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传热学期末考试答案

一、选择题（每题3分，共30分）

1.热流密度$q$与热流量$\varPhi$的关系为（）（设传热面积为$A$）

A.$q=\varPhiA$

B.$\varPhi=q/A$

C.$q=\varPhi/A$

D.无关系

答案：C

解析：热流密度$q$定义为单位时间内通过单位面积的热流量，根据定义可得$q=\frac{\varPhi}{A}$，所以选C。

2.下列哪种物质的导热系数最大（）

A.空气

B.水

C.铜

D.玻璃

答案：C

解析：一般来说，金属的导热系数较大，非金属固体次之，液体较小，气体最小。铜是金属，空气是气体，水是液体，玻璃是非金属固体，所以铜的导热系数最大，选C。

3.对流传热的基本计算式是（）

A.$\varPhi=\lambdaA\frac{\Deltat}{\delta}$

B.$\varPhi=hA\Deltat$

C.$\varPhi=\sigmaA(T_1^4T_2^4)$

D.以上都不对

答案：B

解析：对流传热基本计算式为牛顿冷却公式$\varPhi=hA\Deltat$，其中$h$是表面传热系数，$A$是传热面积，$\Deltat$是流体与壁面的温差。选项A是导热基本定律傅里叶定律表达式，选项C是辐射传热的斯蒂芬玻尔兹曼定律表达式，所以选B。

4.下列哪种情况下的传热过程可视为稳态传热（）

A.室内温度随昼夜变化

B.冰箱启动时内部温度变化

C.换热器正常运行时

D.暖水瓶内热水温度逐渐降低

答案：C

解析：稳态传热是指物体中各点温度不随时间而变化的传热过程。室内温度随昼夜变化、冰箱启动时内部温度变化、暖水瓶内热水温度逐渐降低，这些过程中温度都随时间变化，属于非稳态传热。换热器正常运行时，可近似认为各点温度不随时间变化，视为稳态传热，选C。

5.流体在管内流动时，一般认为层流时的临界雷诺数$Re_{cr}$为（）

A.1000

B.2000

C.4000

D.10000

答案：B

解析：对于管内流动，一般认为当雷诺数$Re2000$时为层流，$Re4000$时为湍流，$2000Re4000$为过渡流，所以层流时的临界雷诺数$Re_{cr}$为2000，选B。

6.黑体的发射率$\varepsilon$为（）

A.0

B.0.5

C.1

D.不确定

答案：C

解析：黑体是指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能的物体，同时黑体也是理想的发射体，其发射率$\varepsilon=1$，选C。

7.大容器饱和沸腾时，随着壁面过热度$\Deltat=t_wt_s$的增加，沸腾曲线经历的阶段依次为（）

A.自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾

B.核态沸腾、自然对流、过渡沸腾、膜态沸腾

C.自然对流、过渡沸腾、核态沸腾、膜态沸腾

D.膜态沸腾、过渡沸腾、核态沸腾、自然对流

答案：A

解析：大容器饱和沸腾曲线显示，随着壁面过热度$\Deltat$的增加，依次经历自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾阶段，选A。

8.由三层材料组成的复合平壁，三层材料的导热系数为$\lambda_1\lambda_2\lambda_3$，厚度为$\delta_1\delta_2\delta_3$，在稳态情况下，各层的热阻$R_1$、$R_2$、$R_3$的关系为（）

A.$R_1R_2R_3$

B.$R_1R_2R_3$

C.$R_1=R_2=R_3$

D.无法确定

答案：B

解析：平壁的热阻计算公式为$R=\frac{\delta}{\lambdaA}$（$A$为传热面积，本题中稳态传热各层热流量相同，$A$相同），因为$\lambda_1\lambda_2\lambda_3$，$\delta_1\delta_2\delta_3$，所以$\frac{\delta_1}{\lambda_1}\frac{\delta_2}{\lambda_2}\frac{\delta_3}{\lambda_3}$，即$R_1R_2R_3$，选B。

9.以下哪种方法可以增强传热（）

A.增加隔热层厚度

B.降低流体流速

C.采用导热系数小的材料

D.增加传热面积

答案：D

解析：增强传热的方法有增加传热面积、提高表面传热系数、提高冷热流体的平均温差等。增加隔热层厚度会增大热阻，降低传热；降低流体流速会使表面传热系数减小，不利于传热；采用导热系数小的材料会增大热阻，不利于传热。增加传热面积可以增强传热，选D。

10.温度对流