2025年大學(xué)能源與動(dòng)力工程（傳熱學(xué)）下學(xué)期期末測(cè)試卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.傳熱學(xué)中，熱流密度q的單位是（）A.W/m2B.WC.J/(m2·s)D.J/s2.下列哪種傳熱方式不需要介質(zhì)（）A.導(dǎo)熱B.對(duì)流C.輻射D.都需要3.傅里葉定律適用于（）A.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱B.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱C.一切導(dǎo)熱過程D.不確定4.對(duì)流傳熱系數(shù)與（）無關(guān)。A.流體物性B.壁面形狀C.流體速度D.傳熱面積5.黑體的發(fā)射率ε為（）A.0B.1C.0.5D.不確定6.肋片效率是指（）A.肋片實(shí)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(shí)際散熱量之比C.肋片實(shí)際傳熱量與肋片最大可能傳熱量之比D.肋片最大可能傳熱量與肋片實(shí)際傳熱量之比7.蒸汽在冷凝器中凝結(jié)時(shí)，若為珠狀凝結(jié)，則其對(duì)流傳熱系數(shù)（）膜狀凝結(jié)。A.大于B.小于C.等于D.不確定8.下列哪種材料的導(dǎo)熱系數(shù)最大（）A.水B.空氣C.金屬D.陶瓷9.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中，物體的過余溫度隨時(shí)間（）A.升高B.降低C.不變D.不確定10.熱阻的單位是（）A.K/WB.W/KC.m2·K/WD.W/(m2·K)二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題至少有兩個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.下列屬于導(dǎo)熱基本定律的是（）A.傅里葉定律B.牛頓冷卻公式C.斯蒂芬-玻爾茲曼定律D.普朗克定律2.影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素有（）A.流體種類B.流體流速C.壁面粗糙度D.溫差3.下列哪些物體可近似看作黑體（）A.無光澤的黑色物體B.開有小孔的等溫腔體C.表面涂有黑顏料的物體D.太陽4.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分析方法有（）A.集總參數(shù)法B.諾謨圖法C.數(shù)值解法D.分析法5.增強(qiáng)傳熱的方法有（）A.提高傳熱系數(shù)B.增大傳熱面積C.增大溫差D.減少熱阻三、判斷題（總共10題，每題2分，請(qǐng)判斷對(duì)錯(cuò)，在括號(hào)內(nèi)打√或×）1.導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一，與溫度無關(guān)。（）2.對(duì)流換熱只能發(fā)生在流體與固體壁面之間。（）3.輻射傳熱不需要任何介質(zhì)。（）4.物體的發(fā)射率等于吸收率。（）5.肋片的主要作用是增加傳熱面積。（）6.集總參數(shù)法適用于Bi準(zhǔn)則數(shù)小于0.1的情況。（）7.熱流密度是矢量，其方向與溫度梯度方向相反。（）8.對(duì)流傳熱系數(shù)與流體的流動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。（）9.黑體的輻射能力最強(qiáng)。（）10.穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體內(nèi)部不存在溫度梯度。（）四、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分）1.簡(jiǎn)述導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三種傳熱方式的特點(diǎn)及區(qū)別。2.什么是對(duì)流傳熱系數(shù)？影響對(duì)流傳熱系數(shù)的主要因素有哪些？3.說明集總參數(shù)法的適用條件及分析思路。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分）1.一塊厚度為δ=0.05m的大平板，兩側(cè)表面分別維持在t1=100℃和t2=0℃，平板材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.5W/(m·K)。試求通過平板的熱流密度q及平板內(nèi)的溫度分布t(x)。2.有一外徑為d=50mm的蒸汽管道，管外包有兩層保溫材料，第一層保溫材料的厚度δ1=30mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ1=0.08W/(m·K)；第二層保溫材料的厚度δ2=20mm，導(dǎo)熱系數(shù)λ2=0.1W/(m·K)。管內(nèi)蒸汽溫度t1=180℃，周圍環(huán)境溫度t2=20℃，已知蒸汽與管壁間的對(duì)流傳熱系數(shù)h1=100W/(m2·K)，保溫層外表面與環(huán)境間的對(duì)流傳熱系數(shù)h2=10W/(m2·K)。試求每米管長(zhǎng)的熱損失Q。答案：一、選擇題1.A2.C3.C4.D5.B6.A7.A8.C9.B10.C二、多項(xiàng)選擇題1.AC2.ABC3.BD4.ABCD5.ABCD三、判斷題1.×2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.√10.×四、簡(jiǎn)答題1.導(dǎo)熱是依靠物體內(nèi)部粒子的熱振動(dòng)而傳遞熱量，特點(diǎn)是無宏觀位移，在固體、液體、氣體中均能發(fā)生。對(duì)流是流體各部分之間發(fā)生宏觀相對(duì)位移而引起的熱量傳遞，只能發(fā)生在流體中。輻射是物體通過電磁波來傳遞能量，不需要介質(zhì)，任何溫度的物體都能輻射。區(qū)別在于傳遞方式、介質(zhì)需求等不同。2.對(duì)流傳熱系數(shù)是指單位時(shí)間內(nèi)單位面積上流體與壁面間傳遞的熱量與它們之間的溫差之比。影響因素有流體的種類、狀態(tài)（如流速、粘性等）、壁面的形狀、尺寸、粗糙度以及溫差等。3.適用條件：Bi準(zhǔn)則數(shù)小于0.1，即物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻遠(yuǎn)小于表面對(duì)流換熱熱阻。分析思路：將物體視為一個(gè)集中參數(shù)系統(tǒng)，認(rèn)為物體內(nèi)部溫度均勻一致，僅考慮物體與周圍流體間的熱交換，通過能量守恒建立物體溫度隨時(shí)間變化的微分方程求解。五、計(jì)算題1.由傅里葉定律$q=-λ\frac{dt}{dx}$，在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱下，$q$為常數(shù)，積分可得$q=\frac{λ(t_1-t_2)}{δ}=\frac{0.5×(100-0)}{0.05}=1000W/m2$。溫度分布$t(x)=t_1-\frac{q}{λ}x=100-\frac{1000}{0.5}x=100-2000x$，其中$0\leqx\leq0.05m$。2.先求各層熱阻，$R_1=\frac{1}{2πλ_1}\ln\frac{d_1+2δ_1}{d_1}$，$d_1=50mm$，$R_2=\frac{1}{2πλ_2}\ln\frac{d_2+2δ_2}{d_2}$，$d_2=d_1+2δ_1$，$h_1$對(duì)應(yīng)的熱阻$R_3=\fr