安徽科技學院《熱工基礎》2021-2022學年第一學期期末試卷

姓名：__________考號：__________一、單選題(共10題)1.熱交換器中，哪種傳熱方式對傳熱系數的影響最大？()A.導熱B.對流C.輻射D.熱傳導2.在熱力學第一定律中，系統(tǒng)的內能變化與外界對系統(tǒng)做功的關系是？()A.內能增加等于外界做功B.內能增加等于外界做功和系統(tǒng)吸收熱量之和C.內能增加等于系統(tǒng)吸收熱量D.內能增加等于外界做功和系統(tǒng)吸收熱量之差3.在層流流動中，流體流過圓形管道時的摩擦系數與哪些因素有關？()A.流體的粘度B.流體的密度C.流體的溫度D.以上都是4.熱工基礎中，下列哪種情況是可逆的？()A.熱量從高溫物體傳到低溫物體B.熱量從低溫物體傳到高溫物體C.熱量從物體內部傳到物體表面D.以上都是5.熱交換器中，提高熱效率的關鍵措施是什么？()A.增加傳熱面積B.提高流體流速C.提高傳熱溫差D.以上都是6.熱交換器中，對流傳熱系數K主要受哪些因素影響？()A.流體的物理性質B.流體的流速C.傳熱面積D.以上都是7.熱力學第二定律指出，熱量不能自發(fā)地從哪個溫度傳遞到哪個溫度？()A.高溫到低溫B.低溫到高溫C.同溫物體間D.以上都不對8.在熱交換器中，常用的冷卻介質是什么？()A.空氣B.水C.液體石蠟D.油類9.熱交換器中，下列哪個因素與傳熱系數無關？()A.傳熱面積B.流體流速C.流體壓力D.流體粘度二、多選題(共5題)10.熱交換器設計時，以下哪些因素需要考慮？()A.流體的流動特性B.傳熱面積的大小C.介質的物理化學性質D.傳熱溫差的大小E.結構的緊湊性和耐腐蝕性11.熱力學第一定律的應用中，以下哪些是正確的？()A.能量守恒定律B.系統(tǒng)內能的增加等于系統(tǒng)吸收的熱量與系統(tǒng)對外做功的和C.任何能量轉換過程都是可逆的D.系統(tǒng)內能的增加可以大于系統(tǒng)吸收的熱量E.系統(tǒng)內能的增加可以小于系統(tǒng)對外做功12.在層流和湍流中，以下哪些是正確的？()A.層流中流體各層之間沒有質量交換B.湍流中流體各層之間有強烈的質量交換C.層流中流體的速度分布較均勻D.湍流中流體的速度分布較不均勻E.層流和湍流的摩擦系數相同13.在熱交換器中，以下哪些措施可以提高傳熱效率？()A.增加傳熱面積B.提高流體流速C.提高傳熱溫差D.采用高效傳熱材料E.減少傳熱面積14.熱力學第二定律的表述包括以下哪些？()A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B.熱機不可能將所有吸收的熱量全部轉換為功C.系統(tǒng)的熵總是增加的D.熱量不能自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體E.熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體三、填空題(共5題)15.熱力學第一定律的數學表達式為：ΔU=Q-W，其中ΔU代表系統(tǒng)的內能變化，Q代表系統(tǒng)吸收的熱量，W代表系統(tǒng)對外做的功。16.在熱交換器中，傳熱系數K與流體的物性、流速、傳熱面積等因素有關，通常用公式K=hA表示，其中h為傳熱系數，A為傳熱面積。17.熱力學第二定律表明，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，這是克勞修斯表述的熱力學第二定律。18.在層流流動中，流體的流速分布是均勻的，且各層之間沒有質量交換，這種現象稱為層流。19.在熱交換器中，提高傳熱效率的一個常用方法是增加傳熱面積，這可以通過采用多管程、多殼程設計來實現。四、判斷題(共5題)20.熱力學第一定律表明，能量既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉化為另一種形式。()A.正確B.錯誤21.在熱交換器中，傳熱系數K越大，傳熱效率越高。()A.正確B.錯誤22.熱力學第二定律表明，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體。()A.正確B.錯誤23.在層流流動中，流體的速度隨距離管壁的距離增加而增加。()A.正確B.錯誤24.熱交換器的設計應優(yōu)先考慮傳熱面積的大小，而忽略流體的流動特性。()A.正確B.錯誤五、簡單題(共5題)25.請解釋熱力學第一定律在熱交換器中的應用。26.簡述層流和湍流的主要區(qū)別。27.為什么在熱交換器中，提高傳熱溫差可以提高傳熱效率？28.請解釋熱力學第二定律在能源利用中的重要性。29.如何提高熱交換器的傳熱效率？

安徽科技學院《熱工基礎》2021-2022學年第一學期期末試卷一、單選題(共10題)1.【答案】B【解析】對流傳熱系數受流體流動狀況、流體性質等因素影響較大。2.【答案】B【解析】熱力學第一定律指出，系統(tǒng)的內能變化等于外界對系統(tǒng)做功加上系統(tǒng)吸收的熱量。3.【答案】A【解析】在層流流動中，摩擦系數主要與流體的粘度有關。4.【答案】A【解析】根據熱力學第二定律，熱量自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體是可逆的。5.【答案】D【解析】提高熱效率可以通過增加傳熱面積、提高流體流速和提高傳熱溫差來實現。6.【答案】D【解析】對流傳熱系數K受流體的物理性質、流速和傳熱面積等因素的綜合影響。7.【答案】B【解析】熱力學第二定律指出，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。8.【答案】B【解析】水因其良好的熱傳導性和低成本，常作為熱交換器中的冷卻介質。9.【答案】C【解析】傳熱系數與流體的物理性質、流速和傳熱面積有關，而與流體壓力無關。二、多選題(共5題)10.【答案】ABCDE【解析】熱交換器設計時，需要綜合考慮流體的流動特性、傳熱面積、介質的物理化學性質、傳熱溫差以及結構設計等因素，以確保其有效性和可靠性。11.【答案】ABE【解析】熱力學第一定律表明能量守恒，系統(tǒng)內能的增加等于系統(tǒng)吸收的熱量與系統(tǒng)對外做功的和。能量轉換過程通常是不可逆的，且系統(tǒng)內能的增加不會大于系統(tǒng)吸收的熱量，也不會小于系統(tǒng)對外做功。12.【答案】ABCD【解析】層流中流體各層之間沒有質量交換，速度分布較均勻，摩擦系數較小。湍流中流體各層之間有強烈的質量交換，速度分布較不均勻，摩擦系數較大。層流和湍流的摩擦系數是不同的。13.【答案】ABCD【解析】提高傳熱效率可以通過增加傳熱面積、提高流體流速、提高傳熱溫差以及采用高效傳熱材料等措施實現。減少傳熱面積會降低傳熱效率。14.【答案】ABCD【解析】熱力學第二定律的表述包括熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體、熱機不可能將所有吸收的熱量全部轉換為功、系統(tǒng)的熵總是增加的以及熱量不能自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體等內容。三、填空題(共5題)15.【答案】ΔU=Q-W【解析】熱力學第一定律表明，系統(tǒng)的內能變化等于系統(tǒng)吸收的熱量減去系統(tǒng)對外做的功。16.【答案】K=hA【解析】傳熱系數K與流體的物性、流速、傳熱面積等因素有關，該公式表示傳熱系數等于傳熱系數乘以傳熱面積。17.【答案】克勞修斯【解析】克勞修斯表述的熱力學第二定律指出，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，這是熱力學第二定律的一個重要表述。18.【答案】層流【解析】層流是指流體流動時，流線平行且不發(fā)生混合的現象，各層之間沒有質量交換，流速分布均勻。19.【答案】多管程、多殼程設計【解析】增加傳熱面積是提高熱交換器傳熱效率的一種方法，通過多管程、多殼程設計可以增加熱交換器的傳熱面積。四、判斷題(共5題)20.【答案】正確【解析】熱力學第一定律，即能量守恒定律，確實表明能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能轉化形式。21.【答案】正確【解析】傳熱系數K越大，表示單位時間內通過單位面積傳遞的熱量越多，因此傳熱效率越高。22.【答案】錯誤【解析】熱力學第二定律指出，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，這是熱傳遞的一個基本規(guī)律。23.【答案】錯誤【解析】在層流流動中，流體的速度在管中心最大，靠近管壁的速度接近于零，速度隨距離管壁的距離增加而減小。24.【答案】錯誤【解析】熱交換器的設計不僅要考慮傳熱面積的大小，還要考慮流體的流動特性，以確保傳熱效率。五、簡答題(共5題)25.【答案】熱力學第一定律在熱交換器中的應用主要體現在能量守恒的角度。在熱交換過程中，熱交換器中的熱能從高溫流體傳遞到低溫流體，系統(tǒng)的內能發(fā)生變化。根據熱力學第一定律，系統(tǒng)內能的變化等于系統(tǒng)吸收的熱量減去系統(tǒng)對外做的功。在熱交換器中，這個定律可以用來計算熱交換過程中的熱量傳遞量，以及系統(tǒng)對外做功的情況，從而優(yōu)化熱交換器的性能和效率?！窘馕觥繜崃W第一定律的應用對于理解和設計熱交換器至關重要，它確保了能量在交換過程中的守恒，為熱交換器的設計和運行提供了理論基礎。26.【答案】層流和湍流是流體流動的兩種不同狀態(tài)。主要區(qū)別如下：層流是流體流動時，流線平行且不發(fā)生混合的現象，速度分布均勻；而湍流是流體流動時，流線雜亂無章，存在渦流和湍流脈動，速度分布不均勻。層流通常發(fā)生在低速、低雷諾數的情況下，而湍流則發(fā)生在高速、高雷諾數的情況下?！窘馕觥繉恿骱屯牧魇橇黧w力學中的兩種基本流動狀態(tài)，了解它們的主要區(qū)別對于分析和設計涉及流體流動的系統(tǒng)和設備非常重要。27.【答案】在熱交換器中，提高傳熱溫差可以提高傳熱效率，因為傳熱溫差是驅動熱量傳遞的驅動力。根據牛頓冷卻定律，傳熱量與傳熱溫差成正比。當傳熱溫差增加時，單位時間內通過熱交換器傳遞的熱量也會增加，從而提高了傳熱效率。【解析】了解傳熱溫差對傳熱效率的影響對于設計高效的熱交換器至關重要，提高傳熱溫差是提高熱交換器性能的一個有效途徑。28.【答案】熱力學第二定律在能源利用中的重要性體現在它指出了能量轉換和利用的限制。該定律表明，任何熱機都不可能將所有吸收的熱量全部轉換為功，總有一部分熱量會被浪費。因此，熱力學第二定律對于指導能源的有效利用和減少能源浪費具有重要意義?！窘?/p>