2025年高职能源与动力工程（传热学）模拟试题

2025年高职能源与动力工程（传热学）模拟试题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2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括号内。1.传热学中三种基本传热方式是（）A.导热、对流、辐射B.导热、对流、传热系数C.导热、对流、热阻D.导热、对流、传热量2.导热系数的单位是（）A.W/(m·K)B.W/(m²·K)C.J/(m·K)D.J/(m²·K)3.对流传热的热阻主要集中在（）A.流体内部B.流体边界层C.固体壁面D.不确定4.下列哪种情况不属于自然对流（）A.室内暖气使空气流动B.太阳能热水器水的循环C.热空气上升D.风吹过散热器5.辐射传热不需要（）A.介质B.温度差C.物体D.能量6.黑体的辐射能力（）同温度下其他物体的辐射能力。A.大于B.小于C.等于D.不确定7.两表面间的辐射传热系数与（）有关。A.表面温度B.表面发射率C.表面距离D.以上都是8.肋片的肋效率是指（）A.实际散热量与理想散热量之比B.理想散热量与实际散热量之比C.肋片温度与周围流体温度之差D.周围流体温度与肋片温度之差9.稳态导热时，沿热流方向温度（）A.升高B.降低C.不变D.不确定10.导热微分方程适用于（）A.稳态导热B.非稳态导热C.稳态和非稳态导热D.不确定11.对于圆筒壁的导热，通过各等温面的热流量（）A.相等B.不相等C.不确定D.先增大后减小12.对流换热微分方程组包括（）A.连续性方程、动量方程、能量方程B.连续性方程、动量方程、导热方程C.动量方程、能量方程、导热方程D.连续性方程、能量方程、导热方程13.相似原理中，相似准则数是（）A.无量纲量B.有量纲量C.常数D.不确定14.下列哪个准则数反映了流体惯性力与粘性力的比值（）A.NuB.PrC.ReD.Gr15.换热器中，传热单元数NTU（），换热器的传热效果越好。A.越大B.越小C.不变D.不确定16.顺流换热器中，冷流体出口温度（）热流体出口温度。A.大于B.小于C.等于D.不确定17.热阻的串联公式适用于（）A.平壁导热B.圆筒壁导热C.串联热阻D.以上都是18.辐射力的单位是（）A.W/m²B.W/mC.J/m²D.J/m19.角系数具有（）A.相对性B.完整性C.可加性D.以上都是20.下列哪种材料的导热系数最小（）A.金属B.陶瓷C.气体D.液体第II卷（非选择题共60分）一、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将答案填在横线上。1.传热过程是指______、______和______三种基本传热方式的联合作用过程。2.导热系数是物质的______性质，它与______、______等因素有关。3.对流换热的牛顿冷却公式为______，其中h为______。4.辐射传热中，斯蒂芬-玻尔兹曼定律表达式为______，其中σ为______。5.换热器的效能是指______与______之比。二、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述导热、对流、辐射三种传热方式的特点。2.什么是边界层？边界层对对流换热有何影响？3.说明角系数的定义及性质。4.简述强化传热的主要途径。三、计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。1.一厚度为50mm的平壁，两侧表面温度分别为100℃和20℃，平壁材料的导热系数为0.5W/(m·K)，求通过平壁的热流密度。2.一逆流换热器，热流体进口温度为150℃，出口温度为100℃，冷流体进口温度为50℃，出口温度为80℃，传热面积为10m²，传热系数为500W/(m²·K)，求换热器的传热量及对数平均温差。四、分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在一个工业加热炉中，炉壁采用了保温材料。已知炉壁内表面温度为1200K，保温材料的导热系数为0.1W/(m·K)，炉壁外表面温度为300K，炉壁厚度为0.2m。问题：计算通过炉壁的热流密度，并分析保温材料对减少热量损失的作用。五、设计题（共10分）答题要求：设计一个简单的空气冷却器，要求冷却空气的流量为0.5kg/s，进口温度为50℃，出口温度为30℃，冷却水进口温度为20℃，出口温度为30℃。已知空气的比热容为1.005kJ/(kg·K)，水的比热容为Cw=4.18kJ/(kg·K)，传热系数为100W/(m²·K)。计算所需的传热面积，并说明设计思路。答案：1.A2.A3.B4.D5.A6.A7.D8.A9.B10.C11.A12.A13.A14.C15.A16.B17.D18.A19.D20.C填空题答案：1.导热、对流、辐射2.物理、温度、材料种类3.q=h(T-Tw)、对流换热系数4.E=σT⁴、斯蒂芬玻尔兹曼常数5.实际传热量、最大可能传热量简答题答案：1.导热：依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而传递热量；对流：流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混；辐射：物体通过电磁波来传递能量。2.边界层：壁面附近流体速度发生剧烈变化的薄层。影响：增大了流体与壁面间的换热热阻，是对流换热的主要热阻所在区域。3.角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数。性质：相对性、完整性、可加性。4.增强传热途径：提高传热系数、增大传热面积、增大平均温差。计算题答案：1.q=λΔT/δ=0.5×(100-20)/0.05=800W/m²2.Q=mcΔT=500×10×(150-100-80+50)/ln[(150-80)/(100-50)]=250000W；ΔTm=(70-50)/ln(70/50)=59.6K分析题答案：q=λΔT/δ=0.1×(1200-300)/0.2=450W/m²。保温材料导热系数小，增大了热阻，从而减少了热量传递，降低了热量损失。设计题答案：空气传热量Q=mcΔT=0.5×1.005×(50-30)×1000=10050W。水的流量m=Q/(CwΔT)=10050/(4.18×10)=240.43g/s。对数平均温差ΔTm