2025年大學大二（能源與動力工程）傳熱傳質學階段測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案填寫在括號內。(總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內)1.下列哪種傳熱方式不需要介質？（）A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.以上都需要2.傅里葉定律描述的是（）。A.熱傳導B.熱對流C.熱輻射D.對流傳熱系數(shù)3.對流傳熱系數(shù)與下列哪個因素無關？（）A.流體的物性B.壁面的粗糙度C.流體的流速D.傳熱面積4.黑體的發(fā)射率為（）。A.0B.0.5C.1D.無窮大5.兩物體間的輻射傳熱速率與下列哪個因素成正比？（）A.兩物體的溫度差B.兩物體的發(fā)射率之和C.兩物體的表面積之和D.以上都不對6.下列哪種材料的導熱系數(shù)最大？（）A.金屬B.陶瓷C.塑料D.橡膠7.努塞爾數(shù)Nu反映了（）。A.流體的導熱能力B.對流換熱的強度C.輻射換熱的強度D.熱傳導的效率8.普朗特數(shù)Pr反映了流體的（）。A.導熱能力與粘性擴散能力之比B.導熱能力與熱擴散能力之比C.粘性擴散能力與熱擴散能力之比D.以上都不對9.穩(wěn)態(tài)導熱時，物體內的溫度分布（）。A.隨時間變化B.不隨時間變化C.與位置無關D.以上都不對10.下列哪種情況屬于自然對流？（）A.風吹過散熱器B.熱水散熱器散熱C.空調制冷D.冰箱制冷第II卷（非選擇題共70分）11.簡答題：簡述熱傳導、熱對流和熱輻射的基本概念及特點。(10分)12.簡答題：寫出傅里葉定律、牛頓冷卻公式和斯蒂芬-玻爾茲曼定律的表達式，并說明各參數(shù)的物理意義。(15分)13.計算題：有一厚度為δ=0.1m的平壁，兩側表面溫度分別為t1=100℃，t2=20℃已知平壁材料的導熱系數(shù)λ=0.5W/(m·K)。求通過平壁的熱流密度q。(15分)14.分析題：材料：在一個封閉的房間內，有一個散熱器。散熱器表面溫度為80℃，房間墻壁溫度為20℃。散熱器的表面積為2m2，墻壁的表面積為50m2。散熱器表面發(fā)射率為0.8，墻壁表面發(fā)射率為0.9。問題：計算散熱器與墻壁之間的輻射傳熱量。(15分)15.論述題：論述強化傳熱的主要途徑和方法，并舉例說明在實際工程中的應用。(15分)答案：1.C2.A3.D4.C5.A6.A7.B8.C9.B10.B11.熱傳導是指物體內部或相互接觸的物體之間，由于分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產生的熱量傳遞現(xiàn)象。特點是熱量傳遞過程中沒有物質的宏觀位移。熱對流是指流體各部分之間發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞過程。特點是熱量傳遞與流體的流動密切相關。熱輻射是指物體通過電磁波來傳遞能量的方式。特點是不需要介質，可在真空中傳播。12.傅里葉定律：q=-λ(dT/dx)，q是熱流密度，λ是導熱系數(shù)，dT/dx是溫度梯度。牛頓冷卻公式：q=h(Tw-T∞)，h是對流傳熱系數(shù)，Tw是壁面溫度，T∞是流體溫度。斯蒂芬-玻爾茲曼定律：E=σT?，E是黑體輻射力，σ是斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，T是黑體表面絕對溫度。13.根據(jù)傅里葉定律q=-λ(dT/dx)，這里dT/dx=(t1-t2)/δ，代入數(shù)據(jù)可得q=-0.5×(100-20)/0.1=400W/m2。14.由斯蒂芬-玻爾茲曼定律，散熱器的輻射力E?=σT??，墻壁的輻射力E?=σT??。輻射傳熱量Q=A?F??(E?-E?)，其中F??=1，A?=2m2。先計算出E?和E?，再代入計算可得Q。15.強化傳熱的主要途徑和方法有：提高傳熱系數(shù)，可通過增加流體流速、增強流體擾