2021年上海理工大学环境与建筑学院816传热学B考研核心题库之传热学简答题精编
特别说明
本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写，涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案，针对性强，考研复习首选资料。
版权声明
青岛掌心博阅电子书依法对本书享有专有著作权，同时我们尊重知识产权，对本电子书部分内容参考和引用的市面上已出版或发行图书及来自互联网等资料的文字、图片、表格数据等资料，均要求注明作者和来源。但由于各种原因，如资料引用时未能联系上作者或者无法确认内容来源等，因而有部分未注明作者或来源，在此对原作者或权利人表示感谢。若使用过程中对本书有任何异议请直接联系我们，我们会在第一时间与您沟通处理。
因编撰此电子书属于首次，加之作者水平和时间所限，书中错漏之处在所难免，恳切希望广大考生读者批评指正。
重要提示
本书由本机构编写组多位高分在读研究生按照考试大纲、真题、指定参考书等公开信息潜心整理编写，仅供考研复习参考，与目标学校及研究生院官方无关，如有侵权请联系我们立即处理。
一、2021年上海理工大学环境与建筑学院816传热学B考研核心题库之传热学简答题精编1．微元黑体的辐射能按空间方向是怎样分布的？为什么？
【答案】由兰贝特定律可知，微元黑体的辐射能落在空间不同方向单位立体角内的能量的数值不同，其数值正比于该方向与辐射面法线方向夹角的余弦。这是因为可见辐射面积与该夹角的余弦成正比。
2．为强化传热，可采取哪些具体措施？
【答案】一是增大传热温差:提高热源温度、降低冷源温度、尽量接近逆流流程；
二是减小传热热阻:选择合适的材料及传热壁厚度以降低导热热阻;减少污垢热阻(通过流程设计、清洗和吹灰);提高流速、采用短管、小管、螺旋管等以降低对流换热热阻;在传热表面肋化以扩展传热面积;应用热管换热器;增加表面黑度和辐射角系数以降低辐射换热热阻等。
3．简述玻璃温室保暖的原理。
【答案】玻璃对热辐射有选择性透射的特性，对太阳短波辐射透射率较大，而对室内物体的长波辐射不透明，所以玻璃房有温室效应。
4．安装新空调时.在充灌制冷剂之前，往往要对系统抽真空，请阐述这样做的理由。
【答案】制冷剂在空调内部要进行凝结换热,凝结换热的效果会受到不凝性气体的影响，若不将系统抽成真空，则会降低凝结换热的效果,影响空调正常工作。
5．深秋及初冬季节的清晨常常会看到层面结霜，试从传热的观点分析：(1)为什么有霜出现的早上必然是晴天？(2)室外气温是否一定要低于？(3)结霜屋面与不结霜屋面谁的保温效果更好，为什么？
【答案】(1)屋面结霜的一个很重要的原因，是因为在晴天无云条件下，屋面能与太空进行辐射换热。由于太空温度较低，使屋面上的水失去大量热，温度降低，低于冰点，形成霜。所以有霜出现的早上必是晴天。(2)室外温度不一定要低于，因为结霜的主要原因是由于屋面而与太空之间的辐射传热，而辐射
传热是通过电磁波来传递热量的，并不是借助于物质传递能量。(3)结霜屋面的保温效果好，这是因为如果保温效果不好，那么屋面温度受室内温度的影响较大，这样很难达到较低温度形成结霜的条件。
6．温度为310K的4个表面置于太阳光的照射下，设此时各表面的光谱吸收比随波长的变化如附图所示。试分析，在计算与太阳能的交换时.哪些表面可以作为灰体处理？为什么？
【答案】太阳辐射能的绝大部分集中在以下的区域，温度为310K的物体辐射能则绝大部分在
以上的红外辐射，由图可见，第一种情形与第三种情形，上述波段范围内单色吸收率相同，因而可以作为灰色处理。
7．为什么横向冲刷管束与流体在管外纵向冲刺相比，横向冲刷的换热系数大？
【答案】从边界层理论的角度加以阐述:纵向冲刷容易形成较厚的边界层，其层流层较厚且不易破坏。有三个因素造成横向冲刷比纵向冲刷的换热系数大:①弯曲的表面引起复杂的流动，边界层较薄且不易稳定;
②管径小，流体到第二个管子时易造成强烈扰动;③流体直接冲击换热表面。
8．什么是接触热阻？减少固体壁面之间的接触热阻有哪些方法？
【答案】材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻，称为接触热阻，接触热阻的存在使相邻的两个表面产生温降(温度不连续)。接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关，因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法，此外，也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。
9．试解释并比较换热器计算的平均温差法和法。
【答案】从平均温压法和法的原理、特点上加以阐述。两种方式都可以用于换热器的设计计算和校核计算，平均温差法是利用平均温差来进行换热器的计算，而法是利用换热器效能与传
热单元数NTU来进行换热器计算，平均温压法的基本计算式为，而e-NTU法的基本
计算式为。平均温差法需要计算对数平均温压，而法则要计
算热容量比、传热单元数NTU或换热器效能。设计计算时，用平均温差法比用法方便，而在校核计算时，用法比用平均温差方便。
10．在进行外掠圆柱体的层流强制对流换热实验研究时，为了测量平均表面传热系数，需要布置测量外壁温度的热电偶。试问热电偶应布置在圆柱体周向方向何处？
【答案】横掠圆管局部表面传热系数如下图所示。
图
在内表面传热系数的平均值与该曲线有两个交点，其所对应的周向角分别为。布置
热电偶时，应布置在所对应的圆周上。由于对称性，在圆柱的下半周还有两个点可以布置。
11．简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。
【答案】(1)导热系数大，则流体内部、流体与壁面间的导热热阻小，表面传热系数就大。
(2)粘度大，流速就低，表面传热系数就小。
12．一块厚度为的大平板，与温度为的流体处于热平衡。当时间时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度。假定平板两侧表面传热系数相同，当时，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内及流体侧温度分布的示意性曲线，并做简要说明。
【答案】时，内热阻
13．常物性、无内热源的稳态导热方程中不包含任何物理量，这是否说明导热物体中的温度分布与导热物体的物性无关?为什么？
【答案】常物性、无内热源的导热微分方程公式是导热微分方程的一般形式的简化结果，公式中只有物体的导热率为常数时，才能简化为。若导热系数不为常数，则上式便不成立。
14．用准则方程式计算管内紊流对流换热系数时，为什么对短管箱要进行修正(即使用管长修正系数进行修正)。
【答案】(1)在入口段，边界层有一个形成的过程，一般由薄变厚，
(2)边界层的变化引起换热系数的变化，一般由大变小，考虑到流型的变化，局部长度上可有波动，但总体上在入口段的换热较强(管长修正系数大于1)。
(3)当1/d＞50(或60)时，短管的上述影响可忽略不计。当1/d＜50(或60)时，则必须考虑入口段的影响。
15．比较顺流式与逆流式换热器的优缺点。
【答案】在相同的进、出口温度条件下，逆流的平均温差比顺流的平均温差大，顺流时冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度，而逆流时却可大于，这是其优点。但逆流也有缺点，即热
流体和冷流体的最高温度和都集中在换热器的同一端，使得该处的壁温特别髙。对于高温换热器来说，这是应注意避免的。
16．换热器效能的定义和物理意义是什么？
【答案】。式中，分母为流体在换热器中可能发生的最大温度差值，而分子则为冷流
体或热流体在换热器中的实际温度差值中的大者。从定义式可知，效能ε表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比。
17．黑体表面与宽辐射面相比，均有。这是否意味着黑体表面与重辐射面具有相同的性质？
【答案】虽然黑体表面与重辐射面均具有的特点，但二者具有不同的性质。黑体表面的温度不依赖于其他参与辐射的表面，相当于源热势。而重辐射面的温度则是浮动的，取决于参与辐射的其他表面。