大連理工大學(xué)843傳熱學(xué)考研歷年真題匯總分類——簡答題05

1、843傳熱學(xué)簡答題05第五章1在冬天，室內(nèi)玻璃關(guān)得非常嚴密，但你在窗戶上會感到有風(fēng)，而且較冷，這是為什么？答：室內(nèi)自然對流多為層流，靠近裔戶處為層流邊界層,主要熱交換或者溫度梯度僅在邊界 層內(nèi)，這部分空氣溫度比較接近窗戶內(nèi)壁溫度，所以在窗戶邊上感到有風(fēng)而且較冷.室內(nèi)離 窗較遠的空氣處在主流區(qū)，可以認為沒有自然對流，溫度變化不大。2為什么22弋氣溫時，人答：人對冷腹感覺的衡量標準是散熱量的大小而不是溫度的高低。在其他條件相同時,水的自然對流強度要遠大于空氣因此，人在水中的換熱量要遠高于空氣中,所以人在相同溫度的水中會感覺寒冷，而在 室內(nèi)卻感到舒適。M為什么電廠發(fā)電機用氫氣冷卻比空氣冷卻效果好?為

2、什么用水;令比用氫氣冷卻效果好？答：因為氫氣的傳熱系數(shù)大于空氣的傳熱系數(shù)。在相同條件下,氫氣冷卻帶走的熱量更多. 因為液體（如水）的傳熱系數(shù)要遠大于氣體（如氫氣）的傳熱系數(shù)。在相同條件下,水 冷帶走的熱量更多,冷卻效果更好。4 試述流體的物性參數(shù)對于對流換熱過程的影響。答：pep T t hT單位流體攜帶更多的熱量，載熱能力提升；AtjX - ht 流體內(nèi)部和流體與壁面之間的導(dǎo)熱熱阻減小;at hT 自然對流換熱強度增加；q tS tjT - hl 阻礙流體瀕，阻礙熱518行。5 噲+嗚=爲(wèi)是什么方程？使用條件是什么？答：u斛嗚=1誌邊界層換熱能量守恒方程使用條件是二維,穩(wěn)態(tài)，無內(nèi)熱源。補：饗

3、+等=邊界層換熱質(zhì)量守恒方程唸+唏=-眾+”霧邊界目奐熱動量守麗程6與完全的對流換熱方程組相比,邊界層微分方程組最重要的特點是什么？答：略去了主流方向溫度t和速度u的二階導(dǎo)數(shù),使方程由原來的橢圓形變成了拋物線型；利用邊界層理論，使原來需整場求解的問題，轉(zhuǎn)化為可分區(qū)(主流區(qū)和邊界層區(qū))求解 的問題，邊界層區(qū)用邊界層微分方程求解，而主流區(qū)則按理想流體看待；由(u, u, t, p)四個變量數(shù)簡化為(u, u, t)三個變量數(shù),方程組仍然封閉。此時壓力p不再是 變量,可按理想流體的伯努利方程求得。同時，簡化后所需的邊界條件數(shù)量亦大大減少。7 與完全的能量方程相比,邊界層能量方程最重要的特點是什么？答

4、：與完全的能量方程相比,它略去了主流方向溫度的次變化率”因此僅適用于邊界層內(nèi), 不適用整個流體.8對流換熱問題完整的數(shù)學(xué)描寫應(yīng)包括什么內(nèi)容？既然對大多數(shù)實際對流傳熱問題尚無法 求得其精確解，那么建立對流換熱問題的數(shù)學(xué)描寫有什么意義？答:包括對流換熱微分方程組及定解條件。定解條件包括：(1)初始條件。(2 )邊界條件(速 度,壓力及遍度1建立對流換熱問題的數(shù)學(xué)描寫目的在于找岀影響對流換熱中各物理量之間的相互制約 關(guān)系，每一種關(guān)系都必須滿足動量、能量和質(zhì)量守恒關(guān)系，避免在硏究中遺漏某種物理因素。9由對流換熱微分方程得心=佳善|尸。，可知，該式中沒有岀現(xiàn)流速u ,能否說表面?zhèn)?熱系數(shù)與流體速度場無關(guān)

5、，為什么？答：不能。因為在描述流動的能量微分方程中，對流項含有流體速度。流速直接影響邊界層厚度,從而影響近壁溫度梯度善，進而影響加。因此,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)必與流體速度場有關(guān)。10既然對流換熱的強度取決于貼壁處流體的溫度梯度，那么為什么流體速度的大小會影響對流鮒強度？答：根據(jù)饑=民烏I尸。，在描述流動的能量微分方程中，對流項含有流體速度。遠 速直接影響邊界層厚度,從而影響近壁溫度梯度詈,進而影響心。因此，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)必與 流體速度場有關(guān)。在流體溫度邊界層中，何處溫度梯度的絕對值最大？為什么？有人說一走表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體，可以用貼壁處溫度絕對值的大小來判斷表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的大小，你認為對嗎？ 答:在

6、溫度邊界層中，貼壁處流體溫度梯度的絕對值最大，因為壁面與流體間的熱量交換都 要通過貼壁處不動的薄流體層,因而這里換熱最劇烈。由于對流換熱微分方程h = ” 斜尸。，對一定表面?zhèn)鳠釡夭畹耐N流體，入和氐均保持 為常數(shù)，因而可用等|尸。絕對值的大小來判斷表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的大小。12 畫岀流體流過平壁時，速度邊界層曲線和對流換熱系數(shù)沿平壁長度的變化曲線.答：1 亠 7 /I /厶個7 “ J，入/ 口 1 工;斕弟-叱/lLz、7 /上u沐辭、4利用數(shù)量級分析的方法，對流體外掠平板的流動，從動量微分方程導(dǎo)岀邊界層厚度的如 下變化關(guān)系式? 為.其中R阪=竽答：由外掠平板流動的動量微分方程u獸+唏=”翳，

7、由于u“8,xx,y& ,而連續(xù)性方程興+罟=0嚴冷可知,因此，動量微分方程式中各項的數(shù)量級如下X3u . dud2u%介“00 uoou寂+U齊i歩fdT在邊界層內(nèi)，粘性力項與慣性力項具有相同數(shù)量級，即字器即總所以卜總。14.對流換熱邊界層微分方程組是否用于粘度很大的油的Pr數(shù)很小的液態(tài)金屬？為什么？答:對粘度很大的油類，Re數(shù)很低，速度邊界層厚度耳與x為同一數(shù)量級，因而動量微分方 程中缶與諾為同一量級,不可忽略,且此時由與gx ,速度u和u為同一量級，y方向的動 量微分方程不能忽略；對液態(tài)金屬，Pr很小，速度邊界層厚度6與溫度邊界層厚度&相比.8St,在邊界層 內(nèi)箸冷，因而能量方程中箸不可忽略；因此，對流換熱邊界層微分方程組不適用于粘度很大的;宙和Pr數(shù)很小的液態(tài)金屬。15當(dāng)普朗特數(shù)Pr=l時，熱邊界層厚度&二速度邊界層厚度6 ,試作解釋.答:Pr = v表示動量擴散能力的大??；a表示熱擴散能力的大小。a當(dāng)Pr = ?二1時，說明流體的動量擴散深度等于熱量擴散深度，如果熱邊界層厚度定義 與流動邊界層厚度定義相同，則有& =幾16畫岀普朗特數(shù)Prl/三種情況下，淙動邊界層與熱邊界層厚度曲線，并以 物理槪念說明這三種現(xiàn)象。答：Pr = ? v表示動量擴散能力的大小;a表示熱擴散能力的犬小.a當(dāng)Pr = 5 ；當(dāng)P