中国科学院大学计算传热学考题答案整理

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。

传热考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种传热方式不需要介质？A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热传导和热辐射答案：C2. 热传导的传热速率与以下哪个因素无关？A. 温差B. 材料的导热系数C. 传热面积D. 传热距离答案：D3. 热对流的传热系数与以下哪个因素有关？A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体的流速D. 所有以上因素答案：D4. 黑体辐射的特点是：A. 辐射能力最强B. 辐射能力最弱C. 辐射能力中等D. 无法确定5. 以下哪种材料的导热系数通常最高？A. 金属B. 陶瓷C. 木材D. 塑料答案：A6. 热阻的概念是指：A. 单位时间内通过单位面积的热量B. 单位温差下通过单位面积的热量C. 单位时间内通过单位温差的热量D. 单位温差下通过单位面积的热量答案：D7. 以下哪种情况下热对流的传热系数最大？A. 流体静止B. 流体缓慢流动C. 流体快速流动D. 流体流动速度无法确定答案：C8. 热辐射的传热速率与以下哪个因素无关？A. 物体的表面温度B. 物体的表面颜色C. 物体的表面粗糙度D. 物体的表面形状答案：B9. 热传导的傅里叶定律中，Q表示：B. 温度差C. 导热系数D. 传热面积答案：A10. 热对流的牛顿冷却定律中，h表示：A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体的流速D. 传热系数答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 热传导的傅里叶定律表达式为：Q = _______ × _______ × _______。

答案：k × A × (dT/dx)2. 热对流的牛顿冷却定律表达式为：Q = _______ × _______ × _______。

答案：h × A × (Ts - Tf)3. 热辐射的基本定律是_______定律。

答案：斯特藩-玻尔兹曼4. 黑体辐射的辐射能力与物体的_______成正比。

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。

传热学期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热传导的三种基本方式是：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、凝结D. 导热、蒸发、辐射答案：A2. 傅里叶定律描述的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热传递答案：A3. 以下哪种流体流动属于层流：A. 湍流B. 层流C. 过渡流D. 紊流答案：B4. 普朗特数（Pr）是描述哪种物理过程的无量纲数：A. 热传导与粘性B. 热传导与对流C. 热传导与辐射D. 对流与辐射答案：B5. 辐射换热中，黑体辐射的特点是：A. 辐射强度与温度无关B. 辐射强度与温度成正比C. 辐射强度与温度的四次方成正比D. 辐射强度与温度的五次方成正比答案：C6. 以下哪种材料具有最好的热绝缘性能：A. 金属B. 玻璃C. 木材D. 陶瓷答案：C7. 热对流换热系数h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：B8. 在热传导中，如果温差不变，材料的导热系数增大，热流量将：A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：A9. 以下哪种情况下，流体的对流换热系数会增大：A. 增加流体的流速B. 减少流体的流速C. 增加流体的粘度D. 减少流体的温度答案：A10. 辐射换热中，辐射强度I与辐射角系数F的关系是：A. I与F成正比B. I与F成反比C. I与F无关D. I与F的平方成正比答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律，其数学表达式为：q = -k *(dT/dx)。

2. 热对流换热的基本方程是______方程，其表达式为：q = h * A * (Ts - Tf)。

3. 普朗特数Pr是描述流体的______和______的无量纲数。

4. 黑体辐射的辐射强度与温度的关系是______定律，即I = σ * T^4。

5. 热绝缘材料的导热系数通常______，因此具有较好的隔热性能。

绪论思考题与习题（89P -）答案：1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。

2．略 3．略 4．略 5．略6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。

（T T 〉外内）冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。

（T T 〈外内）挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。

7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式 8．门窗、墙壁、楼板等等。

以热传导和热对流的方式。

9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。

当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。

10．t R R A λλ=⇒ 1t R R A λλ==2218.331012m --=⨯11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线 12、略13．解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃ 222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.24.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求：k 、φ、∆解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁 即：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯％8583.561.7283.56-==％ 因为：1211h h ，21h σλ 即：水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。

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。

1. 数值求解不可压缩Navier-Stokes 方程时，我们讲了MAC 方法、Projection 方法和压力校正法，写出它们的求解步骤，并着重分析如何保证计算所得的速度场满足无散度约束条件。

求解可压缩流体力学方程，我们介绍了时间推进法，请简要介绍该方法，并解释为什么可以用时间推进法？（12分）2. 不可压流体的计算中，我们介绍了同位网格和交错网格。

请详细说明这两种网格布置的差异，并对比分析其优缺点。

同时解释可压缩流体计算中不需要引入交错网格的原因。

（8分）3. 数值解法的特性有相容性，稳定性，收敛性，守恒性等，请分别解释其含义并叙述它们之间的联系；解释对流稳定性和数值稳定性的区别。

（10分）4. 在专题报告中，我们介绍了浸没边界法和重叠网格法，请以二维圆柱绕流为例，简述贴体网格法、浸没边界法和重叠网格法的网格特点（可以绘制简略图表示网格分布特点），并简要说明浸没边界法和重叠网格法对比贴体网格法的优势。

（6分）5. 对于一阶线性对流方程0u u a t x ∂∂+=∂∂如果假设对流项的速度a 为常数。

（1）请写出其特征线方程和相容关系。

说明如果对流项分别采用中心差分格式和一阶迎风格式会各自带来什么影响？（2）请根据特征性理论，插值推导Lax-Friedrichs 格式；分析该格式的相容性并基于Von Neumann 分析法给出其稳定性条件。

（3）分析中心差分格式和Lax-Friedrichs 格式的耗散特性，并解释Lax-Friedrichs 格式相比中心差分格式，其稳定性条件得到改善的原因。

（24分）6. 考虑二维不可压缩无旋流动，试用张量公式证明速度u 可以用速度势函数表示，即u ϕ=∇, 将该形式代入连续性方程，可以得到一个关于速度势ϕ的拉普拉斯方程，离散该方程，并写出用Gauss-Seidel 迭代法辅之以亚松弛方法求解该离散方程的表达式。

（12分） 7. 考虑非定常Navier-Stokes 方程21Re i i i j j j j i u u u p u t x x x x ∂∂∂∂+=−∂∂∂∂∂基于SIMPLEC 的思想，给出两位直角坐标系均匀交错网格下的求解步骤及具体离散表达式。

《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 。

传热学习题（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）l、某厂巳用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。

为强化传热过程，可采取的措施中（）是最有效，最实用的A、提高水的流速B、在水侧加翅片C、换一台传热面积更大的设备D、提高烟道气流速正确答案：D2、分子筛对不同分子的吸附能力，下列说法正确的是（）A、分子越大越容易吸附B、分子极性越弱越容易吸附C、分子越小越容易吸附D、分子不饱和度越高越容易吸附正确答案：D3、生物化工的优点有（）。

A、选择性强，三废少B、前三项都是C、能耗低，效率高D、反应条件温和正确答案：B4、有一种30°c流体需加热到80°C'下列三种热流体的热量都能满足要求，应选（）有利于节能A、150°C的热流体B、200°c的蒸汽C、300°C的蒸汽D、400°C的蒸汽正确答案：A5、下列物质不是三大合成材料的是（）。

A、塑料B、尼龙C、橡胶D、纤维正确答案：B6、若固体壁为金属材料，当壁厚很薄时，器壁两侧流体的对流传热膜系数相差悬殊，则要求提高传热系数以加快传热速率时，必须设法提高（）的膜系数才能见效A、无法判断B、两侧C、最大D、最小正确答案：D7、下列阀门中，（）不是自动作用阀。

A、闸阀B、止回阀C、疏水阀D、安全阀正确答案：A8、对于反应级数n大于零的反应，为了降低反应器体积，选用（）A、全混流反应器接平推流反应器B、全混流反应器C、循环操作的平推流反应器D、平推流反应器正确答案：D9、当提高反应温度时，聚合备压力会（）。

A、不变B、增加至10k g/cm2C、降低D、提高正确答案：D10、安全阀应铅直地安装在（）A、容器与管道之间B、气相界面位置上C、管道接头前D、容器的高压进口管道上正确答案：B11、环氧乙烧水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器（）A、管式C、固定床D、鼓泡塔正确答案：A12、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（）A、表面光滑，颜色较浅B、上述三种情况效果都一样C、表面粗糙，颜色较浅D、表面粗糙，颜色较深正确答案：A13、离心泵设置的进水阀应该是（）。

高等传热学知识重点总结1. 固体中的微观热载流子的种类，以及对金属/绝缘体材料中热流的贡献。

答：固体微观热载流子包括：电子（electron ）和声子 (phonon)。

金属材料： ，即热流贡献来自电子和声子。

热流在电子-电子、电子-声子、声子-声子的相互作用中传递。

绝缘体： ，即热流贡献主要来自是声子。

热流的传递主要在声子-声子的相互作用中完成，电子起到的作用可以忽略不计。

2. 平均自由程的概念。

答：在一定条件下，微粒（载流子）相邻两次碰撞之间的平均距离，叫做平均自由程。

3.（5）电子和声子满足的量子统计分布规律。

答：电子（费米子）满足费米-狄拉克分布：f (E )=1exp (E−μK B T )+1声子（玻色子）满足玻色-爱因斯坦分布：f (E )=1exp (K B T)−14.简述热波模型的物理含义。

答：在极低温、超快速加热等物理现象中傅立叶定律不再成立，热扰动以有限速度传播，这就是热波现象。

CV 模型一个重要特点是认为导热过程中能量是以波的形式传播的，即热波传递现象，而不是傅立叶定律所指出的扩散形式。

因为τ比较小，通常条件下可简化为傅立叶导热定律，但是，当热流随时间的变化很大时(例如激光热脉冲)则会体现出热的波动传递性质。

热流对时间的导数项意味着热流的建立要比温度场的建立滞后一定的时间，代表着某种“热惯性”。

ph e totalλλλ+=ph total λλ=6.分子动力学理论中，典型的势能函数项。

答：（1）键伸缩项（键长r ij）：分子中的化学键的长度并非是固定的，而是在平衡长度附近有微小的振荡。

势能与键长的关系如下：E(rij)=k(r ij−r0)2其中ijr为键长，r为平衡键长，k为弹力系数。

2原子（2）键角弯曲项（键角θ）：分子中连续链接的三个原子形成的键角并非是完全固定的值，而是在其平衡值的附近小幅度振荡。

势能与键角的二次函数关系如下：E （θ）=k(θ−θ0)2其中θ为键角，θ为平衡键角，k为弹力系数。

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。

传热学复习题及其答案传热学是研究热量传递规律的学科，它在工程实践中有着广泛的应用。

以下是一些传热学的复习题及其答案，供学习者参考。

# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 所有选项都是答案：D2. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式？- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 都不是答案：C# 二、填空题1. 导热系数是描述材料______能力的物理量。

答案：导热2. 对流换热的特点是热量通过______来传递。

答案：流体的宏观运动# 三、简答题1. 请简述牛顿冷却定律的内容。

答案：牛顿冷却定律指出，物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的温差成正比。

2. 什么是黑体辐射定律？其数学表达式是什么？答案：黑体辐射定律描述了理想化的物体（黑体）在不同温度下发出的辐射能量与波长的关系。

其数学表达式为：E(λ,T) = (2πhc^2) / (λ^5) * 1 / (e^(hc/(λkT)) - 1)，其中E(λ,T)是波长为λ在温度T下的辐射强度，h是普朗克常数，c是光速，k是玻尔兹曼常数。

# 四、计算题1. 假设有一厚度为0.05m的墙体，其导热系数为0.6 W/m·K，两侧温差为10°C。

求墙体的热流量。

答案：根据傅里叶定律，热流量Q = k * A * ΔT / d，其中A是面积，ΔT是温差，d是厚度。

假设面积A足够大，可以忽略不计，那么Q = 0.6 * 10 / 0.05 = 120 W。

2. 已知一物体表面温度为300 K，环境温度为20°C，求该物体表面与环境之间的热交换速率，假设对流换热系数为10 W/m²·K。

答案：热交换速率Q = h * A * ΔT，其中h是对流换热系数，A是物体表面积，ΔT是温差。

假设A足够大，可以忽略不计，那么Q = 10 * (300 - 273) = 270 W。

传热学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热传导的三种基本方式是：A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、相变D. 导热、对流、扩散答案：A2. 傅里叶定律描述的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热扩散答案：A3. 以下哪种材料的导热系数通常最高？A. 空气B. 木材C. 铜D. 橡胶答案：C4. 热对流的驱动力是：A. 温度差B. 压力差C. 密度差D. 重力答案：A5. 黑体辐射定律是由哪位物理学家提出的？A. 普朗克B. 牛顿C. 爱因斯坦D. 波尔兹曼答案：A6. 辐射传热中，辐射强度与温度的四次方成正比，这是根据哪个定律得出的？A. 斯特藩-玻尔兹曼定律B. 维恩位移定律C. 普朗克定律D. 瑞利-金斯定律答案：A7. 以下哪种情况下，流体的对流换热系数会增大？A. 流体流速减慢B. 流体温度升高C. 流体粘度增大D. 流体流速加快答案：D8. 相变传热中，哪种物质的相变潜热最大？A. 水B. 冰C. 蒸汽D. 干冰答案：A9. 热传导方程中，温度随时间的变化率与什么成正比？A. 温度梯度B. 热流密度C. 热导率D. 热扩散率答案：D10. 热阻的概念是由哪位科学家提出的？A. 傅里叶B. 牛顿C. 欧姆D. 焦耳答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 热传导的基本定律是__________定律。

答案：傅里叶2. 热对流换热系数的单位是__________。

答案：W/(m²·K)3. 辐射传热中，黑体的辐射能力最强，其辐射强度与绝对温度的__________次方成正比。

答案：四4. 热传导过程中，热量传递的方向总是从__________向低温区域。

答案：高温区域5. 在热对流中，流体的流动状态可以分为层流和__________。

答案：湍流6. 热辐射不需要__________作为介质。

答案：物质7. 相变传热中，物质从液态变为气态的过程称为__________。

传热学考试题和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 热量传递的三种基本方式是（）。

A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、凝结D. 导热、蒸发、辐射答案：A2. 傅里叶定律描述的是（）。

A. 流体流动B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递答案：C3. 在稳态导热中，温度梯度与热流密度的关系是（）。

A. 正比B. 反比C. 无关D. 相等答案：A4. 牛顿冷却定律中，物体表面与周围流体之间的对流换热系数与（）无关。

A. 流体的物性B. 物体表面的温度C. 流体的流速D. 物体的几何形状答案：B5. 黑体辐射定律中，黑体辐射的强度与温度的关系是（）。

A. 线性关系B. 对数关系C. 指数关系D. 幂次关系答案：C6. 对流换热的努塞尔特数（Nu）是（）。

A. 无量纲数B. 温度的单位C. 长度的单位D. 质量的单位答案：A7. 辐射换热中，两表面之间的角系数（）。

A. 总是等于1B. 总是小于1C. 总是大于1D. 可以大于1答案：B8. 在热传导过程中，如果材料的导热系数增大，则（）。

A. 热阻减小，热流密度增大B. 热阻增大，热流密度减小C. 热阻减小，热流密度减小D. 热阻增大，热流密度增大答案：A9. 相变潜热是指（）。

A. 物质在相变过程中吸收或释放的热量B. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的比热容之比C. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的质量之比D. 物质在相变过程中吸收或释放的热量与物质的体积之比答案：A10. 热管是一种高效的热传递装置，其工作原理是基于（）。

A. 导热B. 对流C. 辐射D. 相变答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 热传导的基本定律是______定律，其数学表达式为：q = -kA(dT/dx)。

答案：傅里叶2. 热对流中的换热系数h与流体的______、流速、物体的几何形状等因素有关。

答案：物性3. 辐射换热中，两表面之间的角系数φ的取值范围是______。

（整理）传热学试题库含参考答案2新版.精品⽂档1、外径为200mm 采暖热⽔输送保温管道，⽔平架空铺设于空⽓温度为-5℃的室外，周围墙壁表⾯平均温度近似为0℃，管道采⽤岩棉保温⽡保温，其导热系数为λ（W/m ℃）＝0.027+0.00017t （℃）。

管内热⽔平均温度为100℃，由接触式温度计测得保温层外表⾯平均温度为45℃，表⾯发射率为0.9，若忽略管壁的导热热阻，试确定管道散热损失、保温层外表⾯复合换热系数及保温层的厚度。

解：管道散热损失包括⾃然对流散热损失和辐射散热损失两部分。

确定⾃然对流散热损失：定性温度℃则确定辐射散热损失：属空腔（A 2）与内包壁（A 1）之间的辐射换热问题，且。

单位管长管道散热损失确定保温层外表⾯复合换热系数：确定保温层的厚度：由傅⽴叶定律积分⽅法获得。

，分离变量得：，即：精品⽂档得管道外径保温层的厚度为2、⼀所平顶屋，屋⾯材料厚δ＝0.2m，导热系数λw=0.6W/(m·K)，屋⾯两侧的材料发射率ε均为0.9。

冬初，室内温度维持tf1＝18℃，室内四周墙壁亦为18℃，且它的⾯积远⼤于顶棚⾯积。

天空有效辐射温度为-60℃。

室内顶棚表⾯对流表⾯传热系数h1＝0.529W/(m2·K)，屋顶对流表⾯传热系数h2=21.1W/(m2·K)，问当室外⽓温降到多少度时，屋⾯即开始结霜(tw2＝0℃)，此时室内顶棚温度为多少?此题是否可算出复合换热表⾯传热系数及其传热系数? 解：⑴求室内顶棚温度t w1稳态时由热平衡，应有如下关系式成⽴：室内复合换热量Φ’=导热量Φ=室内复合换热量Φ”；因Φ’=Φ，且结霜时℃，可得：，即解得：℃。

⑵求室外⽓温tf2精品⽂档因Φ”=Φ，可得：，即：℃⑶注意到传热⽅向，可以求出复合换热系数h f1、hf2依据，得依据，得⑷求传热系数K3、⼀蒸汽冷凝器，内侧为ts=110℃的⼲饱和蒸汽，汽化潜热r=2230，外侧为冷却⽔，进出⼝⽔温分别为30℃和80℃，已知内外侧换热系数分别为104，及3000，该冷凝器⾯积A=2m2，现为了强化传热在外侧加肋，肋壁⾯积为原⾯积的4倍，肋壁总效率η=0.9，若忽略冷凝器本⾝导热热阻，求单位时间冷凝蒸汽量。

传热学题库及参考答案1、原油中的硫化物在高温时能形成( )腐蚀介质。

A、RSB、SC、S-H2S-RSHD、H2S答案：C2、列管换热器的传热效率下降可能是由于( )A、壳体内不凝汽或冷凝液增多B、管束与折流伴的结构不合理C、壳体介质流动过快D、壳体和管束温差过大答案：A3、制冷分为四个过程，其中给深冷分离提供冷剂是在( )过程中。

A、压缩B、膨胀C、蒸发D、冷凝答案：C4、已知环氧乙烷合成反应器生产能力为144t/d，年工作时间8000h，按乙烯原料计算，生成环氧乙烷的选择性为71%，通入反应器的乙烯为43720kg/h （原子量:C-12，H-1，O-16），下列生产指标正确的是( )A、反应器年生产能力为48kt/a，乙烯转化率为12.3%B、反应器年生产能力为52.56kt/a，乙烯转化率为12.3%；C、反应器年生产能力为48kt/a，乙烯的转化率为8.73%D、反应器年生产能力为52.56kt/a，乙烯的转化率为8.73%答案：A5、套管换热器的换热方式为( )A、混合式B、间壁式C、蓄热式D、其他方式答案：B6、输送膏状物应选用( )A、往复泵B、压缩机C、齿轮泵D、离心泵答案：C7、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是( )A、管壁热阻；B、污垢热阻；C、管外对流传热热阻；D、管内对流传热热阻；答案：B8、裂解气深冷分离的主要依据是( )A、各烃的相对挥发度不同B、各烃分子结构的不同C、各烃分子量的大小D、各烃分子间作用力不同答案：A9、对于一级反应其半衰期与反应物的起始浓度( )A、成反比B、无关C、成正比D、不确定答案：B10、产生离心泵启动后不进水的原因是( )。

A、泵内发生汽蚀现象B、吸入管浸入深度不够C、填料压得过紧D、轴承润滑不良答案：B11、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、腐蚀性强C、价格较高D、载热能力小答案：C12、乙烯工业上前加氢和后加氢是依( )为界划分的。

传热学知识竞赛题库及答案1、如何计算导热量？A、傅里叶定律B、牛顿定律C、开普勒定律D、焦耳定律答案：傅里叶定律--------------------------------2、以下不属于热能传递的基本方式的是（）。

A、热对流B、热传导C、热交换D、对流传热答案：热交换对流传热--------------------------------3、对流传热是热传导和热对流两种传热机理共同作用的结果。

答案：对--------------------------------4、实际物体表面传热系数的大小只取决于流体的流动状态。

A.正确B.错误答案：B--------------------------------5、黑体能吸收投入到其表面上的所有辐射能量。

答案：对--------------------------------6、热辐射不需要媒介。

答案：对--------------------------------7、传热过程不包括热辐射。

A.正确B.错误答案：B--------------------------------8、温度越高，温差越大，辐射部分的占比越大。

答案：对--------------------------------9、一般而言，下列导热系数最大的是（）A.铁B.油C.氢气D.海绵答案：A--------------------------------10、下列哪些属于换热系数的影响因素？A、表面结构形状B、温差C、物性参数D、流体流速答案：表面结构形状;物性参数;流体流速--------------------------------1、发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。

答案：对--------------------------------2、对流过程是指热量由固体壁面一侧的热流体通过壁面传给另一侧的冷流体的过程。

A.正确B.错误答案：B--------------------------------3、当导热体中进行纯导热时,通过导热面的热流密度,其值与该处温度梯度的绝对值成反比,而方向与温度梯度相同。