2025年热控技术考试题及答案

热控技术考试题及答案姓名：____________________

一、选择题（每题[2]分，共[10]分）

1.下列哪个不属于热控技术的范畴？

A.热交换器设计

B.热泵技术

C.电力电子技术

D.热管技术

2.热控系统中，热电偶的作用是：

A.测量温度

B.调节流量

C.控制压力

D.输出功率

3.在热传导中，固体传热的主要方式是：

A.热辐射

B.热对流

C.热传导

D.以上都是

4.下列哪种材料的热导率最高？

A.玻璃

B.木材

C.铝

D.石墨

5.热控系统的热交换器设计中，通常采用的传热方式是：

A.热辐射

B.热对流

C.热传导

D.以上都是

6.热泵的工作原理基于：

A.热传导

B.热对流

C.热辐射

D.热力学第二定律

7.热控系统中，以下哪种控制策略最常用？

A.开环控制

B.闭环控制

C.模糊控制

D.专家控制

8.在热泵系统中，冷凝器的作用是：

A.冷却冷媒

B.吸收热量

C.释放热量

D.调节压力

9.以下哪个不是热控技术中的传热介质？

A.水

B.蒸汽

C.空气

D.电子

10.热控系统中，热力泵的应用范围主要包括：

A.供暖

B.制冷

C.热泵

D.以上都是

二、填空题（每空[2]分，共[10]分）

1.热控技术是利用______、______、______等原理，实现______、______、______等功能的技术。

2.热控系统中的______是传递______的媒介，它将______从一个区域转移到另一个区域。

3.在热传导中，固体的传热系数称为______，液体的传热系数称为______。

4.热控系统中的热交换器主要有______、______和______三种。

5.热泵系统中，压缩机、膨胀阀、______和______是基本组件。

6.热控系统中，______和______是常见的温度控制方法。

7.热控系统中，热电偶和热电阻是两种常见的______元件。

8.热控技术的研究与应用在______、______和______等领域具有重要意义。

三、简答题（每题[5]分，共[15]分）

1.简述热控技术的定义及其在现代社会的重要性。

2.热控系统中，热交换器的作用是什么？请列举三种常见的热交换器。

3.热泵的工作原理是什么？简述热泵在制冷和制热过程中的作用。

四、计算题（每题[10]分，共[20]分）

1.一根长为1m，截面积为10cm²的铜棒，其热导率为0.4W/(m·K)。若一端温度为300K，另一端温度为500K，求铜棒两端温差为100K时，热流量是多少？

2.设一个热交换器的热交换面积为0.5m²，热交换系数为1000W/(m²·K)，温差为50K，求该热交换器每秒能传递多少热量？

五、论述题（每题[10]分，共[20]分）

1.论述热泵技术在现代建筑节能中的应用及其优势。

2.分析热控技术在航空航天领域的应用及其对飞行安全的影响。

六、综合题（每题[15]分，共[30]分）

1.设计一个简单的热控系统，用于控制实验室的温度在20±1℃范围内。要求说明系统组成、工作原理和设计参数。

2.针对某工厂生产线上的一台设备，设计一个热控系统，以实现设备的温度控制。要求说明系统组成、工作原理和设计参数。

试卷答案如下：

一、选择题（每题[2]分，共[10]分）

1.C

解析思路：电力电子技术主要涉及电能转换和控制，不属于热控技术的范畴。

2.A

解析思路：热电偶是温度测量元件，用于测量温度。

3.C

解析思路：固体传热主要通过热传导进行。

4.D

解析思路：石墨是已知热导率最高的固体材料。

5.B

解析思路：热交换器设计中，热对流是主要的传热方式。

6.D

解析思路：热泵的工作原理基于热力学第二定律，即通过做功将低温热源的热量转移到高温热源。

7.B

解析思路：闭环控制通过反馈机制实现对系统的精确控制，是最常用的控制策略。

8.C

解析思路：冷凝器在热泵系统中释放热量，使冷媒温度降低。

9.D

解析思路：电子不是传热介质，而是电荷载流子。

10.D

解析思路：热泵技术可用于供暖、制冷和热水供应等。

二、填空题（每空[2]分，共[10]分）

1.热力学、流体力学、热辐射、温度控制、压力控制、流量控制

解析思路：热控技术涉及热力学、流体力学和热辐射等原理，用于实现温度、压力和流量的控制。

2.传热介质、热量、温度差

解析思路：热交换器通过传热介质传递热量，实现温度差的调节。

3.传热系数、热导率

解析思路：传热系数和热导率是描述材料传热能力的物理量。

4.沸腾器、冷凝器、蒸发器

解析思路：沸腾器、冷凝器和蒸发器是常见的热交换器类型。

5.冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机

解析思路：热泵系统中的基本组件包括冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机。

6.热电偶、热电阻

解析思路：热电偶和热电阻是常见的温度传感器。

7.温度

解析思路：热电偶和热电阻是用于测量温度的元件。

8.能源利用、工业生产、航空航天

解析思路：热控技术在能源利用、工业生产和航空航天等领域具有重要意义。

四、计算题（每题[10]分，共[20]分）

1.答案：Q=200W

解析思路：根据傅里叶定律，Q=k*A*ΔT/L，其中Q为热流量，k为热导率，A为截面积，ΔT为温差，L为长度。代入数值计算得到Q=0.4*10*100/1=400W。

2.答案：Q=25000W

解析思路：根据牛顿冷却定律，Q=h*A*ΔT，其中Q为热流量，h为热交换系数，A为热交换面积，ΔT为温差。代入数值计算得到Q=1000*0.5*50=25000W。

五、论述题（每题[10]分，共[20]分）

1.答案：热泵技术在现代建筑节能中的应用主要体现在以下几个方面：

-通过吸收室外低温热量，降低建筑室内温度，实现制冷需求。

-在冬季，热泵可以从室外空气或地热中吸收热量，通过热交换器传递给室内空气，实现供暖需求。

-热泵具有较高的能效比，相比传统电加热等方式，可以节省大量电能。

-热泵系统运行稳定，故障率低，维护方便。

-热泵系统可以实现智能化控制，提高能源利用效率。

优势：

-节能减排：热泵技术可以减少建筑能耗，降低温室气体排放。

-经济效益：热泵系统运行成本低，有利于降低建筑运营成本。

-环保：热泵技术利用可再生能源，减少对化石能源的依赖。

-舒适度：热泵系统可以提供稳定舒适的室内环境。

2.答案：热控技术在航空航天领域的应用主要体现在以下几个方面：

-温度控制：热控系统可以实现对火箭、卫星等飞行器的温度控制，保证其正常工作。

-压力控制：热控系统可以控制飞行器内部的气体压力，确保乘客和设备的舒适和安全。

-流量控制：热控系统可以控制飞行器内部的液体流量，满足燃料、液压等系统的需求。

-环境控制：热控系统可以控制飞行器内部的空气质量和湿度，保障乘务人员的安全和健康。

对飞行安全的影响：

-温度控制：确保飞行器在不同温度下的稳定运行，避免因温度过高或过低导致设备故障。

-压力控制：保持飞行器内部气压稳定，避免因气压过高或过低对乘务人员和设备造成伤害。

-流量控制：确保燃料、液压等系统的正常运行，避免因流量不足或过大导致系统故障。

-环境控制：保持飞行器内部空气质量，避免因空气质量差导致乘务人员和设备健康受损。

六、综合题（每题[15]分，共[30]分）

1.答案：系统组成：热交换器、温度传感器、控制器、执行器。

工作原理：通过温度传感器检测实验室温度，控制器根据设定值与实际温度的差值进行调节，执行器控制热交换器的工作状态，实现对实验室温度的精确控制。

设计参数：热交换器热交换面积为0.5m²，热交换系数为1000