稀土2008A答案

1、參考答案及評分標準一、概念題1、 輻射強度：單位時間內(nèi)，與某一輻射方向垂直的單位輻射面積在單位立體角內(nèi)發(fā)射的全部波長（0）的輻射能量稱為輻射強度。 （4分）2、 角系數(shù)：由表面1投射到表面2的輻射能量占離開表面1的總輻射能量的份額稱為表面1對表面2的角系數(shù)。3、 薄材：在加熱和冷卻過程中，內(nèi)部熱阻可以忽略，不存在斷面溫差的物體 （4分）4、 對流傳熱：流體各部分之間發(fā)生相對位移而引起的熱量傳輸現(xiàn)象。（4分）5、熱流量：單位時間通過給定面積所傳遞的熱量；熱通量：單位時間通過單位面積所傳遞的熱量。（各2分）二、推導題1. 圓筒壁一維穩(wěn)態(tài)導熱簡化方程為： （2分）邊界條件為： 時， 時， （1分）解

2、方程得： （2分）代入邊界條件得： （2分）得到溫度分布： （1分） （1分） （1分）2. 控制體的體積為，溫度為T，密度為，比熱為，則單位時間內(nèi)： （1分）(1)以導熱方式獲得的熱量x方向流入控制體的質(zhì)量為，具有的單位質(zhì)量的熱度為T，所以流入的x方向的熱量為；x方向流出控制體的質(zhì)量為，具有的單位質(zhì)量的熱量為，所以x方向流出的的熱量為：忽略二階以上項，則流出的動量為：。因此，由于x方向的對流作用引起的熱量改變量為：同理，由于y方向和z方向?qū)α鲀袅魅肟刂企w的熱量為：和。 單位時間內(nèi)以對流方式凈流入控制體總的熱動量為 （3分）(2)以導熱方式帶入的熱量x方向的熱通量為，x方向通過導熱方式流入的熱

3、量為，流出的熱量，凈流入的熱量為同理，y方向和z方向以導熱方式凈流入的熱量為：和控制體以導熱方式獲得的凈熱量為 （3分）(3)以內(nèi)熱源方式獲得的熱量定義單位時間內(nèi)單位體積控制體所生成的熱量為內(nèi)熱源強度，用表示，則控制體單位時間內(nèi)由內(nèi)熱源生成的熱量為 （1分）(4)單位時間內(nèi)控制體內(nèi)能的增量控制體具有的內(nèi)能為： 所以單位時間內(nèi)內(nèi)能的累積為 （1分）帶入能量平衡方式整理可得： （1分） 上式即為直角坐標系下一般流體的熱量傳輸微分方程。3. 實際系統(tǒng)為：模型系統(tǒng)為： （2分）做相似變換得： （1分）代入模型系統(tǒng)可得： （2分）有： （2分）由 （3分）4、三維非穩(wěn)態(tài)導熱方程為： （2分）隱式格式（4分）； （1分） （2分） （1分）三、計算題1、 （2分）滿足薄材的條件。（） （8分）2、解：已知： （2分） （5分）（2分） （1分）3、解： （1分）質(zhì)量守恒：，所以 （3分）熱量守恒：，所以 （3分）動量守恒： （3分）解得 4、解：無隔熱屏時兩大平板間的輻射熱通量為： （2分）設置隔熱屏后，得輻射換熱通量為： （