传热学模拟试题一一。选择恰当的答案填入空格中（每题 2 分，共 30 分）1. 传热学是研究（ ）的科学。① 热量传导规律；②热量传递规律；③对流传热规律；④辐射传热规律。2. 采暖时，热量从 90℃的热水通过 1mm 厚的钢板传给 25℃的室内空气。在这个综合传热过程中，（ ）。① 水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热；②钢板到空气的传热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热；③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热；④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。3. 傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向（ ），即热量必须从高温处向低温处传递。① 相反；②垂直；③相交；④相同。4. 工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关，是一种综合导热系数，不再单纯是（ ）。① 物性参数；②过程参数；③几何参数；④边界条件。5. 导热问题（导热数学模型）的三类边界条件分别是（ ）。① 速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件；②温度边界条件、热流量边界条件和对流边界条件；③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件；④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。（ ）。6. （ ）远远小于（ ）是肋片导热的必要条件，反过来的话肋片不仅不增大传热，反而削弱传热。① 肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻；②肋基接触热阻、肋片内导热热阻；③肋基导热热阻、肋片内导热热阻；④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。7. 周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同，可能分为也可能不分（ ）等两个阶段。① 非稳态阶段和稳态阶段；②非正规状况阶段和正规状况阶段；③非周期性阶段和周期性阶段；④非定常阶段和定常阶段。8. 集总参数法使用条件是（ ）。① 物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻；②物体内部单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻；③物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热 阻）；④物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻），即 Bi 很小（<0.1）。9. 热平衡法建立差分方程组没有使用导热微分方程，但导热微分方程的推导也是基于热平衡，两者对同一物理现象采用同样方法，所以是本质相同的。所以热平衡方法具有坚实的（ ）。① 数学逻辑性；②物理学原理为依据；③工程实践基础；④实验验证基础。10. 实际上，导热问题的数值解法可以使用算盘、算筹、手摇计算机乃至笔算求解，只不过在求解有实际意义的导热问题时，计算速度（ ）。① 太慢而没有价值；②太快而反应不过来；③忽快忽慢不稳定；④难以掌控。11. 对流换热过程是热对流与导热的综合作用的结果，这种说法是（ ）。① 错误的；②正确的；③不完善的；④否正确，视实际情况而定。12. 流体的流动状态是影响对流换热的重要因素之一：（ ）时流体微团沿着主流方向做有秩序的分层流动，而（ ）时流体各部分之间发生剧烈的掺混，导致在其它条件相同时后者有着比前者强烈的换热。① 逆流，顺流；②层流，湍流（紊流）；③对流，错流；④分流，混流。13. 在（ ）指导下的实验研究是目前获得表面传热系数关系式的主要途径，也是本科生传热学课程教学中对流换热部分的重点。① 牛顿理论；②对流换热分析理论；③纳维-斯托克司理论；④相似理论。14. 努塞尔特数代表了壁面上流体的（ ），也代表了热量通过贴近壁面的无滑移层导热热阻与界面上对流换热热阻的比较。① 对流换热强度；②无量纲温度梯度；③表面传热系数的大小；④对流换热的等级。15. 由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。热辐射的电磁波是物体内部微观粒子的（ ）时激发出来的。① 热运动状态改变；②通过电磁振荡电路；③发生电容电感效应；④遭受其它粒子轰击。二。回答下列问题（每题 5 分，共 20 分）1. 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？2. 对某一管内流动采用英制单位的仪表测得其流速、管径以及流体的粘度，然后计算得知 Re 数为 14220.33，请将该数据折算成 SI 下的值。3. 何为实际物体的黑度和吸收率，各自取决于哪些因素？4. 测量热力设备内高温气体的温度时，测温元件表面与周围物体表面间的辐射换热，会使温度计产生测温误差，试阐明误差形成的原因以及减少这一误差的办法。三。计算题（共 50 分） 1. 一蒸汽管道，内、外直径各为 150mm 和 159mm。为了减少散热损失，在管外包有三层保温材料：内层为2=0.11 W/(m℃)，厚2=5mm 的石棉白云石；中间为3=0.10(W/m℃)，3=80mm 的石棉白云石瓦状预制件；外壳为4=5mm 的石棉硅藻土灰泥，4=0.14(W/m℃)；钢管壁1=52(W/m℃)；管的内表面和保温层外表面的温度分别为170℃和 30℃，试求该蒸汽管道每米长的散热量。并分析指出哪项热阻在计算中可以忽略，为什么。（15 分）2. 设有如图 1 所示的几何体，半球表面是绝热的，底部表面被一直径分为 1、2 两部分。球半径 R=0.1m。表面 1 为灰体，T1=550K，1=0.35，表面 2 为黑体，T2=330K。试计算表面 1 的净辐射热损失及表面 3 的温度。（20 分）3. 双层玻璃窗系由两层厚为 6mm 的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为8mm。假设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为 20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍玻璃窗的尺寸为 60cm×60cm。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为 0.78W/(mK)。（15 分） ③②①图 1 传热学模拟试题一答案一。选择恰当的答案填入空格中（每题 2 分，共 30 分）16. 传热学是研究（ ）的科学。① 热量传导规律；②热量传递规律；③对流传热规律；④辐射传热规律。17. 采暖时，热量从 90℃的热水通过 1mm 厚的钢板传给 25℃的室内空气。在这个综合传热过程中，（ ）。① 水到钢板的传热强于通过钢板的传热强于钢板到空气的传热；②钢板到空气的传热强于通过钢板的传热强于水到钢板的传热；③钢板到空气的传热弱于水到钢板的传热弱于通过钢板的传热；④钢板到空气的传热强于水到钢板的传热强于通过钢板的传热。18. 傅立叶定律中的负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向（ ），即热量必须从高温处向低温处传递。① 相反；②垂直；③相交；④相同。19. 工程材料在使用时表现出来的导热系数还常常与材料内部结构有关，是一种综合导热系数，不再单纯是（ ）。① 物性参数；②过程参数；③几何参数；④边界条件。20. 导热问题（导热数学模型）的三类边界条件分别是（ ）。① 速度边界条件、流量边界条件和温度边界条件；②温度边界条件、热流量边界条件和对流边界条件；③克希霍夫边界条件、基尔霍夫边界条件和霍金边界条件；④导热边界条件、辐射边界条件和对流边界条件。（ ）。21. （ ）远远小于（ ）是肋片导热的必要条件，反过来的话肋片不仅不增大传热，反而削弱传热。① 肋片表面对流换热热阻、肋片内导热热阻；②肋基接触热阻、肋片内导热热阻；③肋基导热热阻、肋片内导热热阻；④肋片内导热热阻、肋片表面对流换热热阻。22. 周期性的非稳态导热过程由于边界条件变化程度与周期不同，可能分为也可能不分（ ）等两个阶段。① 非稳态阶段和稳态阶段；②非正规状况阶段和正规状况阶段；③非周期性阶段和周期性阶段；④非定常阶段和定常阶段。23. 集总参数法使用条件是（ ）。① 物体内部单位导热面积上的导热热阻远远小于传热过程总传热热阻；②物体内部单位导热面积上的导热热阻远远大于传热过程总传热热阻；③物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热 阻）；④物体内部单位导热面积上的导热热阻（内热阻）远远小于物体表面同周围环境进行换热的换热热阻（外热阻），即 Bi 很小（<0.1）。24. 热平衡法建立差分方程组没有使用导热微分方程，但导热微分方程的推导也是基于热平衡，两者对同一物理现象采用同样方法，所以是本质相同的。所以热平衡方法具有坚实的（ ）。① 数学逻辑性；②物理学原理为依据；③工程实践基础；④实验验证基础。25. 实际上，导热问题的数值解法可以使用算盘、算筹、手摇计算机乃至笔算求解，只不过在求解有实际意义的导热问题时，计算速度（ ）。① 太慢而没有价值；②太快而反应不过来；③忽快忽慢不稳定；④难以掌控。26. 对流换热过程是热对流与导热的综合作用的结果，这种说法是（ ）。① 错误的；②正确的；③不完善的；④否正确，视实际情况而定。27. 流体的流动状态是影响对流换热的重要因素之一：（ ）时流体微团沿着主流方向做有秩序的分层流动，而（ ）时流体各部分之间发生剧烈的掺混，导致在其它条件相同时后者有着比前者强烈的换热。① 逆流，顺流；②层流，湍流（紊流）；③对流，错流；④分流，混流。28. 在（ ）指导下的实验研究是目前获得表面传热系数关系式的主要途径，也是本科生传热学课程教学中对流换热部分的重点。① 牛顿理论；②对流换热分析理论；③纳维-斯托克司理论；④相似理论。29. 努塞尔特数代表了壁面上流体的（ ），也代表了热量通过贴近壁面的无滑移层导热热阻与界面上对流换热热阻的比较。① 对流换热强度；②无量纲温度梯度；③表面传热系数的大小；④对流换热的等级。30. 由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。热辐射的电磁波是物体内部微观粒子的（ ）时激发出来的。① 热运动状态改变；②通过电磁振荡电路；③发生电容电感效应；④遭受其它粒子轰击。二。回答下列问题（每题 5 分，共 20 分）5. 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答：① 导热系数的单位是：W/(m.K)；② 表面传热系数的单位是：W/(m2.K)；③传热系数的单位是：W/(m2.K)。这三个参数中，只有导热系数是物性参数，其它均与过程有关。6. 对某一管内流动采用英制单位的仪表测得其流速、管径以及流体的粘度，然后计算得知 Re 数为 14220.33，请将该数据折算成 SI 下的值。答：Re 数是无量纲数，无论计算时采用的单位制如何，均不影响结果，所以该流 动的 Re 数始终是 14220.33。7. 何为实际物体的黑度和吸收率，各自取决于哪些因素？答：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值称为实际物体的发射率（习惯上称为黑度）。物体表面的发射率（黑度）取决于物质的种类、表面温度和表面状况。只与发射辐射的物体本身有关，不涉及外界条件。吸收比：物体对投入辐射所吸收的百分数。影响实际物体吸收比的因素：一．吸收物体的本身情况（种类、表面温度和表面状况等）；二．投入辐射的特性（如波长、沿波长的能量分布等）。8. 测量热力设备内高温气体的温度时，测温元件表面与周围物体表面间的辐射换热，会使温度计产生测温误差，试阐明误差形成的原因以及减少这一误差的办法。答：测温时，热电偶（测温元件）应与高温气体达到热平衡，但由于热力设备壁面往往温度较低，因而与热电偶之间产生净辐射热流量，导致热电偶温度下降，产生测量误差给热电偶加遮热罩可有效减少热电偶与壁面之间的辐射换热，从而减少测温误差。三。计算题（共 50 分）4. 一蒸汽管道，内、外直径各为 150mm 和 159mm。为了减少散热损失，在管外包有三层保温材料：内层为2=0.11 W/(m℃)，厚2=5mm 的石棉白云石；中间为3=0.10(W/m℃)，3=80mm 的石棉白云石瓦状预制件；外壳为4=5mm 的石棉硅藻土灰泥，4=0.14(W/m℃)；钢管壁1=52(W/m℃)；管的内表面和保温层外表面的温度分别为170℃和 30℃，试求该蒸汽管道每米长的散热量。并分析指出哪项热阻在计算中可以忽略，为什么。（15 分）解：首先确定各个界面直径：d1=0.150m，d2=0.159m，d3=d2+22=0.159+20.005=0.169m，d4= d3+23=0.169+20.080=0.329m，d5= d4+24=0.329+20.005=0.339m各层热阻 R1= = =1.7810-4m℃/W；R2= = =8.8010-2m℃/W；R3= = =1.06m℃ /W；R4= = =3.4010-2m℃/W该蒸汽管道每米长的散热量： q1= = =118.4W/m第一项钢管壁的导热热阻可以忽略，因为它太小了，与其它项差两个或更多数量级。5. 设有如图 1 所示的几何体，半球表面是绝热的，底部表面被一直径分为 1、2 两部分。球半径 R=0.1m。表面 1 为灰体，T1=550K，1=0.35，表面 2 为黑体，T2=330K。试计算表面 1 的净辐射热损失及表面 3 的温度。（20 分） 解：先求角系数A1= A2=R2=0.005，A3=R2=0.020X1,3=1，X2,3=1，X1,2= X2,1=0，X3,1= ，X3,2=0.25。表面 2 无表面热阻，表面 3 为重辐射面，J3=Eb3，且表面 1 与表面 2 之间无直接换热，于是A1和 A2之间辐射传热为：=18.391W由1,2= ，得：Eb3= + Eb2= +5.6710-83304=1843.23W/m2 所以 T`3= =424.62K6. 双层玻璃窗系由两层厚为 6mm 的玻璃及其间的空气隙所组成，空气隙厚度为8mm。假设面向室内的玻璃表面温度与室外的玻璃表面温度各为 20℃及-20℃，试确定该双层玻璃窗的热损失。如果采用单层玻璃窗，其他条件不变，其热损失是双层玻璃的多少倍玻璃窗的尺寸为 60cm×60cm。不考虑空气间隙中的自然对流。玻璃的导热系数为 0.78 ③②①图 1 W/(mK)。（15 分）解：可以确定，间隙空气的平均温度为 0℃，其导热系数为 0.0244 W/(mK) W/m2单层玻璃 W/m2=Aq=0.60.6117.69=42.37 W所以 倍