傳熱學(xué)理論知識考核試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）

1.熱流密度q與熱流量??的關(guān)系為（）。

A.q=（A為傳熱面積）

B.q=??A

C.q=

D.無關(guān)系

答案：A。熱流密度是單位面積上的熱流量，根據(jù)定義，q=，其中A為傳熱面積。

2.下列哪種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)最大（）。

A.氣體

B.液體

C.金屬

D.絕熱材料

答案：C。金屬中有大量的自由電子，自由電子的運(yùn)動可以攜帶熱量，所以金屬的導(dǎo)熱系數(shù)一般比氣體、液體和絕熱材料大得多。

3.傅里葉定律的表達(dá)式為（）。

A.??=λA

B.q=λ

C.以上兩者都是

D.以上兩者都不是

答案：C。傅里葉定律既可以用熱流量??表示為??=λA，也可以用熱流密度q表示為q=λ，其中λ為導(dǎo)熱系數(shù)，A為傳熱面積，為溫度梯度。

4.大容器飽和沸騰時，隨著壁面過熱度Δt=的增加，沸騰曲線經(jīng)歷的階段依次為（）。

A.自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰

B.核態(tài)沸騰、自然對流、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰

C.自然對流、過渡沸騰、核態(tài)沸騰、膜態(tài)沸騰

D.自然對流、核態(tài)沸騰、膜態(tài)沸騰、過渡沸騰

答案：A。大容器飽和沸騰曲線表明，當(dāng)壁面過熱度較小時，主要是自然對流；隨著過熱度增加，進(jìn)入核態(tài)沸騰階段，此時氣泡大量產(chǎn)生；繼續(xù)增加過熱度，進(jìn)入過渡沸騰階段，傳熱情況不穩(wěn)定；最后進(jìn)入膜態(tài)沸騰階段，加熱面被蒸汽膜覆蓋。

5.流體在管內(nèi)強(qiáng)制對流換熱時，當(dāng)Re>且Pr>0.6時，可采用迪圖斯貝爾特公式計算對流換熱系數(shù)，該公式適用的條件還有（）。

A.流體被加熱時n=0.4，流體被冷卻時n=0.3

B.流體被加熱時n=0.3，流體被冷卻時n=0.4

C.與流體被加熱或冷卻無關(guān)

D.以上都不對

答案：A。迪圖斯貝爾特公式為Nu=0.023RP，當(dāng)流體被加熱時n=0.4，流體被冷卻時n=0.3。

6.輻射換熱的特點(diǎn)不包括（）。

A.不需要介質(zhì)

B.具有方向性

C.服從傅里葉定律

D.伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換

答案：C。輻射換熱不需要介質(zhì)，可以在真空中進(jìn)行；輻射具有方向性；輻射換熱過程中，熱能先轉(zhuǎn)化為電磁波能，被吸收后再轉(zhuǎn)化為熱能。而傅里葉定律是描述導(dǎo)熱的定律，輻射換熱不服從傅里葉定律。

7.黑體的輻射力與熱力學(xué)溫度T的（）成正比。

A.一次方

B.二次方

C.三次方

D.四次方

答案：D。根據(jù)斯蒂芬玻爾茲曼定律，=σ，其中σ為斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)，所以黑體的輻射力與熱力學(xué)溫度的四次方成正比。

8.下列關(guān)于傳熱系數(shù)K的說法正確的是（）。

A.K表示冷熱流體間傳熱的能力，K越大，傳熱能力越強(qiáng)

B.K只與熱流體的性質(zhì)有關(guān)

C.K只與冷流體的性質(zhì)有關(guān)

D.K與冷熱流體的性質(zhì)都無關(guān)

答案：A。傳熱系數(shù)K綜合反映了冷熱流體間傳熱的能力，K值越大，單位時間、單位傳熱面積上的傳熱量就越大，傳熱能力越強(qiáng)。它與冷熱流體的性質(zhì)、流動情況以及傳熱面的狀況等都有關(guān)系。

9.對于通過多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程，各層的熱阻分別為、、，則總熱阻R為（）。

A.R=++

B.R=

C.R=

D.以上都不對

答案：A。對于多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，各層熱阻串聯(lián)，總熱阻等于各層熱阻之和，即R=++。

10.熱擴(kuò)散率α的表達(dá)式為（）。

A.α=

B.α=λρ

C.α=

D.以上都不對

答案：A。熱擴(kuò)散率α反映了物體內(nèi)溫度擴(kuò)散的能力，其表達(dá)式為α=，其中λ為導(dǎo)熱系數(shù)，ρ為密度，為定壓比熱容。

二、填空題（每題3分，共30分）

1.導(dǎo)熱系數(shù)的單位是______。

答案：W/(m·K)。導(dǎo)熱系數(shù)表示單位溫度梯度下單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量，根據(jù)傅里葉定律推導(dǎo)可得其單位為W/(m·K)。

2.自然對流換熱是指______。

答案：由于流體內(nèi)部溫度分布不均勻?qū)е旅芏炔煌鸬牧黧w流動所產(chǎn)生的換熱現(xiàn)象。自然對流中，流體的流動是由自身的溫度差引起的密度差異導(dǎo)致的，不需要外力的強(qiáng)制作用。

3.努塞爾數(shù)Nu的物理意義是______。

答案：表征對流換熱強(qiáng)度的無量綱數(shù)，它反映了對流換熱與導(dǎo)熱的相對大小。Nu=，其中h為對流換熱系數(shù)，L為特征長度，λ為流體的導(dǎo)熱系數(shù)。Nu越大，說明對流換熱相對導(dǎo)熱越強(qiáng)烈。

4.灰體是指______。

答案：光譜吸收比與波長無關(guān)的物體?；殷w的吸收比不隨波長變化，在輻射換熱計算中，很多實際物體可以近似看作灰體，從而簡化計算。

5.對于無限大平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，平壁內(nèi)的溫度分布是______。

答案：線性分布。在無限大平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，根據(jù)傅里葉定律和穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的特點(diǎn)，通過積分可以得到平壁內(nèi)的溫度分布為線性分布。

6.對流換熱的基本計算式是______。

答案：牛頓冷卻公式??=hAΔt或q=hΔt。其中??為熱流量，q為熱流密度，h為對流換熱系數(shù)，A為傳熱面積，Δt為流體與壁面的溫差。

7.斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)σ的值為______。

答案：5.67×W/(·)。斯蒂芬玻爾茲曼定律=σ描述了黑體的輻射力與熱力學(xué)溫度的關(guān)系，其中σ為該定律的常數(shù)。

8.熱阻的概念可以用于分析______和_