线。（10分） 解：应用傅里叶定律：dx dt bt dx dt q )1(0+-=-=λλ ——————2分 分离变量：dt bt qdx )1(0+-=λ
第四章 复习题 1、 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。 2、 试说明用热平衡法建立节点温度离散方程的基本思想。 3、 推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似， 为什么前者得到的是精确描述，而后者解出的确实近似解。 4、 第三类边界条件边界节点的离散那方程，也可用将第三类边界条件表达式中的一阶导数 用差分公式表示来建立。试比较这样建立起来的离散方程与用热平衡建立起来的离散方程的异同与优劣。 5．对绝热边界条件的数值处理本章采用了哪些方法？试分析比较之． 6．什么是非稳态导热问题的显示格式？什么是显示格式计算中的稳定性问题？ 7．用高斯－塞德尔迭代法求解代数方程时是否一定可以得到收敛德解？不能得出收敛的解时是否因为初场的假设不合适而造成？ 8．有人对一阶导数 ()()() 2 21,253x t t t x t i n i n i n i n ?-+-≈??++ 你能否判断这一表达式是否正确，为什么？ 一般性数值计算 4-1、采用计算机进行数值计算不仅是求解偏微分方程的有力工具，而且对一些复杂的经验公式及用无穷级数表示的分析解，也常用计算机来获得数值结果。试用数值方法对Bi=0.1,1,10的三种情况计算下列特征方程的根:)6,2,1( =n n μ 3,2,1,tan == n Bi n n μμ 并用计算机查明，当2 .02≥=δτ a Fo 时用式（3-19）表示的级数的第一项代替整个级数（计 算中用前六项之和来替代）可能引起的误差。 Bi n n =μμtan Fo=0.2及0.24时计算结果的对比列于下表： δ=x
总复习题 基本概念 : ?薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体的温度 , 则该物体称为 ----. ?传热 : 由热力学第二定律 , 凡是有温差的地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起的热量转移过程统称为 ------. ?导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时 , 发生的热量传输的现象 . 物体各部分之间不发生相对位移，仅依靠物体内分子原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递成为热传导简称导热 ?对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象 . 由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互渗混所导致的热量传递过程 ?对流换热 : 指流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为 ------. ?强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起的流动 . ?自然对流 : 由于流体各部分温度不同 , 致使各部分密度不同引起的流动 . ?流动边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度 . 这一流体层即为 -----. ?温度边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体的温度基本达到主流温度 . 这一流体层即为 -----. ?热辐射 : 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为 ------. 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程成为热辐射 ?辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量 . ?单色辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的波长在λ -- λ +d λ 范围内的辐射能量 . ?立体角 : 是一个空间角度 , 它是以立体角的角端为中心 , 作一半径为 r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2 的比值作为 ------ 的大小 . ?定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为 ----. ?传质 : 在含有两种或两种以上组分的流体内部 , 如果有浓度梯度存在 , 则每一种组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀的趋势 . 物质由高浓度向低浓度方转移过程称为 ----.
第一章 思考题 1． 试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。 答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。 导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。 2． 以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。试 写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。 答：① 傅立叶定律： dx dt q λ-=，其中，q －热流密度；λ－导热系数；dx dt －沿x 方向的温度变化率，“－”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。 ② 牛顿冷却公式： )(f w t t h q -=，其中，q －热流密度；h －表面传热系数；w t －固体表面温度；f t －流体的温度。 ③ 斯忒藩－玻耳兹曼定律：4T q σ=，其中，q －热流密度；σ－斯忒藩－玻耳兹曼常数；T －辐射物体的热力学温度。 3． 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？ 答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m 2.K)；③ 传热系数的单位是：W/(m 2.K)。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。 4． 当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时，冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何 一个环节来计算（过程是稳态的），但本章中又引入了传热方程式，并说它是“换热器热工计算的基本公式”。试分析引入传热方程式的工程实用意义。 答：因为在许多工业换热设备中，进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧，是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。 5． 用铝制的水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍然安然无恙。而一旦壶内的水烧干后，水壶很快就 烧坏。试从传热学的观点分析这一现象。 答：当壶内有水时，可以对壶底进行很好的冷却（水对壶底的对流换热系数大），壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流换热的是气体，因为气体发生对流换热的表面换热系数小，壶底的热量不能很快被传走，故此壶底升温很快，容易被烧坏。 6． 用一只手握住盛有热水的杯子，另一只手用筷子快速搅拌热水，握杯子的手会显著地感到热。试分析 其原因。 答：当没有搅拌时，杯内的水的流速几乎为零，杯内的水和杯壁之间为自然对流换热，自热对流换热的表面传热系数小，当快速搅拌时，杯内的水和杯壁之间为强制对流换热，表面传热系数大，热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧，因此会显著地感觉到热。 7． 什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨论有哪些情况可能使热 量传递方向上不同截面的热流量不相等。 答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如：三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁，对于各个传热环节的传热面积不相等，可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。 8.有两个外形相同的保温杯A 与B ，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A 杯的外表面就可以感觉到热，而B 杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？ 答：Ｂ：杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。 第二章 思考题 1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。 答：傅立叶定律的一般形式为：n x t gradt q ??-=λλ＝－，其中：gradt 为空间某点的温度梯度；n 是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向；q 为该处的热流密度矢量。
上海交通大学2009传热学考研试题回忆版 一、简答题（部分） 1、用传热原理解释手握铁棒和木棒一端，另一端置于火中时铁棒感觉较热？冬天把手放在铁板和木板上感觉铁板较凉？ 2、热辐射三个基本定律？并简述其相互关系？ 3、用传热解释塑料大棚的温室现象？ 4、解释在北方冬天的窗户为什么用双层玻璃？并且在什么情况下效果最好？ 二、问答 1、关于凝结的推导题，是杨世铭主编的传热学的课后习题 2、关于对流传热的，考了入口段 三、计算 1、三个面的辐射网路图，并计算A面的散热量 2、传热过程，不是很难的 上海交通大学2010传热学考研试题回忆版 简答题8道，分析说明题4道，计算题5道，回忆顺序可能不一致 一．简答题 1．传热有哪几种方式，各有什么特点 2．强制对流和自然对流各有哪几种流态，判别的准则数各是什么，给出具体表达式 3．冬天，一手拿木棒，一手拿铁棒，另一端都放火上烤，铁棒的感觉到热；夏天，一手摸木板，一手摸铁板，铁板的感觉到凉，用传热原理说明原因 4．北方窗户采用双层窗户隔热，其原因是什么，隔热条件是什么 5．画出水被加热沸腾的曲线，说明为什么1滴水滴在130度的钢板上比420度的钢板上先烧干 6．有人说d2t/dx2=0的一维稳态导热温度分布与导热系数无关，因为里面没有λ，请说明这种看法对不对，为什么 7．沸腾传热与冷凝传热的强化原则是什么，请在改善表面结构上给出具体措施 8．推导有效辐射与投入辐射的关系，并说明有效辐射有哪几部分组成 二．分析题 1．一厂的热电偶上标有时间常数1S，给出其具体表达市，用传热知识说明标注是否准确，为什么 2．自己划分网格，给出如图所示的
合肥工业大学机械与汽车工程学院研究生考试试卷 课程名称 高等传热学 考试日期 2012-12-19 姓名 年级 班级 学号 得分 所有答案写在答题纸上，写在试卷上无效！！ 一、简答题（每题10分，共50分） 1. 简述三种基本传热方式的传热机理并用公式表达传热定律；传热问题的边界条件有哪两类？ 2. 有限元法求解传热问题的基本思想是什么？基本求解步骤有哪些？同有限差分方法相比其优点是什么？ 3. 什么是形函数？形函数的两个最基本特征是什么？ 4. 加权余量法是建立有限元代数方程的基本方法，请描述四种常见形式并用公式表达。 5. 特征伽辽金法（CG ）在处理对流换热问题时遇到什么困难？特征分离法（CBS ）处理对流换热问题的基本思想是什么？ 二、计算题（第1, 2题各15分，第3题20分，共50分） 1. 线性三角元的顶点坐标（单位：cm ）为：i (2, 2)、j (6, 4)、k (4, 6)，温度分别为 200℃, 180℃和 160℃，热导率k =0.5W/m ℃。试计算： （1）点（3，4）的温度及x 和y 方向的热流分量； （2）绘制170℃等温线。 2. 计算图1所示的二次三角元在点（2, 5）处的y N x N ????66和。 3. 图2所示一维方肋处于热稳定状态，截面2mm ×2mm ，长3cm ，热导率为k =100W/m ℃。左端面维持恒定温度150℃，右端面绝热，其余表面和空气间的对流换热系数h =120W/m 2，空气温度T a =20℃。请采用3个一维线元计算距左侧端面分别为1cm 、2cm 的截面和右侧端面的温度。提示：稳态导 热有限元代数方程：[]{}{}f T K =。单元截面积A ，截面周长P ，单元刚度矩阵：[]??????+??????--=211261111hPl l Ak e K ，单元载荷项：{}??????=112Pl hT a e f 。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 装 订 线 T=150℃ 绝热 3cm 2mm 图1 图2
1.冰雹落地后，即慢慢融化，试分析一下，它融化所需的热量是由哪些途径得到的？ 答：冰雹融化所需热量主要由三种途径得到： a 、地面向冰雹导热所得热量； b 、冰雹与周围的空气对流换热所得到的热量； c 、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。 2.秋天地上草叶在夜间向外界放出热量，温度降低，叶面有露珠生成，请分析这部分热量是通过什么途径放出的？放到哪里去了？到了白天，叶面的露水又会慢慢蒸发掉，试分析蒸发所需的热量又是通过哪些途径获得的？ 答：通过对流换热，草叶把热量散发到空气中；通过辐射，草叶把热量散发到周围的物体上。白天，通过辐射，太阳和草叶周围的物体把热量传给露水；通过对流换热，空气把热量传给露水。 4.现在冬季室内供暖可以采用多种方法。就你所知试分析每一种供暖方法为人们提供热量的主要传热方式是什么？填写在各箭头上。 答：暖气片内的蒸汽或热水 对流换热 暖气片内壁 导热 暖气片外壁 对流换热和 辐射 室内空气 对流换热和辐射 人体；暖气片外壁 辐射 墙壁辐射 人体 电热暖气片：电加热后的油 对流换热 暖气片内壁 导热 暖气片外壁 对流换热和 辐射 室内空气 对流换热和辐射 人体 红外电热器：红外电热元件辐射 人体；红外电热元件辐射 墙壁 辐射 人体 电热暖机：电加热器 对流换热和辐射加热风 对流换热和辐射 人体 冷暖两用空调机（供热时）：加热风对流换热和辐射 人体 太阳照射：阳光 辐射 人体 5．自然界和日常生活中存在大量传热现象，如加热、冷却、冷凝、沸
腾、升华、凝固、融熔等，试各举一例说明这些现象中热量的传递方式？ 答：加热：用炭火对锅进行加热——辐射换热 冷却：烙铁在水中冷却——对流换热和辐射换热 凝固：冬天湖水结冰——对流换热和辐射换热 沸腾：水在容器中沸腾——对流换热和辐射换热 升华：结冰的衣物变干——对流换热和辐射换热 冷凝：制冷剂在冷凝器中冷凝——对流换热和导热 融熔：冰在空气中熔化——对流换热和辐射换热 5.夏季在维持20℃的室内，穿单衣感到舒服，而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣，试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布后顿觉暖和，原因又何在？ 答：夏季室内温度低，室外温度高，室外物体向室内辐射热量，故在20℃的环境中穿单衣感到舒服；而冬季室外温度低于室内，室内向室外辐射散热，所以需要穿绒衣。挂上窗帘布后，辐射减弱，所以感觉暖和。 6.“热对流”和“对流换热”是否同一现象？试以实例说明。对流换热是否为基本传热方式？ 答：热对流和对流换热不是同一现象。流体与固体壁直接接触时的换热过程为对流换热，两种温度不同的流体相混合的换热过程为热对流，对流换热不是基本传热方式，因为其中既有热对流，亦有导热过程。 9.一般保温瓶胆为真空玻璃夹层，夹层内两侧镀银，为什么它能较长时间地保持热水的温度？并分析热水的热量是如何通过胆壁传到外界
2004－2005学年传热学考试试题（A ）答案 一 回答下列5题（25分） 答：略 二 如右图所示，在图中画出节点（i ，j ）的控制区域，并试导出其二维稳态导热时的离散方程。已知右侧壁绝热；顶端处于温度为f t 的流体中，换热系数为h ，有内热源为Φ ；网格均匀划分，且y x ?=?；材料的导热系数为λ。（10分） 解： 04 )(222,,1,,,1=Φ??+-?+?-?+?-?-- y x t t x h y t t x x t t y j i f j i j i j i j i λλ y x ?=?时，04 )(22 22,,1,,,1=Φ?+-?+-+--- x t t x h t t t t j i f j i j i j i j i λ λ 也可以化简为：Φ?+?++=?+-- λ λλ 2)2(21,,1,x t x h t t t x h f j i j i j i 三 由两种不同材料组成的一维复合平板如图1所示，左侧表面(0=x )保持恒温t 0，右侧表面（B A L L x +=）暴露于温度为∞t （∞>t t 0）、对流换热系数为h 的气流中，忽略复合平板与环境的辐射换热和接触热阻。（15分） 1 给出通过复合平板的稳态热流密度q 的计算 公式； 2 推导稳态时，平板A 和B 分界面温度t 1的计算公式； 3 假设导热系数B A λλ>，画出x 从0到∞的稳态温度分布趋势。 解：令 h R L R L R h B B B A A A 1 ,,===λλ 1 h L L t t q B B A A 10++-= ∞ λλ 2 A A A B B A A A A B B A A qR t L h L L t t t t L t t h L L t t q -=?++-- =?-=++-= ∞∞00011 0011λλλλλλ 或：h B A A h B A A B B R R R t R t R R t L t t h L t t q ++++= ?-=+-= ∞ ∞ 011 01)(1λλ t 0t ∞, h
1.试求出圆柱坐标系的尺度系数，并由此导出圆柱坐标系中的导热微分方程。 2 .一无限大平板，初始温度为T 0；τ>0时，在x = 0表面处绝热；在x = L 表面以对流方式向温度为t f 的流体换热。试用分离变量法求出τ>0时平板的温度分布（常物性）。（需求出特征函数、超越方程的具体形式，范数（模）可用积分形式表示）。（15分） , 3.简述近似解析解——积分法中热层厚度δ的概念。 答：近似解析解：既有分析解的特征：得到的结果具有解析函数形式，又有近似解的特征：结果只能近似满足导热解问题。在有限的时间内，边界温度 的变化对于区域温度场的影响只是在某一有限的范围内，把这个有限的范围定义为热层厚度δ。 4.与单相固体导热相比，相变导热有什么特点 答：相变导热包含了相变和导热两种物理过程。相变导热的特点是 1.固、液两相之间存在着 移动的交界面。 2.两相交界面有潜热的释放（或吸收） | 对流部分（所需量和符号自己设定） 1 推导极坐标系下二维稳态导热微分方程。 2 已知绕流平板流动附面层微分方程为 y u y u V x u u 22??=??+??ν 取相似变量为： x u y νη∞ = x u f νψ∞= 写出问题的数学模型并求问题的相似解。 3 已知绕流平板流动换热的附面层能量积分方程为： ?=∞?? =-δ00)(y y t a dy t t u dx d 当Pr<<1时，写出问题的数学模型并求问题的近似积分解及平均Nu （取三次多项式）。 4 ] O x
5写出常热流圆管内热充分发展流动和换热问题的数学模型并求出速度和温度分布及Nu x.辐射 1．请推导出具有n个表面的净热流法壁面间辐射换热求解公式，并简要说明应用任一种数值方法的求解过程。 2．试推导介质辐射传递方程的微分形式和积分形式，要求表述出各个步骤和结果中各个相关量的含义。 3．根据光谱辐射强度表示下面各量：1）光谱定向辐射力；2）定向辐射力；3）光谱辐射力；4）辐射力；5）辐射热流量。要求写清各量的符号、单位。 4．说明下列术语（可用数学表达式）（每题4分） a)光学厚度 b)漫有色表面 c)? d)兰贝特余弦定律 e)光谱散射相函数 f)定向“灰”入射辐射
第五章 复习题 1、试用简明的语言说明热边界层的概念。 答：在壁面附近的一个薄层内，流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈变化，而在此薄层之外，流体的温度梯度几乎为零，固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。 2、与完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么 答：与完全的能量方程相比，它忽略了主流方向温度的次变化率，因此仅适用于边界层内，不适用整个流体。 3、式（5—4）与导热问题的第三类边界条件式（2—17）有什么区别 答：（5—4）（2—11） 式（5—4）中的h是未知量，而式（2—17）中的h是作为已知的边界条件给出，此外（2—17）中的为固体导热系数而此式为流体导热系数，式（5—4）将用来导出一个包括h的无量纲数，只是局部表面传热系数，而整个换热表面的表面系数应该把牛顿冷却公式应用到整个表面而得出。 4、式（5—4）表面，在边界上垂直壁面的热量传递完全依靠导热，那么在对流换热中，流体的流动起什么作用 答：固体表面所形成的边界层的厚度除了与流体的粘性有关外还与主流区的速度有关，流动速度越大，边界层越薄，因此导热的热阻也就越小，因此起到影响传热大小 5、对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解，那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义 答：对流换热问题完整的数字描述应包括：对流换热微分方程组及定解条件，定解条件包括，（1）初始条件（2）边界条件（速度、压力及温度）建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系，每一种关系都必须满足动量，能量和质量守恒关系，避免在研究遗漏某种物理因素。 基本概念与定性分析 5-1 、对于流体外标平板的流动，试用数量级分析的方法，从动量方程引出边界层厚度的如下变化关系式： 解：对于流体外标平板的流动，其动量方程为： 根据数量级的关系，主流方的数量级为1，y方线的数量级为 则有 从上式可以看出等式左侧的数量级为1级，那么，等式右侧也是数量级为1级，为使等式是数量级为1，则必须是量级。
过来人分享上交大动力工程及工程热物理 考研经验 一、关于上海交通大学考研心态： 虽然今年顺利考上，但我个人觉得上海交通大学考研不易，大家首先要端正心态。不要把上交想的太好考而心比天高，我在论坛上，贴吧见过许多心高气傲的人，自己觉得自己很厉害，记住永远不要觉得自己很厉害，你如果很厉害本科就该在交大，而你现在想考研交大说明你还有很大的空间需要提高自己。把上交定为自己的考研目标需要付出很大的努力，光靠嘴巴上说说没用，需要踏踏实实的学习。还有不要把上交想得太难考而不敢去考，有些人很努力反而没自信，结果分数考得很高，但是没报交大，挺遗憾的。所以考交大，先要做的是端正自己的心态。不妨好好花一个晚上仔细审视一下自己，自己究竟处于一个什么样的位次。 二、关于初试基础课： 1、数学： 对于数学，我觉得要多做题，要多花时间。数学花的时间可以说是考研中最多的，也可以说是决定着考研的成败，今年数学一挺难的，许多同学都考得其实挺差的，有好多都没过线，我今年可以说是占了数学的便宜，120多分数不算很高，但今年数学120多考上海交通大学机动学院是足够了。有些同学全书只看了一遍，有些甚至全书都没看完，就上考场了，这样做的后果就是知识点都不熟，最后数学考得很差。数学题做的不够是很危险的，今年数学一填空选择出的有点怪，好多同学上来就蒙掉了，我前面小题花的时间也很多，但基本最后排除法不确定的题目倒是比较少，结果前面小题做的还行，所以最后数学考得还比较满意。大家可能在下面做考研真题的时候觉得蛮简单的，但一旦到了考场上，在那种高压的环境下，你能力能发挥出七成就不错了，我感觉，有些题，有些知识点你可能会，但是你不熟，所以你得不出来它的正确答案，结果就算错了或者没写出来。而多做题就是训练你对知识点的熟悉程度，不熟在考场上等于不会。 2、英语： 我英语算是比较糟糕的，六级450+，考研英语考得不差，觉得可能自己做题方法比较有效，我做考研阅读题的时候，一定会把短文读懂再做题，就算不是全懂，一般也是懂了八成，所以做阅读理解的时候就不会猜，英语阅读千万不要猜，一般猜的答案自己心里会很虚，合理分配时间，确保各个部分都有时间写，这样你才能考完英语后有底。当然，这个我英语不太好其实，所以我这个可能更适合六级成绩在450左右的同学，总之做英语题要相信自己，只要每个短文都基本读懂了，过线一点问题没有，要是做题时短文读得稀里糊涂的就把答案选出来了，这样同学要当心了。 3、政治： 政治我觉得没什么可说的，只是想说不必报班，数学，英语，专业课都不必报班，考研考的是自己，任何人都决定不了你能不能考上，唯有你自己。 4、专业课：
一、选择 1.下列（D）准则反映了流体物性对对流换热的影响。 a.雷诺数 b.瑞利数 c.普朗特数 d.努谢尔特数 2.绝大多数下强制对流换热的换热系数（A）自然对流。 a.大于 b.小于 c.等于 d.无法比较 3.（B）反映了物质的导热能力的大小。 a.热流密度 b.导热系数 c.对流换热系数 d.温度梯度 4.当Fo数（A）0.2时，瞬态温度场的变化进入正常情况阶段。 a.大于 b.小于 c.等于 d.无法比较 5.在相同进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差关系为（A） a.逆流大于顺流 b.顺流大于逆流 c.二者相等 d.无法比较 6.（C）传热不需要冷热物体直接接触? a.导热 b.热对流 c.热辐射 d.以上几种都不是 7.如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将（B） a.不变 b.提高 c.降低 d.随机改变 8.某一传热过程的热流密度q=500W/m2，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少?（C） a.K=50W/（m2〃K）r=0.05m2〃K/W b.K=0.02W/（m2〃K）r=50m2〃K/W c..K=50W/（m2〃K）r=0.02m2〃K/W d..K=50W/（m2〃K）r=0.05K/W 9.黑体表面的有效辐射（D）对应温度下黑体的辐射力。 a.大于 b.小于 c.无法比较 d.等于 10.下列各种方法中，属于削弱传热的方法是（D） a.增加流体流速 b.管内加插入物增加流体扰动 c.设置肋片 d.采用导热较小的材料使导热热阻增加 二、填空题 1.传热学是研究在温差作用下热量传递_过程规律的科学。 2.热传递的三种方式分别为热对流、导热和热辐射。 3.兰贝特余弦定律是指黑体在任何方向上的定向辐射强度与方向无关，符合兰贝特余弦定律的表面有黑体、漫灰表面。 4.按照导热机理，水的汽液固三种状态中，气态状态下导热系数最小。 5.肋片效率ηf的定义是肋片实际散热量与肋片处于肋基温度下的比值。 6.一大平壁传热过程的传热系数为100W/（m2〃K），热流体侧的传热系数为200W/（m2〃K），冷流体侧的传热系数为250W/（m2〃K），平比厚度5mm，则该平壁的导热系数为__，导热热阻为__。 三、判断 1.手摸在铜板和木板上，很快就会感到铜板比木板冷的多，这是由于铜的导热系数大于木板的导热系数的缘故。F 2.用套管温度计测量温度时，为减小测量误差，常采用导热系数较小的材料作套管。F 3.黑体就是可以全部吸收透射到其表面上的所有波长的辐射能量。T 4.对一维肋片，导热系数越高，沿肋高方向的热阻越小，因而沿肋高方向的温度变化越小。T 5.同一块砖，在受潮时候的导热系数大于干燥时的导热系数T 四、名词解释 1.热边界层：当壁面与流体间有温差时，会产生温度梯度很大的热边界层。
《工程热力学与传热学》 一、填空题（每题2分，计20分） 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式能量互换，那么这个热力系统一定是( ） 2.抱负气体比热容只与( ）参数关于。 3.若构成热力系统各某些之间没有热量传递，热力系统将处在热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 4.若构成热力系统各某些之间没有相对位移，热力系统将处在力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。 6.湿空气压力一定期，其中水蒸气分压力取决于( ）。 7. 再热循环目是( ）。 8. 回热循环重要目是( ）。 9.热辐射可以不依托( ），在真空中传播。 10. 流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与( ）过程无关。 二. 判断题（每题1分，计20分） 1.孤立系统热力状态不能发生变化；（） 2.孤立系统就是绝热闭口系统；（） 3.气体吸热后热力学能一定升高；（） 4.只有加热，才干使气体温度升高；（） 5.气体被压缩时一定消耗外功；（）
6.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（） 7.流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历过程无关；（） 8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两某些构成。（） 9.抱负气体绝热自由膨胀过程是等热力学能过程。（） 10.对于拟定抱负气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv大小与气体温度无关。（） 11.一切可逆热机热效率均相似；（） 12.不可逆热机热效率一定不大于可逆热机热效率；（） 13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变等于可逆过程熵变；（） 14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变不不大于可逆过程熵变；（） 15.不可逆过程熵变无法计算；（） 16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（） 17.封闭热力系统发生放热过程，系统熵必然减少。（） 18.由抱负气体构成封闭系统吸热后其温度必然增长；（） 19.懂得了温度和压力，就可拟定水蒸气状态；（） 20.水蒸气定温膨胀过程满足Q=W；（） 三. 问答题（每题5分，计20分） 1. 阐明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程关系。
汽车工程学院本科课程考试试卷 考试课程与试卷类型：传热学B —A 姓名： 学年学期： 学号： 考试时间： 班级： 一、简答题（每题4分，共40分） 1. 黑体的单色辐射率最大位置随温度升高是向长波方向还是向短波方向移动？这种移动的规律是由哪个定律确定的？ 2. 对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为什么？ 3. 绝热边界是第几类边界条件？边界上的温度梯度是多少？ 4. 半径为R 的长圆柱，水平放置在空气中冷却，已知空气的表面传热系数为h ，导热系数为 1λ，圆柱体的导热系数为2λ，请写出此时的毕渥数与努塞尔数。 5. 有一表面为灰体的物体放在一个大房间中，试画出由该物体表面与房间内表面构成的封闭 空间的辐射换热网络图。（房间面积与物体表面积相比可以认为无限大） 6. 暖气片的肋片加在空气侧，请解释原因？ 7. Bi 数满足什么条件，就可以使非稳态导热问题按第三类边界条件所求解的结果转化为第一类边界条件的解？为什么？ 8. 已知某黑体向外发出的定向辐射强度为)/(100002sr m W I b ?=，求该黑体的温度为多少？（写出计算依据） 9. 肋效率是不是越高越好？当肋效率1=f η时，肋高是多少？ 10. 有两块平行放置的大平壁，其中之一是黑体，另一块是灰体。若两者温度相等。试问黑 体与灰体中哪个辐射力大？黑体与灰体之中哪个有效辐射大？为什么？ 二、实验题（共10分） 写出水自然对流换热实验的数据整理成的公式形式，实验中如何实现自然对流换热？实验装置中的冷却管和辅助加热管有什么作用？ 三、计算题（每题10分，共50分，计算结果小数点后保留2位） 1. 在一台1-2型壳管式冷却器中，管内冷却水从16℃升高到35℃，管外空气从119℃下降到 45℃。空气流量为min /6.19kg ，温差修正系数92.0=ψ，换热器的总传热系数为 )/(842K m W k ?=。试计算所需的传热面积。（已知水)/(2.4K kg kJ c p ?=，空气)/(009.1K kg kJ c p ?=）。
我是2011年考上交机动学院热能工程的考生，从去年7月开始到现在，一直忙忙碌碌，担心，紧张…各种心情，现在终于可以暂时闲下来了，静静地等待录取结果的公布。在这个地方写下我半年多的考研经历，希望能对学弟学妹们有所帮助。 我初试考了441分，非常出乎我的意料，其中政治78，英语68，数学一150，传热学145。先把初试的专业课回忆一下吧，之前我发过一次，但有三道题没有想起来，这次整理的比较完整。 一、简答（共7题） 1、导热微分方程依据是什么基本定律，试用简洁的语言说明推导过程中的能量平衡关系式。 2、凝结换热和沸腾换热强化的原则是什么?据此判断凝结换热和沸腾换热的表面结构有什么特点。 3、什么是换热器？换热器的类型有哪三类 4、给出圆柱体导热可以看成一维问题至少两种边界条件 5、自然对流和强制对流换热各有哪些流态？判断流态的准则数是什么，分别给出表达式 6、边界层的定义及引入边界层的物理意义 7、什么是漫射体？漫射体的辐射能沿空间是否均匀分布？为什么 二、分析与推导（共4题） 1、特征长度的选取原则是什么？管槽内流动和外掠平板的特征长度通常选取什么？为什么？ 2、数值问题，给出了时间区域的划分和空间区域的划分，要求写出边界上一点的离散微分方程和内部一点的显示离散方程。 3、如附图所示，容器底部温度为tw( 传热学试题(答案) ①Nu准则数的表达式为（A ） ② ③根据流体流动的起因不同，把对流换热分为（ A） ④A．强制对流换热和自然对流换热B．沸腾换热和凝结换热 ⑤C．紊流换热和层流换热D．核态沸腾换热和膜态沸腾换热 ⑥雷诺准则反映了（ A） ⑦A．流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小 ⑧B．流体的速度分布与温度分布这两者之间的内在联系 ⑨C．对流换热强度的准则 ⑩D．浮升力与粘滞力的相对大小 ?彼此相似的物理现象，它们的（ D）必定相等。 ?A．温度B．速度 ?C．惯性力D．同名准则数 ?高温换热器采用下述哪种布置方式更安全？（ D） ?A．逆流B．顺流和逆流均可 ?C．无法确定D．顺流 ?顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（） A．60.98℃B．50.98℃ C．44.98℃D．40.98℃ ?7．为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（ D） ?A．热流体一侧B．换热系数较大一侧 ?C．冷流体一侧D．换热系数较小一侧 21黑体表面的有效辐射（ D）对应温度下黑体的辐射力。 22A．大于B．小于 C．无法比较D．等于 23通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为（ D） 24A．W B．W／m2 C．W／m D．W／m3 25格拉晓夫准则数的表达式为（D ） 26 27.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( A ) 28 A.热辐射 B.热对流 C.导热 D.都不是 29准则方程式Nu=f(Gr,Pr)反映了( C )的变化规律。 30 A.强制对流换热 B.凝结对流换热 31 C.自然对流换热 D.核态沸腾换热 32下列各种方法中，属于削弱传热的方法是( D ) 33 A.增加流体流度 B.设置肋片 34 C.管内加插入物增加流体扰动 D.采用导热系数较小的材料使导热热阻增加 35冷热流体的温度给定，换热器热流体侧结垢会使传热壁面的温度( A ) 36 A.增加 B.减小 C.不变 D.有时增加，有时减小 热能工程专业传热学复习题 一简答题 1导热系数和热扩散系数各自从什么地方产生？它们各自反映了物质的什么特性？并指出它们的差异？ 2不同温度的等温面（线）不能相交，热流线能相交吗？热流线为什么与等温线垂直？ 3流体中的热量传递过程是热对流还是热传导？试对流体中的传热机理加以描述？ 4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? 5什么是非稳态导热的集总参数（集中热容）系统？将实际导热物体视为集总参数系统的条件是什么？ 6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？ 7指出 22 22 p t t t t c u v x y x y ρλ ?? ?? ???? +=+ ? ? ???? ???? 和?? ? ? ? ? ? ? = ?? ? ? ? ? ? ? + ? ? 2 2 y t y t v x t u c p λ ρ方程哪一个是边 界层能量微分方程？它是在什么条件下导出的？它有什么主要特征？ 8写出对流换热过程中的无量纲准则Re数、Pr数、Pe数和Gr数的物理量组成，指出它们各自表示的物理意义？并指出Nu数与导热过程中产生的Bi数的差别？ 9对流换热问题的支配方程有哪些?将这些方程无量纲化我们能够得出哪些重要的无量纲数（准则）?你能指出这些准则的物理意义吗? 10响膜状凝结换热的其他一些影响因素是什么？指出它们分别是如何影响凝结换热过程的？ 11在液体沸腾过程中一个球形汽泡存在的条件是什么?为什么需要这样的条件? 12什么是辐射表面之间的角系数? 在什么条件下角系数成为一个纯几何量？ 13什么叫黑体、灰体和白体？它们分别与黑色物体、灰色物体和白色物体有什么区别？ 14表述黑体辐射的兰贝特定律。试问，实际物体是否满足兰贝特定律？在什么条件下灰体可以满足兰贝特定律？ 吉林大学汽车工程学院本科课程考试答案 考试课程与试卷类型：传热学B B 卷 姓名： 学年学期：1314-2 学号： 考试时间：2014-5-28 班级： 一、选择题（每小题2分，共14分） 1、下面材料中哪种材料的导热系数最小（ ） A. 铜 B.铁 C.瓷砖 D. 硅藻土砖 2、肋片高度增加，则肋效率（ ） A. 增加 B. 不变 C. 减小 D.先增加后减小 3、Fo 与时间的关系是（ ） A. 正比 B.反比 C.无关 D. 不确定 4、1Pr >，则（ ） A.速度边界层厚度大于热边界层厚度 B.速度边界层厚度等于热边界层厚度 C.速度边界层厚度小于热边界层厚度 D. 不确定 5、下列哪个不是物性参数（ ） A.导热系数 B.对流换热表面传热系数 C.热扩散系数 D. 普朗特数 6、下列那种说法错误（ ） A 黑体辐射函数是个百分数 B.黑体辐射函数值最大是1 C.波长为零时，黑体辐射函数也为零 D.黑体辐射函数与黑体温度无关 7、大空间小物体辐射换热过程中的辐射换热量的大小与哪个物体的表面发射率有关？（ ） A.大空间 B.小物体 C.大空间和小物体 D.不确定 二、判断题（每小题1分，共6分） 1、传热系数和导热系数单位相同。（× ） 2、0=??? ????w n t 是属于第二类边界条件。（ √ ） 3、无限大平板的非稳态导热过程中 θ θm 与Bi 、Fo 和δx 有关。（ √ ） 4、流体外掠平板过程的分析解法依据的控制方程有质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律和换热微分方程。（ √ ） 5、有限空间自然对流换热中空间的几何参数对换热效果影响较小。（ × ） 6、黑体辐射力是定向辐射强度的π倍。（ √ ） 三、实验题（10分） 1、《稳态平板法测定绝热材料的导热系数》实验中如何判定实验工况达到稳定状态？实验中需要测试什么参数？实验装置中为什么要布置辅助加热器？ 解： 当各点的温度不再随时间变化时实验工况达到稳定状态。 3分 实验中需要测试加热功率、试件热面温度、试件冷面温度。 3分 布置辅助加热器后可以实现沿试件厚度方向的一维导热。 4分 四、简答题（每小题5分，共20分） 1、对于室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的热量传递过程中，包含哪些传热环节？ 答：热水到管内壁为对流传热，管内壁到外壁为导热，管外壁到室内为对流传热及辐射传热。 2、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？ 能量守恒定律和傅里叶定律 3、试说明Bi 数的物理意义，Bi→0和Bi→∞各代表什么样的换热条件？ 答：Bi 数表征固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比，Bi→0代表固体内部温度趋于一致， Bi→∞代表壁温保持恒定的第一类边界条件 4、实际物体的发射率ε与其吸收比α从影响因素上看有何区别？ 答：实际物体的发射率ε取决于物质种类、表面温度和表面状况，这表明发射率只与发射辐射物体本身有关，不涉及外界条件。 吸收比α除了受上述自身情况影响以外，还与投入辐射的特性有着密切关系，与投入辐射的波长分布及空间分布有关。传热学试题(答案)培训资料
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