考试点专业课:传热学考研试卷及解题过程.docx
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1、传热学(一)第一部分 选择题 单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)在 每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确 选项前的字母填在题后的括号内。1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( )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 ?( )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 ( )A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 无法比较5
2、. 对流换热系数为 100 、温度为 20 的空气流经 50 的壁面,其对流换热的热流密度为( )A. B. C. D. 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( )A. 粗管和细管的 相同 B. 粗管内的 大 C. 细管内的 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. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法 比较8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的( )A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度9. ( )是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。A. 灰体
3、 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑体10. 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 ( )A. 大一点好 B. 小一点好 C. 大、小都一样 D. 无法判断第二部分 非选择题 填空题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)11. 如果温度场随时间变化,则为 。12. 一般来说,紊流时的对流换热强度要比层流时 。13. 导热微分方程式的主要作用是确定 。14. 当 d 50 时,要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的 影响。15. 一般来说,顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时 。16. 膜状凝结时对流换热系数 珠状凝结。17. 普朗克定律揭示了 按波长和温度
4、的分布规律。18. 角系数仅与 因素有关。19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ,材料导热系数为 0.15 ,壁面两侧的温度差为 150 ,则通过该平壁导热的热流 密度为 。20. 已知某流体流过固体壁面时被加热,并且 ,流体平均温度为 40 ,则壁面温度为 。 名词解释(本大题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分)21. 导热基本定律22. 非稳态导热23. 凝结换热24. 黑度25. 有效辐射 简答题 ( 本大题共 2 小题 , 每小题 8 分 , 共 16 分 )26. 简述非稳态导热的基本特点。27. 什么是临界热绝缘直径?平壁外和圆管外敷设保温材料是否一 定能起到保温的作用,
5、为什么? 计算题(本大题共 2 小题,每小题 12 分,共 24 分)28. 一内径为 300mm 、厚为 10mm 的钢管表面包上一层厚为 20mm 的保温材料,钢材料及保温材料的导热系数分别为 48 和 0.1 ,钢管内壁及保温层外壁温度分别为 220 及 40 ,管长为 10m 。试求该管壁的散热量。29. 一内径为 75mm 、壁厚 2.5mm 的热水管,管壁材料的导热 系数为 60 ,管内热水温度为 90 ,管外空气温度为 20 。管内外的换热系数分别为 和 。试求该热 水管单位长度的散热量。传热学(一)参考答案 单项选择题 (本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)1.
6、B 2.C 3.B 4.C 5.D6.C 7.A 8.A 9.D 10.B 填空题 ( 本大题共 10 小题 , 每小题 2 分 , 共 20 分 )11. 非稳态温度场 12. 强13. 导热体内的温度分布 ( 仅答“温度分布”或“温度场”、“导热体内的温度场”也可 )14. 小于或“” 15 小或 “ 低 ”16. 小于 17. 黑体单色辐射力或 “ ”18. 几何 19.1500W/m 220.80 名词解释 ( 本大题共 5 小题 , 每小题 4 分 , 共 20 分 )21. 导热基本定律 : 当导热体中进行纯导热时 , 通过导热面的热 流密度 , 其值与该处温度梯度的绝对值成正比
7、, 而方向与温度梯度相反。22. 发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。或:物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。23. 蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时 , 蒸汽就会在壁面上 发生凝结过程成为流液体。24. 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。25. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能。 简答题(本大题共 2 小题,每小题 8 分,共 16 分)26. ( 1 )随着导热过程的进行 , 导热体内温度不断变化 , 好象 温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样 , 习惯上称为导温 现象。这在稳态导热中是不存在的。( 2 )非稳态导热过程中导热体自身参与吸热(或放热),
8、即 导热体有储热现象,所以即使对通过平壁的非稳态导热来说,在与热 流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的,而在一维稳态 导热中通过各层的热流量是相等的。( 3 )非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态 导热。27. ( 1 )对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。( 2 )平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用,因为增加 了一项导热热阻,从而增大了总热阻,达到削弱传热的目的。( 3 )圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用,虽然 增加了一项热阻,但外壁的换热热阻随之减小,所以总热阻有可能减 小,也有可能增大。 计算题(本大题共 2 小题,每小题 12 分,
9、共 24 分)28. 解:已知 d 1 =300mm d 2 =300+2 10=320mm d 3 =320+2 20=360mm mt w1 =220 t w2 =40 =9591.226W29. 解:已知 d 1 =75mm=0.075m d 2 =75+2 2.5=80mm=0.08m t f1 =90 t f2 =20 =572.2W/m传热学(二)第一部分 选择题一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)在 每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确 选项前的字母填在题后的括号内。1 对于过热器中:高温烟气外壁内壁过热的传热过程次序 为(
10、 )A 复合换热、导热、对流换热B 导热、对流换热、复合换热C 对流换热、复合换热、导热D 复合换热、对流换热、导热2 温度对辐射换热的影响 对对流换热的影响。( )A 等于 B 大于 C 小于 D 可能大于、小于3 对充换热系数为 1000W/(m 2 K) 、温度为 77 的水流经 27 的壁面,其对流换热的热流密度为( )A 8 10 4 W/m 2 B 6 10 4 W/m 2 C 7 10 4 W/m 2 D 5 10 4 W/m 24 流体流过管内进行对流换热时,当 l/d 时,要进行入口效应的 修正。( )A 50 B 80 C 50 D 1005 炉墙内壁到外壁的热传递过程为(
11、 )A 热对流 B 复合换热 C 对流换热 D 导热6 下述哪个参数表示传热过程的强烈程度?( )A k B C c D 7 雷诺准则反映了 的对比关系?( )A 重力和惯性力 B 惯性和粘性力C 重力和粘性力 D 浮升力和粘性力8 下列何种材料表面的法向黑度为最大?A 磨光的银 B 无光泽的黄铜C 各种颜色的油漆 D 粗糙的沿9 在热平衡的条件下,任何物体对黑体辐射的吸收率 同温度下 该物体的黑度。( )A 大于 B 小于 C 恒等于 D 无法比较10 五种具有实际意义的换热过程为:导热、对流换热、复合换 热、传热过程和( )A 辐射换热 B 热辐射 C 热对流 D 无法确定第二部分 非选择
12、题二、填空题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)11 已知某大平壁的厚度为 10mm ,材料导热系数为 45W/(m K) ,则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为 。12 已知某换热壁面的污垢热阻为 0.0003 ( m 2 K ),若该 换热壁面刚投入运行时的传热系数为 340W ( m 2 K ),则该 换热壁面有污垢时的传热系数为。13 采用小管径的管子是 对流换热的一种措施。14 壁温接近换热系数 一侧流体的温度。15 研究对流换热的主要任务是求解 ,进而确定对流换热的热流 量。16 热对流时,能量与 同时转移。17 导热系数的大小表征物质 能力的强弱。18 一般情况
13、下气体的对流换热系数 液体的对流换热系数。19 在一定的进出口温度条件下, 的平均温差最大。20 是在相同温度下辐射能力最强的物体。三、名词解释(本大题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分)21 稳态导热22 稳态温度场23 热对流24 传热过程25 肋壁总效率四、简答题(本大题共 2 小题,每小题 8 分,共 16 分)26 不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值? 其影响程度如何?凝汽器如何解决这个问题?27 写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式,它是根据什 么原理建立起来的?它在导热问题的分析计算中有何作用?五、计算题(本大题共 2 小题,每小题 12 分,共 24
14、 分)28 两块平行放置的平板 1 和 2 ,相关尺寸如图示。已知: t 1 =177 、 t 2 =27 、 1 =0.8 、 2 =0.4 、 X 1 , 2 0.2 。试用网络法求: 两平板之间的辐射换热量; 若两平板均为黑体表面,辐射换热量又等于多少?29 一台逆流式换热器用水来冷却润滑油。流量为 2.5kg /s 的冷 却水在管内流动,其进出口温度分别为 15 和 60 ,比热为 4174J/(kg k) ;热油进出口温度分别为 110 和 70 ,比热为 2190 J/(kg k) 。传热系数为 400W ( m 2 k )。试计算所需 的传热面积。传热学(二)参考答案一、单项选择
15、题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)1 A 2 B 3 D 4 C 5 D6 A 7 B 8 C 9 C 10 A二、填空题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)11 2.22 10 4 ( m 2 k ) /W (若没写单位,扣 0.5 分。)12 308.5W/ ( m 2 k ) 或 309W/ ( m 2 k )或 308W/ ( m 2 k ) (若不写单位,扣 0.5 分)13 强化14 较大15 对流换热系数(或 c 均可)16 质量(或物质)17 导热18 小于19 逆流20 黑体三、名词解释(本大题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分
16、)21 【参考答案】发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。(或:物体中的温度分布不随时间而变化的导热称为稳态导热。)22 【参考答案】温度场内各点的温度不随时间变化。 (或温度场不随时间变化。) 23 【参考答案】依靠流体各部分之间的宏观运行,把热量由一处带到另一处的热 传递现象。24 【参考答案】热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流 体的过程。25 【参考答案】肋侧表面总的实际散热量与肋壁 测温度均为肋基温度的理想 散热量之比。四、简答题)本大题共 2 小题,每小题 8 分,共 16 分)26 【参考答案及评分标准】( 1 )因在工业凝汽器设备的凝结温度下,蒸汽中所含有
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