2025年大學(xué)動力工程及工程熱物理（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40分）每題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的。(總共8題，每題5分，每題的選項中只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi))1.關(guān)于導(dǎo)熱系數(shù)，以下說法正確的是（）A.導(dǎo)熱系數(shù)僅與材料種類有關(guān)B.導(dǎo)熱系數(shù)與溫度無關(guān)C.導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)的一種熱物性參數(shù)，反映物質(zhì)導(dǎo)熱能力D.氣體的導(dǎo)熱系數(shù)一般比固體大2.傅里葉定律描述的是（）A.熱對流現(xiàn)象B.熱輻射現(xiàn)象C.導(dǎo)熱現(xiàn)象D.相變傳熱現(xiàn)象3.兩無限大平板間進(jìn)行輻射換熱，兩平板溫度分別為T1和T2，當(dāng)在中間插入一塊遮熱板后，輻射傳熱量減少為原來的（）A.1/2B.1/3C.1/4D.1/54.對于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，下列說法錯誤的是（）A.導(dǎo)熱量不隨時間變化B.溫度分布不隨時間變化C.熱流密度不隨位置變化D.不存在內(nèi)熱源5.下列哪種情況屬于自然對流（）A.風(fēng)機強制空氣流動換熱B.暖氣片表面空氣受熱上升C.水泵驅(qū)動水在管道中流動換熱D.攪拌器攪拌液體換熱6.黑體的發(fā)射率為（）A.0B.0.5C.1D.無窮大7.肋片效率定義為（）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)熱熱阻與對流換熱熱阻之比D.對流換熱熱阻與肋片導(dǎo)熱熱阻之比8.對于管內(nèi)強制對流換熱，下列哪個準(zhǔn)則數(shù)與換熱有關(guān)（）A.努塞爾數(shù)NuB.雷諾數(shù)ReC.普朗特數(shù)PrD.以上都是第II卷（非選擇題，共60分）(總共3題，每題20分，請根據(jù)題目要求作答)9.簡述導(dǎo)熱問題的三類邊界條件，并各舉一個實際例子說明。10.推導(dǎo)兩無限大平行平板間輻射換熱的角系數(shù)，并說明其物理意義。閱讀以下材料，回答問題有一圓形管道，內(nèi)徑為d，長度為L，管內(nèi)流體以流速u流動，流體與管壁間的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。已知流體的密度為ρ，比熱容為c，導(dǎo)熱系數(shù)為λ，動力粘度為μ，普朗特數(shù)為Pr。11.寫出管內(nèi)對流換熱的努塞爾數(shù)Nu的表達(dá)式，并說明其與哪些無量綱數(shù)有關(guān)。12.若要強化管內(nèi)對流換熱，可以采取哪些措施？請從流體物性、流動狀態(tài)、換熱表面等方面進(jìn)行分析。閱讀以下材料，回答問題有一個二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，物體的導(dǎo)熱系數(shù)為λ，在x方向和y方向均有溫度變化。已知物體在x=0處的溫度為T0，在x=L處的溫度為T1，在y=0處的溫度為T2，在y=H處的溫度為T3。邊界條件為：x=0時，q=-λ(?T/?x)=q0；x=L時，T=T1；y=0時，T=T2；y=H時，q=-λ(?T/?y)=q1。13.建立該二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的數(shù)學(xué)模型。14.簡述求解該二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的主要步驟。答案：1.C2.C3.B4.C5.B6.C7.A8.D9.第一類邊界條件：規(guī)定了邊界上的溫度值，如一塊平板放在溫度為T0的恒溫?zé)嵩瓷?，平板表面溫度為T0。第二類邊界條件：規(guī)定了邊界上的熱流密度值，如一根長桿一端絕熱，另一端有給定的熱流密度q0。第三類邊界條件：規(guī)定了邊界上流體與固體表面之間的對流換熱情況，如一個圓柱體表面與周圍流體進(jìn)行對流換熱，已知表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h和流體溫度Tf。10.兩無限大平行平板間輻射換熱的角系數(shù)X1,2=1。物理意義是從平板1發(fā)出的輻射能直接落到平板2上的份額為1，即兩平板間輻射換熱是全輻射換熱。11.Nu=hd/λ，與雷諾數(shù)Re=ρud/μ、普朗特數(shù)Pr=cpμ/λ有關(guān)。12.從流體物性方面：選用導(dǎo)熱系數(shù)大、比熱容大、粘度小的流體。流動狀態(tài)方面：提高流速，增大雷諾數(shù)。換熱表面方面：增加管內(nèi)翅片、采用粗糙管等強化換熱。13.數(shù)學(xué)模型為：λ(?2T/?x2+?2T/?y2)=0，邊界條件：x=0時，-λ(?T/?x)=q0；x=L時，T=T1；y=0時，T=T2；y=