2025年大學(xué)熱能與動力工程（傳熱學(xué)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3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題后的括號內(nèi)。1.關(guān)于傳熱系數(shù)K，下列說法正確的是（）A.它表示單位時間內(nèi)通過單位傳熱面積傳遞的熱量B.它與傳熱面積成正比C.它只與流體的物性有關(guān)D.它是一個無量綱量2.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.都需要介質(zhì)3.兩固體壁面間的導(dǎo)熱過程中，熱阻主要集中在（）A.高溫壁面B.低溫壁面C.兩壁面之間的流體層D.兩固體壁面內(nèi)部4.對流傳熱的熱阻主要集中在（）A.流體內(nèi)部B.流體內(nèi)層C.流體外層D.固體壁面5.黑體的發(fā)射率ε為（）A.0B.0.5C.1D.26.下列哪種情況會使對流換熱系數(shù)增大（）A.流體流速減小B.流體導(dǎo)熱系數(shù)減小C.壁面粗糙度減小D.流體的比熱增大7.肋片效率的定義為（）A.肋片實際散熱量與肋片最大可能散熱量之比B.肋片最大可能散熱量與肋片實際散熱量之比C.肋片導(dǎo)熱熱阻與肋片對流熱阻之比D.肋片對流熱阻與肋片導(dǎo)熱熱阻之比8.下列哪種換熱器屬于間壁式換熱器（）A.混合式換熱器B.蓄熱式換熱器C.套管式換熱器D.都不屬于9.蒸汽在管外凝結(jié)時，若不凝性氣體含量增加，則凝結(jié)換熱系數(shù)（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小10.當熱流密度q一定時，平壁內(nèi)的溫度梯度與材料的導(dǎo)熱系數(shù)（）A.成正比B.成反比C.無關(guān)D.平方成正比第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）答題要求：請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。1.傳熱的三種基本方式為______、______、______。2.導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料______能力的物理量，其單位是______。3.對流換熱的牛頓冷卻公式為______，其中h為______。4.黑體的輻射力Eb與熱力學(xué)溫度T的______次方成正比，其比例系數(shù)為______。5.換熱器的效能ε定義為______與______之比。三、簡答題（本大題共3小題，每小題10分，共30分）答題要求：簡要回答問題，答案應(yīng)簡潔明了，條理清晰。1.簡述導(dǎo)熱基本定律的內(nèi)容，并說明其數(shù)學(xué)表達式。2.說明對流換熱系數(shù)的影響因素有哪些？3.簡述黑體輻射的基本定律有哪些？四、計算題（本大題共1小題，20分）答題要求：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、計算步驟和答案。有一厚度為δ=0.2m的平壁，兩側(cè)表面溫度分別為t1=800℃，t2=200℃，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.5W/(m·K)。求：（1）通過平壁的熱流密度q；（2）若平壁材料換成導(dǎo)熱系數(shù)λ'=1.0W/(m·K)的材料，其他條件不變，熱流密度q'變?yōu)槎嗌?？答?.A2.C3.C4.B5.C6.D7.A8.C9.B10.B二、1.導(dǎo)熱、對流、輻射2.導(dǎo)熱、W/(m·K)3.q=h(tw-tf)、對流換熱系數(shù)4.四、σ5.換熱器的實際傳熱量、換熱器的最大可能傳熱量三、1.導(dǎo)熱基本定律即傅里葉定律，其內(nèi)容為：在導(dǎo)熱現(xiàn)象中，單位時間內(nèi)通過給定截面的導(dǎo)熱量，正比于垂直于該截面方向上的溫度變化率和截面面積。數(shù)學(xué)表達式為q=-λ(dT/dx)。2.對流換熱系數(shù)的影響因素有：流體的種類及物性（如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、粘度等）、流體的流動狀態(tài)（層流或湍流）、流體的流速、壁面的形狀、尺寸及粗糙度、流體與壁面間的溫差等。3.黑體輻射的基本定律有：普朗克定律，給出了黑體輻射力按波長的分布；斯蒂芬-玻爾茲曼定律，表明黑體輻射力與熱力學(xué)溫度的四次方成正比；維恩位移定律，指出黑體輻射力最大時的波長與熱力學(xué)溫度成反比。四、（本題20分）解：（1）根據(jù)傅里葉定律q=-λ(dT/dx)，對于平壁，dT/dx=(t1-t2)/δ則q=λ(t1-t2)/δ=0.5×(800-200)/0.2=1500W