2025年大學(xué)大二（能源與動(dòng)力工程）傳熱學(xué)階段測試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.下列哪種傳熱方式不需要介質(zhì)？（）A.導(dǎo)熱B.對流C.輻射D.傳導(dǎo)2.導(dǎo)熱系數(shù)與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.物質(zhì)種類B.溫度C.壓力D.濕度3.對流換熱系數(shù)的大小與下列哪些因素有關(guān)？（）A.流體的流動(dòng)狀態(tài)B.流體的物性C.換熱表面的形狀和尺寸D.以上都是4.黑體的輻射能力與下列哪個(gè)因素成正比？（）A.溫度的一次方B.溫度的二次方C.溫度的三次方D.溫度的四次方5.兩表面間的輻射換熱系數(shù)與下列哪些因素有關(guān)？（）A.兩表面的溫度B.兩表面的發(fā)射率C.兩表面的距離D.以上都是6.下列哪種材料的導(dǎo)熱系數(shù)最大？（）A.金屬B.陶瓷C.塑料D.木材7.對流換熱中，流體的流動(dòng)狀態(tài)分為層流和紊流，下列哪種情況下對流換熱系數(shù)較大？（）A.層流B.紊流C.兩者一樣D.無法確定8.輻射換熱的角系數(shù)表示（）。A.一個(gè)表面發(fā)出的輻射能落到另一個(gè)表面上的份額B.兩個(gè)表面之間的輻射換熱量C.一個(gè)表面對另一個(gè)表面的輻射熱流密度D.以上都不對9.下列哪種方法不屬于增強(qiáng)傳熱的措施？（）A.增加傳熱面積B.提高傳熱系數(shù)C.降低熱阻D.減少傳熱量10.傳熱過程中，熱阻主要集中在（）。A.高溫側(cè)流體B.低溫側(cè)流體C.傳熱壁面D.不確定第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡述導(dǎo)熱、對流和輻射三種傳熱方式的特點(diǎn)。12.（15分）什么是導(dǎo)熱系數(shù)？它與哪些因素有關(guān)？13.（15分）對流換熱系數(shù)的影響因素有哪些？如何提高對流換熱系數(shù)？14.（15分）材料：有一平壁燃燒爐，爐壁由耐火磚、保溫磚和普通磚組成，各層厚度分別為δ1=230mm，δ2=115mm，δ3=240mm，導(dǎo)熱系數(shù)分別為λ1=1.06W/(m·K)，λ2=0.15W/(m·K)，λ3=0.81W/(m·K)。爐內(nèi)壁溫度t1=1000K，外壁溫度t4=350K。求：（計(jì)算過程需詳細(xì)寫出）（1）各層的溫度分布；（2）通過爐壁的熱流密度。15.（15分）材料：有一太陽能集熱器，其平板型集熱板面積為2m2，表面發(fā)射率ε=0.9。太陽輻射能以q=800W/m2的熱流密度投射到集熱板上，集熱板向環(huán)境散熱的對流換熱系數(shù)h=10W/(m2·K)，環(huán)境溫度t∞=25℃。集熱板吸收太陽輻射能后溫度升高，當(dāng)集熱板溫度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，求集熱板的溫度。（計(jì)算過程需詳細(xì)寫出）答案：1.C2.C3.D4.D5.D6.A7.B8.A9.D10.C11.導(dǎo)熱是依靠物體內(nèi)分子的微觀運(yùn)動(dòng)傳遞熱量，不需要宏觀的物質(zhì)遷移，在固體、液體和氣體中均能發(fā)生。對流是流體各部分之間發(fā)生宏觀相對位移而引起的熱量傳遞過程，只能發(fā)生在流體中。輻射是物體通過電磁波來傳遞能量的方式，不需要介質(zhì)，可在真空中進(jìn)行。12.導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱能力的物理量。它與物質(zhì)種類、溫度、濕度、壓力等因素有關(guān)。一般來說，金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大，非金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)較??；溫度升高，大多數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)會增大；濕度增加，材料的導(dǎo)熱系數(shù)會增大；壓力對氣體的導(dǎo)熱系數(shù)有影響，對固體和液體影響較小。13.對流換熱系數(shù)的影響因素有流體的流動(dòng)狀態(tài)、流體的物性、換熱表面的形狀和尺寸、流體有無相變等。提高對流換熱系數(shù)的方法有增加流體的流速、改變換熱表面的形狀和尺寸以增加流體的擾動(dòng)、采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體、利用相變傳熱等。14.（1）設(shè)各層界面溫度分別為t2、t3。根據(jù)熱流密度相等，q=λ1(t1-t2)/δ1=λ2(t2-t3)/δ2=λ3(t3-t4)/δ3。代入數(shù)據(jù)可得：(1000-t2)/0.23=(t2-t3)/0.115=(t3-350)/0.24。先由(1000-t2)/0.23=(t2-t3)/0.115，解得t3=3t2-2000。再代入(t2-t3)/0.115=(t3-350)/0.24，可得(t2-(3t2-2000))/0.115=((3t2-2000)-350)/0.24，解得t2=923.6K，進(jìn)而可得t3=770.8K。所以各層溫度分布為爐內(nèi)壁1000K，耐火磚與保溫磚界面923.6K，保溫磚與普通磚界面770.8K，外壁350K。（2）熱流密度q=λ1(t1-t2)/δ1=1.06×(1000-923.6)/0.23=352.8W/m2。15.集熱板吸收的太陽輻射能為qA=800×2