2025年大学动力工程及工程热物理（传热学）试题及答案

2025年大学动力工程及工程热物理（传热学）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40分）每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。(总共8题，每题5分，每题的选项中只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内)1.关于导热系数，以下说法正确的是（）A.导热系数仅与材料种类有关B.导热系数与温度无关C.导热系数是物质的一种热物性参数，反映物质导热能力D.气体的导热系数一般比固体大2.傅里叶定律描述的是（）A.热对流现象B.热辐射现象C.导热现象D.相变传热现象3.两无限大平板间进行辐射换热，两平板温度分别为T1和T2，当在中间插入一块遮热板后，辐射传热量减少为原来的（）A.1/2B.1/3C.1/4D.1/54.对于稳态导热，下列说法错误的是（）A.导热量不随时间变化B.温度分布不随时间变化C.热流密度不随位置变化D.不存在内热源5.下列哪种情况属于自然对流（）A.风机强制空气流动换热B.暖气片表面空气受热上升C.水泵驱动水在管道中流动换热D.搅拌器搅拌液体换热6.黑体的发射率为（）A.0B.0.5C.1D.无穷大7.肋片效率定义为（）A.肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比B.肋片最大可能散热量与肋片实际散热量之比C.肋片导热热阻与对流换热热阻之比D.对流换热热阻与肋片导热热阻之比8.对于管内强制对流换热，下列哪个准则数与换热有关（）A.努塞尔数NuB.雷诺数ReC.普朗特数PrD.以上都是第II卷（非选择题，共60分）(总共3题，每题20分，请根据题目要求作答)9.简述导热问题的三类边界条件，并各举一个实际例子说明。10.推导两无限大平行平板间辐射换热的角系数，并说明其物理意义。阅读以下材料，回答问题有一圆形管道，内径为d，长度为L，管内流体以流速u流动，流体与管壁间的对流换热表面传热系数为h。已知流体的密度为ρ，比热容为c，导热系数为λ，动力粘度为μ，普朗特数为Pr。11.写出管内对流换热的努塞尔数Nu的表达式，并说明其与哪些无量纲数有关。12.若要强化管内对流换热，可以采取哪些措施？请从流体物性、流动状态、换热表面等方面进行分析。阅读以下材料，回答问题有一个二维稳态导热问题，物体的导热系数为λ，在x方向和y方向均有温度变化。已知物体在x=0处的温度为T0，在x=L处的温度为T1，在y=0处的温度为T2，在y=H处的温度为T3。边界条件为：x=0时，q=-λ(∂T/∂x)=q0；x=L时，T=T1；y=0时，T=T2；y=H时，q=-λ(∂T/∂y)=q1。13.建立该二维稳态导热问题的数学模型。14.简述求解该二维稳态导热问题的主要步骤。答案：1.C2.C3.B4.C5.B6.C7.A8.D9.第一类边界条件：规定了边界上的温度值，如一块平板放在温度为T0的恒温热源上，平板表面温度为T0。第二类边界条件：规定了边界上的热流密度值，如一根长杆一端绝热，另一端有给定的热流密度q0。第三类边界条件：规定了边界上流体与固体表面之间的对流换热情况，如一个圆柱体表面与周围流体进行对流换热，已知表面传热系数h和流体温度Tf。10.两无限大平行平板间辐射换热的角系数X1,2=1。物理意义是从平板1发出的辐射能直接落到平板2上的份额为1，即两平板间辐射换热是全辐射换热。11.Nu=hd/λ，与雷诺数Re=ρud/μ、普朗特数Pr=cpμ/λ有关。12.从流体物性方面：选用导热系数大、比热容大、粘度小的流体。流动状态方面：提高流速，增大雷诺数。换热表面方面：增加管内翅片、采用粗糙管等强化换热。13.数学模型为：λ(∂²T/∂x²+∂²T/∂y²)=0，边界条件：x=0时，-λ(∂T/∂x)=q0；x=L时，T=T1；y=0时，T=T2；y=