2011年传热学模拟试题

传热学（机械 2008级）试题参考答案及评分标准2010-- 2011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 08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. 某一传热过程的热流密度q ＝500W/m 2，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数为50W/(m 2.K) 。

3. 导热基本定律是 傅立叶 定律，可用公式表述为q t n λ=-⋅∂∂。

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. （选择填空）温度边界层越 厚 （薄、厚）对流传热系数越小，强化传热应使温度边界层越 薄 （薄、厚）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∆。

普朗特准则Pr 的数学表达式为υα，它表征了 动量扩散能力与热扩散能力 的相对大小。

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，若已知两表面棉结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（20分）1.储气筒里的空气温度，用一支插入装油的套管中的玻璃水银温度计来测量。

如图1所示。

由于温度计的感温泡与套管顶部直接接触，可以认为温度计的读数t 就是套管顶端的壁面温度H t 。

已知储气筒与温度计套管连接处的温度0t ，套管高H ，壁厚δ管材的导热系数为λ，套管外表面传热系数为h ，环境温度为f t 。

传热学复习题一。

选择恰当的答案填入空格中（每题2分，共30分）1.传热学是研究（）的科学。

①热量传导规律；②热量传递规律；③对流传热规律；④辐射传热规律。

2.采暖时，热量从90℃的热水通过1mm厚的钢板传给25℃的室内空气。

在这个综合传热过程中，（）。

①水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热；②钢板到空气的传热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热；③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热；④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。

3.傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向（），即热量必须从高温处向低温处传递。

①相反；②垂直；③相交；④相同。

4.工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关，是一种综合导热系数，不再单纯是（）。

①物性参数；②过程参数；③几何参数；④边界条件。

5.导热问题（导热数学模型）的三类边界条件分别是（）。

①速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件；②温度边界条件、热流量边界条件和对流边界条件；③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件；④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。

（）。

6.（）远远小于（）是肋片导热的必要条件，反过来的话肋片不仅不增大传热，反而削弱传热。

①肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻；②肋基接触热阻、肋片内导热热阻；③肋基导热热阻、肋片内导热热阻；④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。

7.周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同，可能分为也可能不分（）等两个阶段。

①非稳态阶段和稳态阶段；②非正规状况阶段和正规状况阶段；③非周期性阶段和周期性阶段；④非定常阶段和定常阶段。

8.集总参数法使用条件是（）。

①物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻；②物体内部单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻；③物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻）；④物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻），即Bi很小（<0.1）。

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。

一. 如图，向一个水池中排废热，排热量为[]()W Q τ，水池的热容量为Mc 。

且水温时刻均匀，用()w t τ表示；空气温度为()a t τ，水面与空气的综合传热系数为a h ，水面面积为a A ；水池周围土壤温度均匀为()e t τ，水与土壤的当量传热系数为e h ，水与土壤的接触面积为e A ；同时由于太阳辐射，池面单位面积吸收的太阳辐射热量为2()W /m τ⎡⎤Φ⎣⎦。

试根据能量守恒列出水温随时间变化的微分方程，并说明方程中各项的物理意义。

（7分）McQt a h a t eh e t wA eA a二. 在传热学中常用 热压＝热流⨯热阻 来表达传热问题。

试就下述情况填写热压、热流与热阻的计算公式以及因次于表中。

（以下对流换热系数均有α表示）（8分） （1）双层平壁，两侧对流，参数如下图。

11αf t 22αf t（2）圆筒壁，两侧对流，参数如下图。

1d 2d 2f 2t α，外侧1f 1t α，内侧（3）肋壁传热。

1F 为无肋侧光壁面积，2F 为肋壁侧面积；肋化系数21F F β=；肋壁总效率为η。

参数如下图。

δλ111αf t F 2F 22αf t（4）1F 与2F 表面进行辐射换热，角系数为1,2X 。

参数如下图。

12=ε2F 2T 1ε1F 1T三. 管内热水温度80℃，管内壁对流表面换热系数12000h =W/（m 2K ），管外空气温度20℃，管外壁对流表面换热系数220h =W/（m 2K ），管内直径125d =mm ，管外直径230d =mm ，管材导热系数为50W/（mK ）。

请求总传热系数K ，以及单位管长的热水散热量。

（7分）四. 一正方形粗糙管道，边长为30mm ，长10m 。

管道内水温为10℃，平均流速为1m/s ，进出口总压降为30000Pa 。

请计算该方管内表面的对流换热系数h 。

（8分） 五. 如图，1与2表面互相垂直，且垂直于纸面方向无穷长，其尺寸如右图。

2011年传热学一、简答1）什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映的物理实质是什么？2）若平壁和长圆筒壁的材料相同，温度条件相同，且平壁的表面积等于圆管的内表面积。

试问哪种情况导热量大？并画出平壁和长圆筒壁中的温度分布曲线。

3）写出毕渥数Bi的定义式并解释其意义。

Bi满足什么条件时可使用集总参数法？4）表面传热系数是从什么公式定义出来的？与哪些因素有关？有哪些方法解决对流换热问题？5）管内流动充分发展段中心汇合处流体温度和速度沿轴向不发生变化，这种说法正确吗？为什么？6）角系数的性质有哪些？角系数计算，如图，下列正确的是？（1）X(2a+2b),1 > X2a,1+X2b,1（2）X(2a+2b),1 = X2a,1+X2b,1（3）X(2a+2b),1 < X2a,1+X2b,17）人们常用塑料薄膜来保护幼苗的生长，为什么使用塑料薄膜有利于幼苗的成长？8）在波长λ<2mm的短波范围内，木板的光谱吸收比小于铝板，而在长波(λ>2mm)的范围内则相反。

在木板和铝板同时长时间放在太阳光下时，哪个温度高？为什么？二、分析1）直径为d，长为L的长圆棒放置在环境中，两端接墙，左侧温度为t1，右侧温度为t2，环境的表面传热系数为h，环境温度为t f，试建立长圆棒的导热微分方程并写出定解条件。

2）管内湍流强制对流换热时，Nu数与Re数和Pr有关，试以电加热方式加热管内水的强制对流为例，说明在实验过程中应测定哪些物理量。

3）两漫灰平行平板间存在辐射换热，并保持表面温度T1>T2，表面发射率分别为ε1，ε2。

为减少两板间的辐射热流，用一个两侧面发射率不同的薄遮热板将两板隔开。

试问：（1）为使两板之间的辐射换热有最大的减少，遮热板应如何放置？即应将该板发射率小的还是大的一侧朝向温度为T1的平板？（2）上述两种放置方法中哪一种使遮热板温度更高？三、1）一块单侧表面积为A1，初温为t0的平板，一侧表面突然收到恒定热流密度为q0的加热，另一侧表面则受温度为t f的气流冷却。

读书破万卷下笔如有神14分，每题2 分），它表征了物体内部各部分温度趋于均匀一致的能力（或材。

h、强制对流换热系数h和沸腾换热系数强自h 。

沸则半球内表面对圆底面的角系数单位可见辐射面积，单位立体角内的辐射能量。

尽量减薄粘滞在换热表面上的液膜厚尽量增加换热表面上的汽化核心数。

h,辐射换热系数为h,则其单位面积复合换热热rc 。

d的计算式为d = 2 入/h ，其物理意义为erg 16分，每小题2分） D ）。

B.牛顿冷却公式 C.热平衡方程 D.传热方程式 D ）条件的影响。

B.表面温度 C.表面状况 D.表面位置读书破万卷下笔如有神读书破万卷 下笔如有神3 •某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温， 为了达到较好的保温效果, 应将哪种材料放在内层？（ B ）A •导热系数较大的材料C •任选一种即可 D. 4 •下列各参数中，属于物性参数的是 A •传热系数 B. 吸收率5 •将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，A •减少导热 B.C •减少对流与辐射换热6 •沸腾的临界热流密度q 是（ 占 八、、B C D 7 •下述哪种手段对提高管内强制对流换热表面传热系数无效？（ A •提高流速 B. 增大管径 C.采用入口段效应 D. 采用导热系数大的流体 8.导热问题的第二类边界条件是（ C ） A B C D 简答题（本大题共25分）1 •说明以下两式所描述的物理现象：（4分）；(1 ) 2 dX 22tt t 2 () )( a 22 y xB. 导热系数较小的材料 无法确定 〔 C ）。

C.普朗特数 D. 对流换热系数 其目的是（ D ）。

减少对流换热 减少导热与对流换热 ）。

cri A •从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折D. C •从自然对流过渡到核态沸腾的转折点 •从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点•从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点•已知物体边界上的温度分布•已知物体表面与周围介质之间的换热情况 •已知物体边界上的热流密度•已知物体边界上流体的温度与流速三、 2td0答：（1）式描述的物理现象是：常物性有内热源的一维稳态导热过程；（2分）（2）式描述的物理现象是：常物性无内热源的二维非稳态导热过程。

2011年全国硕士研究生入学考试自主命题科目模拟试题招生专业： 考试科目：传热学 考试时间：14:00-17:00试题编号：8242011年全国硕士研究生考试华北电力大学（北京）自主命题模拟试题考场注意事项：一、考生参加考试必须按时进入考场，按指定座位就坐。

将有关身份证件（准考证、身份证）放在桌面左上角，以备查对。

二、闭卷考试，考生进入考场，不得携带任何书刊、笔记、报纸和通讯工具（如手机、寻呼机等），或有存储、编程、查询功能的电子用品（如已携带，必须存放在监考老师指定的地方）。

考生只准带必需的文具，如钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器或根据考试所需携带的用具。

能否使用计算器，及开卷考试时允许携带的书籍及用具等由任课教师决定。

三、考生迟到30分钟不得入场，逾时以旷考论；因特殊原因不能参加考试者，必须事前请假，并经研究生部批准，否则作旷考论。

考试开始30分钟后才准交卷出场。

答卷时，不得中途离场后再行返回。

如有特殊原因需离场者，必须经监考教师准许并陪同。

答卷一经考生带出考场，即行作废。

四、考生拿到试卷后，应先用钢笔填写好试卷封面各项，特别是学号、姓名、学院名称、课程名称等，不到规定的开考时间，考生不得答题。

五、考试期间，考生应将写好的有答卷文字的一面朝下放置，考生必须按时交卷，交卷时应将试卷、答卷纸和草稿纸整理好，等候监考老师收取，未经许可，不得将试卷、答卷纸和草稿纸带出场外。

六、考生在考场内必须保持安静。

提前交卷的考生，应立即离开考场，不得在考场附近逗留。

七、考生答题必须用钢笔或圆珠笔（蓝、黑色）书写，字迹要工整、清楚。

答案书写在草稿纸上的一律无效。

八、考生对试题内容有疑问的，不得向监考老师询问。

但在试题分发错误或试卷字迹模糊时，可举手询问。

华北电力大学（北京）2011年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）科目代码： 824 科目名称： 传热学律无效（本题单不参与阅卷）。

一、选择题1、在稳态导热中，决定物体内温度分布的是( )。