传热学 资料考研期末复习题库.docx

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传热学资料考研期末复习题库

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

，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

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

。

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：

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/m2

2.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

或

———————（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。

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。

7．对流传热系数：

单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／（m2·K）。

对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8．辐射传热系数：

单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／（m2·K）。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9．复合传热系数：

单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／（m2·K）。

复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10．总传热系数：

总传热过程中热量传递能力的大小。

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。

三、选择题

1．下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?

（1）导热

（2）对流（3）辐射（4）复合传热

2．热流密度q与热流量的关系为（以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数）：

（1）q＝φA

（2）q＝φ/A（3）q=λφ（4）q＝hφ

3．如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将：

（1）不变

（2）提高（3）降低（4）随机改变

4．下列哪一种表达式是错误的?

（）

（1）q＝λΔt/δ

（2）q＝hΔt（3）q＝kΔt（4）q＝rtΔt

5．导热系数的单位是：

（）

（1）W/（m2.K）

（2）W/m2（3）W/（m·K）（4）m2.K/W

6．在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比?

（）

（1）传热面积

（2）流体温差（3）传热系数（4）传热热阻

7.在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段?

（）

（1）增大系统热阻

（2）增大传热面积

（3）增大传热系数（4）增大对流传热系数

8.试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小?

（1）从气体到气体传热

（2）从气体到水传热

（3）从油到水传热（4）从凝结水蒸气到水传热

9．若已知对流传热系数为78W／（m2.K），则其单位面积对流传热热阻为多少?

（1）78W/（m·K）

（2）1/78m·K/W

（3）1/78m2·K/W（4）78W／（m2·K）

10．单位时间通过单位面积的热量称为什么?

一般用什么符号表示?

（1）热流密度，q

（2）热流密度，φ

（3）热流量，q（4）热流量，φ

11．太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?

（1）导热

（2）热对流

（3）热辐射（4）以上几种都不是

12．热流量与温差成正比，与热阻成反比，此规律称为什么?

（1）导热基本定律

（2）热路欧姆定律

（3）牛顿冷却公式（4）传热方程式

13．传热过程热路图的原理是什么?

（1）傅里叶定律

（2）牛顿冷却公式

（3）斯蒂芬-波尔兹曼定律（4）热路欧姆定律

14．某一传热过程的热流密度q＝500W/m2，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少？

（）

（1）K＝50W/（m2.K），rt＝0.05m2.K/W

（2）K＝0.02W/（m2.K），rt＝50m2.K/W

（3）K＝50W/（m2.K），rt＝0.02m2.K/W

（4）K＝50W/（m2.K），rt＝0.05K/W

15．平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?

（1）δ/λ

（2）δ/（KA）（3）1／h（4）1/（KA）

第二章热传导

一、名词解释

1．温度场：

某一瞬间物体内各点温度分布的总称。

一般来说，它是空间坐标和时间坐标的函数。

2．等温面（线）：

由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。

3．温度梯度：

在等温面法线方向上最大温度变化率。

4．热导率：

物性参数，热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于1K／m的温度梯度作用下产生的热流密度。

热导率是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。

5．导温系数：

材料传播温度变化能力大小的指标。

6．稳态导热：

物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。

7．非稳态导热：

物体中各点温度随时间而改变的导热过程。

8．傅里叶定律：

在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。

9．保温（隔热）材料：

λ≤0.12W/（m·K）（平均温度不高于350℃时）的材料。

10．肋效率：

肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。

11．接触热阻：

材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻。

12．定解条件（单值性条件）：

使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件，包括初始条件和边界条件。

三、选择题

1．当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧?

（）

（1）传热系数较大的一侧

（2）传热系数较小的一侧

（3）流体温度较高的一侧（4）流体温度较低的一侧

2．下列各参数中，属于物性参数的是：

（1）肋化系数

（2）导热系数（3）导温系数（4）传热系数

3．导温系数的物理意义是什么?

（1）表明材料导热能力的强弱

（2）反映了材料的储热能力

（3）反映材料传播温度变化的能力

（4）表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料

4．常温下，下列物质中哪一种材料的导热系数较大?

（1）纯铜

（2）碳钢

（3）不锈钢（4）黄铜

5．温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率?

（1）切线方向

（2）法线方向

（3）任意方向（4）温度降低方向

6．接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?

（1）出现温差

（2）出现临界热流

（3）促进传热（4）没有影响

7．下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的?

（1）防止热量（或冷量）损失

（2）提高热负荷

（3）防止烫伤（或冻伤）（4）保持流体温度

8．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?

（1）导热系数较大的材料

（2）导热系数较小的材料

（3）任选一种均可（4）无法确定

9．金属含有较多的杂质，则其导热系数将如何变化?

（1）变大

（2）变小

（3）不变（4）可能变大，也可能变小

10．下列材料中，导热材料较差的材料是什么？

（1）铝合金

（2）铸铁

（3）不锈钢（4）普通玻璃

11．物体之间发生热传导的动力是什么?

（1）温度场

（2）温差

（3）等温面（4）微观粒子运动

12．下面哪种物质材料具有较大的导热系数?

（1）水

（2）空气

（3）水蒸气（4）冰块

13．通过大平壁导热时，大平壁内的温度分布规律是下述哪一种？

（1）直线

（2）双曲线

（3）抛物线（4）对数曲线

14．若已知某种气体的密度为0.617kg／m3，比热为1.122kJ／（kg·K），导热系数为0.0484W／（m.K），则其导温系数是多少?

（）

（1）14.3m2／s

（2）69.9×10-6m2／s

（3）0.0699m2／s（4）1.43×104m2／s

15．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／m2，则该平壁的壁厚是多少?

（）

（1）220m

（2）22m（3）2.2m（4）0.22m

16．第二类边界条件是什么?

（1）已知物体边界上的温度分布。

（2）已知物体表面与周围介质之间的传热情况。

（3）已知物体边界上的热流密度。

（4）已知物体边界上流体的温度与流速。

17．冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么原因?

（1）因为铁块的温度比木块低

（2）因为铁块摸上去比木块硬

（3）因为铁块的导热系数比木块大（4）因为铁块的导温系数比木块大

18．什么情况下圆筒壁导热可以按平壁处理?

（1）当其长度大于其外半径的10倍时

（2）当其长度是其壁厚的10倍时

（3）当其外径大于2倍的内径时（4）当其外径大于其壁厚的4倍时

19．温度升高时，气体的导热系数一般随温度会发生怎样的变化?

（）

（1）增大

（2）减小

（3）不变（4）可能增大也可能减小

20．一般情况下，对于材料的导热系数，下述哪种说法是错误的?

（1）合金小于纯金属

（2）气体小于固体

（3）液体小于固体（4）导电体小于非导电体

21．下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化？

（1）内燃机启动过程

（2）内燃机停机（3）内燃机变工况运行（4）内燃机定速运行

22．在稳态导热中，已知三层平壁的内外表面温度差为120℃，三层热阻之比Rλ1、Rλ2、Rλ3=1：

2：

3，则各层的温度降为。

（1）60℃、40℃、20℃

（2）70℃、40℃、10℃（3）20℃、40℃、60℃（4）10℃、40℃、70℃

23．材料的导热能力与吸热能力之比称为。

（1）放热系数

（2）传热系数（3）导热系数（4）导温系数

24．蒸汽管道的内外直径分别为68mm和100mm，导热系数λ1=63W/（m.℃），内表面温度为140℃。

今采用玻璃棉垫料保温，λ2=0.053W/（m.℃）。

若要求保温层外表面的温度不超过50℃，且蒸汽管道允许的热损失ql=50W/m，则玻璃棉垫料保温层的厚度至少为。

（1）41mm

（2）54mm（3）91mm（4）104mm

25．导热体中不同温度的等温面将。

（1）互相相交

（2）互不相交（3）互相相切（4）不定

26．材料的导温系数是材料和的比值。

（1）吸热能力/导热能力

（2）导热能力/吸热能力（3）比热容/导热系数（4）导热系数/比热容

27．固体壁面上敷设肋片后，其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的比值为。

（1）肋壁效率

（2）肋化系数（3）肋片效率（4）无明确的专用名称

28．忽略物体内部导热热阻的分析方法称为。

（1）正规状况法

（2）数学分析法（3）数值解法（4）集总参数法

29．下列哪个是非稳态导热的表达式？

（1）t=f（x，y，z）

（2）t=f（y，τ）（3）t=f（x，y）（4）t=f（z，x）

30．下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间？

（1）Bi　

（2）Fo　（3）Ｒe（4）Ｐr

第三章对流传热

一、名词解释

1．速度边界层：

在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。

2．温度边界层：

在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。

3．定性温度：

确定换热过程中流体物性的温度。

4．特征尺度：

对于对流传热起决定作用的几何尺寸。

5．相似准则（如Nu,Re,Pr,Gr,Ra）：

由几个变量组成的无量纲的组合量。

6．强迫对流传热：

由于机械（泵或风机等）的作用或其它压差而引起的相对运动。

7．自然对流传热：

流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。

8．大空间自然对流传热：

传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。

9．珠状凝结：

当凝结液不能润湿壁面（θ>90˚）时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。

10．膜状凝结：

当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角（液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角）θ<90˚，凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。

11．核态沸腾：

在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。

12．膜态沸腾：

在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。

三、选择题

1．下列各参数中，属于物性参数的是：

（1）传热系数K

（2）吸收率α

（3）普朗特数Pr

（4）传热系数hc

2．流体纯自然对流传热的准则方程可写成

（1）Nu＝f（Re，Pr）

（2）Nu＝f（Gr，Pr）

（3）Nu＝f（Re，Gr，Pr）（4）Nu＝f（Bi，Fo）

3．流体掠过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降主要发生在：

（1）主流区

（2）湍流边界层（3）层流底层

（4）缓冲区（5）湍流核心区

4．空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：

（1）要小的多

（2）要大得多

（3）十分接近（4）不可比较

5．沸腾的临界热流量qc是：

（1）从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点

（2）从自由流动过渡到核态沸腾的转折点

（3）从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点

（4）从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点

6．流体在大空间沿竖壁自然对流传热时，在湍流状态下；对流传热系数正比于竖壁高度的（）

（1）0次方

（2）0.8次方（3）l/4次方（4）l/3次方

7．液体沸腾时，汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的?

（1）传热温差

（2）表面张力（3）浮升力（4）重力

8．定型准则是指：

（1）包含定型尺寸的准则

（2）全部由已知量构成的准则

（3）含有待求量的准则（4）待定准则

9．工程中，较为常用的沸腾工况是指：

（1）膜态沸腾

（2）核态沸腾（3）自然对流沸腾（4）以上都不是

10．下述哪种手段对提高对流传热系数无效?

（1）提高流速

（2）增大管径

（3）采用入口效应（4）采用导热系数大的流体

11．已知某气体的密度为1.26kg/m3，比热为1.02kJ/（kg·K），导热系数为0.025W/（m·K），粘度为15.1×10-6m2/s，其Pr（普朗特）准则数为多少?

（）

（1）0.78

（2）0.02（3）0.7（4）0.62

12．Nu（努谢尔特）准则反映：

（）

（1）惯性力和粘滞力的相对大小

（2）对流传热强度

（3）浮升力和粘滞力的相对大小（4）导热能力大小

13．描述浮升力与黏滞力的相对大小的准则数称为：

（1）Re

（2）Gr（3）Pr（4）Ra

14．当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结传热系数与竖放时相比如何?

（1）横放时大

（2）两者差不多

（3）竖放时大

（4）无法比较

15．无量纲组合

称为什么准则？

（1）雷诺Re

（2）普朗特Pr

（3）努谢尔特Nu（4）格拉晓夫Gr

16．判断管内湍流强制对流是否需要进行人口效应修正的依据是什么?

（1）l/d≥70

（2）Re≥104

（3）l/d<50（4）l/d<104

17．对流传热以作为基本计算式。

（1）傅里叶定律

（2）牛顿冷却公式

（3）普朗克定律（4）欧姆定律

18．从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好?

（1）水冷

（2）氢冷（3）气冷（4）水沸腾冷却

19．相变传热的特征为。

（1）工质比体积变化较大

（2）汽化潜热（3）

（1）+

（2）（4）工质比体积较大

20．冷却液润湿壁面的能力取决于。

（1）液体的表面张力

（2）液体与壁面间的附着力（3）

（1）+

（2）（4）

（1）或

（2）

21．在饱和沸腾时，随着的增高，将会出现个换热规律全然不同的区域。

（1）壁面过热度，4

（2）壁面过热度，6（3）热流密度，4（4）热流密度，6

22．对流传热微分方程组共有几类方程？

（1）2

（2）3（3）4（4）5

23．凝结液能很好的润湿壁面，形成完整的膜向下流动，称为。

（1）凝结

（2）膜状凝结（3）珠状凝结（4）稳态凝结

24．下列哪个不是影响对流传热的主要因素？

（1）流动起因；

（2）tw；

（3）ε；

（4）换热面的几何形状。

25．对于Pr数，下列说法哪个是错误的？

（1）它是动力粘度与热扩散率的比值；

（2）它是研究对流传热最常用的重要准则；

（3）对于层流流动，当Pr=1时，δ=δt；

（4）它反映了流体中热量扩散和动量扩散的相对程度。

26．自由对流传热的流态主要取决于的数值。

（1）Pr

（2）Fo（3）Re（4）Gr

27．如果流体的流动是由流体内部温差产生的密度差引起的，称为。

（1）强迫对流

（2）自由运动（3）湍流对流（4）层流对流

28．对流传热微分方程组包括。

Ⅰ、付立叶定律Ⅱ、对流传热微分方程Ⅲ、基尔霍夫定律Ⅳ、连续性方程Ⅴ、动量微分方程Ⅵ、能量微分方程

（1）ⅡⅢⅣⅤ

（2）ⅠⅡⅢⅣ（3）ⅡⅣⅤⅥ（4）ⅢⅣⅤⅥ

29．Num其特征温度为。

（1）流体温度

（2）平均温度（3）壁面温度（4）不定

30．当流体外掠圆管时，10

其边界层为，脱体发生在处。

其局部换热系数到达最值。

（1）湍流，140

，低

（2）层流，140

，高（3）湍流，82

，低（4）层流，82

，低

31．自然对流传热的准则方程为。

（1）

（2）.

（3）

（4）.

32．影响膜状换热系数的主要因素是。

（1）蒸汽流速

（2）不凝结气体（3）表面粗糙度（4）

（1）+

（2）

第四章四辐射传热

一、名词解释

1．热辐射：

由于物体内部微观粒子的热运动状态改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。

2．吸收比：

投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。

3．反射比：

投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。

4．穿透比：

投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。

5．黑体：

吸收比α=1的物体。

6．白体：

反射比ρ=l的物体（漫射表面）

7．透明体：

透射比τ=1的物体

8．灰体：

光谱吸收比与波长无关的理想物体。

9．黑度：

实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值，即物体发射能力接近黑体的程度。

10．辐射力：

单位时间内物体的单位辐射面积向外界（半球空间）发射的全部波长的辐射能。

11．漫反射表面：

如果不论外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投入，物体表面在半球空间范围内各方向上都有均匀的反射辐射度Lr，则该表面称为漫反射表面。

12．角系数：

从表面1发出的辐射能直接落到表面2上的百分数。

13．有效辐射：

单位时间内从单位面积离开的总辐射能，即发射辐射和反射辐射之和。

14．投入辐射：

单位时间内投射到单位面积上的总辐射能。

15．定向辐射度：

单位时间内，单位可见辐射面积在某一方向p的单位立体角内所发出的总辐射能（发射辐射和反射辐射），称为在该方向的定向辐射度。

16．漫射表面：

如该表面既是漫发射表面，又是漫反射表面，则该表面称为漫射表面。

17．定向辐射力：

单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射的辐射能。

18．表面辐射热阻：

由表面的辐射特性所引起的热阻。

19．遮热板：

在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以削弱辐射传热。

20．重辐射面：

辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。

二、填空题

1．热辐射是由于产生的电磁波辐射。

热辐射波长的单位是，在工业范围内，热辐射的波段主要集中于区段。

（热的原因，μm，红外）

2．太阳与地球间的热量传递属于传热方式。

（辐射）

3．黑体是指的物体，白体是指的物体，透明体是指的物体。

灰体是的物体。

（吸收比为0，反射比为0，投射比为0，光谱吸收比与波长无关的）

4．基尔霍夫定律表明，善于辐射的物体也善于，在同温度下，黑体具有的辐射力，实际物体的吸收率永远1。

（吸收，最大，小于）

5．有效辐射是之和。

（发射辐射和反射辐射）

6．一个由两个表面所构成的封闭系统中，若已知A1=0.5A2,X1,2=0.6，则X2,1=。

（0.3）

7．将任意形状气体的辐射折合成一个假想的当量半球，半球内气体与所研究的气体具有，球内气体对球心的辐射效果等于，该当量半球的半径称为。

（相同的温度、压力和成份，所研究的气体对指定地点的辐射，平均射线行程）

8．物体的光谱辐射力与同温度下之比，称为物体的光谱发射率。

（黑体的光谱辐射力）

9．角系数具有、、的特性。

（相对性、完整性、分解性）

10．表面辐射热阻应用于辐射传热计算，其值可用数学式表示为。

（灰漫表面（或灰表面即可），

）

11．气体辐射具有2个特点：

①；②。

（气体的辐射和吸收对波长具有明显的选择性，气体的辐射和吸收在整个容积中进行）

12．基尔霍夫定律指出了物体的与之间的关系。

（辐射力，吸收碧）

13．辐射传热的空间热阻主要与有关。

（两个表面之间的角系数及辐射换热面积）

14．辐射减弱系数是指射线经过单位长度时的能量与的能量之比。

（被气体