2025年大学大二（建筑环境与能源应用工程）传热学阶段测试试题及答案

2025年大学大二（建筑环境与能源应用工程）传热学阶段测试试题及答案

（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：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填在题后的括号内。1.下列哪种传热方式不需要介质？（）A.导热B.对流C.辐射D.以上都需要2.傅里叶定律描述的是（）。A.导热过程B.对流换热过程C.辐射换热过程D.热传递的基本规律3.对流传热系数与下列哪些因素无关？（）A.流体的种类B.流体的流动状态C.壁面的粗糙度D.传热面积4.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5.两固体间进行辐射换热时，角系数取决于（）。A.物体的形状和尺寸B.物体的温度C.物体的发射率D.物体的吸收率6.下列哪种材料的导热系数最大？（）A.水B.空气C.金属D.陶瓷第II卷（非选择题共70分）填空题（共15分）答题要求：本卷共5题，每题3分。请将答案填在题中的横线上。1.导热系数是表征材料__________的物理量。2.对流换热的热阻主要集中在__________。3.辐射换热过程中，热辐射的波长范围是__________。4.肋片效率是指肋片的__________与肋片的__________之比。5.传热过程是指__________、__________和__________三种基本传热方式的联合作用。简答题（共20分）答题要求：本卷共4题，每题5分。简要回答问题，内容要准确、简洁。1.简述导热的基本概念。2.对流换热的影响因素有哪些？3.黑体辐射的基本定律有哪些？4.什么是传热系数？它与哪些因素有关？计算题（共20分）答题要求：本卷共2题，每题10分。解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。1.有一厚度为50mm的平壁，两侧表面温度分别为100℃和20℃。已知平壁材料的导热系数为0.5W/(m·K)，求通过平壁的热流密度。2.一圆形管道，内径为50mm，外径为60mm，管内流体温度为100℃，管外空气温度为20℃。已知管内对流换热系数为100W/(m²·K)，管外对流换热系数为20W/(m²·K)，管道材料的导热系数为40W/(m·K)，求单位长度管道的传热量。分析题（共15分）答题要求：本卷共1题，15分。阅读材料，回答问题。材料：在一个房间内，有一个散热器，散热器表面温度较高，周围空气温度较低。散热器通过对流和辐射的方式向周围空气传递热量，使空气温度升高，形成自然对流。问题：1.分析散热器表面与空气之间的传热过程，包括传热方式、热阻等。2.如何提高散热器的散热效率？答案：第I卷1.C2.A3.D4.A5.A6.C第II卷填空题1.导热能力2.层流底层3.0.1μm-100μm4.实际散热量；理想散热量5.导热；对流；辐射简答题1.导热是指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。2.流体的种类、流体的流动状态、壁面的形状和尺寸、流体的物性、温差等。3.普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩位移定律。4.传热系数是指在稳态条件下，单位时间内通过单位面积传递的热量。它与流体的种类、流动状态、壁面情况以及温差等因素有关，并综合反映了传热过程中各环节的热阻。计算题1.解：根据傅里叶定律$q=-λ\frac{dt}{dx}$，已知$λ=0.5W/(m·K)$，$dx=50mm=0.05m$，$t_1=100℃$，$t_2=20℃$。则热流密度$q=λ\frac{t_1-t_2}{dx}=0.5×\frac{100-20}{0.05}=800W/m²$。2.解：单位长度管道的传热量$Q=\frac{2π(t_1-t_2)}{\frac{1}{h_1}+\frac{ln(d_2/d_1)}{2πλ}+\frac{1}{h_2}}$。其中$d_1=50mm=0.05m$，$d_2=60mm=0.06m$，$h_1=100W/(m²·K)$，$h_2=20W/(m²·K)$，$λ=40W/(m·K)$，$t_1=100℃$，$t_2=20℃$。代入计算可得$Q=\frac{2π(100-20)}{\frac{1}{100}+\frac{ln(0.06/0.05)}{2π×40}+\frac{1}{20}}≈1325W/m$。分析题1.散热器表面与空气之间的传热过程包括对流和辐射两种方式。对流换热热阻主要集中在紧贴散热器表面的层流底层。辐射换热则取决于散热器表面温度、发射率以及周围环境温度等。2.提