2021傳熱學(xué)模擬試題及參考答案(華科)

2021傳熱學(xué)模擬試題及參考答案(華科)_文檔視界第一部分選擇題

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。

1．對(duì)于過(guò)熱器中：高溫?zé)煔狻獗凇鷥?nèi)壁→過(guò)熱的傳熱過(guò)程次序?yàn)椋ǎ?/p>

A．復(fù)合換熱、導(dǎo)熱、對(duì)流換熱

B．導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱

C．對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、導(dǎo)熱

D．復(fù)合換熱、對(duì)流換熱、導(dǎo)熱

2．溫度對(duì)輻射換熱的影響對(duì)對(duì)流換熱的影響。（）

A．等于

B．大于

C．小于

D．可能大于、小于

3．對(duì)充換熱系數(shù)為1000W/(m2·K)、溫度為77℃的水流經(jīng)27℃的壁面，其對(duì)流換熱的熱流密度為（）

A．8×104W/m2

B．6×104W/m2

C．7×104W/m2

D．5×104W/m2

4．流體流過(guò)管內(nèi)進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí)，當(dāng)l/d時(shí)，要進(jìn)行入口效應(yīng)的修正。（）

A．＞50

B．＝80

C．＜50

D．＝100

5．爐墻內(nèi)壁到外壁的熱傳遞過(guò)程為（）

A．熱對(duì)流

B．復(fù)合換熱

C．對(duì)流換熱

D．導(dǎo)熱

6．下述哪個(gè)參數(shù)表示傳熱過(guò)程的強(qiáng)烈程度？（）

A．k

B．λ

C．αc

D．α

7．雷諾準(zhǔn)則反映了的對(duì)比關(guān)系？（）

A．重力和慣性力

B．慣性和粘性力

C．重力和粘性力

D．浮升力和粘性力

8．下列何種材料表面的法向黑度為最大？

A．磨光的銀

B．無(wú)光澤的黃銅

C．各種顏色的油漆

D．粗糙的沿

9．在熱平衡的條件下，任何物體對(duì)黑體輻射的吸收率同溫度下該物體的黑度。（）

A．大于

B．小于

C．恒等于

D．無(wú)法比較

10．五種具有實(shí)際意義的換熱過(guò)程為：導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、復(fù)合換熱、傳熱過(guò)程和（）

A．輻射換熱

B．熱輻射

C．熱對(duì)流

D．無(wú)法確定

二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

11．已知某大平壁的厚度為10mm，材料導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(m·K)，則通過(guò)該平壁單位導(dǎo)熱面積的導(dǎo)熱熱阻為。

12．已知某換熱壁面的污垢熱阻為0.0003（m2·K），若該換熱壁面剛投入運(yùn)行時(shí)的傳熱系數(shù)為340W（m2·K），則該換熱壁面有污垢時(shí)的傳熱系數(shù)為。

13．采用小管徑的管子是對(duì)流換熱的一種措施。

14．壁溫接近換熱系數(shù)一側(cè)流體的溫度。

15．研究對(duì)流換熱的主要任務(wù)是求解，進(jìn)而確定對(duì)流換熱的熱流量。

16．熱對(duì)流時(shí)，能量與同時(shí)轉(zhuǎn)移。

17．導(dǎo)熱系數(shù)的大小表征物質(zhì)能力的強(qiáng)弱。

18．一般情況下氣體的對(duì)流換熱系數(shù)液體的對(duì)流換熱系數(shù)。

19．在一定的進(jìn)出口溫度條件下，的平均溫差最大。

20．是在相同溫度下輻射能力最強(qiáng)的物體。

三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

21．穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

22．穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)

23．熱對(duì)流

24．傳熱過(guò)程

25．肋壁總效率

四、簡(jiǎn)答題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26．不凝結(jié)氣體含量如何影響了蒸汽凝結(jié)時(shí)的對(duì)流換熱系數(shù)值？其影響程度如何？凝汽器如何解決這個(gè)問(wèn)題？

27．寫出直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式，它是根據(jù)什么原理建立起來(lái)的？它在導(dǎo)熱問(wèn)題的分析計(jì)算中有何作用？

五、計(jì)算題（本大題共2小題，每小題12分，共24分）

28．兩塊平行放置的平板1和2，相關(guān)尺寸如圖示。已知：t1=177℃、t2=27℃、ε1=0.8、

ε2=0.4、X1，2＝0.2。試用網(wǎng)絡(luò)法求：

?兩平板之間的輻射換熱量；

?若兩平板均為黑體表面，輻射換熱量又等于多少？

29．一臺(tái)逆流式換熱器用水來(lái)冷卻潤(rùn)滑油。流量為2.5kg/s的冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，其進(jìn)出口溫度分別為15℃和60℃，比熱為4174J/(kg·k)；熱油進(jìn)出口溫度分別為110和70，比熱為2190

J/(kg·k)。傳熱系數(shù)為400W（m2·k）。試計(jì)算所需的傳熱面積。

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

1?A2．B3．D4．C5．D

6．A

7．B

8．C

9．C10．A

二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

11．2.22×10－4（m2·k）/W（若沒(méi)寫單位，扣0.5分。）

12．308.5W/（m2·k）[或309W/（m2·k）或308W/（m2·k）]（若不寫單位，扣0.5分）

13．強(qiáng)化

14．較大

15．對(duì)流換熱系數(shù)（或αc均可）

16．質(zhì)量（或物質(zhì)）

17．導(dǎo)熱

18．小于

19．逆流

20．黑體

三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

21．【參考答案】

發(fā)生在穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)內(nèi)的導(dǎo)熱過(guò)程稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。

（或：物體中的溫度分布不隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。）

22．【參考答案】

溫度場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化。（或溫度場(chǎng)不隨時(shí)間變化。）

23．【參考答案】

依靠流體各部分之間的宏觀運(yùn)行，把熱量由一處帶到另一處的熱傳遞現(xiàn)象。

24．【參考答案】

熱量由固體壁面一側(cè)的熱流體通過(guò)固體壁面?zhèn)鬟f給另一側(cè)冷流體的過(guò)程。

25．【參考答案】

肋側(cè)表面總的實(shí)際散熱量與肋壁測(cè)溫度均為肋基溫度的理想散熱量之比。

四、簡(jiǎn)答題）本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）因在工業(yè)凝汽器設(shè)備的凝結(jié)溫度下，蒸汽中所含有的空氣等氣體是不會(huì)凝結(jié)的，故稱這些氣體成分為不凝結(jié)氣體。當(dāng)蒸汽凝結(jié)時(shí)，不凝結(jié)氣體聚積在液膜附近，形成不凝結(jié)氣體層，遠(yuǎn)處的蒸汽在抵達(dá)

液膜表面進(jìn)行凝結(jié)前，必須以擴(kuò)散方式穿過(guò)這個(gè)氣體層，這就使凝結(jié)換熱過(guò)程增加了一個(gè)熱阻，即氣相熱阻，所以αc降低。（3分）

（2）在一般冷凝溫差下，當(dāng)不凝結(jié)氣體含量為1%時(shí)，換熱系數(shù)將只達(dá)純凈蒸汽的40%左右，后果是很嚴(yán)重的。（3分，答50%左右也可）

（3）這是凝汽器必須裝設(shè)抽氣器的主要原因之一。（2分）

27．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）直角坐標(biāo)系中導(dǎo)熱微分方程的一般表達(dá)式為：（3分）（2）它是根據(jù)導(dǎo)熱基本定律（或傅里葉定律）和能量守恒定律建立起來(lái)的。（2分）

（3）作用：確定導(dǎo)熱體內(nèi)的溫度分布（或溫度場(chǎng)）。（3分）

五、計(jì)算題（本大題共2小題，每小題12，共24分）

28．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）(3分)

(2分)

=1105.65W（1分）

?若兩表面為黑體表面，則

（3分）

（2分）

=1492.63W（1分）

若不寫單位，扣0.5分若直接把值代入而沒(méi)寫出公式，也可給分。

29．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

已知：qm2=2.5kg/s

?計(jì)算平均溫差

（5分）（2）計(jì)算水所吸收的熱量

（3分）

（3）計(jì)算傳熱面積

由得

(4分)

若不寫單位，扣0.5分若沒(méi)寫公式，直接把值代入，也可給分。

第一部分選擇題

一、單項(xiàng)選擇題（本大題10小題，每小題2分，共20分）

在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。

1.在鍋爐的爐墻中：煙氣內(nèi)壁外壁大氣的熱過(guò)和序?yàn)?【】

A.輻射換熱,導(dǎo)熱,復(fù)合換熱

B.導(dǎo)熱，對(duì)流換熱，輻射換熱

C.對(duì)流換熱淚盈眶，復(fù)合換熱，導(dǎo)熱

D.復(fù)合換熱，對(duì)流換熱，導(dǎo)熱

2.由表面1和表面2組成的封閉系統(tǒng)中：X1,2_____X2,1。

A.等于

B.小于

C.可能大于，等于，小于

D.大于

3.流體流過(guò)短管內(nèi)進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí)其入口效應(yīng)修正系數(shù)【】

A.=1

B.>1

C.３０

以上兩個(gè)準(zhǔn)則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度（μw的定性溫度為管內(nèi)壁溫度）,特性尺度為管內(nèi)徑。

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

1．A2.C3.B4.A5.D

6.D

7.D

8.C

9.D10.C

二、填空題（本大題共10小題，每小2分，共20分）

11．61.7°C或61.7°C(若不寫單位,扣0.5分)

12．725.76W/m2或726W/m2(若不寫單位,扣0.5分)

13．冷流體

14．波長(zhǎng)或“λ”復(fù)合15.復(fù)合

16．熱冷流體(或＂冷熱流體＂也可，＂熱流體和冷流體)也可)

17.輻射18.肋壁實(shí)際散熱量

19.較大或“大＂、“較高”20.管程數(shù)

三、名詞解釋（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

21．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

換熱器的實(shí)際傳熱量與最大可能傳熱量之比?；?/p>

22．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

高于液體飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰。

?【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

物體內(nèi)各點(diǎn)溫升速度不變的導(dǎo)熱過(guò)程。

?【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

吸收率等于1的物體。

?【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

對(duì)流換熱與輻射換熱同時(shí)存在的綜合熱傳遞過(guò)程。

四、簡(jiǎn)答題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）

26．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）氣體的輻射（和吸收）對(duì)波長(zhǎng)有強(qiáng)烈的選擇性，即它只能輻射和吸收某些波長(zhǎng)范圍內(nèi)的能量。

（2）氣體的輻射（和吸收）是在整個(gè)容積中進(jìn)行的。固體和液體不能穿透熱射線，所以它們的輻射（和吸收）只在表面進(jìn)行。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（1）答出4分：（2）答出4分。

27．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

（1）因?yàn)樵谝欢ǖ倪M(jìn)出口溫度條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，即采用逆流方式有利于設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（2）但逆流式換熱器也有缺點(diǎn)，其熱流體和冷流體的最高溫度集中在換熱器的同一端，使得該處的壁溫較高，即這一端金屬材料要承受的溫度高于順流型換熱器，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行。

（3）所以高溫過(guò)熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式，即在煙溫較高區(qū)域采用順流布置，在煙溫較低區(qū)域采用逆流布置。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（1）答出2分；（2）答出2分；

（3）答出3分。

五、計(jì)算題（本大題共2小題，每小題12分，共24分）

?28．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

29．【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】

一、填空題（每小題1分，共15分）

1.復(fù)合表面?zhèn)鳠釋W(xué)系數(shù)，單位是。

2.二維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)，在直角坐示系中，可表示為。

3.對(duì)于一個(gè)傳熱過(guò)程，如果固體壁面兩側(cè)與流體之間的表面?zhèn)鳠釘?shù)相差比較懸殊，為增強(qiáng)傳熱效果，采用助壁的形式，常常裝在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的一側(cè)。

4.非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程中，稱F0為。

5.采用集總參數(shù)法的物體，其內(nèi)部溫差趨近于。

6.建立有限差分離散議程的常用方法之一是用代替微商。

7.在流場(chǎng)中的內(nèi)存在較大的速度梯度。

8.若兩現(xiàn)角的流態(tài)及換熱均，則它們的Nu必定相等。

9.管的彎曲半徑越小，二次不流的影響就。

10.一般工業(yè)設(shè)備中的凝結(jié)換熱形式均為。

11.高于飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所進(jìn)行的沸騰，稱為。

12.凡波長(zhǎng)λ=0.38~0.76μm的電磁波，屬于。

13.實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比，稱為物體的。

14.在輻射換熱系統(tǒng)中稱為。

15.由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為。

二、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共25分。從每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的號(hào)碼寫在題后面的括號(hào)中。）

16.對(duì)流換熱牛頓冷卻定律式為Φ=aA△t（W）指出其中的熱阻表達(dá)式是（）

①Aa②③④a

17.一般而言，金屬比非金屬（介電體）的導(dǎo)熱系數(shù)值是（）

①較高的②較低的③相等的④接近的

18.當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無(wú)內(nèi)熱源時(shí)的導(dǎo)熱微分方程式可寫為（）

①②③④

19.如果溫度場(chǎng)不隨時(shí)間而變化，即（）

①②③④

20.在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，物體的溫度隨著（）

①形狀變化②重量變化③時(shí)間變化④顏色變化

21.寫出的名稱（）

①努謝爾特準(zhǔn)則②付立葉準(zhǔn)則③畢奧準(zhǔn)則④普蘭特準(zhǔn)則

22.結(jié)束導(dǎo)熱問(wèn)題數(shù)值計(jì)算迭代過(guò)程的判據(jù)之一是（）

①②

③④①或③

23.流體在泵、風(fēng)機(jī)或水壓頭等作用下產(chǎn)生的流動(dòng)稱為（）

①自然對(duì)流②層流③強(qiáng)制對(duì)流④湍流

24.普朗特準(zhǔn)則Pr〉1時(shí)，則（）

①δ>δ1②δ<δ1③δ≈δ1④δ/δ10

25.格拉曉夫準(zhǔn)則Gr越大，則表征（）

①浮升力越大②粘性力越大③慣性力越大④動(dòng)量越大

26.當(dāng)量直徑中U表示（）

①長(zhǎng)度②寬度③周長(zhǎng)④潤(rùn)濕周長(zhǎng)

27.橫掠單管時(shí)的對(duì)流換熱中，特性尺度?。ǎ?/p>

①管長(zhǎng)L②管內(nèi)徑di③管外徑di④d0-di

28.水平圓筒外的自然對(duì)流換熱的特性尺度應(yīng)?。ǎ?/p>

①圓筒的長(zhǎng)度②圓筒外徑③圓筒內(nèi)徑④圓筒壁厚度

29.膜狀凝結(jié)換熱中的定性溫度取（）

①蒸汽溫度②凝結(jié)液溫度③凝結(jié)液膜層平均溫度④飽和溫度

30.飽和沸騰時(shí)，壁溫與飽和溫度之差稱為（）

①平均溫度②絕對(duì)溫差③相對(duì)溫差④沸騰溫差

31.定向輻射強(qiáng)度與方向無(wú)關(guān)的規(guī)律稱為（）

①普朗克定律②四次方定律③維恩定律④蘭貝特定律

32.灰體的吸收率是（）

①1②大于1③定值④變量

33.對(duì)于灰體，吸收率愈大，其反射率（）

①愈?、谟螈圻m中④不變

34.角系數(shù)是純幾何因素，與物體的黑度（）

①無(wú)關(guān)②有關(guān)③有較大關(guān)系④關(guān)系很大

35.由輻射物體表面因素產(chǎn)生的熱阻稱為（）

①導(dǎo)熱熱阻②對(duì)流熱阻③表面熱阻④空間熱阻

36.二氧化碳和水蒸汽在光帶內(nèi)都能夠（）

①吸收輻射②反射輻射③重輻射④不能輻射

37.按傳熱系數(shù)的符號(hào)單位，從以下列舉中選擇（）

①②③④

38.管殼式換熱器歸類于（）

①間壁式②回?zé)崾舰刍旌鲜舰茉偕?/p>

39.在一般換熱器設(shè)計(jì)中，考慮表面污染情況用（）

①利用系數(shù)②污垢系數(shù)③傳熱系數(shù)④表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)

40.表示A組分質(zhì)量濃度的符號(hào)是（）

①CA②A③CB④B

三、名詞解釋（每小題2分，共4分）

41.溫度場(chǎng)

42.吸收率

四、簡(jiǎn)答題（每小題3分，共9分）

43.簡(jiǎn)述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。

44.蒸汽凝結(jié)換熱中有不凝結(jié)氣體存在時(shí)，對(duì)凝結(jié)換熱有什么影響？

45.角系數(shù)有哪些特性？

五、計(jì)算題（每小題5分，共15分）

46.平壁，厚度=80mm，兩表面溫度分別維持在20（℃）和0℃，平壁的高溫面受到流體的加

熱，流體溫度tf=100℃,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)W/（m2·k）。當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，試確定平壁

材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

47.壓縮空氣在中間冷卻器的管外橫掠流過(guò)，a0=90W/(m2·k)，冷卻水在管內(nèi)流過(guò)a1=6000W/(m2·k)。冷卻管是外徑為16mm，厚1.5mm的黃銅管。求：

1）此時(shí)的傳熱系數(shù)；

2）若管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)有何變化；

3）若管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍，傳熱系數(shù)又作何變化。

48.一順流換熱器，其冷流體進(jìn)出口溫度分別為10℃和30℃，熱流體進(jìn)出口溫度分別為80℃和50℃，試比較對(duì)數(shù)平均溫差和算術(shù)平均溫差，并說(shuō)明能否用算術(shù)平均溫差代替對(duì)數(shù)平均溫差？

六、綜合計(jì)算（每小題8分，共32分）

49.一平壁水泥泡沫磚構(gòu)成，厚度為50cm，導(dǎo)熱系數(shù)，高溫面維持200℃、低溫面為50℃。試求：

（1）通過(guò)平壁的熱流密度；

（2）維持熱流密度不變時(shí)，計(jì)算在墻壁內(nèi)溫度為70℃處，距離溫墻面的厚度為多少？

50.30℃的大銅板，被置于400℃的爐中加熱10分鐘后，測(cè)得銅板溫度上升到150℃。已知銅板兩側(cè)與周圍環(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為125W/（m2·k），銅板的=8440kg/m3，CP=377J/

（kg·k）,。試估算銅板的厚度是多少？

51.水以1.5m/s的速度流過(guò)內(nèi)徑為25mm的加熱管。管的內(nèi)壁溫度保持100℃，水的進(jìn)口溫度為15℃。若要使水的出口溫度達(dá)到85℃，求單位管長(zhǎng)換熱量。（不考慮修正）

[提示：已知：50℃的水

52.抽真空的保冷瓶膽是雙壁鍍銀的夾層結(jié)構(gòu)，外壁內(nèi)表面溫度為30℃，內(nèi)壁外表面溫度為0℃，鍍銀壁黑度為0.03。計(jì)算由于輻射換熱單位面積人散熱量。

一、填空題：每小題1分，共15分。

1.W/（m2·k）

2.t=f(x,y)

3.較小

4.付立葉準(zhǔn)則

5.0

6.差商

7.邊界層（流動(dòng)邊界層或速度邊界層）

8.相似

9.越大10.膜狀凝結(jié)11.大容器沸騰12.可見(jiàn)光

13.黑度14.表面熱阻15.套管式換熱器

二、單項(xiàng)選擇題：每小題1分，共25分。

16.②17.①18.②19.④20.③21.③