工程傳熱學試題卷及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）1.熱傳遞的三種基本方式不包括（）A.導熱B.對流C.擴散D.輻射答案：C2.導熱系數的單位是（）A.W/(m·K)B.J/(kg·K)C.W/m2D.J/s答案：A3.下列哪種材料導熱系數最?。ǎ〢.鋼材B.水C.空氣D.陶瓷答案：C4.自然對流的流態(tài)主要取決于（）A.雷諾數B.普朗特數C.格拉曉夫數D.努塞爾數答案：C5.黑體表面的輻射能力與（）成正比。A.表面溫度B.表面溫度的平方C.表面溫度的立方D.表面溫度的四次方答案：D6.輻射換熱主要取決于（）A.物體溫度B.物體表面發(fā)射率C.物體之間的距離D.以上都是答案：D7.穩(wěn)態(tài)導熱時，通過多層平壁各層的熱流密度（）A.沿熱流方向增加B.沿熱流方向減小C.相等D.不確定答案：C8.沸騰傳熱的臨界熱流密度是（）A.最小熱流密度B.最大熱流密度C.平均熱流密度D.某一固定值答案：B9.有效輻射包括（）A.自身輻射B.反射輻射C.吸收輻射D.A和B答案：D10.對流傳熱系數的單位是（）A.W/(m2·K)B.W/(m·K)C.J/(kg·K)D.W/m2答案：A二、多項選擇題（每題2分，共10題）1.以下屬于增強傳熱的方法有（）A.擴展傳熱面積B.改變流體流動狀態(tài)C.采用導熱系數大的材料D.減少系統(tǒng)的溫差答案：ABC2.影響對流傳熱系數的因素有（）A.流體的物性B.流體的流動狀態(tài)C.換熱表面的形狀D.流體有無相變答案：ABCD3.以下屬于導熱基本定律的有（）A.傅里葉定律B.牛頓冷卻定律C.普朗克定律D.斯蒂芬-玻爾茲曼定律答案：A4.輻射換熱計算中的主要參數有（）A.發(fā)射率B.吸收率C.反射率D.透過率答案：ABCD5.以下哪些是描述對流換熱特征的準則數（）A.雷諾數B.普朗特數C.努塞爾數D.格拉曉夫數答案：ABCD6.非穩(wěn)態(tài)導熱的求解方法有（）A.分析解法B.數值解法C.近似解法D.圖解法答案：ABD7.下列哪些屬于熱邊界層特點（）A.厚度很薄B.溫度梯度大C.速度梯度大D.熱阻集中答案：ABD8.熱傳遞中熱量傳遞的推動力是（）A.溫度差B.濃度差C.壓力差D.速度差答案：A9.影響物體發(fā)射率的因素有（）A.物體的材料性質B.物體的表面狀況C.物體的溫度D.周圍環(huán)境溫度答案：ABC10.沸騰傳熱分為哪些階段（）A.自然對流沸騰B.核態(tài)沸騰C.過渡沸騰D.膜態(tài)沸騰答案：ABCD三、判斷題（每題2分，共10題）1.只要有溫度差就會發(fā)生熱傳遞。（√）2.普通物體的吸收率等于發(fā)射率。（×）3.導熱系數只取決于材料本身，與溫度無關。（×）4.對流換熱只發(fā)生在流體和固體壁面之間。（×）5.熱流密度是矢量。（√）6.物體的黑度越大，其吸收輻射能的能力越強。（√）7.非穩(wěn)態(tài)導熱時，物體內的溫度分布不隨時間變化。（×）8.強化傳熱就是提高傳熱系數。（×）9.強迫對流換熱系數一般大于自然對流換熱系數。（√）10.物體之間的輻射換熱可以在真空中進行。（√）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述傅里葉定律內容答案：傅里葉定律指單位時間內通過給定截面的導熱量，正比于垂直該截面方向上的溫度變化率和截面面積，導熱方向與溫度升高方向相反，表達式為$q=-λ\frac{dT}{dx}$。2.說明影響對流傳熱系數的主要因素答案：主要因素有流體物性（如導熱系數、粘度等）、流動狀態(tài)（層流、湍流）、流體有無相變、壁面形狀和尺寸等，這些因素影響流體與壁面間的熱量傳遞。3.什么是熱邊界層？有何特點答案：熱邊界層指靠近壁面流體層中溫度變化較大的區(qū)域。特點是厚度薄，溫度梯度大，熱阻集中在該層，層內存在明顯的溫度差，對流體與壁面間的傳熱有重要影響。4.簡述輻射換熱與導熱、對流換熱的本質區(qū)別答案：輻射換熱是通過電磁波傳遞能量，無需介質；導熱是基于分子或原子振動及自由電子運動傳熱，依靠介質；對流換熱是流體宏觀運動帶動熱量傳遞，需流體介質。五、討論題（每題5分，共4題）1.請討論在設計散熱裝置時，從工程傳熱學角度可采取哪些措施答案：可擴展散熱面積，用散熱片等；增強流體流動，如加風扇形成強迫對流；選用導熱系數大的材料做散熱部件；利用熱管等高效傳熱元件，有效提升散熱效率。2.假如要提高換熱器的傳熱效率，結合所學工程傳熱學知識，談談具體方法答案：增加傳熱面積，改進結構布置；提高傳熱系數，改變流體流動狀態(tài)，減小污垢熱阻；增大平均溫差，合理安排冷熱流體流向與流量。3.工程實際中，如何根據不同情況選擇合適的保溫材料？舉例說明答案：考慮導熱系數低的材料，低溫環(huán)境用聚氨酯泡沫等；高溫用陶瓷纖維等。還看防火、防水性等，如建筑保溫選聚苯乙烯泡沫板；冷庫保溫用聚氨酯，防水保暖效果好。4.