传热选择题

一、选择题：

1．在稳态导体中，决定物体内温度分布的是（B）

A．导温系数 B. 导热系数 C. 传热系数 D．密度

2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响？（C） A. 雷诺数 B.雷利数 C.普朗特数 D.努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为（B）

A．m2.K B.m2.K/W C.W/m2 D.W/m.K

4. 绝大多数情况下签字对流时的对流换热系数（C）自然对流 A．小于 B.等于 C.大于 D.无法比较 5. 对流换热系数为100W/（m2.K）、温度为20℃的空气流经50℃的壁面，其对流热度的热流密度（D）

A．1x104W/m2 B.2x104W/m2 C.2x103W/m2 D.2x103W/m2

6.流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（ C ）

A. 粗管和细管的h相同 B.粗管内的h大 C.粗管内的h大 D.无法比较 7．在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（ A ） A.逆流大于顺流 B.顺流大于逆流 C.两者相等 D.无法比较

8．热流密度q与热流量的关系为（以下式子A为传热面积，λ为导热系数，h为对流传热系数）：(B)

A.q＝φA B.q＝φ/A C.q=λφ D.q＝hφ

9．如果在水冷壁的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将：

A.不变 B.提高C.降低 D.随机改变 10．下列哪一种表达式是错误的? ( D )

A.q＝λΔt/δ B.q＝hΔt C.q＝kΔt D.q＝rtΔt 11．导热系数的单位是： ( C ) A.W/(m2.K) B.W/m2C.W/(m·K)D.m2.K/W

12．在传热过程中，系统传热量与下列哪一个参数成反比? ( D ) A.传热面积 B.流体温差 C.传热系数 D.传热热阻

13. 在稳态传热过程中，传热温差一定，如果希望系统传热量增大，则不能采用下述哪种手段? ( A )

A.增大系统热阻 B.增大传热面积

C.增大传热系数 C.增大对流传热系数

14. 试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小?( A ) A.从气体到气体传热B.从气体到水传热

C.从油到水传热 D.从凝结水蒸气到水传热

15．若已知对流传热系数为78W／(m2.K)，则其单位面积对流传热热阻为多少?( C )

A.78W/(m·K) B.1/78m·K/W C.1/78m2·K/W D.78W／(m2·K)

16．单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?( A ) A.热流密度，q B.热流密度，φ C.热流量，q D.热流量，φ

17．太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?( C ) A.导热 B.热对流

C.热辐射D.以上几种都不是

18．热流量与温差成正比，与热阻成反比，此规律称为什么?( B ) A.导热基本定律 B.热路欧姆定律 C.牛顿冷却公式 D.传热方程式 19．传热过程热路图的原理是什么?( D ) A.傅里叶定律 C.牛顿冷却公式

B.斯蒂芬-波尔兹曼定律 D.热路欧姆定律

20．某一传热过程的热流密度q＝500W/m2，冷、热流体间的温差为10℃，其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少？( C ) A.K＝50W/(m2.K)，rt＝0.05m2.K/W

22

B.K＝0.02W/(m.K)，rt＝50m.K/W C.K＝50W/(m2.K)，rt＝0.02m2.K/W D.K＝50W/(m2.K)，rt＝0.05K/W

21．平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?（ A ） A.δ/λ B.δ/(KA) C.1／h D.1/(KA)

22. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（ A ） A.有效辐射 B.辐射力 C.反射辐射 D.黑度

23. （ D ）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。 A.灰体 B.磨光玻璃 C.涂料 D.黑体

24. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（ B ） A.大一点好 B.小一点好 C.大、小都一样 D.无法判断

25.有一个由六个平面组成的六边形长通道，其内表面分别以l、2、3、4、5、6

表示，已知角系数X12＝0.1、X14＝0.25，X15＝0.25，X16＝0.12，则X13为： ( D )

A. 0．35 B. 0．72 C. 0．37 D. 0．28

26．一金属块的表面发射率为0．4，温度为227℃，它的表面热辐射力是多少?

若表面氧化后发射率变成0.9，其表面热辐射力将如何改变?( A )

A. 1417.5W／m2，将增大B. 1417.5W／m2，将减小 C. 60.22W／m2，将增大 D. 60.22W／m2，将减小

27．影响物体表面黑度的主要因素是：（ A ）

A.物质种类、表面温度、表面状况B.表面温度、表面状况、辐射强度 C.物质种类、表面温度、表面颜色 D.表面颜色、表面温度、表面光洁度

28．在两块平行的黑度相同的大平板之间插入一块同样黑度的遮热板后，两平板

之间的辐射传热量与未加遮热板时相比减少了： ( B ) A. 0.2倍 B. 0.5倍C. 2倍 D. 3倍

29．对于边长为15m的立方体内的气体辐射，气体对整个包壁辐射的平均射线行

程等于( C )

A. 15m B. 7.5m C. 9mD. 4.5m

30．在同温度条件下的全波谱辐射和吸收，下列哪种说法是正确的( A ) A.物体的辐射能力越强其吸收比越大 B.物体的吸收比越大其反射比越大 C.物体的吸收比越大其黑度越小

D.物体的吸收比越大其辐射透射比越大

31．下列哪个定律可用来计算黑体光谱辐射力?( D )

A.斯蒂芬—波尔兹曼定律 B.基尔霍夫定律 C.斯蒂芬公式 D.普朗克定律

32．单位时间内离开单位表面积的总辐射能称为什么?( A )

A.有效辐射B.辐射力

C.辐射强度 C.反射辐射

33．由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是：( A )

A.热辐射B.热对流 C.导热 D.都不是

34．将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是什么?( D )

A.减少导热 B.减少对流传热

C.减少对流与辐射传热 D.减少导热与对流传热 35．在保温瓶内胆上镀银的目的是什么? ( B )

A.削弱导热传热 B.削弱辐射传热

C.削弱对流传热 D.同时削弱导热、对流与辐射传热

36．有一个由两个圆筒表面组成的环形长通道，其外筒的内径是d1，内筒的外径

是d2，且d1/d2=2，问角系数X1,2与X2,1，分别为多少? ( A ) A. X1,2＝0.5，X2,1＝l B. X1,2＝0.25，X2,1＝0.5

C. X1,2＝1，X2,1=0.25 D. X1,2＝0.5，X2,1＝0.25 37．物体能够发射热辐射的最基本条件是下述哪一个?( A )

A. 温度大于0K B. 具有传播介质 C. 真空状态 D. 表面较黑

38．下述哪种气体可以看作热辐射透明体(τ＝l的气体)? ( B )

A.二氧化碳 B.空气C.水蒸气 D.二氧化硫气体

39．下列各种辐射中哪种辐射的光谱不能看作是连续的? ( D )

A.灰体辐射 B.黑体辐射 C.发光火焰辐射 D.气体辐射 40．烟道中有一支热电偶，热电偶(黑度ε1)与烟道内壁面(黑度ε2)辐射传热的系统黑度εs表达式应为下述哪一个? ( B )

?11?A.1 B.ε1 (3) ???1? (4)0

??1?2??141. 某一封闭系统只有l、2两个表面，A1=2A2，Xl,2＝0．25，则X2,1及X2,2各为多

少?（ C ）

A. X2，1＝0．5，X2，2＝0．25 B. X2,1＝0．25，X2,2＝0．5 C. X2，l＝0．5，X2，2＝0．5 D. X2,1＝0．25，X2,2＝0．75

42. 下述关于辐射传热的表面热阻的表达方式中正确的是哪一个?（ D ）

A.?A1??111B.C.??1D. ?A?1?2A1X1,21???T?24

43. 公式Eb???（其中C0=5.67W/(mK)）是什么定律的表达式？其中Eb指

?100?的是什么? ( B )

A. 基尔霍夫定律，黑体辐射力

B. 斯蒂芬—波尔兹曼定律，黑体辐射力 C. 普朗克定律，光谱辐射力 D. 四次方定律，背景辐射力

44. 一般不能将气体当作灰体处理的原因是什么?( C )

A. 因为气体含灰

B. 因为气体辐射在整个容积中进行 C. 因为气体辐射对波长有选择性

D. 因为气体的辐射能力很弱，可以看作热辐射的透明体 45． 能够全部吸收各种波长辐射能的理想物体称为( A )。

A. 黑体 B. 白体 C. 灰体 D. 透明体

46． 单位时间内离开表面单位面积的总辐射能被定义为( C )。

A. 投入辐射 B. 吸收辐射 C. 有效辐射 D.反射辐射 47． 对于气体来说，吸收能力差的物体能力。( D )

A.反射，差 B. 反射，好 C. 穿透，差 D. 穿透，好 48． 黑体的绝对温度之比为3，则其辐射力之比为( D )

A. 1 B. 3 C. 9 D. 81

49． 黑度分别为0．3和0．8相距甚近的两块大平行平板之间进行辐射传热，试

问当其间设置黑度为0．04的磨光铝制遮热板后，传热量减小为原来传热量的百分比最接近于下列那数？( A ) A. 5%B. 10% C. 15% D. 20%

50． 对于固体和液体来说，吸收能力大的物体能力。( A )

A. 反射，差B. 反射，好 C. 穿透，差 D. 穿透，好 51．描述黑体表面辐射能量按空间方向的分布规律称为( B )

A.普朗克定律 B.兰贝特定律 C.斯帝芬-玻尔兹曼定律 D.基尔霍夫定律 52．描述黑体的光谱辐射力与波长和绝对温度之间的函数关系称为( A )。

A.普朗克定律B.维恩定律 C.斯帝芬-玻尔兹曼定律 D.基尔霍夫定律 53．下列哪个属于表面辐射热阻？( B )

A.1/（AX） B.（1-ε）/（ε A）C.δ/（λA） D. 1/ （αA ） 54．一般工程上所用的管道，当L/d>时，可以不考虑入口效应的影响。( D )

A.20 B. 30 C.40 D.50

55．当采用加肋片的方法增强传热时，最有效的办法是将肋片加在哪一侧?

( B )

A.传热系数较大的一侧 B.传热系数较小的一侧 B.流体温度较高的一侧 D.流体温度较低的一侧 56．导温系数的物理意义是什么?( C ) A.表明材料导热能力的强弱 B.反映了材料的储热能力

C.反映材料传播温度变化的能力

D.表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料

457．常温下，下列物质中哪一种材料的导热系数较大?( A )

A.纯铜B.碳钢

C.不锈钢 D.黄铜

58．温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率? ( B )

A.切线方向 B.法线方向 C.任意方向 D.温度降低方向

59．接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?( A )

A.出现温差B.出现临界热流 C.促进传热 D.没有影响

60.下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的?( B )

A.防止热量(或冷量)损失 B.提高热负荷 C.防止烫伤(或冻伤) D.保持流体温度 61．某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保

温效果，应将哪种材料放在内层?( B )

A.导热系数较大的材料 B.导热系数较小的材料 C.任选一种均可 D.无法确定

62．金属含有较多的杂质，则其导热系数将如何变化?( B ) A.变大 B.变小

C.不变 D.可能变大，也可能变小

63．下列材料中，导热材料较差的材料是什么？( D )

A.铝合金 B.铸铁 C.不锈钢 D.普通玻璃

64．物体之间发生热传导的动力是什么?( B )

A.温度场 B.温差

C.等温面 D.微观粒子运动

65． 下面哪种物质材料具有较大的导热系数?( D ) A.水 B.空气

C.水蒸气 D.冰块

66． 通过大平壁导热时，大平壁内的温度分布规律是下述哪一种？( A )

A.直线B.双曲线

C.抛物线 D.对数曲线

67． 若已知某种气体的密度为0.617kg／m3，比热为1.122 kJ／(kg·K)，导热

系数为0.0484W／(m.K)，则其导温系数是多少? ( B ) A. 14.3m2／s B. 69.9×10-6m2／s

C. 0.0699m2／s D. 1.43×104m2／s 68． 已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃，材料的导热系数是22W／(m.K)，

通过的热流密度是300W／m2，则该平壁的壁厚是多少? ( C ) A. 220m B. 22m C. 2.2mD. 0.22m 69． 第二类边界条件是什么?( C ) A.已知物体边界上的温度分布。

B.已知物体表面与周围介质之间的传热情况。 C.已知物体边界上的热流密度。

D.已知物体边界上流体的温度与流速。

138．自然对流传热的准则方程为。(C)

A.

d??Nuf?1.86?RefPrfe?L??1313??f???????w?0.14B.

13Num?0.664RePr12m13mC.

Num?0.53(GrPr)D. Num?0.943?Ga.Ja.Pr? 139．影响膜状换热系数的主要因素是。(D)

A. 蒸汽流速 B.不凝结气体 C. 表面粗糙度 D. A 和 B

简答题

1.导热问题常见的三类边界条件（文字叙述或用数学表达式）。 2.强化膜状凝结换热的基本原则及实现方法是什么？ 3.简述速度边界层的概念及如何定义边界层厚度。 4.什么是对流换热？什么是导温系数？什么是自然对流？ 5.简述强化膜状凝结换热的基本原则及实现方法。 6.什么情况下可以说两个物理现象是相似的？

7.秋天22℃气温时，人在室内会感到很舒适，而跳入22℃水中时会感到寒冷？试利用传热学知识分析之。

8.长圆筒壁稳态导热，已知内、外侧温度分别为t1，t2，且t1

10.已知某无限大平壁厚d，其一侧X=0处为第一类边界条件壁温为tw；另一侧X=d处为第三类边界条件，流体温度为tf，流体与平壁间的换热系数为h，大平壁的物性参数为常数。试根据上述条件给出稳态、有内热源的导热问题的数学描述。

11.一半球形真空辐射炉，球心处有一尺寸不大的圆盘形黑体加热元件，如图所示。试指出图中A、B、C三处何处的定向辐射度最大？何处辐射热流密度最大？【图略】

12.试用传热学原理说明冬天可以用玻璃温室种植温室种植热带植物的原理.

13.一直径为d的长圆柱体与一无限大平板平行，二者距离为s，且s不大。求长圆柱表面对无限大平板左侧面的角系数。（长圆柱外表面为1，平板左侧表面为2）

14.试求某一平面物体1与扣在其上的半径为r的半球表面2之间的角系数X12，X21。

15.黑体的光谱辐射力是如何按波长、温度分布的？黑体辐射力与黑体光谱辐射力之间是什么关系？试分析画图阐述之。

16.写出无限长方柱体（0≤x≤a，0≤yt2，材料的导热系数是常数，试绘出长圆筒壁内的温度分布曲线，并说明为什么。

18.已知某可视作无限大的平壁，厚2δ，没有内热源，两侧同时与温度为tf的流体接触，流体与平壁间的表面传热系数为h，物性参数为常数，试写出该平壁在稳态时无内热源条件下的导热微分方程式以及给定的边界条件的表达式。

19.对于如图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中的流体的导热系数，应采用哪种？【图略】

20.试定性画出管内湍流流动时局部对流换热系数的沿程分布图，标出入口段及充分发展段。

21.流体在两横置平行平板间作水平流动，两热板与被加热流体间为层流充分发展的对热交换，（1）若两板的热流密度qw1=qw2；（2）qw1=0。试分别画出它们在流动截面上的流体温度分布曲线。【图略】 22.试说明Bi数的物理意义。表面上看Bi数与Nu数的表达式相同，其差别在哪里？

23.试分析管内紊流强制对流换热

1）当流速增加一倍，其他条件不变时，换热系数h会如何变化？ 2）当管径缩小一半，流速等其他条件不变，则换热系数如何变化？

24.蒸汽凝结时，为什么漏入不凝结气体会使其换热系数急剧下降？试分析之。

25.什么叫临界热流密度？为什么当加热热流达到临界热流密度时会出现沸腾危机？

26.不凝结气体的存在为什么会使膜状凝结换热工况恶化？ 27.毕喔准则Bi与努谢尔特准则Nu都是换热研究的准则数都可以表达为hL/λ，它们有什么不同，分别适用什么场合?

28.某圆管被烟气加热，已知管外壁温度为t1，管内壁温度t2，且t1>t2，试绘制出热流的方向以及管壁中的温度分布曲线。

29.测量管道中的气流温度时，设置在管道中的温度计头部与管壁之间的辐射换热会影响测温精度，试分析引起误差的原因，提出减小误差的措施。

30.遮热板为什么能减少辐射换热量？

31.简述准则数Pu、Re、Gr、Nu的物理意义与表达式。

32.流体在管内流动换热时，为什么必须区别短管与长管，其换热有何差别？试分析其原因。

33.何谓沸腾换热临界热负荷？确定与控制临界热负荷对工程实际有何重要意义？

34.在春秋季节，当空气温度和水的温度相同时，为什么人在水中会感觉冷一些？

35.请从传热角度出发分析，冬季的采暖器（如暖气片）和夏季的空调的空调器应放置在室内什么高度位置最合适？

36.为什么在相同的室温下，夏天在该室温的房间内可能仍然觉得热，而冬天在这样的房间内还有冷的感觉？

37.写出无限长的长方柱体（0≤x≤a，0≤y≤b)二维稳态导热问题完整的数学描述。长方柱体的导热系数为常数；内热源强度为Ф；在x=0处的表面绝热，x=a处表面吸收外界温度为tf的流体的热量，y=0处的表面保持恒定温度t0,y=b处的表面对温度为0的流体放出热量

38.为什么边界层厚度沿流动方向逐渐增加？边界层厚度受哪些因素影响？

39.Nu数与Bi数都可写成hl/λ，试问它们有什么区别？ 40.相似原理的内容是什么？对实验研究有什么指导意义？ 41.管内湍流强迫对流传热时，流速增加一倍，其他条件不变时，表面对流传热系数h如何变化？管径减小一般、流速等其他条件不变时h如何变化？管径减少一般、体积流量等其他条件不变时h如何变化？

42.解释管内强迫对流传热的入口效应，并说明入口效应对传热的影响。

43.为什么相变对流传热比单相流体对流传热的传热效果好？ 44.为什么珠状凝结换热表面传热系数比膜状凝结表面传热的系数高？

45.影响膜状凝结传热的主要因素有哪些?各有何影响？ 46.怎样强化凝结传热？简述高效凝结表面的传热机理。 47.为什么冷凝器上要装抽气器将其中的不凝结气体抽出？ 48.过冷沸腾和饱和沸腾的含义是什么？

49.影响沸腾传热的因素有哪些？强化沸腾传热的原则是什么？ 50.传热系数与哪些因素有关？管壁与肋壁的传热系数和平壁的传热系数又和区别？

51.对数平均温差△tm与哪些因素有关？对于不同型式的间壁式换热器如何计算△tm?

52.为了提高传热系数K，主要考虑什么问题？

53.污垢热阻对传热过程的性能有何影响？它与哪些因素有关？ 54.圆筒壁包上保温材料，有时反而使热流量增加，平壁外包保温材料会有这种现象吗？为什么？

计算题：

1.一直Low-e膜玻璃的导热系数为0.62W/（m·k）,玻璃的导热系数为0.65W/（m·K）,空气的导热系数为0.024W/（m·K），氩气的导热系数为0.16W/（m·K），是比较算Low-e膜双中空玻璃，其散热量损失为多少？

2.一厚度为50mm的无限大平壁，起稳态温度分布为t=a+bx2(℃)始终a=200℃，b=-2000℃/m。若平壁材料导热系数为45W/（m·K）,试求：（1）平壁练车表面处的热流密度；（2）平壁中是否有内热源？为什么？若有的话，它的强度应是多大？

3.用平底水壶烧开水，与水接触的壶底温度为109℃，热流密度为40kW/m2。使用一段时间后，壶底结了一层平均厚度为2.5mm的水垢，假定水垢导热系数为1W/(m·K)，与水接触的水垢表面温度仍为109℃，底部热流密度不变，试计算水垢与胡迪接触面的温度。

4.在测量可能过期横向流过单根圆管的对流传热实验中，测得管壁平均温度为72℃，空气温度为21℃，管子外直径为15mm，加热段长为400mm，加热功率为46W。如果全部热量通过对流传热传给空气，试求此时的对流传热的表面传热系数。

5.设某墙壁厚度为250mm，内侧壁面温度为25℃，室外空气温度为-10℃，墙壁导热系数为0.4W/(m·K)，试求通过单位墙壁面积的热损失及外墙壁温度。

6.一双层玻璃窗由两层厚度为6mm和其间的空气隙厚度也为6mm。假定玻璃导热系数为0.78W/(m·K)，不考虑空气隙中的自然对流，双层玻璃内、外壁面温度分别为20℃及-20℃，玻璃窗尺寸为500mm×500mm。试计算通过该玻璃窗的散热损失。如果采用单层玻璃，其他条件都不变，其散热损失又为多少？

7.为什么边界层厚度沿流动方向逐渐增加？边界层厚度受哪些因素影响？

8.Nu数与Bi数都可写成hl/λ，试问它们有什么区别？ 9.相似原理的内容是什么？对实验研究有什么指导意义？

10.管内湍流强迫对流传热时，流速增加一倍，其他条件不变时，表面对流传热系数h如何变化？管径减小一般、流速等其他条件不变时h如何变化？管径减少一般、体积流量等其他条件不变时h如何变化？

11.解释管内强迫对流传热的入口效应，并说明入口效应对传热的影响。

12.为什么相变对流传热比单相流体对流传热的传热效果好？ 13.为什么珠状凝结换热表面传热系数比膜状凝结表面传热的系数高？

14.影响膜状凝结传热的主要因素有哪些?各有何影响？

15.怎样强化凝结传热？简述高效凝结表面的传热机理。 16.为什么冷凝器上要装抽气器将其中的不凝结气体抽出？ 17.过冷沸腾和饱和沸腾的含义是什么？

18.影响沸腾传热的因素有哪些？强化沸腾传热的原则是什么？ 19.传热系数与哪些因素有关？管壁与肋壁的传热系数和平壁的传热系数又和区别？

20.对数平均温差△tm与哪些因素有关？对于不同型式的间壁式换热器如何计算△tm?

21.为了提高传热系数K，主要考虑什么问题？

22.污垢热阻对传热过程的性能有何影响？它与哪些因素有关？ 23.圆筒壁包上保温材料，有时反而使热流量增加，平壁外包保温材料会有这种现象吗？为什么？

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