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传热学资料(考研、期末复习)试题库完整传热学试题库完整一、选择题1.传热是指热量的传递过程，下列哪种方式不属于传热？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 声传播2.导热是指热量通过物质的传递方式，下列哪种物质不容易导热？A. 金属B. 液体C. 空气D. 电解质溶液3.对流是指热量通过流体的传递方式，下列哪种不属于对流？A. 对流换热B. 强迫对流C. 自然对流D. 平流4.辐射是指热量通过电磁波的传递方式，下列哪种物质不会产生辐射？A. 固体B. 液体C. 气体D. 真空5.传热过程中，热阻的大小与下列哪个物理量成正比？A. 温度差B. 热传导系数C. 界面面积D. 传热时间二、填空题1.传热领域常用的单位是______。
2.导热系数单位是______。
3.对流换热的常用计算公式是______。
4.辐射热通量的计算公式是______。
5.传热中的温差主要指______和______两个温度。
三、综合题1.某热流量传感器放在常温下的大气中，某时刻传感器表面积为0.1m²，表面温度为40℃，空气温度为25℃，空气流速为3m/s。
已知空气的热导率为0.03W/(m•℃)，求该时刻传感器的散热量。
2.一个房间的窗户宽度为2m，高度为1.5m，窗户玻璃的厚度为5mm，室内外的温度差为20℃，窗户玻璃的热导率为0.5W/(m•℃)，求该时刻窗户传递的热流量。
四、计算题1.有一块铝板，长2m，宽1.5m，厚度为5mm，一个表面温度为100℃，另一个表面温度为25℃，铝的热导率为200W/(m•℃)，求该时刻铝板顶表面传递的热流量。
2.一个腊烛的顶端半球体积为20cm³，被点燃时烧掉的时间为2小时，腊烛的燃烧热释放为5000J/g，求该时刻腊烛顶端单位时间内散热的功率。
3.一个房间的墙体由两块混凝土板组成，每块板的长、宽分别为3m、2m，厚度分别为0.2m、0.1m，两侧表面温度分别为25℃、-5℃，混凝土的热导率为 1.2W/(m•℃)，求该时刻房间墙体单位面积内的传热系数。
专业课复习资料（最新版）
封
面
模拟试题一
一、简答题（42分，每小题6分）
1．图1为一扇形区域中的二维、稳态、无内热源的导热问题，其一侧平直表面维持均匀恒定温度t r r w i ,=的表面绝热，其余表面与温度为t ∞的环境换热，表面传热系数为h ，为用数值法确定区域中的温度分布，在径向和周向分别用定步长∆r 和∆ϕ划分计算区域，节点布置如图1所示。
假定区域的物性参数已知且为常数，试用热平衡法建立节点1和7的离散方程（有限差分方程式）。
（不要求整理）
图1
2．试述Nu 数和Bi
数的区别。
3．试根据速度边界
层和热边界层的概
念，用量级分析的方法，从对流换热的能量微分方程导出二维稳态、常物性、不可压缩流体外掠平板层流边界层流动时的边界层能量微分方程。
4．直径为d 、单位长度电阻为R 、发射率为ε的金属棒，初始时与温度为T ∞的环境处于热平衡状态，后通过电流I ，已知棒与环境的表面传热系数为h 。
试导出通电流期间金属棒温度随时间变化的规律，并写出处于新的热平衡状态的条件。
（不用求解）
5．饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数是否也增加?为什么？
6．何谓漫-灰表面？将实际表面视为漫-灰表面有何实际意义？
7．空调和制冷用的冷却器，其管外装的肋片往往制成百叶窗式肋片，见图2。
试问肋片做成这种形式的意义？。
传热学考试模拟题（含答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、单程转化率指( )A、目的产物量/参加反应的原料量×100%B、目的产物量/进入反应器的原料总量×100%C、目的产物量/生成的副产物量×100%D、参加反应的原料量/进入反应器的原料总量×100%正确答案：D2、在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( )A、反应速率极慢的化学反应过程B、工艺成熟C、一般年产量大于4500t的产品D、操作稳定安全正确答案：A3、两流体所作逆流的换热器是( )A、套管式换热器B、浮头式换热器C、U型管式换热器D、板翅式换热器正确答案：A4、在列管式换热器操作中，不需停车的事故有( )A、自控系统失灵B、换热器列管穿孔C、换热器结垢严重D、换热器部分管堵正确答案：A5、旋涡泵常用的调节方法是( )A、改变泵的转速B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、安装回流支路，改变循环量的大小正确答案：D6、当燃料对比价格≥1，传热温差在( )范围内时，传递单位热量总费用与传热温差成反比。
B、0~20C、0~40D、0~30正确答案：B7、当固定床反应器操作过程中发生超压现象，需要紧急处理时，应按以下哪种方式操作( )A、降低反应温度B、通入惰性气体C、打开出口放空阀放空D、打开入口放空阀放空正确答案：C8、化工生产要认真填写操作记录，差错率要控制在( )以下。
A、5‰B、2%C、1.5‰D、1%正确答案：C9、化工过程中常用到下列类型泵：A.离心泵 B.往复泵 C.齿轮泵 D.螺杆泵。
其中属于正位移泵的是( )。
A、A，B，B、B，C，C、A，D、A正确答案：B10、下列烃类裂解时，乙烯收率由高到低的次序是( )A、烷烃＞单环芳烃＞环烷烃＞多环芳烃B、环烷烃＞单环芳烃＞烷烃＞多环芳烃C、烷烃＞环烷烃＞单环芳烃＞多环芳烃D、环烷烃＞烷烃＞单环芳烃＞多环芳烃正确答案：C11、以下是内插物管换热器使用较广泛的管内插件。
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。
传热学试卷一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分]1． 导温系数是材料 物体内部温度扯平能力 的指标，大小等于 λ/ρC 。
2． 影响强制对流换热的主要因素有 流体的物性，状态，壁面结构。
3． 动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为5/4Re 0296.0x x Nu =，适用条件是Pr=1。
4． 影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。
5． 自膜化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关，其发生的条件是流体处于湍流自然对流。
6． 同一壳管式换热器，逆流布置时对数平均温压最大，顺流布置时对数平均温压最小。
7． 在热辐射分析中，把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。
8． 通常，把k m w ./12.0≤λ的材料称为保温材料。
9． 有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能，它包括本身辐射和反射辐射两部分。
10．傅立叶定律的数学表达式是xt A Q ∂∂-=λ。
二．问答及推导题：（共50分）1.名词解释：（10分）[评分标准：每小题2分]① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量.② 热边界层：在壁面附近温度剧烈变化的薄层.③ 导温系数：ca ρλ= 表示物体内部温度扯平的能力.④ 膜状凝结：凝结液能很好的润湿壁面,在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻.⑤ 太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 22.试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原理。
（10分）答：三种方法（1）流速u 提高，（2）直径d 减小，（3）采用强化的换热面。
—————（6分）原理nf f f Nu Pr Re 023.08.0= 或2.08.0du h ∝———————（4分） 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。
传热学考研试题及答案一、选择题（每题5分，共30分）1. 下列关于热传导的描述，错误的是：A. 热传导是分子热运动的结果B. 热传导不需要介质C. 热传导速度与温度无关D. 热传导是热量从高温物体向低温物体传递的过程答案：C2. 热对流和热传导的主要区别在于：A. 热对流需要介质B. 热对流需要物体运动C. 热对流速度比热传导快D. 热对流是分子热运动的结果答案：B3. 在相同的温度梯度下，导热系数最大的材料是：A. 金属B. 气体C. 液体D. 非金属固体答案：A4. 傅里叶定律描述的是：A. 热对流B. 热传导C. 热辐射D. 热交换答案：B5. 以下哪个不是热传导的边界条件：A. 绝热边界B. 等温边界C. 等压边界D. 牛顿冷却边界答案：C6. 热传导的一维稳态问题中，温度分布与：A. 热流密度成正比B. 热流密度成反比C. 热流密度无关D. 热流密度成线性关系答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律。
答案：傅里叶2. 热对流的驱动力是______。
答案：温度差3. 热辐射不需要______。
答案：介质4. 热交换的三种基本方式是热传导、热对流和______。
答案：热辐射三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述热传导的三种基本形式。
答案：热传导的三种基本形式是导热、对流和辐射。
2. 什么是热传导的傅里叶定律？答案：傅里叶定律描述了在稳态条件下，单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比，公式为：q = -k * (dT/dx)，其中q是热流密度，k是材料的导热系数，dT/dx是温度梯度。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一长方体材料，其尺寸为Lx=0.5m，Ly=0.3m，Lz=0.2m，材料的导热系数k=200W/(m·K)。
若材料的一侧温度为100°C，另一侧温度为0°C，求该材料的热传导率。
答案：热传导率Q = k * A * ΔT / L，其中A为横截面积，L为热传导路径长度。
传热学试题1一、填空题（共20分，每题2分）1.依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流。
2.凡平均温度不高于350℃，导热系数不大于0.12W/(m·K) 的材料称为保温材料。
3.对应管壁总热阻为极小值时的保温层外径称为临界热绝缘直径。
4.格拉晓夫准则的物理意义表征浮升力与粘滞力的相对大小，显示子然对流流态对换热的影响；表达式Gr=23γαltg∆。
5.常物性流体管内受迫流动的充分发展段，沿管长流体的断面平均温度，在常热流边界条件下呈线性规律变化，在常壁温边界条件下呈对数曲线规律变化。
6.一维常物性稳态导热物体中，温度分布与导热系数无关的条件是无内热源。
7.不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，节点的显式差分方程是采用温度对时间的一阶导数向前差分方法获得的，此差分方程具有稳定性条件。
隐式差分格式是温度对时间的一阶导数采用向后差分获得，没有稳定性条件。
显式差分格式中温度对位置的二阶导数采用中心差分格式获得8.减弱膜状凝结换热的主要影响因素有蒸汽含不凝结气体、蒸汽流速高且与液膜重力方向相反。
9.在热辐射分析中，把光谱发射率=发射率=常数的物体称为灰体。
10.有效辐射包括发射辐射和反射辐射两部分能。
二、判断题，对的画√，错的画×（共10分，每小题2分）1.换热器中，冷、热流体通过换热器可能经历的最大温差是热流体进口温度与冷流体进口温度之差。
（√）2.稳态温度场中，温度处处是均匀的。
（×）3.无论在什么条件下，热边界层厚度与流动边界层厚度是相等的。
（×）4.当外径为d2的管道采取保温措施时，应当选用临界绝缘直径d c>d2。
（√）5.蒸汽在水平管束外表面膜状凝结换热时，从上面数的第一排管子的平均换热系数最大。
（√）三、解释名词与基本概念（20分，每小题4分）1.温度梯度在具有连续温度场的物体内，过任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线的法线方向上，称过点P的最大温度变化率为温度梯度，温度增加的方向为正。
2.接触热阻在两个直接接触的固体之间进行导热过程时，由于固体表面不完全平整的接触产生的额外的热阻。
3. 傅里叶准则及其物理意义2δτa Fo = 是表征非稳态导热过程的无量纲时间。
4. 换热器效能表示换热器中的实际传热量与理论上最大可能的传热量之比。
5. 对流换热指流体与固体之间直接接触时导热与热对流同时存在的复杂热传递过程6. 传热单元数NTU反映换热器传热能力的大小。
四、 简答及说明题（共40分，每小题8分）1. 简述相似原理内容。
表述了相似的性质、相似准则间的关系以及判别相似的条件，用相似模型代替实际设备进行试验，从而简化试验规模。
2. 写出Bi 准则，说明（1）Bi ＝0；（2）Bi →∞时，无限大平壁内温度随时间变化的特征，并作图说明之。
λδλh r r Bi h ==3. 为什么改变内部流动截面形状会改变换热效果？试用充分发展段紊流公式0.80.30.023Re Pr f f f Nu =解释之。
管内流动雷诺数υud =Re ，d 的改变会影响雷诺数，进而影响Nu 、h 。
4. 为什么太阳灶的受热面要做成黑色的粗糙表面，而辐射采暖板不涂黑色？5. 试用传热学的理论解释热水瓶保温原理。
五、 计算题（60分）1. 一套管式换热器，假定其传热系数为常数，冷流体的质量流量、比热、进出口温度分别为：0.2kg/s 、4000J/(kg ·K)、40℃和90℃；热流体的质量流量、比热、进口温度分别为：0.2kg/s 、2000J/(kg ·K)、200℃。
试确定最大可能传热量和换热器总效能ε。
（10分）解：由热平衡方程：)'"()"'(22221111t t c q t t c q m m -=-得热流出口温度最大可能传热量：)''()''(21121min min t t c q t t C m -=-=Φ 换热器总效能：)''()"'()''()"'(211121min 11min min t t t t t t C t t C --=--=ΦΦ=ε 2. 如图为一无限大平壁，在其厚度方向x ，划分了n-1等份，间距均为x ∆，其中节点n 为第三类边界条件下的边界节点，大平壁中有一均匀的内热源，内热源强度为V q （W/m 3），采用τ∆不变的定步长的计算，用热平衡法建立一维不稳态导热时，节点n 的节点显式差分方程，并讨论其稳定性条件。
（其中,,,,p f c h t ρλ皆为常数，h 为对流表面传热系数，即对流换热系数）（10分）2)(2)()(11A x t t c q A x A t t h A x t t k n k n p v k nf k n k n ⋅∆∆-=⋅∆+-+∆---τρλ 显式差分格式稳定性条件：1-20≥∆Fo ，即212≤∆∆=∆x a Fo τ 3. 厚度为10cm 的大平板，通过电流时大平板单位体积的发热功率为3×104W ／m 3，平板的一个表面绝热，另一个表面暴露于20℃的空气中。
若空气与表面之间的表面传热系数（即对流换热系数）为60W/(m 2.K)，平板的导热系数为3W/(m.K)，试确定稳态时平板中的最高温度。
（10分）由传热微分方程：v q x t x t c +⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=∂∂λτρ得：τk +k k -2题图022=+∂∂v q x t λ →022=+∂∂λv q x t →1C x q x t v =+∂∂λ→2122C x C x q t v +=+λ令δ=x 得：222|C q t t v w x +-===λδδ 边界条件：x=0时：0=∂∂xt →1C =0 δ=x 时：w x t t ==δ|由传热公式：)(f w t t h x t q -=∂∂-=λ→f v w t hq t +-=δ 联立：222C q t v w +-=λδ f v w t hq t +-=δ，得：λδδ222v v f q h q t C ++= 则温度分布函数：λδδλ2222v v f v x q h q t x q t ++-=，明显x=0时t 最大，此时： λδδ2|20max v v f x q h q t t t ++===4. 流量为0.2kg/s 的冷却水，在内径为12cm 的铜管冷凝器中流过，水的进口温度为27℃，出口温度为33℃,管壁温度维持80℃，试问管长应为多少？（15分） 已知：水的物性参数如下： )()23720.80.4430,4.174,61.810995.7,8.0510,Pr 5.420.023Re Pr Re 10o f p f f f f f t C c kJ kg K W m K kg m m s Nu λρν--==⋅=⨯⋅==⨯==≥解：常壁温时管内水与管壁平均温差：C t t t t t t t t t o fw f wf w f w m 50"'ln )"()'(=-----=∆ 管内水定性温度：30=∆-=m w f t t t ℃νud f =Re ；平均流速2)2(d G u ρπ=；410Re ≥f 为湍流，λhlNu f f f ==4.08.0Pr Re 023.0计算出平均h由热平衡：m f f p t l d h t t Gc ∆⋅=-=Φ4)'"(2π可求出管长。
5. 如右图，若半球半径为2m ，底面被一直径分为2和3两部分，半球内表面1绝热；表面2为灰体，温度为400℃，发射率（黑度）为0.8；表面3为黑体，温度为200℃，1) 计算角系数X 1,2，X 1,3，X 2,1，X 2,3，X 3,1，X 3,2。
2) 画出以上三个面组成的封闭系统的网络图，计算各热阻。
3) 稳态下，表面2与表面3的净辐射换热量。
4) (不用计算)讨论稳态下，表面1与表面3有无净辐射热交换，为什么？5) (不用计算)讨论稳态下，表面1有无净辐射热交换，为什么？（15分） 解：(1)11,31,2==X X 02,33,2==X X由：12,121,2A X A X = 13,131,3A X A X = 2421R A π= 2232R A A π== 得：41411,33,1==X X 41411,22,1==X X (2)2表面热阻：221A R εε-= 3表面为黑体，无表面热阻 1,2面空间热阻：12,12,11A X R = 1,3面空间热阻：13,13,11A X R = (3)净辐射换热量=发射出去的－吸收的32,3312,11222A X E A X E A E b b b --=Φ 23,2213,11333A X E A X E A E b b b --=Φ(4)1与3表面间有辐射热交换，因为1与3的角系数不为无穷大，空间热阻不为0，表面热阻均为0；总热阻不为0，且有辐射力差：13J E b -(5)有，且为负。
因为00332231,3321,2211≠--=--⋅=ΦA E A E A X E A X E A b b b b5题图传热学试题2 一、 填空题（共20分，每小题2分）1.传热过程是由导热、 热对流 、 热辐射 三种基本传热方式组合形成的。
2.导热微分方程式是根据热力学第一定律和傅里叶定律所建立起来的描写物体的温度随 空间和时间 变化的关系式。
3.对流换热过程是靠 导热 和 热对流 两种作用来完成热量传递的。
4. 气体只能辐射和吸收某一定波长范围的能量，即气体的辐射和吸收具有明显的 选择性 ，即仅在某些波长范围内具有辐射和吸收能力,而对应波长范围称为光带。
5. 对服从兰贝特定律的物体，辐射力E 与任意方向辐射强度I 之间的关系式为 E=I π 。
6. 热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了 减少热水与外界的导热和热对流 。
7.自然对流换热在 湍流 条件下发生关于特征长度的自模化现象。
对于自然对流紊流，展开关联式 （ 指数为 n =1/3 ） 后，两边的定型尺寸可以消去；它表明自然对流紊流的表面传热系数与定型尺寸无关，该现象称自模化现象。
利用这一特征，紊流换热实验研究就可以采用较小尺寸的物体进行，只要求实验现象的 Gr · Pr 值处于紊流范围。
8.有效辐射包括 发射辐射 和 反射辐射 两部分能。
9. 不稳态导热采用有限差分方法求解温度场，节点的隐式差分方程是采用 时间的向后 差分方法获得的，此差分方程 无条件 稳定性条件。
