北建工暖通传热学选择.docx

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北建工暖通传热学选择

传热学

1．下列物质的导热系数，排列正确的是：

（A）铝<钢铁<混凝土<木材

（B）木材<钢铁<铝<混凝土

（C）木材<钢铁<混凝土<铝

（D）木材<混凝土<钢铁<铝

解析：

表1典型材料导热系数的数值范围

名称

导热系数[W/（m·K）]

纯金属

50--415

合金

12--120

非金属固体

1--40

液体（非金属）

0.17--0.7

绝热材料

0.03--0.12

气体

0.007--0.17

纯金属的导热系数银>铜>铝>铁，钢铁是合金。

答案：

D

2.2稳态导热

2.单层圆柱体内一维径向稳态导热过程中，无内热源，物性参数为常数，则下列说法正确的是：

（A）导热量

为常数

（B）导热量

为半径的函数

（C）单位长度热流量

为常数

（D）单位长度热流量

只是长度

的函数

解析：

，

；

根据题意知，圆柱内外径已知，长度不确定，则单位长度热流量

为常数

答案：

C

2.3非稳态导热

3.一小铜球，直径为12mm，导热系数为26W/（m·K），密度为8600kg/m3，比热容为343J/（kg·K），对流传热系数为48W/（m2·K），初始温度为15℃，放入75℃的热空气中，小球温度到70℃需要的时间为

（A）915s（B）305s（C）102s（D）50s

解析：

，

答案：

B

2.4导热问题数值解

4.采用有限差分法进行导热过程数值计算时，可以有多种离散格式方式，下列不适用的方法是：

（A）边界节点，级数展开法

（B）边界节点，热量守恒法

（C）中心节点，级数展开法

（D）中心节点，热量守恒法

解析：

一般常用的离散格式方式有级数展开法和热量守恒法两种。

中心节点这两种方法都可以，边界节点只适合热量守恒法，不适用技术展开法。

答案：

A

2.5对流换热分析

5.采用对流换热边界层微分方程组，积分方程组或雷诺类比法求解对流换热过程中，正确的说法是：

（A）微分方程组的解是精确解

（B）积分方程组的解是精确解

（C）雷诺类比的解是精确解

（D）以上三种均为近似值

解析：

对流换热的求解方法大纲要求知道三种：

分别是分析法、类比法和实验法。

分析法包括微分方程组求解和积分方程组求解。

所有方法中，只有微分方程组的解是精确解，其他方法都是近似值。

答案：

A

2.6单相流体对流换热及准则关系式

6.在充分发展的管内单相流体受迫层流流动中，如果取同样管径及物性参数，则常壁温

和常热流

下，换热系数关系为：

（A）

（B）

（C）

（D）不确定

解析：

在充分发展的管内单相流体受迫层流流动中，

答案：

C

7.无限大空间竖壁自然对流换热，当壁面温度为定值或壁面热流密度为常数，板足够长时，正确的说法是：

（A）随着边界层的扩展进入紊流状态后，局部表面换热系数

逐渐增大

（B）随着边界层的扩展，从层流发展到旺盛紊流，局部表面传热系数

达到定值

（C）随着边界层的扩展，局部表面换热系数

逐渐减小

（D）随着边界层的扩展，平均局部表面换热系数

逐渐减小

解析：

理论和实验的研究都证明：

无限大空间竖壁自然对流换热，当壁面温度为定值或壁面热流密度为常数，随着边界层的扩展，从层流发展到旺盛紊流，局部表面传热系数

将保持不变。

答案：

B

2.7凝结与沸腾换热

2.8热辐射的基本定律

8.辐射换热过程中能量属性及转换与导热和对流换热过程不同，下列错误的是：

（A）温度大于绝对温度的物体都会有热辐射

（B）不依赖物体表面接触进行能量传递

（C）辐射换热过程伴随能量两次转换

（D）物体热辐射过程与温度无关

解析：

绝对温度大于0K的物体都会有热辐射。

答案：

A

2.9辐射换热计算

9.如图，1为边长为R的正三角形，2为半径为R的圆形，球2的自辐射角系数为：

（A）1.0（B）0.52（C）0.48（D）0.05

解析：

X1,2A1=X2,1A2，X12=1，

，

答案：

B

2.10传热与换热器

10.套管式换热器，顺流换热，两侧为水—水单相流体换热，一侧水温进水65℃，出水45℃，流量为1.25kg/s，另一侧入口为15℃，流量为2.5kg/s，则换热器对数平均温差为：

（A）35℃（B）33℃（C）31℃（D）25℃

解析：

根据题意知：

，

，得到

℃

答案：

B

11.下列说法正确的是：

（A）空气热导率随温度升高而增大

（B）空气热导率随温度升高而下降

（C）空气热导率随温度升高而保持不变

（D）空气热导率随温度升高可能增大也可能减小

解析：

空气热导率随温度升高而增大。

答案：

A。

2.圆柱壁面双层保温材料敷设过程中，为了减小保温材料用量或减少散热量，应该采取措施：

（A）导热率较大的材料在内层

（B）导热率较小的材料在内层

（C）根据外部散热条件确定

（D）材料的不同布置对散热量影响不明显

解析：

对于圆柱壁材料散热问题，壁面内侧温度变化率较大，故将导热系数较小的材料布置在内层，将充分发挥其保温作用。

答案B。

3.在双层平壁无内热源常物性一维稳态导热计算过程中，如果已知平壁的厚度和导热率分别为δ1、λ1、δ2和λ2，如果双层壁内、外侧温度分别为t1和t2，则计算双层壁面交界面上温度tm错误的关系式是：

（A）

（B）

（C）

（D）

解析：

长物性无内热源一维稳态导热，热流密度是常数，热流密度等于温差与所对应的热阻之和的比值，根据本题已知条件可写成

答案：

D

4.常物性无内热源一维非稳态导热过程第三类边界条件下边界节点由热平衡法的显示差分格式得到离散方程，进行计算式要达到收敛需满足：

（A）

（B）

（C）

（D）

解析：

如图，用热平衡法建立常物性无内热源一维非稳态导热第三类边界条件下边界节点由热平衡法的显示差分格式的离散方程为

由此可知显式差分格式的稳定性条件

，

则

答案：

C

5.常物性流体在管内受迫定形流动过程中，速度分布保持不变，流体温度及传热具有下列何种特性：

（A）温度分布达到定型

（B）表面对流换热系数趋于定值

（C）温度梯度达到定值

（D）换热量达到最大

解析：

管内受迫定型流动过程，即流动充分发展段，其特征是速度分布保持不变。

如果有换热时，将达到热充分发展段，其特征是常物性流体，表面传热系数保持不变。

答案：

B

6.表面进行薄膜状凝结换热的过程中，影响凝结换热作用最小的因素为：

（A）蒸汽的压力（B）蒸汽的流速

（C）蒸汽的过热度（D）蒸汽中的不凝性气体

解析：

影响膜状凝结的主要因素有：

蒸汽速度、不凝性气体、表面粗糙度、蒸汽含油、蒸汽的过热度。

答案：

A

7.固体表面进行辐射换热时，表面吸收率α、透射率τ和反射率ρ之间的关系为：

α+τ+ρ=1。

在理想和特殊条件下表面分别成为黑体、透明体和白体，下列描述中错误的是：

（A）投射到表面的辐射量全部反射时，ρ=1，称为白体

（B）投射到表面的辐射量全部可以穿透时，τ=1，称为透明体

（C）红外线辐射和可见光辐射全部被吸收，表面呈现黑色，α=1，称为黑体

（D）投射辐射中，波长在0.1~100μm的辐射能量被全部吸收时，α=1，称为黑体

解析：

热辐射波长范围为0.1~100μm，其中：

0.1μm≤λ<0.38μm为紫外线；0.38μm≤λ≤0.76μm为可见光；0.76μm<λ≤100μm为红外线。

答案：

C

8.角系数Xi,j表示表面辐射的辐射能中直接落到另外一个表面上的百分数，下列不适用的是：

（A）漫灰表面（B）黑体表面

（C）辐射时各向均匀表面（D）定向辐射和定向反射表面

解析：

角系数Xi,j表示表面向半球空间辐射的辐射能中直接落到另外一个表面上的百分数，因此不适用定向辐射和定向反射表面。

答案：

D

9.暖气片对室内空气的加热时通过下列哪种方式实现的：

（A）导热（B）辐射换热

（C）对流换热（D）复杂的复合换热过程

解析：

暖气片对室内空气的加热主要通过暖气片与周围空气的自然对流换热和暖气片与周围物体（包括房间的家具、墙壁等）辐射换热共同作用，是一复合换热过程。

答案：

D

10.套管式换热器中进行换热时，如果两侧的水-水单向流体换热，一侧水温由55℃降到35℃，流量为0.6kg/s，另一侧水入口温度为15℃，流量为1.2kg/s。

则换热器分别作顺流或逆流时的平均对流温差比Δtm（逆流）/Δtm（顺流）为：

（A）1.35（B）1.25

（C）1.14（D）1.0

解析：

顺流

逆流

答案C

2012年

1.下列导热过程傅立叶定律表述中，不正确的是：

（A）热流密度q与传热面积成正比

（B）导热量与温度梯度成正比

（C）热流密度q与传热面积无关

（D）导热量与导热距离成反比

解析：

一维导热中，傅里叶定律的表达式：

，或

热流密度是单位面积的热流量，在傅里叶定律表述中，与温度梯度成正比，与传热面积无关。

答案：

A

2.外径为25mm和内径为20mm的蒸汽管道进行保温计算时，如果保温材料热导率为0.12W/（m·K），外部表面总散热系数为12W/（m2·K），则热绝缘临界直径为：

（A）25mm（B）20mm（C）12.5mm（D）10mm

解析：

答案：

B

3.采用集总参数法计算物体非稳态导热过程时，下列用以分析和计算物体的特征长度的方法中，错误的是：

（A）对于无限长柱体

，对于圆球体

，

为半径

（B）对于无限大平板

，

为平板厚度的一半

（C）对于不规则物体

（D）对于普通圆柱

，

为半径

解析：

采用集总参数法计算物体非稳态导热过程时，计算式为

，此公式中的BiV和FoV中的特征长度L的确定：

不规则物体

；

对于无限长柱体

，

对于圆球体

；

对于无限大平板

，

为平板厚度的一半。

答案：

D

（注意：

判断是否可用集总参数法，采用Bi<0.1，Bi中的特征长度l的确定：

不规则物体

；

对于无限长柱体或圆球体

；

对于无限大平板

，

为平板厚度的一半。

）

4.常物性无内热源二维稳态导热过程，在均匀网格步长下，如图所示的拐角节点处于第三类边界条件时，其差分格式为：

（A）

（B）

（C）

（D）

解析：

列节点1的热平衡方程

，整理上式得到：

答案：

D

5.流体外掠平板形成边界层，下列关于边界层厚度及流动状态表述中，不正确的说法是：

（A）边界层内可以依次出现层流和湍流

（B）随着板长度增加，边界层厚度趋于定值

（C）边界层厚度与来流速度及板面粗糙度有关

（D）当流动长度较大时，边界层内可以出现湍流

解析：

根据边界层的特性，随着板长度增加，边界层厚度增加，当流动长度较大时，边界层内可以出现湍流边界层。

答案：

B

6.根据单相流体管内受迫流动换热特性，下列入口段的表面传热系数与充分发展段的表面传热系数的关系中，正确的是：

（A）

（B）

（C）

（D）不确定

解析：

如图所示：

答案：

C

7.在沸腾换热过程中，产生的气泡不断脱离表面，形成强烈的对流换热，其中，产生的气泡能够存在并能继续长大的条件：

（A）只要满足

（B）只要满足

（C）只要壁面温度

>>流体饱和温度

（D）壁面处有气化核心

解析：

产生的气泡能够存在而不消失的条件

，能继续长大

。

答案：

B

8.太阳能集热器或太阳灶的表面常做成黑颜色的主要原因是：

（A）黑色表面的辐射率较大，

（B）太阳能中的最大辐射率处于可见光波长范围

（C）黑色表面可以最大限度吸收红外线辐射能

（D）黑色表面有利于辐射换热

解析：

太阳光中有43%的能是可见光，太阳能中的最大辐射率也处于可见光波长范围。

答案：

B

9.气体辐射换热过程中，一般常忽略不计的因素是：

（A）辐射换热波段

（B）气体成分

（C）容积几何特征

（D）气体分子的散射和衍射

解析：

气体辐射具有选择性，容积特性，多原子气体或不对称的双原子气体具有辐射特性，一般忽略气体分子的散射和衍射

答案：

D

10.套管式换热器中进行饱和水蒸气凝结为饱和水，加热循环水过程。

蒸汽的饱和温度115℃，流量1800kg/h，潜热2230kJ/kg；水入口温度45℃，出口温度65℃。

设传热系数为125W/m2·K，则该换热器所需的换热面积为：

（A）150m2（B）125m2

（C）100m2（D）75m2

解析：

，

答案：

A

2013

1.纯金属的热导率一般随着温度的升高而：

A．不变B.上升C.下降D.先上升然后下降

答案：

C

12.一维大平壁内稳态无内热源，导热过程中，当平壁厚度一定时，不正确的说法是：

A．平壁内温度梯度处处相等

B．材料导热率达，则壁面两侧温差小

C．导热率与温度温度梯度的积为常数

D.热流量为常数

答案：

A

解析：

当导热系数不是常数，温度分布不是线性，平壁内温度梯度处处就不相等

13.非稳态导热过程中物体的Bi数用于描述物体的：

A.内部的导热传递速度过能力

B.边界上散热速度或能力

C.内部导热能力与边界对流换热能力比值关系

D.内部导热热阻与边界对流换热热阻比值关系

答案：

D

14.对于稳态、非稳态、显格式或隐格式离散方程组的求解，下述说法中正确的是：

A．显格式离散方程组求解永远是发散的

B．隐格式离散方程组求解是收敛的

C．时间采用隐格式空间采用显格式是收敛的

D．稳态条件下的各种差分格式都是收敛的

答案：

B

15.在对流换热工程中，两个现象相似的条件是：

A．满足同一准则关联式及单值性条件

B．速度和温度分布相似，且单值性条件相同

C．只要满足几何相似，速度和温度分布相似及同类现象

D.同类现象的换热过程，同名准则对应相等，单值性条件相同

答案：

D

16.在单相流体管内受迫流动充分发展段，边界条件对换热有较大影响的，下列说法不正确的是：

A．常壁温下，流体温度沿管长按对数规律变化

B．常热流下，沿管长流体与壁面温度差保持常数

C．常热流下，壁面温度沿管长非线性变化

D．常热流下，沿管长流体温度线性变化

答案：

C

17.在垂直封闭夹层内进行自然对流换热时，正确的表述是：

A．当壁面间距与高度比值处于某范围时，冷热壁面自然对流可以形成一个环流

B．夹层间距较大时，两侧壁面的边界层总是会相互干扰或结合

C．当夹层温差和间距较大时，且Gr>2000时，可以按纯导热过程计算

D．在夹层间距和高度的比值较大时，可以按无限大壁面自然对流换热计算

答案：

D

18.维恩位移定律maxT=2897.6m.K的正确含义是：

A．E达到最大时，最大波长与温度的乘积保持不变

B．E达到最大时，波长与温度的乘积保持不变

C．Eb达到最大时，波长与温度的乘积保持不变

D．Eb达到最大时，最大波长与温度的乘积保持不变

答案：

C

19.两块温度分别为500K和300K的灰体平板，中间插入一块遮热板，设板的发热率均为0.85，则最终遮热板的温度为：

A．467KB.433KD.400KD.350K

解析

，

答案：

B

20.物体与外界进行辐射换热计算时，环境温度一般是指：

A．空间辐射和四周物体辐射相当的温度

B．周围空气与建筑物和场地温度平均值

C．周围建筑物和场地的温度

D．周围空气的平均温度

答案：

A