2012传热学模拟试题及参考答案(华科)

传热学试题库含参考答案（2）《传热学》试题库第⼀章概论⼀、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热⾯上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发⽣相对位移的情况下，物质微粒(分⼦、原⼦或⾃由电⼦)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合⽤的热量传递过程，称为表⾯对流传热，简称对流传热。

5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。

同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。

这样，物体发出和接收过程的综合结果产⽣了物体间通过热辐射⽽进⾏的热量传递，称为表⾯辐射传热，简称辐射传热。

6．总传热过程：热量从温度较⾼的流体经过固体壁传递给另⼀侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热⾯当流体温度与壁⾯温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。

对流传热系数表⽰对流传热能⼒的⼤⼩。

8．辐射传热系数：单位时间内单位传热⾯当流体温度与壁⾯温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。

辐射传热系数表⽰辐射传热能⼒的⼤⼩。

9．复合传热系数：单位时间内单位传热⾯当流体温度与壁⾯温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。

复合传热系数表⽰复合传热能⼒的⼤⼩。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能⼒的⼤⼩。

数值上表⽰传热温差为1K时，单位传热⾯积在单位时间内的传热量。

四、简答题1．试述三种热量传递基本⽅式的差别，并各举1～2个实际例⼦说明。

（提⽰：从三种热量传递基本⽅式的定义及特点来区分这三种热传递⽅式）2．请说明在传热设备中，⽔垢、灰垢的存在对传热过程会产⽣什么影响?如何防⽌?（提⽰：从传热过程各个环节的热阻的⾓度，分析⽔垢、灰垢对换热设备传热能⼒与壁⾯的影响情况）3. 试⽐较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各⾃的单位是什么?（提⽰：写出三个系数的定义并⽐较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4．在分析传热过程时引⼊热阻的概念有何好处?引⼊热路欧姆定律有何意义?（提⽰：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作⽤。

传热学试题含参考答案《传热学》试题库第⼀章概论⼀、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热⾯上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发⽣相对位移的情况下，物质微粒(分⼦、原⼦或⾃由电⼦)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合⽤的热量传递过程，称为表⾯对流传热，简称对流传热。

5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。

同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。

这样，物体发出和接收过程的综合结果产⽣了物体间通过热辐射⽽进⾏的热量传递，称为表⾯辐射传热，简称辐射传热。

6．总传热过程：热量从温度较⾼的流体经过固体壁传递给另⼀侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热⾯当流体温度与壁⾯温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。

对流传热系数表⽰对流传热能⼒的⼤⼩。

8．辐射传热系数：单位时间内单位传热⾯当流体温度与壁⾯温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。

辐射传热系数表⽰辐射传热能⼒的⼤⼩。

9．复合传热系数：单位时间内单位传热⾯当流体温度与壁⾯温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。

复合传热系数表⽰复合传热能⼒的⼤⼩。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能⼒的⼤⼩。

数值上表⽰传热温差为1K时，单位传热⾯积在单位时间内的传热量。

四、简答题1．试述三种热量传递基本⽅式的差别，并各举1～2个实际例⼦说明。

（提⽰：从三种热量传递基本⽅式的定义及特点来区分这三种热传递⽅式）2．请说明在传热设备中，⽔垢、灰垢的存在对传热过程会产⽣什么影响?如何防⽌?（提⽰：从传热过程各个环节的热阻的⾓度，分析⽔垢、灰垢对换热设备传热能⼒与壁⾯的影响情况）3. 试⽐较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各⾃的单位是什么?（提⽰：写出三个系数的定义并⽐较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4．在分析传热过程时引⼊热阻的概念有何好处?引⼊热路欧姆定律有何意义?（提⽰：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作⽤。

一、计算题 1、某平板节点划分如图所示，各网格边长均为0.1xm。导热系数

50W/m℃，左、右、上边温度均为40℃，下边与80ft℃，1000W/m℃的流体进行对流换热。试写出节点的热平衡方程式，并求1、2、3的节点温度

2、250C的热电偶被置于温度为2500C的气流中，设热电偶节点可以近似看成球形，要使其时间常数sc1，问热节点的直径为多大？忽略热电偶引线的影响，

且热节点与气流间的表面传热系数为h=300W/(m2K)，热节点材料的物性参数为：导热系数为20W/(m·K)，8500kg/m3，400cJ/kgk如果气流与热节点间存在着辐射换热，且保持热电偶时间常数不变，则对所需热节点直径大小有和影响？ 3、已知：一直管内径为16cm，流体流速为1.5m/s，平均温度为10℃，换热进入充分发展阶段。管壁平均温度与液体平均温度的差值小于10℃，流体被加热。 求：试比较当流体分别为氟利昂134a及水时对流换热表面传热系数的相对大小。（10℃下水及R134a的物性参数各为： R134a：0.0888W/mK；620.201810m/s；3.91rp.

水：0.574W/mK；621.30610m/s；9.52rp.） 4、为20℃的空气，以10m/s的速度纵向流过一块长200mm，温度60℃的平板。求离平板前沿50mm,100mm处的流动边界层和热边界层厚度。并求得平板与流体之间的换热量。（平板宽为1mm）

（40℃的空气物性参数为：0.0276/WmK，6216.9610m/sv，Pr0.699） 5、试证明：在两个平行平板之间加上n块遮热板后，辐射换热量将减小到无遮

热板时的)1/(1n。假设各板均为漫灰表面，且发射率相同，皆为，板的面积皆为A。 6、（20分）质量流量为2000kg/h的变压器油在螺旋盘管中流过，油温从1'80Ct

传热学试题库含参考答案《传热学》试题库第一章概论一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。

5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。

同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。

这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。

6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。

对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。

复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。

数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。

四、简答题1．试述三种热量传递基本方式的差别，并各举1～2个实际例子说明。

（提示：从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式）2．请说明在传热设备中，水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止?（提示：从传热过程各个环节的热阻的角度，分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况）3.试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别，它们各自的单位是什么?（提示：写出三个系数的定义并比较，单位分别为W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)）4．在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义?（提示：分析热阻与温压的关系，热路图在传热过程分析中的作用。

试题A ：一、简答题（每题4分，共40分）1．黑体的单色辐射率最大位置随温度升高是向长波方向还是向短波方向移动？这种移动的规律是由哪个定律确定的？答：向短波方向移动，维恩位移定律2．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热蒸汽的传热过程次序为什么？答：复合换热、导热、对流换热3．绝热边界是第几类边界条件？边界上的温度梯度是多少？答：第二类边界条件，边界上的温度梯度为零。

4．半径为R 的长圆柱，水平放置在空气中冷却，已知空气的表面传热系数为h ，导热系数为1λ，圆柱体的导热系数为2λ。

请写出此时的毕渥数与努塞尔数。

答：2λhR Bi =1λhRNu =5．有一表面为灰体的物体放在一个大房间中，房间可看做黑体。

试画出由该两个表面构成的封闭空间的辐射换热网络图。

（房间面积与物体表面积相比可以认为无限大）6．暖气片的肋片加在空气侧，请解释原因？答：空气侧对流热阻比水侧对流热阻以及管壁的导热热阻大很多，所以肋片加在空气侧，可以减小总热阻，明显增大传热系数。

7．Bi 数满足什么条件，就可以使非稳态导热问题按第三类边界条件所求解的结果转化为第一类边界条件的解？为什么？答：假设Bi 数为无穷大，此时表面温度与周围流体温度相等，为第一类边界条件。

8．已知某黑体向外发出的定向辐射强度为)/(100002sr m W I ⋅=，求该黑体的温度为多少？Ｔ＝863Ｋ9．肋效率是不是越高越好？当肋效率1=f η时，肋高是多少？答：肋效率不是越高越好。

肋片高度分别为0时肋效率1=f η。

10．有两块平行放置的大平壁，其中之一是黑体，另一块是灰体。

若两者温度相等。

试问黑体与灰体中哪个辐射力大？黑体与灰体之中哪个有效辐射大？为什么？ 答：黑体的辐射力大。

有效辐射两者相等，因为处于热平衡，J ＝E b 。

二、实验题（10分）写出水自然对流换热实验的数据整理成的公式形式，实验中如何实现自然对流换热？实验装置中的冷却管和辅助加热管有什么作用？ 答：n Pr Gr C Nu )(•= 4分为实现自然对流换热应使测试管与水的温差足够小。

2012年 供热、供燃气、通风及空调工程《高等传热学》期末考试试题一、 （15分）如图，平壁上有一异形肋，其外表面为抛物面，肋基处半径为R ，肋高为H 。

肋基处加入定常热流q ，肋表面与温度为f t ，对流放热系数为h 的流体接触。

试写出该肋稳态温度场的完整数学描述。

二、（10分）对某非圆管道进行大量的换热实验，总结得到的换热准则关联式为：0.80.3Nu 0.056Re Pr =⋅，该公式中的定型尺寸为水力直径h d 。

现希望采用圆管的经典公式（Dittus-Boelter 公式）：0.80.3Nu 0.023Re Pr =⋅进行计算，请问：（1）该非圆管道采用水力直径进行计算的形状修正系数ϕ是多少？（2）该非圆管道的换热当量直径e d 为多少？三、（15分）现有一宽度为W 的铁皮，可以制作成圆管、正方形管和椭圆管，其中椭圆管的短轴a 与长轴b 之比a/b=0.5。

假设管道内是成熟发展的层流换热，边界条件为横向等壁温，纵向等壁热流，请根据教材中的已知成果，计算对流换热系数的比值21/h h 与31/h h （1、2、3分别表示圆管、正方形管、椭圆管）。

能否据此数据判断哪种管用于换热器最好，试讨论之。

四、（15分）假设圆管内的速度分布遵循近壁速度型。

5y +≤时的无因次速度为，u y ++=；当30y +≥时，2.5ln 5.5u y ++=+。

（1）在530y +≤≤区间内，u +与y +的关系是如何导出的。

试推导之（5分）（2），已知圆形风管直径400mm ，管内空气流量904.8m 3/h ，已知空气的运动粘度为51.610-⨯m 2/s 。

请求解：（a ）风管内的最大流速；（b ）距离管壁100mm 出的风速；（c ）5y +=和30y +=对应的离壁距离分别是多少mm 。

（10分）五（15分）半无限大平壁0x =的表面处绝热，开始时，0x l <<段，温度分布为0t t kx =+（0k >），x l≥以后，温度恒定为0t t kl ≡+，无内热源。

13、（5分）换热器热计算中为什么要用“平均传热温差”的概念？目前广泛采
用的对数平均温差计算公式是不是严格精确的平均温差？说明你的判断及理由？
答：1、因为换热器冷热流体间的温差沿程是不断变化的，当利用传热方程计算整个传热面上的热流量时，必须使用整个传热面上的平均温差。

2、对数平均温差不是严格精确的平均温差，是建立在4个假设的基础上的：（1）冷热流体的质量流量及比热容在整个换热面上是常量；（2）传热系数在整个换热面上不变；（3）换热器无散热损失；（4）换热面中沿管子轴向的导热量忽略不计。

14、（3分）肋片加在表面换热系数大的一侧与加在表面换热系数小的一侧哪一种强化传热的效果好？试解释其主要原因？
答：肋片加在表面换热系数小的一侧强化换热的效果好，因为表面换热系数小的一侧在整个传热过程中热阻占主要部分，加肋片后可以增加换热面积，显著地减小该侧的表面热阻，从而使传热系数增大，增强换热；而表面换热系数大的一侧在传热过程中表面热阻本来就小，加肋片后对整个传热过程热阻的改变很小，所以不能有效地强化换热。

15、（3分）用热水散热器来采暖（管内热水加热加热管外空气），如果不改变热水温度，只增加热水流速，能不能显著增加散热量？为什么？
答：由于热水在管内流动，管侧表面换热系数，所以当热水流速增加时，
0.8
i i i h c u 换热系数的增长率小于速度增长率，即不能显著地增加散热量。

传热学（一）本试题分两部分，第一部分为选择题， 1 页至 2 页，每二部分为非选择题， 3 页至 7 页，共 7 页；选择题 20 分，非选择题 80 分，满分 100 分。

考试时间 150 分钟。

第一部分选择题一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（）A ．复合换热、导热、对流换热B ．导热、对流换热、复合换热C ．对流换热、复合换热、导热D ．复合换热、对流换热、导热2 ．温度对辐射换热的影响对对流换热的影响。

（）A ．等于B ．大于C ．小于D ．可能大于、小于3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A ． 8 × 10 4 W/m 2B ． 6 × 10 4 W/m 2C ． 7 × 10 4 W/m 2D ． 5 × 10 4 W/m24 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。

（）A ．＞ 50B ．＝ 80C ．＜ 50D ．＝ 1005 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）A ．热对流B ．复合换热C ．对流换热D ．导热6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（）A ． kB ．λC ．α cD ．α7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（）A ．重力和惯性力B ．惯性和粘性力C ．重力和粘性力D ．浮升力和粘性力8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？A ．磨光的银B ．无光泽的黄铜C ．各种颜色的油漆D ．粗糙的沿9 ．在热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率同温度下该物体的黑度。

（）A ．大于B ．小于C ．恒等于D ．无法比较10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（）A ．辐射换热B ．热辐射C ．热对流D ．无法确定第二部分非选择题二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11 ．已知某大平壁的厚度为 10mm ，材料导热系数为 45W/(m · K) ，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。

《传热学》考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。

试解释原因。

（ ）2、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。

试从传热的观点分析原因。

（ ）3、试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。

（ ）4、冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度t 高于0℃，有人却发现地面上结有—层簿冰，试解释原因（若不考虑水表面的蒸发）。

（ ）姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------5、一维无内热源、平壁稳态导热的温度场如图所示。

试说明它的导热系数λ是随温度增加而增加，还是随温度增加而减小？（）6、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？（）7、两种几何尺寸完全相同的等截面直肋，在完全相同的对流环境（即表面传热系数和流体温皮均相同）下，沿肋高方向温度分布曲线如图所示。

请判断两种材料导热系数的大小和肋效率的高低？（）8、用套管温度计测量容器内的流体温度，为了减小测温误差，套管材料选用铜还是不锈钢？（）9、工程中应用多孔性材料作保温隔热，使用时应注意什么问题？为什么？（）10、一直径为d。

，单位体积内热源的生成热Φ的实心长圆柱体，向温度为t∞的流体散热，表面传热系数为h。

试列出圆柱体中稳态温度场的微分方程式及定解条件。

（）11、由导热微分方程可知，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。

传热学练习题与参考答案一、单选题（共56题，每题1分，共56分）1.水在无相变时在圆形管内强制湍流，对流传热系数αi为1000W ／（m2·℃）若将水的流量增加1倍，而其他条件不变，则αi为( )A、1741B、500C、2000D、不变正确答案：A2.在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该( )A、不确定B、增大C、不变D、变小正确答案：B3.对自催化反应A+P→P+S而言，必然存在最优反应时间，使反应的( )最大。

A、转化率B、反应速率C、收率D、选择性正确答案：B4.工业生产中，沸腾传热应设法保持在( )A、过渡区B、自然对流区C、膜状沸腾区D、核状沸腾区正确答案：D5.当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说( )A、当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍B、在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍C、串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍D、串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍正确答案：A6.泵若需自配电机，为防止电机超负荷，常按实际工作的( )计算轴功率N，取（1.1-1.2）N作为选电机的依据。

A、最大流量B、最大扬程C、最小扬程D、最小流量正确答案：A7.若被输送的流体黏度增高，则离心泵的压头( )A、提高B、不变C、降低正确答案：C8.对管束和壳体温差不大，壳程物料较干净的场合可选( )换热器。

A、U型管式B、套管式C、固定管板式D、浮头式正确答案：C9.与平推流反应器比较，进行同样的反应过程，全混流反应器所需要的有效体积要( )A、相同B、无法确定C、小D、大正确答案：D10.有机化合物及其水溶液作为载冷剂使用时的主要缺点是( )A、凝固温度较高B、价格较高C、腐蚀性强D、载热能力小正确答案：B11.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为( )A、T升高，λ增大B、T升高，λ减小C、T升高，λ可能增大或减小D、T变化，λ不变正确答案：A12.为防止反应釜中的物料被氧化，可采用以下措施( )A、向反应釜通空气B、将反应釜的物料装满C、向反应釜通N2气或水蒸汽D、对反应釜抽真空正确答案：C13.化工厂常见的间壁式换热器是( )。

传热学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪种物质的导热系数最大？A. 空气B. 铜C. 水D. 玻璃答案：B2. 热传导的三种基本方式是？A. 对流、辐射、传导B. 对流、传导、扩散C. 传导、对流、扩散D. 传导、对流、辐射答案：D3. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式？A. 对流B. 辐射C. 传导D. 扩散答案：C4. 黑体辐射的特点是？A. 只吸收不辐射B. 只辐射不吸收C. 吸收和辐射能力最强D. 吸收和辐射能力最弱答案：C5. 热对流与流体的哪种性质有关？A. 密度B. 粘度C. 比热容D. 导热系数答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 热传导的微观机制主要是通过______传递。

答案：分子振动2. 根据牛顿冷却定律，物体温度下降的速率与物体温度与周围环境温度之差成正比，其比例常数称为______。

答案：冷却系数3. 辐射传热中，物体的辐射能力与其表面的______有关。

答案：黑度4. 热对流中，流体的流动状态可以分为层流和______。

答案：湍流5. 热传导的基本定律是______定律。

答案：傅里叶三、简答题（每题5分，共20分）1. 请简述热传导的基本原理。

答案：热传导是热量通过物体内部分子、原子或电子的振动和碰撞传递的过程，不需要介质，是分子内部能量的传递。

2. 什么是热对流？请举例说明。

答案：热对流是指由于流体的宏观运动导致热量的传递，例如加热器加热水时，水的上下对流使得整个容器的水温度升高。

3. 黑体辐射的定律是什么？答案：黑体辐射定律，也称为普朗克定律，指出在任何温度下，黑体的辐射强度与其温度的四次方成正比。

4. 为什么说热辐射是远距离传热的主要方式？答案：热辐射不需要介质，可以在真空中传播，因此是远距离传热的主要方式，如太阳辐射到地球。

四、计算题（每题10分，共20分）1. 假设一个铜块的厚度为5cm，两侧温差为100℃，铜的导热系数为400W/m·K，试计算该铜块的热传导率。

传热学试题及答案一、选择题1. 热传导的基本定律是什么？A. 牛顿冷却定律B. 傅里叶定律C. 斯托克斯定律D. 普朗克辐射定律答案：B2. 以下哪个不是热传导的边界条件？A. 狄利克雷边界条件B. 诺伊曼边界条件C. 罗宾边界条件D. 牛顿第二定律答案：D3. 根据傅里叶定律，热量的传递速率与温度梯度成正比，这个比例系数被称为：A. 热导率B. 比热容C. 热扩散率D. 热膨胀系数答案：A二、填空题4. 热传导方程是描述______在物体内部传递的偏微分方程。

答案：热量5. 热对流是指由于______引起的热量传递过程。

答案：流体运动6. 辐射传热不依赖于______的存在。

答案：介质三、简答题7. 简述热传导、热对流和热辐射三种传热方式的区别。

答案：热传导是通过物体内部分子振动和自由电子运动传递热量的过程，不需要流体介质；热对流是通过流体的宏观运动传递热量的过程，需要流体介质；热辐射是通过电磁波传递热量的过程，不依赖于介质，可以在真空中进行。

四、计算题8. 一个长方体金属块，其尺寸为L×W×H，热导率为k，初始温度为T0。

若金属块的一侧表面被加热至温度T1，求经过时间t后，该表面中心点的温度。

答案：根据傅里叶定律和热传导方程，经过时间t后，金属块表面中心点的温度可以通过以下公式计算：\[ T(x, y, z, t) = T0 + \frac{(T1 - T0)}{2} \cdot\text{erfc}\left(\frac{x}{2\sqrt{k\alpha t}}\right) \] 其中，α是热扩散率，erfc是互补误差函数。

五、论述题9. 论述在不同工况下，热交换器的传热效率如何受到影响，并提出提高热交换器传热效率的方法。

答案：热交换器的传热效率受多种因素影响，包括流体的流速、温度差、流体的物性参数、热交换器的结构和材料等。

提高热交换器传热效率的方法包括增加流体的流速、增大温度差、选择具有高热导率的材料、优化热交换器的结构设计等。

传热学试题及答案### 传热学试题及答案#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 传热的基本方式有三种，分别是：- A. 导热、对流、辐射- B. 热传导、热对流、热辐射- C. 热传递、热交换、热辐射- D. 热对流、热辐射、热交换答案：B2. 稳态导热的基本定律是：- A. 牛顿冷却定律- B. 傅里叶定律- C. 斯特藩-玻尔兹曼定律- D. 狄利克雷定律答案：B3. 以下哪种情况下，导热系数会改变：- A. 材料的厚度- B. 材料的温度- C. 材料的密度- D. 材料的导热面积答案：B4. 对流换热与以下哪一项无关：- A. 流体的流动状态- B. 流体的物性参数- C. 流体的体积- D. 流体的流速答案：C5. 辐射换热的特点包括：- A. 需要介质传播- B. 具有方向性- C. 可以在真空中进行- D. 与物体的表面状态无关答案：C#### 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述傅里叶定律的物理意义及其表达式。

答案：傅里叶定律描述了稳态条件下导热的基本规律，即热量的传递量与温度梯度成正比，与导热面积和材料的导热系数有关。

其表达式为：\[ Q = -k \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x} \]，其中\( Q \) 为热量，\( k \) 为导热系数，\( A \) 为面积，\( \Delta T \) 为温差，\( \Delta x \) 为厚度。

2. 什么是自然对流换热？其与强制对流换热有何不同？答案：自然对流换热是由于流体密度差异引起的流体自然上升或下沉，形成对流循环的过程。

与强制对流换热不同，自然对流换热不依赖于外部力（如泵或风扇）来驱动流体流动，而是依赖于流体内部的温度差异。

3. 描述斯特藩-玻尔兹曼定律的主要内容。

答案：斯特藩-玻尔兹曼定律表明，一个黑体单位面积在单位时间内辐射出的总辐射能量与该黑体的绝对温度的四次方成正比。