大连理工大学843传热学考研历年真题汇总分类——简答题01

843传热学简答题01大连理工大学第一章1.试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热量传递之间的联系与区别？答：热传导是指物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递过程；热对流是指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，冷热流体相互掺混所导致的热量传递过程；热辐射是指物体因热的原因而发生辐射能的现象；对流换热是指流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程；辐射换热是指以辐射方式进行的物体间的热量传递过程。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，而热辐射可以在真空中传递，而且在真空中辐射能的传递最有效。辐射换热不仅产生能量的转移，而且还伴随能量形式的转换，即发射时从热能转化为辐射能，而被吸收时又从辐射能转化为热能，并且无时无刻不在进行。2.导热系数、表面传热系数及传热系数的单位是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：导热系数λ的单位是：w/(m·k);表面传热系数h的单位是：w/(m2·k)；传热系数h的单位是：w/(m2·k)；这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其他均与过程有关。3.有人说对流换热是传热的基本方式之一，你是否同意这个说法，为什么？答：不同意。843传热学简答题01大连理工大学热对流是传热的基本方式之一，而对流换热不是传热的基本方式。对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用，由于流体中的分子同时进行着不规则的热运动，热对流也同时伴随有导热现象。4.冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果会更加明显。试解释原因。答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气，而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。5.用铝制水壶烧开水时，尽管炉火很旺，但水壶仍安然无恙，而一旦壶内的水烧干后水壶很快就被烧坏。试从传热学的观点分析这一现象。答：当壶内有水时，水对壶底的对流换热系数大，可以对壶底进行很好的冷却，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，自然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.冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自843传热学简答题01大连理工大学然对流换热。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带有的热量更多，所以感到更冷一些。8.对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应该采用哪一种布置？答：（a）中热量交换的主要方式为热传导；（b）中热量交换的方式主要有热传导和自然对流。所以要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（a）布置。（采用（b）方案时，因热量向上传递时，上部空气受热升温向上运动，会形成自然对流，强化传热，使测得q增大）9.利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大？答：当其他条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室之间增加了一个附加热阻。因此，要达到相同的制冷室温度，必然要求蒸发器处于更低的温度。所以，结霜的冰箱耗电量更大。10.有人将一晚稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉得更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？答：从稀饭到凉水是一个传热过程。显然，稀饭和水的换热在不搅拌时属自然对流。由于稀饭的动力粘度比凉水的大，所以稀饭的换热比水要差。因此，要强化传热增加散热量，应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。11.夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析其原因。答：冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度比夏季略高，但人体通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。843传热学简答题01大连理工大学12.热水瓶瓶胆。瓶胆的两层玻璃之间抽成真空，内胆外壁及外胆内壁涂了发射率很低的银。试分析热水瓶具有保温作用的原因。如果不小心破坏了瓶胆上抽气口处的密封，这会影响保温效果吗？答：保温作用的原因：内胆外壁及外胆内壁涂了发射率很低的银，则通过内外胆向外辐射的热量很少，抽成真空是为了减少内外胆之间的气体介质，以减少其对流换热的作用。如果密闭性破坏，空气进入两层夹缝中形成了内外胆之间的对流传热，从而保温瓶的保温效果降低。13.写出单层平壁传热过程的热阻公式，并说明每项的含义。答：传热过程热阻为1ℎ1𝐴+𝛿𝜆𝐴+1ℎ2𝐴。其中第一项为高温环境到内壁的对流换热热阻；第二项为内壁到外壁的导热热阻；第三项为外壁到低温环境的对流换热热阻。14.热电偶常用来测量气流温度。用热电偶测量管道中高温气流的温度Tf，管壁温度TwTf。试分析热电偶接点的换热方式。答：具有管道内流体对接点的对流换热，沿偶丝到接点的导热，管道内壁到接点的热辐射。15.典型的热量传递过程。暖气片热水对流传热→管子内壁导热→管子外壁对流传热及辐射传热→室内环境省煤器烟气辐射传热及对流传热→管子外壁导热→管子内壁对流传热→水冷凝器蒸气凝结传热→管子内壁导热→管子外壁对流传热及辐射传热→室内环境白炽灯钨丝辐射换热→灯泡内壁导热→灯泡外壁对流传热及辐射传热→室内环境饱和水蒸汽管道蒸汽凝结传热→管子内壁导热→管子外壁导热→保温层对流传热及辐射传热→环境16.分析置于室外环境中的架空输送高温蒸汽的保温管道向环境空间的散热有哪些传热环节，843传热学简答题01大连理工大学应如何削弱该过程的传热？（蒸汽温度大于空气温度）答：蒸汽凝结传热→管子内壁导热→管子外壁导热→保温层对流传热及辐射传热→环境增大保温层厚度采用导热系数小的材料做保温层