2025年高職能源與動力工程（傳熱學(xué)）模擬試題

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.傳熱學(xué)中三種基本傳熱方式是（）A.導(dǎo)熱、對流、輻射B.導(dǎo)熱、對流、傳熱系數(shù)C.導(dǎo)熱、對流、熱阻D.導(dǎo)熱、對流、傳熱量2.導(dǎo)熱系數(shù)的單位是（）A.W/(m·K)B.W/(m2·K)C.J/(m·K)D.J/(m2·K)3.對流傳熱的熱阻主要集中在（）A.流體內(nèi)部B.流體邊界層C.固體壁面D.不確定4.下列哪種情況不屬于自然對流（）A.室內(nèi)暖氣使空氣流動B.太陽能熱水器水的循環(huán)C.熱空氣上升D.風(fēng)吹過散熱器5.輻射傳熱不需要（）A.介質(zhì)B.溫度差C.物體D.能量6.黑體的輻射能力（）同溫度下其他物體的輻射能力。A.大于B.小于C.等于D.不確定7.兩表面間的輻射傳熱系數(shù)與（）有關(guān)。A.表面溫度B.表面發(fā)射率C.表面距離D.以上都是8.肋片的肋效率是指（）A.實際散熱量與理想散熱量之比B.理想散熱量與實際散熱量之比C.肋片溫度與周圍流體溫度之差D.周圍流體溫度與肋片溫度之差9.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時，沿?zé)崃鞣较驕囟龋ǎ〢.升高B.降低C.不變D.不確定10.導(dǎo)熱微分方程適用于（）A.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱B.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱C.穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱D.不確定11.對于圓筒壁的導(dǎo)熱，通過各等溫面的熱流量（）A.相等B.不相等C.不確定D.先增大后減小12.對流換熱微分方程組包括（）A.連續(xù)性方程、動量方程、能量方程B.連續(xù)性方程、動量方程、導(dǎo)熱方程C.動量方程、能量方程、導(dǎo)熱方程D.連續(xù)性方程、能量方程、導(dǎo)熱方程13.相似原理中，相似準(zhǔn)則數(shù)是（）A.無量綱量B.有量綱量C.常數(shù)D.不確定14.下列哪個準(zhǔn)則數(shù)反映了流體慣性力與粘性力的比值（）A.NuB.PrC.ReD.Gr15.換熱器中，傳熱單元數(shù)NTU（），換熱器的傳熱效果越好。A.越大B.越小C.不變D.不確定16.順流換熱器中，冷流體出口溫度（）熱流體出口溫度。A.大于B.小于C.等于D.不確定17.熱阻的串聯(lián)公式適用于（）A.平壁導(dǎo)熱B.圓筒壁導(dǎo)熱C.串聯(lián)熱阻D.以上都是18.輻射力的單位是（）A.W/m2B.W/mC.J/m2D.J/m19.角系數(shù)具有（）A.相對性B.完整性C.可加性D.以上都是20.下列哪種材料的導(dǎo)熱系數(shù)最?。ǎ〢.金屬B.陶瓷C.氣體D.液體第II卷（非選擇題共60分）一、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請將答案填在橫線上。1.傳熱過程是指______、______和______三種基本傳熱方式的聯(lián)合作用過程。2.導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)的______性質(zhì)，它與______、______等因素有關(guān)。3.對流換熱的牛頓冷卻公式為______，其中h為______。4.輻射傳熱中，斯蒂芬-玻爾茲曼定律表達式為______，其中σ為______。5.換熱器的效能是指______與______之比。二、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述導(dǎo)熱、對流、輻射三種傳熱方式的特點。2.什么是邊界層？邊界層對對流換熱有何影響？3.說明角系數(shù)的定義及性質(zhì)。4.簡述強化傳熱的主要途徑。三、計算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、計算步驟和答案。1.一厚度為50mm的平壁，兩側(cè)表面溫度分別為100℃和20℃，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.5W/(m·K)，求通過平壁的熱流密度。2.一逆流換熱器，熱流體進口溫度為150℃，出口溫度為100℃，冷流體進口溫度為50℃，出口溫度為80℃，傳熱面積為10m2，傳熱系數(shù)為500W/(m2·K)，求換熱器的傳熱量及對數(shù)平均溫差。四、分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在一個工業(yè)加熱爐中，爐壁采用了保溫材料。已知爐壁內(nèi)表面溫度為1200K，保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.1W/(m·K)，爐壁外表面溫度為300K，爐壁厚度為0.2m。問題：計算通過爐壁的熱流密度，并分析保溫材料對減少熱量損失的作用。五、設(shè)計題（共10分）答題要求：設(shè)計一個簡單的空氣冷卻器，要求冷卻空氣的流量為0.5kg/s，進口溫度為50℃，出口溫度為30℃，冷卻水進口溫度為20℃，出口溫度為30℃。已知空氣的比熱容為1.005kJ/(kg·K)，水的比熱容為Cw=4.18kJ/(kg·K)，傳熱系數(shù)為100W/(m2·K)。計算所需的傳熱面積，并說明設(shè)計思路。答案：1.A2.A3.B4.D5.A6.A7.D8.A9.B10.C11.A12.A13.A14.C15.A16.B17.D18.A19.D20.C填空題答案：1.導(dǎo)熱、對流、輻射2.物理、溫度、材料種類3.q=h(T-Tw)、對流換熱系數(shù)4.E=σT?、斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)5.實際傳熱量、最大可能傳熱量簡答題答案：1.導(dǎo)熱：依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而傳遞熱量；對流：流體各部分之間發(fā)生宏觀相對位移及冷熱流體的相互摻混；輻射：物體通過電磁波來傳遞能量。2.邊界層：壁面附近流體速度發(fā)生劇烈變化的薄層。影響：增大了流體與壁面間的換熱熱阻，是對流換熱的主要熱阻所在區(qū)域。3.角系數(shù)：表面1發(fā)出的輻射能中落到表面2上的百分?jǐn)?shù)。性質(zhì)：相對性、完整性、可加性。4.增強傳熱途徑：提高傳熱系數(shù)、增大傳熱面積、增大平均溫差。計算題答案：1.q=λΔT/δ=0.5×(100-20)/0.05=800W/m22.Q=mcΔT=500×10×(150-100-80+50)/ln[(150-80)/(100-50)]=250000W；ΔTm=(70-50)/ln(70/50)=59.6K分析題答案：q=λΔT/δ=0.1×(1200-300)/0.2=450W/m2。保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)小，增大了熱阻，從而減少了熱量傳遞，降低了熱量損失。設(shè)計題答案：空氣傳熱量Q=mcΔT=0.5×1.005×(50-30)×1000=10050W。水的流量m=Q/(CwΔT)=10050/(4.18×10)=240.43g/s。對數(shù)平均溫差ΔTm