大连理工大学843传热学考研历年真题汇总分类——简答题09

843传热学简答题09大连理工大学第九章1.试述角系数的定义，它与哪些因素有关？答：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2的角系数。角系数是一个纯几何因子，只与两表面的相对位置有关。2.“角系数是一个纯几何因子“的结论是在什么前提下得出的？答：所研究的表面为漫射体；表面的辐射热流均匀。3.什么是一个表面的自身辐射，投入辐射及有效辐射？有效辐射的引入对于灰体表面系统辐射传热的计算有什么作用？答：自身辐射：由物体内能转变成辐射能；投入辐射：单位时间内投入到单位表面积上的总辐射能；有效辐射：单位时间内离开表面单位面积的总辐射能。有效辐射概念的引入简化了灰体表面间辐射换热的计算，避免了分析多次吸收与反射的复杂性。4.什么是辐射表面热阻？什么是辐射空间热阻？网络法的实际作用你是怎么认识的？答：辐射表面热阻1−𝜀𝜀𝐴：由表面的面积与发射率所决定的热阻；辐射空间热阻1𝐴𝑋1,2：由表面的面积、形状以及另一表面的相对位置所决定的热阻；网络法的实际作用是为实际物体表面之间的辐射换热描述了清晰的物理概念和提供了简单的解题方法。5.如何削弱物体表面间的辐射传热？(5分)答：根据表面热阻的定义(1−𝜀𝐴𝜀)，可以通过减小表面积A或减小发射率ε来实现；843传热学简答题09大连理工大学根据表面热阻的定义(1𝐴𝑖𝑋𝑖,𝑗)，可以通过减小表面积A或减小辐射角系数来实现；在两个辐射表面之间插入遮热板用以削弱辐射传热。6.要增强物体间的辐射换热，有人提出用发射率𝛆大的材料。而根据基尔霍夫定律，对漫灰表面，𝛆=𝛂，即发射率大的物体同时其吸收比也大。有人因此得出结论：用增大发射率𝛆的方法无法增强辐射换热。请判断这种说法的正确性，并说明理由。答：在其他条件不变时，由物体的表面热阻1−𝜀𝜀𝐴可知，当ε越大时，物体的表面辐射热阻越小，因而可以增强辐射换热。因此，上述说法不正确。7.黑体表面与重辐射面相比，均有𝐉=𝑬𝒃。这是否意味着黑体表面与重辐射面具有相同的性质？答：虽然黑体表面与重辐射面均具有J=𝐸𝑏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。补：重辐射面：表面温度未定而净辐射换热量为零的表面。8.在冬季的晴天，白天和晚上空气温度相同，但白天感觉暖和，晚上却感觉冷。试解释这种现象。答：白天和晚上人体向空气传递的热量相同，且均要向温度很低的太空辐射热量。但白天和晚上的差别在于：白天可以吸收来自太阳的辐射能，而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。9.什么是遮热板？试根据自身的切身经历举出几个应用遮热板的例子。答：遮热板：插入两个辐射表面间用以削弱辐射换热的薄板。如屋顶隔热板、遮阳伞。10.在两块平板之间加上一块薄板，这样就没有反射辐射，试问能否起到隔热作用？为什么？843传热学简答题09大连理工大学答：能起到隔热作用。插入两个辐射表面间用以削弱辐射换热的薄板，称为遮热板。遮热板的存在增大了系统的辐射换热热阻，减小辐射换热量。为使削弱辐射换热的效果更显著，可采用发射率更低的材料做遮热板。11.试述气体辐射的基本特点。答：气体的辐射和吸收能力取决于气体种类及所处温度；气体的辐射和吸收对波长具有选择性；气体的辐射和吸收是在整个容积中进行的。第十章1.在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温层反而会强化其传热，而加肋片反而会削弱其传热？答：在圆管外敷设保温层和设置肋片都使表面对流传热热阻降低而导热热阻增加。而一般情况下，敷设保温层使导热热阻增加较多，使换热热阻降低较少，使总热阻增加，起到削弱传热的效果；设置肋片使导热热阻增加较少，而对流热阻降低较多，使总热阻下降，起到强化传热的作用。但当外径小于临界热绝缘直径时，增加保温层厚度，反而会强化传热；理论上只有当肋化系数与肋面总效率的乘积小于1时，肋化才会削弱传热。2.圆管外包上保温材料，有时反而使热流量增加，为什么？平壁外包上保温材料会有这种现象吗？答：因为对于圆筒壁的保温，存在着一个临界热绝缘直径的问题。当圆筒壁外径小于临界热绝缘直径时，增加保温层厚度，反而使热流量增加。843传热学简答题09大连理工大学平壁上外包保温材料不会出现这种现象。3.一个换热器，管内流体为水，管外为空气，为了强化换热而加装肋片，问肋片加在管内好还是管外好？为什么？答：该换热器管内为水的对流换热，管外为空气的对流换热，主要热阻在管外空气侧，因而管外加装肋片可强化传热。4.一个换热器，管内流体的对流换热系数h1，管外流体的对流换热系数h2，且𝒉𝟏≫𝒉𝟐，为了增强传热应采取什么措施？答：由于管外流体的对流换热系数较小，主要热阻在管外流体侧，因而管外加装肋片可强化传热。5.为强化一台油冷器的传热，有人用提高冷水流速的方法，但发现效果并不显著。为什么？答：冷油器中由于油的粘度较大，对流换热表面传热系数较小，占整个传热过程中热阻的主要部分，而冷却水的对流换热热阻较小，不占主导地位，因而用提高水速的方法，只能减小不占主导地位的水侧热阻，故效果不佳。6.热水在两根相同的管内以相同流速流动，管外分别采用空气冷却和水冷却。经过一段时间后，两管内产生相同厚度的水垢。试问水垢的产生对哪一根管道的传热系数的影响大？为什么？答：采用水冷时，管道内外均为换热较强的水，两侧流体的换热热阻较小，因而水垢的产生在总热阻中所占的比例较大；而空气冷却时，气侧热阻较大，这时，水垢的产生对总热阻影响不大。故水垢产生对采用水冷的管道的传热系数影响较大。7.有一台钢管换热器，热水在管内流动，空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。有人提出，为提高冷却效果，采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。请你评价这一方843传热学简答题09大连理工大学案的合理性。答：该换热器内为水的对流换热，管外为空气的对流换热，主要热阻在管外空气侧，因而管外加装肋片可强化传热。注意到钢的导热系数虽然小于铜的，但该换热器中管壁的导热热阻不是传热过程的主要热阻，因而无需将钢管换成铜管。