2002年上海理工大学研究生考试真题(传热学)

fairytale²º¹º传热学简答题终极PK——2010.12.26一．导热1.（06年一.3/05年一.3）热电偶的时间常数问题。

①影响因素：热电偶的几何参数（V/A），物理性质（ρ、c），换热条件（h）。

②对换热条件的要求：尽可能减小体面比V/A，同时在满足集中参数法条件（Bi≦0.1）下尽可能强化对流换热（增大h）。

2.（03年一.5）对非稳态导热而言，导热微分方程中只出现热扩散系数a。

那是否可以认为，非稳态导热只与热扩散系数a有关，而与导热系数λ无关？答：由于描述一个导热问题的完整数学描写不仅包括控制方程，还包括定解条件。

所以虽然非稳态导热的控制方程只与热扩散系数a有关，但边界条件中却有可能包括导热系数λ（如第二或第三边界条件）。

因此上述观点不对。

二．对流1.（10年一.7）有人说对流换热的强度从本质上决定于导热过程，请解释这种说法是否正确，并从对流换热强化方法上至少举出两种强化方法来佐证你的看法。

答：这种说法是对的，因为对流传热是由流体宏观运动所造成的热量转移以及贴壁处流体中分子导热所产生的热量传递联合作用的结果，对流传热量就等于贴壁流体层的导热量（不考虑辐射）。

比如对于单相对流传热，通过减薄边界层来强化换热就是为了减小流体的导热热阻。

对于相变对流传热，通过减薄或破坏液膜也是为了减小液膜的导热热阻。

2.（06年一.7）影响外掠管束对流换热表面传热系数h的因素。

答：①管子排数n。

②管间距s1/d,s2/d。

③管束排列方式（叉排还是顺排）。

④流体流动方向与管束轴向夹角θ。

⑤流体的物性。

⑥流体的流速u。

3.（04年一.10）在稳定膜态沸腾过程中，为什么换热系数随Δt增加而迅速上升？答：因为此时Δt>200℃，在加热表面上形成了稳定的蒸汽膜层，产生的蒸汽有规则地排离膜层，再加上此时壁面温度远高于液体饱和温度，汽膜内有不能忽略的辐射传热，所以换热强度又进一步提高，换热系数随Δt增加而迅速上升。

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。

2004年上海理工大学硕士研究生入学考试试题考试科目：传热学准考证号：得分：一、问答题(每题5分)1. 一无内热源平板沿厚度x方向发生一维稳态导热，其一侧表面上的温度梯度=30 ℃/m，导热系数λ1=40W/(m.℃)，如果其另一侧表面上的导热系数λ2=50W/(m.℃)，问这一侧表面上的温度梯度是多少?2. 解释毕渥准则数Bi的物理含义，并说明为什么用Bi判别非稳态导热问题能否采用集总参数法求解。

3. 图1.1示出了常物性、有均匀内热源、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用元体平衡法建立节点0关于温度t的有限差分方程式（设，所需参数的符号自己设定）。

4. 当条件相同时，物体在空气中冷却快还是在水中冷却快？这一现象说明对流换热与什么因素相关？5. 试用简图表示流体沿平板流动时速度边界层的发展并说明速度边界层内分成哪些区域？6. 试解释普朗特数Pr的物理意义,并示意性的画出Pr>1时的速度边界层和热边界层厚度沿板长的变化(速度边界层和热边界层要画在同一图上以便比较)。

7. 说明温度附面层的概念及附面层能量微分方程在物理上忽略了哪部分换热。

8. 在应用管内旺盛紊流实验关联式时，当流体与换热壁面温差较大时需要对计算结果修正，为什么?9. 试说明为什么一个细长圆柱水平放置时自然对流换热一般大于竖直放置时的自然对流换热？增加而迅速上升？10.在稳定膜态沸腾过程中，为什么换热系数随11.试说明大气中CO2含量增高为什么会出现大气温室效应？二、计算题1. （10分）一直径为5cm的钢球，其初始温度为500℃，突然被置于温度为30℃的空气中。

设钢球表面与周围环境的对流换热系数为10 W/m2℃，试计算钢球非稳态导热的时间常数及其被冷却到300℃所需的时间。

已知钢球的比热为c=0.48kJ/kg℃, ρ=7753kg/m3, λ=33W/m℃。

2. （20分）长10m、外径133mm的水平管道通过一大房间，房间壁面及其内的空气温度均为30℃。

东南大学2006—2007学年第二学期期末考试《传热学》试题（A卷）答案一、填空题(每空1分，共20分)1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维（几维）、非稳态（稳态或非稳态）温度场。

2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时，等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。

3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。

4、工程上常采用肋片来强化传热。

5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。

6、由于流动起因的不同，对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。

7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层，其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。

8、判断两个现象相似的条件是：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。

9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式，其中珠状凝结有较大的换热强度，工程上常用的是膜状凝结。

10、遵循兰贝特定律的辐射，数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。

11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射，单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射，后者包括表面的自身辐射和投入辐射被反射的部分。

二、选择题（每题2分，共16分）1、下列说法不正确的是（D ）A、辐射换热不依赖物体的接触而进行热量传递；B、辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化；C、一切物体只要其温度T＞0K，都会不断地发射热射线；D、辐射换热的大小与物体温度差的四次方成正比。

2、大平板采用集总参数法的判别条件是（C）A．Bi>0.1 B．Bi=1 C．Bi<0.1 D．Bi=0.13．已知边界周围流体温度和边界面与流体之间的表面传热系数的称为( C )A.第一类边界条件B. 第二类边界条件C.第三类边界条件D. 初始条件4、在热辐射分析中，把光谱吸收比与波长无关的物体称为（c ）A、黑体；B、透明体；C、灰体；D、绝对白体。

考试科目：传热学准考证号：得分：一、问答题（每题5分）1．有三层平壁组成的复合壁，已测得各层壁面温度依次为600℃、500℃、300℃、 60℃，在稳态导热情况下，问哪一层热阻最小？2．说明非稳态可以采用集总参数法求解的条件，并说明其物理意义。

3．怎样才能改善热电偶的温度响应特性？4．直管内紊流对流换热中，其他条件相同时，相同的流速或相同的流量条件下粗管和细管的对流换热系数哪个大？有何证据？5．不凝性气体对膜状凝结换热有什么影响？其机理是什么？6．何为灰体？引入灰体概念对计算辐射换热有什么意义？7．试比较黑表面、温射灰表面、重辐射面的有效辐射和本身辐射的关系。

8．举例说明强化单相强制对流换热的基本思想。

9．从传热观点看，为什么暖气片一般都放在窗户下面？10．试说玻璃温室效应的原理。

二、计算题（一、二题每题13分，第三题14分）1．水以2kg/s的流量流过内径为40mm的管子，管内表面的温度保持100℃。

问需要多长的管子才能把水温从25℃加热到75℃。

（比热Cp=4.141kJ/(kg.k),动力粘度μ=547×10-6N.s/㎡,导热系数λ=0.643W/(m·℃),密度 1000kg/ ,Pr=3.56,不需要修正）2.考察一长4m,宽3m的房间,地板和天花板之间的距离为2.5m,房间的四个墙壁是绝热的,由于使用了电阻加热器使地板表面保持均匀温度30℃,天花板的温度为12℃,地板对天花板的角系数为0.29,若所有表面的黑度都为0.9,问地板与天花板间的净辐射热量是多少?墙壁的温度是多少?3.一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行:热流体进口温度t1′=360℃,出口温度t 1″=300℃,冷流体进口温度t2′=30℃ ,出口温度t2″=200℃,热流体的质量流量G1与比热C1的乘积 2500W/℃,传热系数800W/(㎡·℃) .运行一年后发现,在G1C1、冷液体的G2C2及t1′、t1保持不变的情形下，冷流体只能被加热到162℃，而热流体的出口温度则高于300℃，试确定此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。

传热学课程考题库学 校系 别 考试时间 150分钟 专业班号 考试日期 年 月 日 姓 名 学号一、问答题 (42分，每小题7分)1． 图1示出了常物性、有均匀内热源 、二维稳态导热问题局部边界区域的网格配置，试用热平衡法建立节点0的有限差分方程式（设∆=∆x y ）。

2． 蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，有哪两种不同的凝结形式？产生不同凝结形式的原因是什么？3． 有人说：“常温下呈红色的物体表示该物体在常温下红色光的光谱发射率较其它单色光（黄、绿、蓝等）的光谱发射率高”。

你认为这种说法正确吗？为什么？4． 一块厚度为2()δδδ-≤≤x 的大平板，与温度为f t 的流体处于热平衡。

当时间0τ>时，左侧流体温度升高并保持为恒定温度2f t 。

假定平板两侧表面传热系数相同，当0δλ=→h Bi 时，试确定达到新的稳态时平板中心及两侧表面的温度，画出相应的板内及流体侧温度分布的示意性曲线，并做简要说明。

题 号 简 答 题计 算 题总 分123456123得 分•Φx∆y∆10423∞t h ,•Φ图15． 有人说，在电子器件的多种冷却方式中，自然对流是一种最可靠（最安全）、最经济、无污染（噪音也是一种污染）的冷却方式。

试对这一说法作出评价，并说明这种冷却方式有什么不足之处？有什么方法可作一定程度的弥补？ 6． 强化空气－水换热器传热的主要途径有哪些，请列出任意三种途径？二、计算题 (58分)1．(18分) 一块大平板，厚度5cm δ=，有内热源•Φ，平板中的一维稳态温度分布为2=+t b cx ，式中o 200C =b ，2200K/m =-c 。

假定平板的导热系数50W/(m K)λ=，试确定：（1） 平板中内热源•Φ之值；（2） 0=x 和δ=x 边界处的热流密度。

2．(15分) 有一圆柱体，如图2所示，表面1温度1550K =T ，发射率10.8ε=，表面2温度2275K =T ，发射率20.4ε=，圆柱面3为绝热表面，角系数3,10.308=X 。

（完整版）传热学试题库含参考答案《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。

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。

传热学考研试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 传热的基本方式不包括以下哪一项？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 蒸发答案：D2. 在稳态导热中，热流密度与温度梯度之间关系的正确描述是？A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 正比例关系答案：A3. 对流换热与导热换热的主要区别在于？A. 温度差B. 流体的运动C. 介质种类D. 热流方向答案：B4. 黑体辐射的特点是？A. 只吸收不反射B. 只反射不吸收C. 吸收和反射都很少D. 吸收和反射都很多答案：A5. 牛顿冷却定律适用于哪种类型的对流换热？A. 自然对流B. 强制对流C. 层流D. 湍流答案：A6. 以下哪种材料具有最高的导热系数？A. 金属B. 陶瓷C. 玻璃D. 木材答案：A7. 在相同条件下，辐射换热与表面温度的几次方成正比？A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方答案：D8. 普朗特数（Pr）是用来描述哪种物理现象的无量纲数？A. 流体的粘性效应B. 流体的热扩散效应C. 流体的惯性效应D. 流体的压缩性效应答案：B9. 在稳态导热问题中，如果热传导的方向与温度梯度方向相反，那么热流密度将如何变化？A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案：A10. 对流换热的牛顿冷却定律公式为h*(Ts - T∞)，其中h代表什么？A. 热流密度B. 对流换热系数C. 表面温度D. 环境温度答案：B二、简答题（每题10分，共40分）11. 简述傅里叶定律及其适用范围。

答：傅里叶定律是描述稳态导热问题中热流密度与温度梯度关系的定律，其表达式为q = -k*(∂T/∂x)，其中q是热流密度，k是材料的导热系数，∂T/∂x是温度梯度。

傅里叶定律适用于各向同性、均匀、无内热源的介质中的稳态导热问题。

12. 什么是热阻？如何计算并联热阻？答：热阻是表示材料或系统对热流传递阻碍程度的物理量，其大小等于单位热流密度下的温度差。

热阻的计算公式为R = ΔT/q，其中ΔT是温度差，q是热流密度。