传热学期末考试题及答案

传热学期末考试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种材料的导热系数通常最大？（）A.空气B.水C.铜D.木头2.热对流与热传导的本质区别是（）A.有无温度差B.有无能量传递C.有无流体的宏观运动D.以上都不对3.努塞尔数Nu的物理意义是（）A.表面传热系数与导热系数之比B.导热热阻与对流传热热阻之比C.惯性力与粘性力之比D.浮升力与粘性力之比4.黑体的表面辐射热阻为（）A.0B.1C.∞D.不确定5.以下哪种情况不属于稳态传热？（）A.平壁两侧温度恒定B.圆筒壁内热流量不变C.物体温度随时间周期性变化D.热流密度不随时间变化6.两物体表面之间的辐射传热，主要取决于（）A.两物体的温度B.两物体的表面发射率C.两物体的相对位置D.以上都是7.下列哪种情况会使导热系数增大？（）A.材料湿度增加B.材料温度降低C.材料密度减小D.材料孔隙率增大8.对于管内强迫对流换热，入口段的换热系数比充分发展段（）A.大B.小C.相等D.不确定9.斯蒂芬-玻尔兹曼定律描述的是（）A.黑体辐射力与温度的关系B.灰体辐射力与温度的关系C.黑体单色辐射力与波长的关系D.灰体单色辐射力与波长的关系10.接触热阻的存在会使（）A.传热增强B.传热减弱C.对传热无影响D.不确定答案：1.C2.C3.B4.A5.C6.D7.A8.A9.A10.B二、多项选择题（每题2分，共20分）1.影响对流传热系数的因素有（）A.流体的种类B.流体的流动状态C.物体表面的形状D.流体有无相变2.以下哪些属于导热问题的边界条件类型（）A.第一类边界条件B.第二类边界条件C.第三类边界条件D.第四类边界条件3.辐射传热的特点包括（）A.不需要介质B.热辐射能与温度的四次方成正比C.具有反射、吸收和穿透特性D.是一种远距离传递能量的方式4.增强传热的途径有（）A.增大传热面积B.提高传热系数C.增大平均温差D.降低导热系数5.下列哪些材料属于保温材料（）A.岩棉B.聚氨酯泡沫C.大理石D.玻璃棉6.非稳态导热过程中，物体的温度分布会随时间变化，其影响因素有（）A.物体的初始温度B.边界条件C.物体的热物性D.加热或冷却的时间7.以下关于相似原理的说法正确的是（）A.相似的物理现象必有相同的同名准则数B.同类现象才能谈相似C.单值性条件相似是现象相似的充分必要条件D.相似准则数相等则现象必然相似8.影响辐射力大小的因素有（）A.物体的温度B.物体的表面发射率C.物体的形状D.物体的颜色9.下列哪些属于对流换热的基本形式（）A.自然对流B.强迫对流C.沸腾换热D.凝结换热10.关于导热系数，以下说法正确的是（）A.它是材料的热物性参数B.与材料的化学成分有关C.与温度有关D.气体的导热系数一般小于固体答案：1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABD6.ABCD7.ABC8.AB9.ABCD10.ABCD三、判断题（每题2分，共20分）1.热传递的三种基本方式是导热、对流和辐射，它们可以单独存在，也可以同时存在。（）2.导热系数只取决于材料的种类，与温度无关。（）3.对流传热系数是反映对流传热强弱的物理量，它与流体的物性、流动状态等因素有关。（）4.黑体是一种理想化的物体，在现实中并不存在，但它的辐射规律对研究实际物体的辐射换热有重要意义。（）5.两物体之间的辐射传热，温度高的物体向温度低的物体传递的辐射能一定大于温度低的物体向温度高的物体传递的辐射能。（）6.在稳态导热中，热流密度是常数，与位置无关。（）7.努塞尔数Nu反映了流体对流换热的强弱程度，Nu数越大，对流换热越强。（）8.材料的保温性能越好，其导热系数越大。（）9.非稳态导热过程中，物体内部的温度分布会随时间不断变化。（）10.接触热阻的大小与接触表面的粗糙度、材料的硬度等因素有关。（）答案：1.√2.×3.√4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√四、简答题（每题5分，共20分）1.简述导热系数的物理意义。答案：导热系数表示材料传导热量的能力，数值上等于单位温度梯度下，单位时间内通过单位面积的导热量，单位是W/(m·K)，它反映材料传导热量的难易程度。2.说明影响自然对流换热的主要因素。答案：主要因素有流体的物性（如密度、比热等）、物体表面与流体的温差、物体的形状与大小、重力加速度等，这些因素影响流体的浮升力和流动状态，进而影响自然对流换热。3.简述热辐射的基本特点。答案：热辐射特点有：不需要介质，可在真空中传播；热辐射能与温度的四次方成正比；具有反射、吸收和穿透特性；是一种远距离传递能量的方式。4.写出稳态一维平壁导热的热流密度计算公式，并说明各参数含义。答案：公式为\(q=-\lambda\frac{dT}{dx}\)，\(q\)是热流密度，单位\(W/m²\)；\(\lambda\)是导热系数，\(W/(m·K)\)；\(\frac{dT}{dx}\)是温度梯度，\(K/m\)，负号表示热流方向与温度梯度方向相反。五、讨论题（每题5分，共20分）1.在实际工程中，如何根据不同需求选择合适的保温材料？答案：需考虑导热系数，越小保温性能越好；还要看材料的使用温度范围，要满足工程环境；考虑成本，在满足性能前提下选经济的；同时关注材料的防火、防潮、强度等性能，结合具体工程需求选择。2.举例说明辐射传热在日常生活和工业中的应用。答案：日常生活中，太阳能热水器利用辐射吸收太阳能加热水；工业上，高温炉炉壁通过辐射传热向周围散热，设计时要考虑减少辐射散热损失；红外加热设备利用辐射对物体加热，提高加热效率。3.讨论如何提高管内强迫对流换热的效果。答案：可以增加流速，使流体处于湍流状态，增强扰动；采用特殊的管道内壁结构，如粗糙内壁、螺旋槽等；合理选择流体，用导热系数大、比热大的流