2025年大学大二（能源与动力工程）传热学阶段测试试题及答案.doc

2025年大学大二（能源与动力工程）传热学阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列哪种传热方式不需要介质？
A. 导热
B. 对流
C. 辐射
D. 都需要介质
2. 导热系数与下列哪个因素无关？
A. 物质种类
B. 温度
C. 压力
D. 湿度
3. 对流换热系数的大小与下列哪些因素有关？（多选）
A. 流体的流动状态
B. 流体的物性
C. 换热表面的形状和尺寸
D. 流体的质量流量
4. 黑体的辐射能力与下列哪个因素成正比？
A. 温度的一次方
B. 温度的二次方
C. 温度的三次方
D. 温度的四次方
5. 下列哪种情况会使辐射换热增强？
A. 增大物体表面的发射率
B. 减小物体表面的发射率
C. 降低物体表面温度
D. 增大物体表面的吸收率
6. 肋片的主要作用是提高哪种传热方式的效率？
A. 导热
B. 对流
C. 辐射
D. 都能提高
7. 下列哪种材料的导热系数最大？
A. 金属
B. 陶瓷
C. 液体
D. 气体
8. 对流换热中，流体的流动状态主要分为层流和紊流，以下关于层流和紊流的说法正确的是？
A. 层流时流体分层流动，无横向脉动
B. 紊流时流体各部分剧烈混合，有横向脉动
C. 层流换热系数大于紊流换热系数
D. 紊流时传热效果更好
9. 两表面间的辐射换热热阻主要取决于？
A. 表面的发射率
B. 表面的温度
C. 表面的形状
D. 表面间的距离
10. 下列哪种情况下可以忽略导热热阻？
A. 导热系数很大的物体
B. 厚度很薄的物体
C. 温度梯度很小的物体
D. 以上都可以

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述导热、对流和辐射三种传热方式的基本概念。
12. （15分）推导导热基本定律（傅里叶定律），并说明其物理意义。
13. （15分）什么是对流换热系数？影响对流换热系数的因素有哪些？如何提高对流换热系数？
14. （15分）材料：有一黑体表面，温度为500K。已知黑体的辐射力Eb = σT^4（σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，σ = 5.67×10^-8 W/(m^2·K^4)）。问题：计算该黑体表面的辐射力。
15. （15分）材料：有一平板，厚度为δ = 0.02m，两侧表面温度分别为t1 = 100°C，t2 = 50°C，平板材料的导热系数λ = 0.5W/(m·K)。问题：计算通过平板的热流密度q。

答案：
1. C
2. C
3. ABCD
4. D
5. A
6. B
7. A
8. ABD
9. A
10. B
11. 导热是指物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。对流是指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程，可以分为自然对流和强制对流。辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式，物体只要温度高于绝对零度，就会不断地向周围空间发出热辐射。
12. 傅里叶定律表达式为q = -λ( dt/dx)。物理意义：单位时间内通过单位截面积的热量，与当地的温度梯度成正比，负号表示热量传递方向与温度梯度方向相反，即热量从高温处传向低温处。
13. 对流换热系数是指单位时间内，单位面积上流体与壁面之间的换热量。影响因素有流体流动状态、流体物性、换热表面形状尺寸、流体质量流量等。提高方法有增加流体流速、改变换热表面形状增加扰动等。
14. 已知T = 500K，Eb = σT^4 = 5.67×10^-8×500^4 = 3543.75W/(m^2)。
15. 热流密度q = λ(t1 - t2)/δ = 0.5×(100 - 50)/0.02 = 1250W/m^2 。