一． 名词解释
1． 热传导：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对
位移的情况下,物质微粒的热运动传递了热量,这种现象就是热传导
2． 热边界层：主流和壁面有温度差时，温度急剧变化的薄层。

以流体相对过余温度0.99
处作为热边界层的外缘
3． 有效辐射：单位时间内离开表面单位面积的总辐射能
4． 热扩散率：用来表示物体被加热或是冷却时物体内部各部分温度趋向一致的能力
5． 灰体：物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲率相似或光谱吸收比不
随波长变化。

二． 填空
1. 自然对流换热是指流体在浮升力的作用下运动而引起的对流传热
2. 管内对流传热的入口效应是指 流体从进入管口开始，需经历一段距离，管断面流速分
布和流动状态才能达到定型 。

3. 黑体的温度越高，其最大辐射力波长越 短 ，描述这一性质的物理定律称为维恩
位移定律 。

4. 已知热流体进出口温度分别为t 1i 、t 1o , 冷流体进出口温度分别为t 2i 、t 2o ,当换热器顺流布
置时，其对流平均温差表达式 o
o i i o o i i t t t t t t t t 21212121ln )
()(----- ；当换热器逆流布置时，其对流平均温差表达式 o i i o o i i o t t t t t t t t 21212121ln )
()(----- 。

5. 黑体辐射的角系数具有三个性质，它们是
（1） 相对性 ；（2） 完整性 ；（3） 分散性 。

三． 问答
1． 通过实验测定夹层中流体的热导率时，应采用图中的哪一种装置？为什么？
答：选一装置，防止自然对流
2． 在有空调的房间内，夏天和冬天的室温均控制在20℃，但冬天
得穿毛线衣，而夏天只需穿衬衫。

这是为什么？
答：首先冬季和夏季最大的区别是室外温度不同。

夏季室外温度比室
内温度高，因此通过墙壁的热量传递方向是有室外传向室内。

而冬季
室外温度比室内低通过墙壁的热量传递方向是有室内传向室外，因此
冬天墙壁温度低夏天墙壁温度高，所以人体对外的辐射热冬天远高于
夏。

因此，冬天得穿毛线衣，而夏天只需穿衬衫。

3． 一无内热源平壁稳态导热时的温度场如图所示。

试说明它的热导率是随温度增加而增
加，还是随温度增加而减少？
答：随温度的增加而减小因为dx dt
A -=λφ，Φ是常数。

dx dt 的绝对值是随Ｘ增大而增大的，
λ随Ｘ增大而减小的，所以 热导率是随温度增加而减小。

4． 用温度套管的热电偶来测量低温（低于环境温度）流体温度时，测值比实际值偏高还
是偏低？为什么？
答：偏高。

因为由于是低温流体管壁温度高，热电偶辐射得热温度偏高。

5． Nu 数与Bi 数都可以写成λc hl ，试问它们有何区别？
答：Bi 数是固体内部导热热阻与其外部对流热阻之比，λ是导热物体的导热系数，一般h 是已知Bi 数是已定准则。

Nu 数是壁面上流体无量纲梯度，λ是流体导热系数，一般h 是未知，Nu 数是待定准则
6． 空气从上向下横掠管束时，平均对流传热系数随着垂直方向上的管排数的增加而增
加。

而蒸气在水平管束外凝结传热时，垂直方向上的管排数越多，平均凝结传热系数却越低。

你如何理解这两种相反的结论。

答：空气从上向下横掠管束时，沿流动方向管排数越多，气流扰动增加，换热越强。

而蒸气在水平管束外凝结传热时，沿液膜流动方向上的管排数越多，凝结水膜越来越厚，凝结传热热阻越来越大，恶化传热，平均凝结传热系数就低
7． 厚1mm 的普通玻璃的光谱透射比如图所示，试据此解释玻璃房的“温室效应”。

答：当太阳光照射到玻璃上时，由于玻璃对波长小于2.2μm 的辐射能的穿透比很大，从而使大部分太阳能可以进入到玻璃房。

但物体由于温度较低，其辐射能绝大部分位于波长大于3μm 的红外范围内。

而玻璃对波长小于3μm 的辐射能的穿透比很小，从而阻止辐射能想玻璃房外的散失。

8． 在换热器的流体温度沿程变化图中，端差大的一端的流体温度变化曲线较陡，端差小
的一侧的流体温度变化曲线较平。

为什么？
答：如图所示，逆流时因为21max "'t t t -=∆
，
21min '"t t t -=∆设在热流体进口和出口分别取微元 dA1和dA2且令21dA dA =端由传热方程式进出口换热量max 11t kdA d ∆=φ和min 22t kdA d ∆=φ，显然21φφd d 而由热平衡式1111'dt c q d m =φ和1112"dt c q d m =φ因此有11"'dt dt 显然沿换热面积上热流体进口处的温度变化率要大于出口处同理可分析冷流体的温度分布。

因此得出，换热温差max t ∆所在的一侧，流体换热比较剧烈，温度梯度比较大，这同样适用于顺流换热。

四． 计算
1. 墙由耐火砖和保温板组成，厚度分别为δ1＝200mm 和δ2=80mm ，导热系数分别为λ1=0．8W ／(m.K)和λ2＝0.11W/(m ·K)，炉墙内、外两侧表面温度分别为t w1＝600℃和t w2＝50℃。

试求炉墙单位面积的热损失。

解：q =+-=+-=11
.008.08.02.050600221121λδλδw w t t 562.8 W/m 2 2. 在两块黑度为0.8的平行大平面之间插入一块黑度为0.05的大遮热板，试求插入遮热板后这两个大平面之间的辐射传热量是未插遮热板时的几分之一。

解： )(3218
.018.01111212121212.1b b b b b b E E E E E E q -=-+-=-+-=εε
)(02469.0111111213
231212.3.1b b b b E E E E q -=-++-+-=εεεε 所以2712.12.3.1=q q。