中南大学传热学试题+答案

《传热学》、单项选择题(每小题2分，共20 分)1对于过热器中：高温烟气A. 复合换热、导热、对流换热C.对流换热、复合换热、导热2. 导温系数的物理意义是A. 表明材料导热能力的强弱C.反映材料传播温度变化的能力3•热传递的三种基本方式为A.导热、热对流和传热过热C. 导热、热对流和热辐射4. 对流换热系数为1000W/ (m2?K)、流密度为A.8 XI04 W/m24 2C. 7 >0 W/m5. 空间辐射热阻与__A .表面尺寸C •表面间的相对位置6. 当管长远大于管径时，A.横放时小C.与横竖放无关B. 导热、热对流和辐射换热D.导热、辐射换热和对流换热温度为77 C的水流经27 C的壁面, (B. 6 >104 W/m2D.5 >04 W/m2站点:专业年级:姓名:学号:闭卷7外壁7内壁7过热蒸汽的传热过程次序为(B.导热、对流换热、复合换热D.复合换热、对流换热、导热B.反映了材料的储热能力D.表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料无关。

其对流换热的热)B.表面粗糙度D .表面形状圆管横向布置时的管外膜状凝结换热系数与竖放时相比,B.横放时大D.无法比较二、填空题(每小题2分，共20分)7•炉墙内壁到外壁的热传递过程为 A.热对流C.复合换热8. 下述哪种气体可以看作热辐射透明体 A.二氧化碳C.水蒸汽 9. 下列哪种设备不属于间壁式换热器A.1-2型管壳式换热器？ C.套管式换热器 10•高温过热器常采用__ A •顺流C •逆流B.对流换热 D.导热(T B. D. =的气体)? 空气 二氧化硫气体 B. 2-4型管壳式换热器 D.回转式空气预热器布置方式。

B .顺流和逆流混合 D .顺流和交叉流混合中国矿业大学2006〜2007学年第一学期脱产班1. 已知一换热过程的温差为 100 C ，热流量为10kW ，则其热阻为 ______________2. ____________________________________________ 为了达到降低壁温的目的，肋片应装在 ____________________________________________ 一侧。

传热学复习题及其答案（Ⅰ部分）一、 概念题1、试分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。

答：有以下换热环节及传热方式：（1） 由热水到暖气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热； （2） 由暖气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 由暖气片管道外壁到室内空气，热传递方式有自然对流换热和辐射换热。

2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程，各个环节有哪些热量传递方式？答：有以下换热环节及传热方式：（1） 室内空气到墙体内壁，热传递方式为自然对流换热和辐射换热； （2） 墙的内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 墙的外壁到室外空气，热传递方式有对流换热和辐射换热。

3、何谓非稳态导热的正规阶段？写出其主要特点。

答：物体在加热或冷却过程中，物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，物体初始温度分布的影响逐渐消失，这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。

4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式，并说明其物理意义。

答：（1）努塞尔(Nusselt)数，λlh Nu =，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。

（2）雷诺(Reynolds)数，νlu ∞=Re ，它表示惯性力和粘性力的相对大小。

（3）普朗特数，aν=Pr ，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。

（4）毕渥数，λlh B i =，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。

5、竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加还是减小？为什么？。

答：竖壁倾斜后，使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一部分，液膜流 动变慢，从而热阻增加，表面传热系数减小。

另外，从表面传热系数公式知，公式中的g 亦要换成θsin g ，从而h 减小。

6、按照导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？ 答：根据导热机理可知，固体导热系数大于液体导热系数；液体导热系数大于气体导热系数。

《传热学》复习题一、判断题1．稳态导热没有初始条件。

（）2．面积为A的平壁导热热阻是面积为1的平壁导热热阻的A倍。

（）3．复合平壁各种不同材料的导热系数相差不是很大时可以当做一维导热问题来处理（）4．肋片应该加在换热系数较小的那一端。

（）5．当管道外径大于临界绝缘直径时，覆盖保温层才起到减少热损失的作用。

（）6．所谓集总参数法就是忽略物体的内部热阻的近视处理方法。

（）7．影响温度波衰减的主要因素有物体的热扩散系数，波动周期和深度。

（）8．普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

（）9. 傅里叶定律既适用于稳态导热过程，也适用于非稳态导热过程。

（）10.相同的流动和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换热系数就较小。

（）11、导热微分方程是导热普遍规律的数学描写，它对任意形状物体内部和边界都适用。

( )12、给出了边界面上的绝热条件相当于给出了第二类边界条件。

( )13、温度不高于350℃，导热系数不小于0.12w/(m.k)的材料称为保温材料。

( )14、在相同的进出口温度下，逆流比顺流的传热平均温差大。

( )15、接触面的粗糙度是影响接触热阻的主要因素。

( )16、非稳态导热温度对时间导数的向前差分叫做隐式格式，是无条件稳定的。

( )17、边界层理论中，主流区沿着垂直于流体流动的方向的速度梯度零。

( )18、无限大平壁冷却时，若Bi→∞，则可以采用集总参数法。

( )19、加速凝结液的排出有利于增强凝结换热。

( )20、普朗特准则反映了流体物性对换热的影响。

( )二、填空题1．流体横向冲刷n排外径为d的管束时，定性尺寸是。

2．热扩散率（导温系数）是材料指标，大小等于。

3．一个半径为R的半球形空腔，空腔表面对外界的辐射角系数为。

4．某表面的辐射特性，除了与方向无关外，还与波长无关，表面叫做表面。

5．物体表面的发射率是ε，面积是A，则表面的辐射表面热阻是。

6．影响膜状冷凝换热的热阻主要是。

传热学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不属于热传导的基本特征？A. 无需介质传递B. 可以发生在固体、液体和气体中C. 遵循热量自高温物体向低温物体的传递D. 传递的速度与介质的热容量无关答案：D2. 热传导的传热率与以下哪个因素有关？A. 温度差B. 介质厚度C. 介质面积D. 介质密度答案：A3. 热辐射是指物体通过哪种方式传递热量？A. 直接接触B. 气体流动C. 电磁波辐射D. 液体对流答案：C4. 以下哪个物理量可以描述热传递的方向？A. 热传导率B. 热传导模型C. 温度梯度D. 热量传递速率答案：C5. 哪个表达式可以用来计算热传导率？A. 热流密度/温度梯度B. 温度差/时间C. 热能/单位面积D. 质量/时间答案：A二、简答题1. 什么是传热学？传热学是研究热量在物质中的传递过程的科学，通过研究传热学可以了解热量如何从一个物体传递到另一个物体，以及传热的速度和特性。

2. 热传导、热辐射和热对流分别是什么？热传导是指通过物体内部的分子间碰撞传递热量的过程，热辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程，热对流是指通过流体的流动传递热量的过程。

3. 温度梯度对热传导有何影响？温度梯度是指物体温度变化在空间上的分布情况，温度梯度越大，热传导速率越快。

当温度梯度很大时，热量会迅速从高温区域传递到低温区域。

4. 热传导常用的计算方法有哪些？常用的热传导计算方法有傅里叶热传导定律和热传导方程等。

傅里叶热传导定律是热传导定律的基本方程，可以描述热量在固体中传递的规律。

热传导方程则是用来描述非稳态热传导过程的方程。

5. 影响热辐射强度的因素有哪些？影响热辐射强度的因素有物体的温度、表面性质和波长等。

温度越高，热辐射强度越大；物体表面的性质也会影响热辐射强度，比如表面的发射率；波长则是指热辐射的电磁波的波长，不同波长的热辐射具有不同的强度。

三、分析题1. 如果有两个物体，一个是金属，一个是木材，它们的表面积和温度差都相同，哪个物体的热传导更快？金属的热传导更快。

中南⼤学传热学试题+答案传热学（机械 2009级）试题参考答案及评分标准2011-- 2012学年下学期时间 120分钟传热学课程 32 学时 2 学分考试形式：开卷专业年级：机械 09级总分 100分，占总评成绩 70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上⼀、填空（每空 1分，总计 20分）1. 传热的三种基本⽅式有热传导、热辐射、热对流。

2. 毕渥数是导热分析中的⼀个重要的⽆因次准则，它表征了固体内部导热热阻与界⾯上换热热阻之⽐。

3. 对流换热过程的单值性条件有⼏何、物理、时间、边界四项。

4. 肋效率的定义为肋⽚实际散热量与肋⽚最⼤可能散热量之⽐。

5. 已知某⼀导热平壁的两侧壁⾯温差是30℃，材料的导热系数是22W ／(m.K)，通过的热流密度是300W ／m 2，则该平壁的壁厚是 2.2m6. 从流动起因，对流换热可分为⾃然对流、强制对流。

7. 格拉晓夫准则的物理意义流体流动时浮升⼒与粘滞⼒之⽐的⽆量纲量；表达式Gr ＝32v c g tl αν?。

8. ⿊体是指反射率为0的物体，⽩体是指吸收率为0的物体。

9. ⼀个由两个表⾯所构成的封闭系统中，若已知两表⾯⾯积A1=0.5A2,⾓系数X1,2=0.6，则X2,1= 0.3 。

10. ⾓系数具有相对性、完整性、可加性的特性。

⼆、简答题（25分）1、简单归纳⼀下导热问题中常见的⼏类边界条件以及其定义。

（5分）解：导热问题主要有以下三类边界条件：（１）第⼀类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度分布，它可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。

（2）第⼆类边界条件:该条件是给定系统边界上的温度梯度，即相当于给定边界上的热流密度，它可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。

（3）第三类边界条件:该条件是第⼀类和第⼆类边界条件的线性组合，常为给定系统边界⾯与流体间的换热系数和流体的温度，这两个量可以是时间和空间的函数，也可以为给定不变的常数值。

传热学（一）第一部分选择题1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )A. 导温系数B. 导热系数C. 传热系数D. 密度2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( )A. 雷诺数B. 雷利数C. 普朗特数D. 努谢尔特数3. 单位面积的导热热阻单位为 ( )A. B. C. D.4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。

A. 小于B. 等于C. 大于D. 无法比较5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A. B. C. D.6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（）A. 粗管和细管的相同B. 粗管内的大C. 细管内的大D. 无法比较7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（）A. 逆流大于顺流B. 顺流大于逆流C. 两者相等D. 无法比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（）A. 有效辐射B. 辐射力C. 反射辐射D. 黑度9. （）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。

A. 灰体B. 磨光玻璃C. 涂料D. 黑体10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（）A. 大一点好B. 小一点好C. 大、小都一样D. 无法判断第二部分非选择题•填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11. 如果温度场随时间变化，则为。

12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。

13. 导热微分方程式的主要作用是确定。

14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。

15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。

16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。

17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。

18. 角系数仅与因素有关。

19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。

开卷 120分钟 100分一、 判断哪些论断是正确的，哪些是错误的，在A 、B 、C 、D 上划“√”或“ ”。

要求全划，不划不得分。

每题4分。

（8分） 1、ε=αA 、适用于漫灰表面B 、当与环境温度平衡时适用于任何表面C 、当环境为黑体时适用于任何表面D 、适用于任何表面 （答案：A ） 2、对绝热表面A 、本身辐射=有效辐射B 、有效辐射=投射辐射C 、吸收辐射=本身辐射D 、反射辐射=投射辐射 （答案：B ） 二、 相似准则1、写出下述相似准则的定义式 （3分） B i =（h δλ） F 0 =(2a τδ)G r =(32gl tαν∆) P r =(aν)Re =(ulν) Nu =(hlλ)St =(p huc ρ) 2、水平圆管与气体自然对流放热公式为 （3分） Nu=0.13 ( G r ·P r ) 1/3给下列比例关系中各物理量添上正确的幂次 α～ｄ·△t · Cp ρ∙ ·λ·μ (01313223113~p h d t c ρλμα-⋅∆⋅⋅⋅⋅⋅) 三、 基本概念与公式1、 已知圆管中的速度分布与温度分布，写出其断面平均温度的表达式（3分）(答案：Au t t dA u=⋅⋅⎰⎰，其中Au u dA =⋅⎰⎰)2、一平板置于X-Z 座标下如图。

流体由左侧横向冲刷，写出该座标下平板边界层的动量方程与能量方程 （4分）x z（答案：动量方程：22u u u u v z x x ν∂∂∂+=∂∂∂；能量方程：22t t tu v a z x x∂∂∂+=∂∂∂）3、 写出导热问题第三类边界条件的表达式，并在所用符号上打“√”表示已知量，打“？”表示未知量 （2分） （答案：()f s sth t t n λ∂-=-∂，已知量：f t ，h ，λ。

未知量：t ） 4、 圆管内、外径为d 1 ，d 2 ，内壁热流密度为q 1 ，外壁热流密度为q 2 ，单位管长热流为q L,给出q2与qL的因次及它们之间的关系式（3分）（答案：[]22q W m ⎡⎤=⎣⎦，[][]l q W m =，222l q r q π=⋅）5、 根据下述提示简述边界层理论的五个主要内容，α、尺度，b 、速度梯度，c 、发展过程，d 、整个流场分区情况，e 、边界层内压力分布特点，为什么边界层理论有巨大实用价值？ ( 8分 )（答案：a 、边界层的厚度很薄，故尺度很小；b 、法向速度梯度很大，故粘滞力很大；c 、边界层流态分层流和紊流，紊流边界层紧靠壁处仍将是层流，称层流底层；d 、流场可划分为主流区和边界层区，只有在边界层内才显示流体粘性的影响。

第一章 导热理论基础1. 按20℃时，铜、碳钢（1.5%C ）、铝和黄铜导热系数的大小，排列它们的顺序；隔热保温材料导热系数的数值最大为多少？列举膨胀珍珠岩散料、矿渣棉和软泡沫塑料导热系数的数值。

答：铜>铝>黄铜>碳钢；隔热保温材料导热系数最大值为0.12W/（m •K ）膨胀珍珠岩散料：25℃ 60-300Kg/m 3 0.021-0.062 W/（m •K ） 矿渣棉： 30℃ 207 Kg/m 3 0.058 W/（m •K ）软泡沫塑料： 30℃ 41-162 Kg/m 3 0.043-0.056 W/（m •K ） 2. 推导导热微分方程式的已知前提条件是什么？ 答：导热物体为各向同性材料。

3．(1)mk xt /2000=∂∂ , q=-2×105(w/m 2). (2) mk xt /2000-=∂∂, q=2×105(w/m 2).4. (1),00==x q3109⨯==δx q w/m 2(2) 5108.1⨯=νqw/m 35. 已知物体的热物性参数是λ、ρ和c ，无内热源，试推导圆柱坐标系的导热微分方程式。

答：2222211[()]t t t t a r r rr rzτφ∂∂∂∂∂=++∂∂∂∂∂6. 已知物体的热物性参数是λ、ρ和c ，无内热源，试推导球坐标系的导热微分方程式。

答：2222222111[()(s in )]s in s in t t t ta rrrrr r θτθθθθϕ∂∂∂∂∂∂=++∂∂∂∂∂∂7. 一半径为Ｒ的实心球，初始温度均匀并等于t 0，突然将其放入一温度恒定并等于t f 的液体槽内冷却。

已知球的热物性参数是λ、ρ和c ，球壁表面的表面传热系数为h ，试写出描写球体冷却过程的完整数学描述。

答：2201[()],0,00,0,0,,()f r Rr Rt t rr Rc rrrr R t t t r R h tt rλττρττλ==∂∂∂=><<∂∂∂=≤≤=∂>=-=-∂0,d t r d r==8. 从宇宙飞船伸出一根细长散热棒，以辐射换热将热量散发到外部空间去，已知棒的发射率（黑度）为ε，导热系数为λ，棒的长度为l ，横截面面积为f ，截面周长为Ｕ，棒根部温度为Ｔ0。

传热学期末考试题及答案一、选择题（每题4分，共20分）1. 热量传递的基本方式有哪几种？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. A、B、C答案：D2. 以下哪种材料的导热系数最低？A. 铜B. 铝C. 木材D. 玻璃答案：C3. 根据牛顿冷却定律，物体表面温度与周围环境温度之差越大，冷却速率：A. 越快B. 越慢C. 无关D. 先快后慢答案：A4. 以下哪种情况下的热辐射是黑体辐射？A. 表面是完美反射体B. 表面是完美吸收体C. 表面是透明体D. 表面是半透明体答案：B5. 传热的基本方程式是：A. Q = mcΔTB. Q = kA(ΔT/L)C. Q = hA(ΔT)D. Q = mcΔP答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 在稳态导热中，热流密度与温度梯度的比值称为_______。

答案：导热系数2. 热对流的驱动力是_______。

答案：温度差3. 根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射的总辐射功率与其绝对温度的四次方成正比，其比例系数为_______。

答案：斯特藩-玻尔兹曼常数4. 热交换器中，流体的流动方式有并流、逆流和_______。

答案：交叉流三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述热传导的基本原理。

答案：热传导是指热量通过物质内部分子、原子或自由电子的碰撞和振动传递的过程，不需要物质的宏观位移。

2. 描述热对流与热传导在传热过程中的主要区别。

答案：热对流是指流体内部温度不同的各部分之间发生相对运动时，热量伴随流体的宏观位移而传递的过程。

热传导则不涉及流体的宏观位移，仅通过分子间的相互作用进行热量传递。

3. 什么是热辐射？它与热传导和热对流有何不同？答案：热辐射是物体因温度而发射电磁波的过程，不需要介质即可传递热量。

与热传导和热对流不同，热辐射可以在真空中进行。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个长为2米的铜棒，其横截面积为0.01平方米，两端温度分别为100°C和20°C。

《传热学》试题库第一早一、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。

数表示复合传热能力的大小。

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。

二、填空题1. _________________________________ 热量传递的三种基本方式为 _、 、 。

(热传导、热对流、热辐射)2. ________________________ 热流量是指 _______________ ，单位是 ____________________ 。

热流密度是指 _______ ，单位是 ____________________________ 。

2(单位时间内所传递的热量， W ，单位传热面上的热流量， W/m )3. ____________________________ 总传热过程是指 ________________，它的强烈程度用 来衡量。

(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，总传热系数 )4. ____________________________ 总传热系数是指 ___ ，单位是 。

2(传热温差为1K 时，单位传热面积在单位时间内的传热量， W / (m K))5. _______________________________ 导热系数的单位是 ___________________ ;对流传热系数的单位是 ______________ ;传热系数的单位是 _________________________2 2(W / (m K), W / (m K), W / (m K))6. __________________________ 复合传热是指 _________________________ ，复合传热系数等于 _________ 之和，单位是 。