2025年大学大二（能源与动力工程）传热学阶段测试试题及答案

2025年大学大二（能源与动力工程）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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)1.下列哪种传热方式不需要介质？（）A.导热B.对流C.辐射D.传导2.导热系数与下列哪个因素无关？（）A.物质种类B.温度C.压力D.湿度3.对流换热系数的大小与下列哪些因素有关？（）A.流体的流动状态B.流体的物性C.换热表面的形状和尺寸D.以上都是4.黑体的辐射能力与下列哪个因素成正比？（）A.温度的一次方B.温度的二次方C.温度的三次方D.温度的四次方5.两表面间的辐射换热系数与下列哪些因素有关？（）A.两表面的温度B.两表面的发射率C.两表面的距离D.以上都是6.下列哪种材料的导热系数最大？（）A.金属B.陶瓷C.塑料D.木材7.对流换热中，流体的流动状态分为层流和紊流，下列哪种情况下对流换热系数较大？（）A.层流B.紊流C.两者一样D.无法确定8.辐射换热的角系数表示（）。A.一个表面发出的辐射能落到另一个表面上的份额B.两个表面之间的辐射换热量C.一个表面对另一个表面的辐射热流密度D.以上都不对9.下列哪种方法不属于增强传热的措施？（）A.增加传热面积B.提高传热系数C.降低热阻D.减少传热量10.传热过程中，热阻主要集中在（）。A.高温侧流体B.低温侧流体C.传热壁面D.不确定第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述导热、对流和辐射三种传热方式的特点。12.（15分）什么是导热系数？它与哪些因素有关？13.（15分）对流换热系数的影响因素有哪些？如何提高对流换热系数？14.（15分）材料：有一平壁燃烧炉，炉壁由耐火砖、保温砖和普通砖组成，各层厚度分别为δ1=230mm，δ2=115mm，δ3=240mm，导热系数分别为λ1=1.06W/(m·K)，λ2=0.15W/(m·K)，λ3=0.81W/(m·K)。炉内壁温度t1=1000K，外壁温度t4=350K。求：（计算过程需详细写出）（1）各层的温度分布；（2）通过炉壁的热流密度。15.（15分）材料：有一太阳能集热器，其平板型集热板面积为2m²，表面发射率ε=0.9。太阳辐射能以q=800W/m²的热流密度投射到集热板上，集热板向环境散热的对流换热系数h=10W/(m²·K)，环境温度t∞=25℃。集热板吸收太阳辐射能后温度升高，当集热板温度达到稳定时，求集热板的温度。（计算过程需详细写出）答案：1.C2.C3.D4.D5.D6.A7.B8.A9.D10.C11.导热是依靠物体内分子的微观运动传递热量，不需要宏观的物质迁移，在固体、液体和气体中均能发生。对流是流体各部分之间发生宏观相对位移而引起的热量传递过程，只能发生在流体中。辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式，不需要介质，可在真空中进行。12.导热系数是表征材料导热能力的物理量。它与物质种类、温度、湿度、压力等因素有关。一般来说，金属材料的导热系数较大，非金属材料的导热系数较小；温度升高，大多数材料的导热系数会增大；湿度增加，材料的导热系数会增大；压力对气体的导热系数有影响，对固体和液体影响较小。13.对流换热系数的影响因素有流体的流动状态、流体的物性、换热表面的形状和尺寸、流体有无相变等。提高对流换热系数的方法有增加流体的流速、改变换热表面的形状和尺寸以增加流体的扰动、采用导热系数大的流体、利用相变传热等。14.（1）设各层界面温度分别为t2、t3。根据热流密度相等，q=λ1(t1-t2)/δ1=λ2(t2-t3)/δ2=λ3(t3-t4)/δ3。代入数据可得：(1000-t2)/0.23=(t2-t3)/0.115=(t3-350)/0.24。先由(1000-t2)/0.23=(t2-t3)/0.115，解得t3=3t2-2000。再代入(t2-t3)/0.115=(t3-350)/0.24，可得(t2-(3t2-2000))/0.115=((3t2-2000)-350)/0.24，解得t2=923.6K，进而可得t3=770.8K。所以各层温度分布为炉内壁1000K，耐火砖与保温砖界面923.6K，保温砖与普通砖界面770.8K，外壁350K。（2）热流密度q=λ1(t1-t2)/δ1=1.06×(1000-923.6)/0.23=352.8W/m²。15.集热板吸收的太阳辐射能为qA=800×2