傳熱學(xué)試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.熱量傳遞的三種基本方式是（）A.導(dǎo)熱、對流、輻射B.導(dǎo)熱、對流換熱、輻射C.導(dǎo)熱、對流、熱輻射D.熱傳導(dǎo)、對流傳熱、輻射換熱2.下列哪種材料的導(dǎo)熱系數(shù)最小（）A.銅B.水C.空氣D.玻璃3.對流傳熱系數(shù)的單位是（）A.W/(m2·K)B.W/(m·K)C.J/(kg·K)D.W/K4.黑體表面的輻射力與（）成正比。A.表面溫度B.表面溫度的平方C.表面溫度的三次方D.表面溫度的四次方5.熱流密度的單位是（）A.WB.W/m2C.W/mD.W/K6.當(dāng)固體壁面與流體間無相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，在壁面法線方向上流體的（）為零。A.溫度梯度B.速度梯度C.壓力梯度D.濃度梯度7.兩物體表面間的輻射傳熱，取決于它們的（）A.溫度B.發(fā)射率C.表面幾何形狀D.以上都是8.努塞爾數(shù)Nu反映了（）的相對大小。A.對流換熱熱阻與導(dǎo)熱熱阻B.輻射換熱熱阻與導(dǎo)熱熱阻C.對流換熱熱阻與輻射熱阻D.導(dǎo)熱熱阻與總熱阻9.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體內(nèi)各點(diǎn)的溫度（）A.隨時(shí)間變化B.不隨時(shí)間變化C.周期性變化D.按指數(shù)規(guī)律變化10.強(qiáng)化傳熱的主要途徑是（）A.增大傳熱面積B.提高傳熱溫差C.減小傳熱熱阻D.以上都是二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下屬于導(dǎo)熱基本定律應(yīng)用條件的有（）A.穩(wěn)態(tài)B.一維導(dǎo)熱C.物性為常數(shù)D.無內(nèi)熱源2.影響對流傳熱系數(shù)的因素有（）A.流體的種類B.流體的流動(dòng)狀態(tài)C.壁面的形狀與尺寸D.流體有無相變3.下列關(guān)于熱輻射的說法正確的有（）A.熱輻射是因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波輻射B.熱輻射不需要介質(zhì)C.任何物體只要溫度高于絕對零度就會向外輻射能量D.熱輻射在真空中不能傳播4.以下哪些措施可以增強(qiáng)傳熱（）A.擴(kuò)展傳熱面B.改變流體的流動(dòng)狀況C.改變表面的輻射特性D.采用隔熱材料5.下列材料中，屬于保溫材料的有（）A.巖棉B.聚氨酯泡沫C.銅D.玻璃棉6.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題中，物體的溫度分布取決于（）A.邊界條件B.物體的幾何形狀C.材料的導(dǎo)熱系數(shù)D.物體的初始溫度7.對流傳熱的基本計(jì)算式牛頓冷卻公式中的溫差可以是（）A.流體平均溫度與壁面溫度之差B.流體進(jìn)出口溫度的平均值與壁面溫度之差C.流體進(jìn)口溫度與壁面溫度之差D.流體出口溫度與壁面溫度之差8.輻射傳熱的特點(diǎn)包括（）A.熱輻射可以在真空中傳播B.輻射傳熱過程伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換C.輻射傳熱不需要介質(zhì)的直接接觸D.物體之間的輻射傳熱只與它們的溫度有關(guān)9.影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素有（）A.物質(zhì)的種類B.溫度C.壓力D.濕度10.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中，物體的（）會隨時(shí)間發(fā)生變化。A.溫度分布B.熱流量C.導(dǎo)熱系數(shù)D.表面對流傳熱系數(shù)三、判斷題（每題2分，共20分）1.導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)，與溫度無關(guān)。（）2.對流傳熱只發(fā)生在流體中。（）3.黑體是理想化的物體，在現(xiàn)實(shí)中不存在。（）4.熱阻串聯(lián)時(shí)，總熱阻等于各分熱阻之和。（）5.普朗特?cái)?shù)Pr反映了流體動(dòng)量擴(kuò)散能力與熱量擴(kuò)散能力的相對大小。（）6.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體內(nèi)的溫度分布一定是線性的。（）7.輻射力相同的兩個(gè)物體，其表面溫度一定相同。（）8.增大流體的流速可以提高對流傳熱系數(shù)。（）9.導(dǎo)熱微分方程適用于所有的導(dǎo)熱問題。（）10.兩物體間的輻射傳熱，角系數(shù)只取決于兩物體的幾何形狀和相對位置。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述導(dǎo)熱系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答：與物質(zhì)種類有關(guān)，不同物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)差異大；還與溫度有關(guān)，多數(shù)材料導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化，一般金屬隨溫度升高導(dǎo)熱系數(shù)降低，部分非金屬反之；此外，材料濕度、壓力等也有一定影響。2.說明對流傳熱系數(shù)的物理意義。答：對流傳熱系數(shù)表示單位時(shí)間、單位壁面面積上，流體與壁面間在單位溫差下傳遞的熱量。反映了對流傳熱的強(qiáng)烈程度，其值越大，對流傳熱越強(qiáng)。3.簡述熱輻射的基本特點(diǎn)。答：熱輻射是因熱產(chǎn)生的電磁波輻射，可在真空中傳播，無需介質(zhì)；輻射過程有能量形式轉(zhuǎn)換，從熱能轉(zhuǎn)換為輻射能再轉(zhuǎn)換為熱能；物體間輻射傳熱取決于溫度、發(fā)射率和表面幾何形狀等。4.寫出導(dǎo)熱問題完整的數(shù)學(xué)描述包含哪些內(nèi)容？答：包括導(dǎo)熱微分方程，反映物體內(nèi)部溫度隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律；以及定解條件，包含初始條件（初始時(shí)刻溫度分布）和邊界條件（物體邊界上的溫度或熱流等條件）。五、討論題（每題5分，共20分）1.在實(shí)際工程中，如何根據(jù)具體情況選擇合適的強(qiáng)化傳熱方法？答：若空間允許，可擴(kuò)展傳熱面，如加肋片。對流體，改變流動(dòng)狀況，如增加流速、增強(qiáng)擾動(dòng)。高溫環(huán)境可改變表面輻射特性。還需綜合考慮成本、設(shè)備要求等，如高溫爐考慮輻射，換熱器優(yōu)先改變流動(dòng)。2.舉例說明生活中哪些現(xiàn)象涉及對流傳熱，并解釋其原理。答：如冬天用暖風(fēng)機(jī)取暖，暖風(fēng)機(jī)吹出熱風(fēng)，熱空氣與周圍冷空氣形成溫差而流動(dòng)，熱空氣溫度高于人體表面溫度，通過對流傳熱將熱量傳遞給人體，使人感覺溫暖，是自然對流和強(qiáng)制對流共同作用。3.請討論非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中物體的溫度分布變化規(guī)律。答：非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱初期，物體內(nèi)溫度變化快，溫度分布受初始溫度影響大；隨著時(shí)間推移，溫度變化趨于平緩，逐漸接近穩(wěn)態(tài)分布。物體不同位置溫度變化速率不同，表面溫度變化快，內(nèi)部滯后，最終達(dá)到穩(wěn)定溫度分布。4.分析在高溫爐設(shè)計(jì)中，如何從傳熱學(xué)角度提高能源利用效率？答：在爐壁采用高效保溫材料，降低導(dǎo)熱熱損失；優(yōu)化爐內(nèi)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)爐內(nèi)氣體的對流傳熱，使溫度更均勻；改進(jìn)爐體表面材料，增強(qiáng)熱輻射能力，提高熱量傳遞給工件的效率，減少能量浪費(fèi)。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.C3.A4.D5.B6.B7.D8.A9.B10.C二、多項(xiàng)選擇題1.AB