物理学：传热学题库知识点

物理学：传热学题库知识点1、填空题

（）及其单值性条件可以完整地描述一个具体的导热问题。正确答案：导热微分方程2、问答题

以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩－玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公（江南博哥）式。试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。正确答案：3、填空题

当辐射投射到固液表面是表面辐射，投射到气体表面是（）正确答案：容积4、填空题

由两根同心圆管组成的间壁式换热器称为（）。正确答案：套管式换热器5、问答题

简述非稳态导热的基本特点。正确答案：（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），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。6、问答题

水平放置的蒸汽管道，保温层外径do=583mm，壁温tw=48℃，周围空气温度t∞=23℃。试计算保温层外壁的对流散热量？正确答案：7、填空题

若两现角的流态及换热均（），则它们的Nu必定相等。正确答案：相似8、问答题

对管内流和管外流，Re准则数中的特性长度的取法是不一样的，说明其物理原因。正确答案：选取特征长度时，要把所研究问题中具有代表性的尺度取为特征长度。由于管内流和管外流的换热面不同，管内流的换热面为管壁内表面，因此取管内径为特征长度；管外流的换热面为管壁外表面，因此取管外径为特征长度。9、填空题

１－２型管壳式换热器型号中的“２”表示（）。正确答案：管程数10、填空题

壁温接近换热系数（）一侧流体的温度。正确答案：较大11、问答题

你以为下述说法：“常温下呈红色的物体表示此物体在常温下红色光的单色发射率较其它色光（黄、绿、兰）的单色发射率为高。”对吗？为什么？（注：指无加热源条件下）正确答案：这一说法不对。因为常温下我们所见到的物体的颜色，是由于物体对可见光的反射造成的.红色物体正是由于它对可见光中的黄、绿、蓝等色光的吸收率较大，对红光的吸收率较小，反射率较大形成的.根据基而霍夫定律ελ=αλ，故常温下呈红色的物体，其常温下的红色光单色发射率较其他色光的单色光发射率要小。12、单选

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.5%B.10%C.15%D.20%正确答案：A13、填空题

般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时（）正确答案：小14、判断题

热辐射和流体对流及导热一样，需有温差才能发射辐射能。正确答案：错15、单选

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：（）A.0.2倍B.0.5倍C.2倍D.3倍正确答案：B16、问答题

试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。正确答案：有以下换热环节及热传递方式（1）由热水到暖气片管到内壁，热传递方式是对流换热（强制对流）；（2）由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；（3）由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。17、填空题

冬季室内暖气壁面与附近空气之间的换热属于（）换热。正确答案：复合18、问答题

完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么？正确答案：19、问答题

为什么热量传递和动量传递过程具有类比性？正确答案：如果用形式相同的无量纲方程和边界条件能够描述两种不同性质的物理现象，就称这两种现象是可类比的，或者可比拟的。把它们的有关变量定量地联系起来的关系式就是类比律。20、单选

常温与常压下水和空气均以5m/s的速度外掠平板，前者的对流换热系数可能是后者的（）A、0.1倍B、1倍C、10倍D、100倍正确答案：C21、单选

当采用加肋片的方法增强传热时，将肋片加在（）会最有效。A.换热系数较大一侧B.热流体一侧C.换热系数较小一侧D.冷流体一侧正确答案：C22、问答题

蒸汽凝结换热中有不凝结气体存在时，对凝结换热有什么影响？正确答案：形成气体热阻，使表面传热系数大大减少。23、名词解释

Fo（傅立叶数）正确答案：非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行深度，a为热扩散系数，l为特征长度，为时间。24、单选

毕渥准则Bi反映了对流散热物体的什么特点？（）A、反映了物体内部温度分布的均匀性，Bi的值越大，代表温度分布越均匀B、反映了物体内部温度分布的均匀行，Bi的值越大，代表温度分布越不均匀C、反映了物体散热能力的大小，Bi的值越大，代表散热速度越快D、反映了物体散热能力的大小，Bi的值越大，代表散热速度越慢正确答案：B25、填空题

理想气体的内能只是温度的函数，与（）无关正确答案：体积26、名词解释

大空间自然对流传热正确答案：传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。27、单选

有一个由四个平面组成的四边形长通道，其内表面分别以1、2、3、4表示，已知角系数X1，2=0.4，X1，4=0.25，则X1，3为（）。A.0.5B.0.65C.0.15D.0.35正确答案：D28、单选

由三层材料组成的复合大平壁，三层材料的导热系数为常数，并依次由小到大，在稳态情况下通过各层材料的热流密度（）A、相等B、由大到小C、由小到大D、不确定正确答案：A29、名词解释

反射比正确答案：投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。30、名词解释

Bi（毕渥数）正确答案：固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比.h为表面传热系数，l为特征长度，为固体的导热系数。31、填空题

在一维稳态传热过程中，每个传热环节的热阻分别是0．01K／W、0．35K／W和0．009lK／W，在热阻为（）的传热环节上采取强化传热措施效果最好。正确答案：0．35K／W32、单选

能够全部吸收各种波长辐射能的理想物体称为（）。A.黑体B.白体C.灰体D.透明体正确答案：A33、单选

下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化？（）A.内燃机启动过程B.内燃机停机C.内燃机变工况运行D.内燃机定速运行正确答案：D34、填空题

导热的特点是：（）、（）、（）、（）。正确答案：必须有温差；物体直接接触；依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量；在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中35、填空题

二级相变，在相变点两相的化学势和化学势的（）连续，但化学势的二级偏导数存在突变。正确答案：一级偏导数36、单选

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.出现温差B.出现临界热流C.促进传热D.没有影响正确答案：A37、名词解释

非稳态导热正确答案：物体中各点温度随时间而改变的导热过程。38、名词解释

保温材料正确答案：国家标准规定，凡平均温度不高于350度导热系数不大于0.12w/（m.k）的材料39、名词解释

巨正则分布正确答案：开放系统的分布。40、问答题

试举几个强化管内强迫对流传热的方法正确答案：通过分析强迫对流换热系数的影响因素及增强扰动、采用人口效应和弯管效应等措施来提出一些强化手段，如增大流速、采用机械搅拌等。41、填空题

一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时（）正确答案：大42、名词解释

定向辐射力正确答案：单位时间内，物体的每单位面积，向半球空间的某给定辐射方向上，在单位立体角内所发射全波长的能量。43、名词解释

核态沸腾正确答案：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。44、填空题

普朗克定律揭示了黑体光谱辐射力按（）变化的分布规律。正确答案：波长与热力学温度45、名词解释

投入辐射正确答案：单位时间内投入到单位面积上的总辐射能。46、名词解释

热流密度正确答案：单位传热面上的热流量47、单选

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．无法比较正确答案：C48、判断题

水平热壁面朝上布置时比朝下时的对流换热量大正确答案：对49、问答题

简述膜状凝结和珠状凝结的概念。正确答案：如果凝结液体能很好地湿润壁面，它就在壁面上铺展成膜。这种凝结形式称为膜状凝结。当凝结液体不能很好地湿润壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个的小液珠，称为珠状凝结。50、单选

某一确定流体在垂直管内流动并被冷却，流体向上流动的对流换热系数与向下流动的相比（）A、要大B、要小C、大小相等D、大小不确定正确答案：A51、填空题

一般，材料的导热系数与（）和（）有关。正确答案：种类；温度52、问答题

通过圆筒壁的导热量仅与内、外半径之比有关而与半径的绝对值无关，而通过球壳的导热量计算式却与半径的绝对值有关，怎样理解？正确答案：因为通过圆筒壁的导热热阻仅和圆筒壁的内外半径比值有关，而通过球壳的导热热阻却和球壳的绝对直径有关，所以绝对半径不同时，导热量不一样53、问答题

第二类边界条件是什么？正确答案：（1）已知物体边界上的温度分布。（2）已知物体表面与周围介质之间的传热情况。（3）已知物体边界上的热流密度。（4）已知物体边界上流体的温度与流速。54、单选

努谢尔特准则Nu中的导热系数指的是（）A、流体的导热系数B、固体壁面的导热系数C、流体的导热系数和固定壁面的导热系数的平均值D、依具体条件而定正确答案：A55、单选

试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最大？（）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.从凝结水蒸气到水正确答案：D56、单选

半无限大平壁周期性变化边界条件下的温度波（）A、空间上单调衰减，时间上周期变化且相位保持一致B、空间上周期变化且振幅衰减，时间上周期变化且相位延迟C、空间上单调衰减，时间上周期变化且相位延迟D、空间上周期变化且振幅衰减，时间上周期变化且相位保持一致正确答案：B57、单选

下列哪种传热器不是间壁式换热器？（）A.板翅式换热器B.套管式换热器C.回转式换热器D.螺族板式换热器正确答案：C58、单选

在（）的条件下，对流热扩散系数与对流质扩散系数存在简单换算关系。A.施米特准则Sc=1B.宣乌特准则Sh=1C.普朗特准则Pr=1D.刘易斯准则Le=1正确答案：D59、填空题

基尔霍夫定律表明，善于辐射的物体也善于（），在同温度下，黑体具有的辐射力，实际物体的吸收率永远（）1。正确答案：吸收；最大；小于60、单选

空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：（）A.要小的多B.要大得多C.十分接近D.不可比较正确答案：A61、单选

凝结分为膜状凝结和珠状凝结两种形式。在相同的条件下，膜状凝结的对流换热表面传热系数（）A、要大于珠状凝结的对流换热系数B、要小于珠状凝结的对流换热系数C、要等于珠状凝结的对流换热系数D、不一定比珠状凝结的对流换热系数大正确答案：B62、问答题

强化传热的原则是什么？本题答案：强化传热时，对热阻较大的一侧流体换热下功夫，往往能收到显著的参考解析：试题答案强化传热时，对热阻较大的一侧流体换热下功夫，往往能收到显著的效果。即在传热温差不变时，改变传热过程中热阻大的那一环节的热阻，可以大大增加传热过程的传热量。如果要采用加肋片的方式强化传热过程的话，只有在hi，ho相差较大，而Ai，Ao相差不大时，在h较小的一侧加肋才能收到显著的强化效果。当Aihi≈Aoho但数值都很小时，两侧都要强化措施，如双侧强化管。63、问答题

黑体辐射包括哪几个定律？正确答案：普朗克定律、维恩位移定律、斯蒂芬－玻尔兹曼定律、兰贝特定律。64、填空题

沸腾的临界热通量是指（）正确答案：当壁面过热度大到某一程度时，汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜，即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡，出现临界点的热流密度65、问答题

夏天的早晨，一个大学生离开宿舍时的温度为20℃。他希望晚上回到房间时的温度能够低一些，于是早上离开时紧闭门窗，并打开了一个功率为15W的电风扇，该房间的长、宽、高分别为5m、3m、2.5m。如果该大学生10h以后回来，试估算房间的平均温度是多少？正确答案：66、问答题

什么是物体表面的发射率？它与哪些因素有关？正确答案：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比称为该物体的发射率，物体的发射率只取决于物体的表面特性（物体的种类、表面状况和温度），而与外界条件无关。67、填空题

流体横掠管束时，一般情况下，（）布置的平均对流传热系数要比（）布置时高。正确答案：叉排；顺排68、问答题

气体辐射有什么特点？正确答案：1）不同气体有着不同的辐射及吸收特性，即只有部分气体具有辐射及吸收能力；2）具有辐射及吸收性气体对波长具有选择性，如CO2、H2O都各有三个光带─光谱不连续。3）辐射与吸收在整个容积中进行。69、问答题

什么是分非稳态导热问题的乘积解法，他的使用条件是什么？正确答案：对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积，其解的形式是无量纲过余温度，这就是非稳态导热问题的乘积解法，其使用条件是恒温介质，第三类边界条件或边界温度为定值、初始温度为常数的情况。70、问答题

气体、液体和固体的导热机理分别是什么？按照导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？正确答案：根据导热机理可知，固体导热系数大于液体导热系数；液体导热系数大于气体导热系数。所以水的气、液、固三种状态的导热系数依次增大。71、名词解释

待定特征数正确答案：包含需要求解的未知量的特征数。72、单选

增厚圆管外的保温层，管道热损失将如何变化？（）A.变大B.变小C.不变D.可能变大，也可能变小正确答案：D73、单选

单位时间内离开表面单位面积的总辐射能被定义为（）。A.投入辐射B.吸收辐射C.有效辐射D.反射辐射正确答案：C74、填空题

大空间自然对流处于湍流状态时有自模化特征，此时传热系数与（）无关。正确答案：尺寸75、填空题

描述流体运动方法有（）和（）两种方法.正确答案：拉氏法；欧拉法76、填空题

自然对流传热是指（）正确答案：流体在浮升力作用下的对流传热77、填空题

在等温等容过程中，系统的自由能（）。或者说，在等温等容条件下，系统中发生的不可逆过程总是朝着自由能减少的方向进行。正确答案：永不增加78、问答题

管内强迫对流换热正确答案：（1）流动状况不同于外部流动的情形，无论层流或者湍流都存在流动入口段和充分发展段，两者的长度差别很大。计算管内流动和换热时，速度必须取为截面平均速度。（2）换热状况管内热边界层也同样存在入口段和充分发展段，只有在流体的Pr数大致等于1的时候，两个边界层的入口段才重合。理解并准确把握两种典型边界条件（恒壁温与恒热流）下流体截面平均温度的沿程变化规律，对管内对流换热计算有着特殊重要的意义。（3）特征数方程式要注意区分不同关联式所针对的边界条件，因为层流对边界条件的敏感程度明显高于湍流时。还需要特别指出，绝大多数管内对流换热计算式5f对工程上的光滑管，如果遇到粗糙管，使用类比率关系式效果可能更好。（4）非圆截面管道仅湍流可以用当量直径的概念处理非圆截面管道的对流换热问题。层流时即使用当量直径的概念也无法将不同截面形状管道换热的计算式全部统一。79、问答题

一维无内热源、平壁稳态导热的温度场如图所示。试说明它的导热系数λ是随温度增加而增加，还是随温度增加而减小？正确答案：80、判断题

两物体之间的辐射换热必须通过中间介质才能进行，且热辐射过程中伴随着能量形式的二次转化正确答案：错81、单选

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、小于正确答案：B82、单选

下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（）A．kB．λC．αcD．α正确答案：A83、单选

将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空，其目的是什么？（）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正确答案：D84、名词解释

费米能级正确答案：金属中的自由电子气体，在0K时，电子尽可能占据能量最低的状态，但泡利不相容原理限制每一个量子态最多只能容纳一个电子。85、问答题

在对流传热理论中，什么是边界层？如何确定边界层的厚度？正确答案：86、名词解释

普朗特数Pr正确答案：由流体物性参数组成的一个无因次数（即无量纲参数）群，表明温度边界层和流动边界层的关系，反映流体物理性质对对流传热过程的影响87、问答题

在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，到太空中是否仍然有效，为什么？正确答案：该实验到太空中无法得到地面上的实验结果。因为自然对流是由流体内部的温度差从而引起密度差并在重力的作用下引起的。在太空中实验装置格处于失重状态，因而无法形成自然对流，所以无法得到顶期的实验结果。88、填空题

实际上大部分工程材料在（）范围内，都表现出灰体性质.正确答案：红外线89、名词解释

对流传热系数正确答案：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／（m2·K）。对流传热系数表示对流传热能力的大小。90、填空题

辐射传热的表面热阻主要与（）有关。正确答案：表面黑度和辐射换热面积91、问答题

由导热微分方程可知，非稳态导热只与热扩散率有关，而与导热系数无关。你认为对吗？正确答案：由于描述一个导热问题的完整数学描写不仅包括控制方程，还包括定解条件。所以虽然非稳态导热的控制方程只与热扩散率有关，但边界条件中却有可能包括导热系数λ（如第二或第三类边界条件）。因此上述观点不对。92、问答题

管束的顺排和叉排是如何影响换热的？正确答案：这是个相当复杂的问题，可简答如下：叉排时，流体在管间交替收缩和扩张的弯曲通道中流动，而顺排时则流道相对比较平直，并且当流速和纵向管间距s2较小时，易在管的尾部形成滞流区.因此，一般地