2025年大学（能源与动力工程）传热学阶段考核题

2025年大学（能源与动力工程）传热学阶段考核题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.关于传热系数K，下列说法正确的是（）A.传热系数越大，传热过程越强B.它只与材料有关C.与传热面积有关D.与温差无关答案：A2.傅里叶定律描述的是（）A.热对流B.热传导C.热辐射D.对流传热答案：B3.下列哪种情况不属于稳态导热（）A.物体内部温度随时间变化B.物体内部温度不随时间变化C.有内热源的导热D.无内热源的导热答案：A4.肋片高度增加时，肋片效率会（）A.增加B.降低C.不变D.先增加后降低答案：B5.对于圆筒壁的导热，通过各等温面的热流量（）A.处处相等B.与半径成正比C.与半径成反比D.与半径平方成反比答案：A6.两无限大平板间的辐射传热，当两平板温度相同时，辐射传热量为（）A.无穷大B.零C.某一有限值D.无法确定答案：B7.下列哪种气体可视为热辐射透明体（）A.氧气B.二氧化碳C.水蒸气D.二氧化硫答案：A8.自然对流的准则关联式中，反映流体物性影响的准则数是（）A.NuB.GrC.PrD.Re答案：C9.无相变的流体在管内强制对流换热，当管长增加时，对流传热系数（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：B10.换热器中，逆流布置时的对数平均温差（）并流布置时的对数平均温差。A.大于B.小于C.等于D.不确定答案：A第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共15分，每空1分）1.导热系数是物质的______性质，它与______、______等因素有关。答案：热物理；温度；材料种类2.稳态导热时，导热体内温度分布线的斜率与______成正比，与______成反比。答案：热流密度；导热系数3.热辐射的基本定律有______、______、______。答案：普朗克定律；斯蒂芬-玻尔兹曼定律；维恩位移定律4.对流换热的能量方程中，对流项是______，扩散项是______。答案：ρcpu·▽T；λ▽²T5.换热器的效能是指______与______之比。答案：实际传热量；最大可能传热量三、简答题（共20分，每题5分）1.简述导热问题的三类边界条件。答案：第一类边界条件：给定物体边界上的温度分布；第二类边界条件给定物体边界上的热流密度；第三类边界条件给定物体边界与周围流体间的表面传热系数及周围流体的温度。2.什么是肋片效率？影响肋片效率的主要因素有哪些？答案：肋片效率是指肋片的实际散热量与假设整个肋片表面处于肋基温度下的理想散热量之比。影响因素有肋片材料的导热系数、肋片高度、肋片厚度、表面传热系数等。3.简述辐射传热的特点。答案：不需要中间介质；在真空中也能进行；热辐射不仅有能量的传递，还伴有能量形式的转换；辐射传热过程中伴随着能量按空间方向的重新分配。4.说明对流传热微分方程的物理意义。答案：对流传热微分方程表达了流体中局部对流传热系数、温度场与速度场之间的关系，反映了对流换热过程中热量传递、动量传递和质量传递之间的相互依存关系以及能量守恒原理。四（共15分）材料：有一外径为50mm的蒸汽管道，其外表面温度为150℃，周围环境温度为20℃。管道外表面发射率为0.8。已知斯蒂芬-玻尔兹曼常数σ=5.67×10⁻⁸W/(m²·K⁴)。题目：求该管道每米长度的辐射散热量。答案：根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，辐射散热量公式为q=εσ(T⁴-T₀⁴)。其中T=150+273=423K，T₀=20+273=293K，ε=0.8，σ=5.67×10⁻⁸W/(m²·K⁴)。则q=0.8×5.67×10⁻⁸×(423⁴-293⁴)≈113.4W/m。每米长度辐射散热量为113.4W。五（共20分）材料：有一逆流套管式换热器，热水进口温度为90℃，出口温度为50℃，冷水进口温度为10℃，出口温度为55℃。已知热水流量为1kg/s，比热容为4.2kJ/(kg·K)，冷水流量为1.5kg/s，比热容为4.2kJ/(kg·K)。题目：1.求换热器的传热量。2.求换热器的对数平均温差。答案：1.先求热水放出的热量Q₁=mc₁(t₁-t₂)=1×4.2×(90-50)=168kW，那么传热量Q=Q₁=168kW。2.逆流时，热流体进出口温度分别为90℃和5℃，冷流体进出口温度分别为