2023年传热学试题库及相关参考答案

传热学试题及答案热能力大小。

8.辐射传热系数：单位时间内单位传热面当

第一章概论流体温度和壁面温度差为1K是辐射传热量，

一、名词解释2

单位为W/（m•K）o辐射传热系数表达辐

1.热流量：单位时间内所传输热量射传热能力大小。

2.热流密度:单位传热面上热流量9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当

3.导热：当物体内有温度差或两个不同样温流体温度和壁面温度差为1K是复合传热量，

度物体接触时，在物体各部分之间不发生相2

单位为W/（m•K）o复合传热系数表达复合

对位移情况下，物质微粒（分子、原子或自传热能力大小。

由电子）热运动传输了热量，这种现象被称为10.总传热系数:总传热过程中热量传输能力

热传导，简称导热。大小。数值上表达传热温差为1K时，单位传

4.对流传热：流体流过固体壁时热传输过程,热面积在单位时间内传热量。

就是热对流和导热联合用热量传输过程，称二、填空题

为表面对流传热，简称对流传热。1.热量传输三种基础方法

5.辐射传热：物体不断向周边空间发出热辐为、、

射能，并被周边物体吸取。同时，物体也不断____O

接受周边物体辐射给它热能。这么，物体发（热传导、热对流、热辐射）

出和接受过程综合结果产生了物体间通过热2.热流量是指,单位

辐射而进行热量传输，称为表面辐射传热，简是。热流密度

称辐射传热。是指，单位

6.总传热过程：热量从温度较高流体通过固

体壁传输给另一侧温度较低流体过程，称为（单位时间内所传输热量,W,单位传热面

总传热过程，简称传热过程。上热流量，W/nf'）

7.对流传热系数：单位时间内单位传热面当3.总传热过程是指，它强烈

流体温度和壁面温度差为1K是对流传热量，限度用来衡量。

单位为W/（m2•K）o对流传热系数表达对流传（热量从温度较高流体通过固体壁传输

给另一侧温度较低流体过程，总传热系数)11.总传热系数K和总面积A传热热阻R,

4.总传热系数是指，单关系为。

位是。(Rt=1/KA)

(传热温差为1K时，单位传热面积在单12.稳态传热过程是指o

位时间内传热量，W/(m2-K))(物体中各点温度不随时间而改变热量

5.导热系数单位是；对传输过程。)

流传热系数单位是;传13.非稳态传热过程是

热系数单位是。指o

(W/(m•K),W/(m2•K),W/(m2•K))(物体中各点温度随时间而改变热量传

6.复合传热是指，复合传热输过程。)

系数等于之14.某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传

和，单位是o热辐射传热系数为30W/(m3K),对流传

(对流传热和辐射传热之和，对流传热系热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数

数和辐射传热系数之和,W/(m2-K))为o

7.单位面积热阻一单位是;(100W/(m2.K))

总面积热阻R,单位是o15.由炉膛火焰向水冷壁传热关键方法

(m2•K/W,K/W)是O

8.单位面积导热热阻表达式(热辐射)

为o16.由烟气向空气预热器传热关键方法

(6/入)是O

9.单位面积对流传热热阻表达式(热对流)

为o17.已知一传热过程热阻为0.035K/W,温压为

(1/h)70℃,则其热流量为o

10.总传热系数K和单位面积传热热阻n(2kW)

关系为o18.一大平壁传热过程传热系数为100W

/(m2.K),热流体侧传热系数为200W/(m2.K),

(rt=1/K)

冷流体侧传热系数为250W/(m2.K),平壁()

厚度为5mm,则该平壁导热系数(1)q=XAt/6(2)q=hAt

为,导热热阻(3)q=kAt(4)q=rtAt

为o5.导热系数单位是：()

(5W/(m.K),0.001(m2.K)/W)(1)W/(m2.K)(2)W/m2(3)W

19.总传热方程式可表达为6=/(m・K)(4)m2.K/W

或q=o6.在传热过程中，系统传热量和下列哪一个

(KAAt,KAt)参数成反比？()

20.已知平壁厚0.02m,热阻为0.02m、K(1)传热面积(2)流体温差

/W,其导热系数为o(3)传热系数(4)传热热阻

(1W/(m•K))7.在稳态传热过程中，传热温差一定，假如

三、选择题盼望系统传热量增大，则不能采用下述哪种

1.下列哪多个传热过程不需要有物体宏观运手段？()

动？(1)增大系统热阻(2)增大传热面

(1)导热⑵对流(3)辐射积

(4)复合传热(3)增大传热系数(4)增大对流

2.热流密度q和热流量关系为(以下式子A传热系数

为传热面积，入为导热系数，h为对流传热系8.试鉴定下述多个传热过程中哪一个传热

数)：系数最小？

(1)q="A⑵q=e/A(3)q=(1)从气体到气体传热(2)从气体

X<1>(4)q=h小到水传热

3.假如在水冷壁管子里结了一层水垢，其它(3)从油到水传热(4)从凝结

条件不变，管壁温度和无水垢时相比将：水蒸气到水传热

(1)不变(2)提高(3)9.若已知对流传热系数为78W/(m2.K)，则

减少(4)随机改变其单位面积对流传热热阻为多少？

4.下列哪一个表达式是错误？(1)78W/(m«K)(2)1/78m«K/W

(3)1/78面•〃%(4)78W(4)K=50W/(m2.K),r,=0.05K/W

/(m2•K)15.平板单位面积导热热阻计算式应为哪一

10.单位时间通过单位面积热量称为什么？通个？

常见什么符号表达？(1)6//⑵6/(KA)(3)l/h

(1)热流密度,q(2)热流密度，如(4)1/(KA)

(3)热流量,q(4)热流量，。

四、简答题

11.太阳和地球间热量传输属于下述哪种传

1.试述三种热量传输基础方法差异，并各举

热方法？

1~2个实际例子说明。

(1)导热(2)热对流

(提醒：从三种热量传输基础方法定义及特

(3)热辐射(4)以上多个所有不是

点来区分这三种热传输方法)

12.热流量和温差成正成和热阻成反成此

2.请说明在传热设备中，水垢、灰垢存在

规律称为什么？

对传热过程会产生什么影响?如何防止？

(1)导热基础定律(2)热路欧姆定律

(提醒：从传热过程各个环节热阻角度，分

(3)牛顿冷却公式(4)传热方程式

析水垢、灰垢对换热设备传热能力和壁面影

13.传热过程热路图原理是什么？

响情况)

(1)傅里叶定律(2)牛顿冷却公

3.试比较导热系数、对流传热系数和总传热

式

系数差异，它们各自单位是什么？

(3)斯蒂芬-波尔兹曼定律(4)热路

(提醒：写出三个系数定义并比较，单位分

欧姆定律

别为W/(m•K),W/(m2•K),W/(为•K))

14.某一传热过程热流密度q=500W/m2,冷、

4.在分析传热过程时引入热阻概念有何好处?

热流体间温差为10℃,其传热系数和单位面

引入热路欧姆定律有何意义？

积总传热热阻各为多少？()

(提醒：分析热阻和温压关系，热路图在传

(1)K=50W/(m2.K),r,=0.05m2.K/

热过程分析中作用。)

W

5.结合你工作实践,举一个传热过程实例，分

22

(2)K=0.02W/(m.K),rt=50m.K/W

析它是由哪些基础热量传输方法组成。

(3)K=5OW/(d.K),“=0.O2M.K/W

（提醒:学会分析实际传热问题，如水冷式内6.稳态导热：物体中各点温度不随时间而

燃机等）改变导热过程。

6.在空调房间内，夏季和冬季室内温度所有7.非稳态导热：物体中各点温度随时间而改

保持在22c左右，夏季大家可以穿短袖衬衣，变导热过程。

而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释8.傅里叶定律：在各向同性均质导热物体中,

这一现象。通过某导热面积热流密度正比于该导热面法

（提醒：从分析不同样季节时墙体传热过程向温度改变率。

和壁温，和人体和墙表面热互换过程来解释9.保温（隔热）材料:XW0.12W/（m・K）（平

这一现象（关键是人体和墙面辐射传热不同均温度不高于350℃时）材料。

样））10.肋效率:肋片实际散热量和肋片最大也许

散热量之比。

第二章热传导

11.接触热阻:材料表面由于存在一定粗糙度

一、名词解释

使相接触表面之间存在间隙，给导热过程带

1.温度场：某一瞬间物体内各点温度分布总

来额外热阻。

称。通常来说，它是空间坐标和时间坐标函

12.定解条件（单值性条件）：使微分方程取

数。

得适合某一特定问题解附加条件，包含初始

2.等温面（线）：由物体内温度相同点所连成

条件和边界条件。

面（或线）。

二、填空题

3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度

1.导热基础定律是定律,可表述

改变率。

为。

4.热导率：物性参数，热流密度矢量和温度

降度比值，数值上等于1K/m温度梯度作用下（傅立叶，dn）

产生热流密度。热导率是材料固有热物理性2.非稳态导热时，物体内场和热流

质，表达物质导热能力大小。量随而改变。

5.导温系数：材料传输温度改变能力大小指（温度，时间）

标。3.导温系数表达式为，单位是，

其物理意义为______o（物体边界和周边流体间表面传热系数

（a=X/cP,m7s,材料传输温度改变能力h及周边流体温度3）

指标）11.及其单值性条件

4.肋效率定义为o可以完整地描述一个具体导热问题。

（肋片实际散热量和肋片最大也许散热量（导热微分方程）

之比。）12.第一类边界条件

5.根据导热机理，水气、液、固三种状态中_是O

态下导热系数最小。（给定物体边界上任何时刻温度分布）

（气）13.初始条件是指。

6.通常，材料导热系数和_______和_______（如以某时刻作为时间起算点，在该时刻

相关。导热物体内温度分布）

（种类，温度）14.通过长圆筒壁导热时，圆筒壁内温度

7.保温材料是指材料.呈________________分布规律.

（入W0.12W/（m•K）（平均温度不高于（对数曲线）

350℃时））15.温度梯度表达温度场内某一地点等

8.已知材料导热系数和温度关系为入=人。温面法线方向o

（1+bt）,当材料两侧壁温分别为3、t（温度改变率）

2时，其平均导热系数可取16.第二类边界条件是

下导热系数。指。

（（t]+t2）/2）（给定物体边界上任何时刻热流密度q.

9.发电机水冷、氢冷、空冷三种方法中，以分布）

方法效果最佳,方法效果三、选择题

最差。1.当采用加肋片方法增强传热时，最有效措

（水冷、空冷）施是将肋片加在哪一侧？（）

10.第三类边界条件是指已（1）传热系数较大一侧（2）传热

知O系数较小一侧

(3)流体温度较高一侧(4)流(1)防止热量(或冷量)损失(2)

体温度较低一侧提高热负荷

2.下列各参数中，属于物性参数是：(3)防止烫伤(或冻伤)(4)保

(1)肋化系数(2)导热系数持流体温度

(3)导温系数(4)传热系数8.某热力管道采用两种导热系数不同样保

3.导温系数物理意义是什么？温材料进行保温,为了达成很好保温效果,

(1)表白材料导热能力强弱应将哪种材料放在内层？

(2)反映了材料储热能力(1)导热系数较大材料(2)导热系

(3)反映材料传输温度改变能力数较小材料

(4)表白导热系数大材料一定是导温系数(3)任选一个均可(4)无法

大材料拟定

4.常温下，下列物质中哪一个材料导热系数9.金属具有较多杂质，则其导热系数将如何

较大？改变？

(1)纯铜(2)碳钢(1)变大⑵变小

(3)不锈钢(4)黄铜(3)不变(4)也许变大，也

5.温度梯度表达温度场内某一点等温面上也许变小

什么方向温度改变率？10.下列材料中，导热材料较差材料是什

(1)切线方向(2)法线方向么？

(3)任意方向(4)温度减少方向(1)铝合金(2)铸铁

6.接触热阻存在使相接触两个导热壁面之(3)不锈钢(4)一般玻璃

间产生什么影响？11.物体之间发生热传导动力是什么？

(1)出现温差(2)出现临界(1)温度场(2)温差

热流(3)等温面(4)微观粒子运动

(3)促进传热(4)没有影响12.下面哪种物质材料具有较大导热系

7.下述哪一点不是热力设备和冷冻设备加数？

保温材料目的？(1)水(2)空气

(3)水蒸气(4)冰块素？

13.通过大平壁导热时，大平壁内温度分(1)由于铁块温度比木块低

布规律是下述哪一个？(2)由于铁块摸上去比木块硬

(1)直线(2)双曲线(3)由于铁块导热系数比木块大

(3)抛物线(4)对数曲线(4)由于铁块导温系数比木块大

14.若已知某种气体密度为0.617kg/n?,18.什么情况下圆筒壁导热可以按平壁

比热为1.122kJ/(kg・K),导热系数为解决？

0.0484W/(m.K),则其导温系数是多(1)当其长度大于其外半径10倍时

少？()(2)当其长度是其壁厚10倍时

(1)14.3m2/s(2)69.9XW//s(3)当其外径大于2倍内径时

(3)0.0699m2/s(4)1.43X1O'm2(4)当其外径大于其壁厚4倍时

/s19.温度升高时，气体导热系数通常随温

15.已知某一导热平壁两侧壁面温差是3度会发生如何改变？()

0℃,材料导热系数是22W/(m.K),(1)增大(2)减小

通过热流密度是300W/m2,则该平壁壁(3)不变(4)也许增大也也许减小

厚是多少？()20.通常情况下，对于材料导热系数，下

(1)220m(2)22m(3)2.述哪种说法是错误？

2m(4)0.22m(D合金小于纯金属(2)气体小于固

16.第二类边界条件是什么？体

(1)已知物体边界上温度分布。(3)液体小于固体(4)导电体小

(2)已知物体表面和周边介质之间传热情于非导电体

况。21.下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随

(3)已知物体边界上热流密度。时间发生改变？

(4)已知物体边界上流体温度和流速。(1)内燃机启动过程(2)内燃机停机

17.冬天用手分别触摸置于同一环境中(3)内燃机变工况运营(4)内燃机定速

木块和铁块，感到铁块很凉，这是什么因运营

22.在稳态导热中，已知三层平壁内外表面(1)吸热能力/导热能力(2)导热能

温度差为120℃,三层热阻之比R入1、RX力/吸热能力(3)比热容/导热系数(4)

2、R入3=1:2：3,则各层温度降导热系数/比热容

为。27.固体壁面上敷设肋片后，其实际散热

(1)60℃>40℃、20℃(2)7量和假设整个肋表面处在肋基温度下散

0℃,40℃>10℃(3)20℃、40。、热量比值为。

60℃(4)10℃,40℃、70℃(1)肋壁效率(2)肋化系数

23.材料导热能力和吸热能力之比称(3)肋片效率(4)无明确专用名称

为O28.忽略物体内部导热热阻分析方法称

(1)放热系数(2)传热系数(3)为。

导热系数(4)导温系数(1)正规情况法⑵数学分析法(3)数

24.蒸汽管道内外直径分别为68mm和10值解法(4)集总参数法

0mm,导热系数入l=63W/(m.℃),内表面29.下列哪个是非稳态导热表达式？

温度为140℃。今采用玻璃棉垫料保温，入2(1)t=f(x,y,z)(2)t=f(y,

=0.053W/(m.℃)。若规定保温层外表面r)(3)t=f(x,y)(4)t=f(z,x)

温度不超过50C,且蒸汽管道许可热损失ql30.下列那个表达非稳态导热过程无因

=50W/m,则玻璃棉垫料保温层厚度最少次时间?_________________

为。(1)Bi(2)Fo(3)Re

(1)41mm(2)54mm(4)Pr

(3)91mm(4)104mm四、简答题

25.导热体中不同样温度等温面1.试解释材料导热系数和导温系数之间有

将。什么区分和联络。

(1)互相相交(2)互不相交(3)(提醒：从两者概念、物理意义、表达式

互相相切(4)不定方面加以叙述，如从表达式看，导温系数和导

26.材料导温系数是材料热系数成正比关系(a=A/cP),但导温系数

和比值。不仅和材料导热系数相关，还和材料热容量

（或储热能力）也相关；从物理意义看，导热系3.试写出直角坐标系中，一维非稳态无内热

数表征材料导热能力强弱，导温系数表征材源常导热系数导热问题导热微分方程表

料传输温度改变能力大小，两者所有是物性达式；并请说明导热问题常见三类边界条

参数。）件。

2.试用所学传热学知识说明用温度计套管（提醒:直角坐标系下一维非稳态无内热

测量流体温度时如何提高测温精度。源导热问题导热微分方程式》康

（提醒：温度计套管可以看作是一根吸热

第一类边界条件：T>0,t,.=f*（X,T）

管状肋（等截面直肋），运用等截面直肋计算

肋端温度3结果,可得采用温度计套管后导致第二类边界条件：T>0,-AW=

测量误差At为4t=t—t=—~,其

fhch（tnH）

中mH=但H=、陌，欲使测量误差△t

4.在一根蒸汽管道上需要加装一根测温套

下降，可以采用以下多个方法：

管，有三种材料可选:铜、铝、不锈钢。

（1）减少壁面和流体温差（t=t。），也

问选择哪种材料所引发测温误差最小，为

就是想措施使肋基温度t0靠近tf,可以通过

什么？为减小测量误差，在套管尺寸选择

对流体

上还应注意哪些问题？

通道外表面采用保温方法来实现。

（提醒:和简答题2第⑵点类似，套管材料应

（2）增大（mH）值,使分母ch（mH）

选择不锈钢，因给出三种材料中，不锈钢导热

增大。具体可以用以下手段实现:①增长H,

系数最小）

延长温度计套管长度;②减小入，采用导热系

什么是接触热阻？减少固体壁面之间接

数小材料做温度计套管，如采用不锈钢管，不5.

触热阻有哪些方法？

要用铜管。由于不锈钢导热系数比铜和碳钢

（提醒：材料表面由于存在一定粗糙度使相

小。②减少6,减小温度计套管壁厚，采用

接触表面之间存在间隙，给导热过程带来额

薄壁管。④提高h增强温度计套管和流体之

外热阻称为接触热阻，接触热阻存在使相邻

间热互换。）

两个表面产生温降（温度不连续）。接触热阻传热。

关键和表面粗糙度、表面所受压力、材料硬9.珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面（0>

度、温度及周边介质物性等相关，所以可以90。）时，凝结液在壁面上形成很多液滴,

从这些方面考虑减少接触热阻方法，此外，而不形成连续液膜。

也可在固体接触面之间衬以导热系数大铜箔10.膜状凝结：当液体能润湿壁面时，凝

或铝箔等以减少接触热阻。）结液和壁面润湿角（液体和壁面交界处切

面经液体到壁面交角）0<90。，凝结液在

壁面上形成一层完整液膜。

第三章对流传热

一、名词解释11.核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换

热温差小,且产生汽泡速度小于汽泡脱离

1.速度边界层:在流场中壁面周边流速发生

加热表面速度,汽泡剧烈扰动使表面传热

急剧改变薄层。

系数和热流密度所有急剧增长。

2.温度边界层:在流体温度场中壁面周边温

膜态沸腾：在加热表面上形成稳定汽

度发生急剧改变薄层。12.

膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是

3.定性温度：拟定换热过程中流体物性温

汽液界面上,但由于蒸汽导热系数远小于

度。

液体导热系数，所以表面传热系数大大下

4.特性尺度:对于对流传热起决定作用几何

降。

尺寸。

二、填空题

5.相同准则（如Nu,Re,Pr,Gr,Ra）:由多

影响自然对流传热系数关键因素

个变量组成无量纲组合量。1.

有：、、

6.逼迫对流传热：由于机械（泵或风机等）作

用或其它压差而引发相对运动。

7.自然对流传热：流体各部分之间由于密度

（流动起因，流动速度，流体有没有相变，

差而引发相对运动。

壁面几何形状、大小和位置，流体热物理

8.大空间自然对流传热：传热面上边界层形

性质）

成和发展不受周边物体干扰时自然对流

2.速度边界层是

指____________________________________（叉排，顺排）

o7.管外流动传热，有纵向冲刷和横向冲刷之

（在流场中壁面周边流速发生急剧改变薄分，在其它条件相同时，以

层。）向冲刷方向传热更为强烈。

温度边界层是（横向）

指_______________________________________8.对流传热微分方程式表达式

为。其中，ax

（在流体温度场中壁面周边温度发生急是，入

剧改变薄层。）是,At

3.流体刚刚流入恒壁温管道作层流传热时,是，但1

⑹尸。

其局部对流传热系数沿管长逐

是O

步,这是由

（瓦=f—，局部换热系数,流体导

于o

（减小,边界层厚度沿管长逐步增厚）

热系数，主流流体温度和壁温之差，贴壁处

4.温度边界层越对流

流体法向温度改变率）

传热系数越小，强化传热应使温度边界层

9.纯净饱和蒸气膜状凝结关键热阻

越o

是_______________________________

（厚，簿）

0

5.流体流过弯曲管道或螺旋管时，对流传热

（液膜导热热阻）

系数会,这是由

10.大容器饱和沸腾曲线可分

于o

为、、

（增大，离心力作用产生了二次环流增强

、四个区域,其中

了扰动）

具有温差小、热流大传热特点。

6.流体横掠管束时，通常情况下，

（自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态

部署平均对流传热系数要比

沸腾，核态沸腾）

部署时高。

11.雷诺比拟采用模型，其结16.普朗特准则Pr数学表达式

果在Pr=条件下和实验为，它表征了

解相吻合.相对大小。

（单层，1）（v/a,动量传输和热量传输）

12.沸腾临界热通量是17.管内充足发展湍流传热系数和平均

指O流速U次方成

（当壁面过热度大到某一限度时，汽泡来比.，和内径D次方成

不及脱离加热面而开始连成不稳定汽膜，即比。

由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡，出现临界（0.8,正,0.2,反）

点热流密度）18.大空间自然对流处在湍流状态时有

13.格拉晓夫准则物理意自模化特性，此时传热系数和

义:表达式无关。

Gr=o（尺寸）

（流体流动时浮升力和粘滞力之比无量纲19.自然对流传热在条件

量，）下发生相关特性尺度L自模化现象.。

v2

（湍流）

14.减小管内湍流对流传热热阻方法

20.在蒸汽凝结过程中，

有、

凝结传热系数大于凝结。

（珠状，膜状）

21.自然对流传热是

（增长流速，采用短管。改变流体物性，增长

指

换热面积，扰流，采用导热系数大流体

______________________________O

用小管径等）

（流体在浮升力作用下对流传热）

15.反映对流传热强度准则称为

22.管槽内对流传热入口效应是

准则。

指O

（努塞尔）

（流体入口段由于热边界层较薄而具有较

高对流传热系数)4.空气自然对流传热系数和逼迫对流时对

23.流体在大空间沿竖壁作自然对流传流传热系数相比：

热时，对于湍流工况，其对流传热系数正(1)要小多(2)要大得多

比于竖壁高度次方。(3)十分靠近(4)不可比较

(0)5.沸腾临界热流量"是：

24.大容器沸腾曲线分(1)从过冷沸腾过渡到饱和沸腾转折点

为、、(2)从自由流动过渡到核态沸腾转折点

、四个区段。(3)从核态沸腾过渡到膜态沸腾转折点

(自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态(4)从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸

沸腾)腾转折点

三、选择题6.流体在大空间沿竖壁自然对流传热时，在

1.下列各参数中，属于物性参数是：湍流状态下;对流传热系数正比于竖壁高

(1)传热系数K度()

(2)吸取率a(1)0次方(2)0.8次方(3)1/

(3)普朗特数Pr4次方⑷1/3次方

(4)传热系数h,7.液体沸腾时,汽泡内压力大于汽泡外液体

2.流体纯自然对流传热准则方程可写成压力，关键由于下列哪个因素导致？

(1)Nu=f(Re,Pr)(2)Nu=f(Gr,(1)传热温差(2)表面张力

Pr)