传热学考研模拟试题及详解(二)【圣才出品】
杨世铭《传热学》(第4版)笔记和考研真题详解 第(1-2)章【圣才出品】
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（3）关系
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①分析任何的热量传递过程都要用到热力学第一定律，即能量守恒定律；
②在研究热能从一种介质传递到另一种介质时，在两种介质的分界面上也要用到能量守
恒的原则。
4．传热学在科学技术各个领域中的应用 大致上可以归纳为三种类型的问题： （1）强化传热； （2）削弱传热； （3）温度控制。
π 2
D
L
D
(tw
tf
)
1
2
0.1
0.3
0.1
(500
300)
71.4W/m2
由此可以确定该表面的散热量为 71.4W/m2 。
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1-10 解释以下现象：某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏 两季室内都是 20℃，但感觉却不同。[东南大学 2000 研]
k
1
1
1
h1 h2
（1-8）
这个式子揭示了传热系数的构成，即它等于组成传热过程诸串联环节的1 h1 、 及
1 h2 之和的倒数。
（2）传热过程热阻
1 Ak 称为传热过程热阻，其组成为
1 11 1 Ak Ah1 A Ah2
（1-9）
传热过程热阻的组成1 Ah1 、 A 及1 Ah2 分别是各构成环节的热阻。串联热
值。它表征传热过程强烈程度。
三、综合题 1-8 对于室内安装的暖气设施，试说明从热水至室内空气的热量传递过程中，包含哪 些传热环节？[华中科技大学 2004 研] 答：传热环节包括热水与暖气内壁面的对流换热和辐射换热、暖气内壁面与外壁面之间 的导热、外壁面与室内空气的对流换热和辐射换热。
【最全】的传热学复习题及其答案【考研、末考必备】
传热学复习题及其答案（Ⅰ部分）一、 概念题1、试分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。
答：有以下换热环节及传热方式：（1） 由热水到暖气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热； （2） 由暖气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 由暖气片管道外壁到室内空气，热传递方式有自然对流换热和辐射换热。
2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程，各个环节有哪些热量传递方式？答：有以下换热环节及传热方式：（1） 室内空气到墙体内壁，热传递方式为自然对流换热和辐射换热； （2） 墙的内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 墙的外壁到室外空气，热传递方式有对流换热和辐射换热。
3、何谓非稳态导热的正规阶段？写出其主要特点。
答：物体在加热或冷却过程中，物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，物体初始温度分布的影响逐渐消失，这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。
4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式，并说明其物理意义。
答：（1）努塞尔(Nusselt)数，λlh Nu =，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。
（2）雷诺(Reynolds)数，νlu ∞=Re ，它表示惯性力和粘性力的相对大小。
（3）普朗特数，aν=Pr ，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。
（4）毕渥数，λlh B i =，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。
5、竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加还是减小？为什么？。
答：竖壁倾斜后，使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一部分，液膜流 动变慢，从而热阻增加，表面传热系数减小。
另外，从表面传热系数公式知，公式中的g 亦要换成θsin g ，从而h 减小。
6、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？ 答：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。
传热学 资料(考研、期末复习)试题库完整
传热学资料(考研、期末复习)试题库完整传热学试题库完整一、选择题1.传热是指热量的传递过程，下列哪种方式不属于传热？A. 导热B. 对流C. 辐射D. 声传播2.导热是指热量通过物质的传递方式，下列哪种物质不容易导热？A. 金属B. 液体C. 空气D. 电解质溶液3.对流是指热量通过流体的传递方式，下列哪种不属于对流？A. 对流换热B. 强迫对流C. 自然对流D. 平流4.辐射是指热量通过电磁波的传递方式，下列哪种物质不会产生辐射？A. 固体B. 液体C. 气体D. 真空5.传热过程中，热阻的大小与下列哪个物理量成正比？A. 温度差B. 热传导系数C. 界面面积D. 传热时间二、填空题1.传热领域常用的单位是______。
2.导热系数单位是______。
3.对流换热的常用计算公式是______。
4.辐射热通量的计算公式是______。
5.传热中的温差主要指______和______两个温度。
三、综合题1.某热流量传感器放在常温下的大气中，某时刻传感器表面积为0.1m²，表面温度为40℃，空气温度为25℃，空气流速为3m/s。
已知空气的热导率为0.03W/(m•℃)，求该时刻传感器的散热量。
2.一个房间的窗户宽度为2m，高度为1.5m，窗户玻璃的厚度为5mm，室内外的温度差为20℃，窗户玻璃的热导率为0.5W/(m•℃)，求该时刻窗户传递的热流量。
四、计算题1.有一块铝板，长2m，宽1.5m，厚度为5mm，一个表面温度为100℃，另一个表面温度为25℃，铝的热导率为200W/(m•℃)，求该时刻铝板顶表面传递的热流量。
2.一个腊烛的顶端半球体积为20cm³，被点燃时烧掉的时间为2小时，腊烛的燃烧热释放为5000J/g，求该时刻腊烛顶端单位时间内散热的功率。
3.一个房间的墙体由两块混凝土板组成，每块板的长、宽分别为3m、2m，厚度分别为0.2m、0.1m，两侧表面温度分别为25℃、-5℃，混凝土的热导率为 1.2W/(m•℃)，求该时刻房间墙体单位面积内的传热系数。
传热学考研模拟试题及详解(一)【圣才出品】
d 2( , ) [W
ddA cos
/ (m2
sr)]
二、简答题（每题 5 分，共 35 分） 1．温度同为 20℃的空气和水，假设流动速度相同，当你把两只手分别放到水和空气中， 感觉是否一样？为什么？ 答：（1）感觉不一样，放在水中的那只手会感觉更凉一些。 （2）因为对流传热的强度受流体的物理性质的影响，相同条件下水的对流换热系数比 空气大。
（2）从两壁面传出的热流密度值（或热流量）。
解：（1）本问题属于具有内热源，一维稳态导热问题，因而导热微分方程为
d2t dx2
0
解该微分方程可得
t 2来自x2c1x
c2
根据已知条件可以确定边界条件为 x 0 ， t t1 ， x ， t t2
把边界条件代入上式，可得积分常数为
①当 x
0 时， q
t1
t2
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传热学考研模拟试题及详解（一）
一、名词解释（每题 5 分，共 25 分） 1．热导率 答：热导率是指在物体中单位温度降度单位时间通过单位面积的导热量，其数值表征物
质导热能力的大小。用符号 表示，单位为W m K 。表达式为 q
三、计算题（每题 18 分，共 90 分）
1．一无限大平壁厚 ，导热系数 常数，内热源产热率 均匀，且为常数，已知两
壁面温度分别保持 t1、t2 t1 t2 。求：
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（1）出现在平壁内部的最高温度；
6．在什么条件下物体表面的发射率等于它的吸收率（ε＝α）？在什么情况下 ε≠α？当 ε≠α 时，是否意味着物体的辐射违反了基尔霍夫定律？
传热学核心考点模拟试题
3．如图所示的二维、含有内热源、常物性的稳态导热问题，试导出内角顶节点 O（m,n）的 离散方程式。且Δx=Δy时，解出内角顶节点 O（m,n）的温度分布
4．一直径为 0.8m的薄壁球形液氧贮存容器，被另一个直径为 1.2m的同心薄壁 容器所包围。两容器表面为不透明漫灰表面，发射率均为 0.05，两容器表面之 间是真空的，如果外表面的温度为 300K，内表面温度为 95K，试求由于蒸发使 液氧损失的质量流量。液氧的蒸发潜热为 2.13×105J/kg。 5．在一逆流式水-水换热器中，管内为热水，进口温度 =100℃,出口温度 =80℃；管外 流过冷水，进口温度 =20℃，出口温度 =70℃。总换热量Ф=350kW，共有 53 根内径为 16mm、壁厚为 1mm的管子，管壁导热系数λ=40W/(m·K)，管外流体的表 面传热系数 h0=1500W/(m2·K)，管内流体为一个流程。假设管子内、外表面都是洁 净的，试确定所需的管子长度。（17分） 准则方程： 水的物性简表：
准则方程：
水的物性简表：
℃
20 45 70 80 90 100
4.183 4.174 4.187 4.195 4.208 4.220
998.2 990.1 977.7 971.8 965.3 958.4
59.9 64.15 66.8 67.4 68.0 68.3
1004 601.4 406.1 355.1 314.9 282.5
一．填空题
传热学模拟试题（一）
1．导热系数是由式
定义的，式中符号 q表示沿 n方向的
，
是
。
2．可以采用集总参数法的物体，其内部的温度变化与坐标
。
3．温度边界层越________，则对流换热系数越小，为了强化传热，应使温度边界层
传热学考试模拟题(含答案)
传热学考试模拟题（含答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、单程转化率指( )A、目的产物量/参加反应的原料量×100%B、目的产物量/进入反应器的原料总量×100%C、目的产物量/生成的副产物量×100%D、参加反应的原料量/进入反应器的原料总量×100%正确答案：D2、在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( )A、反应速率极慢的化学反应过程B、工艺成熟C、一般年产量大于4500t的产品D、操作稳定安全正确答案：A3、两流体所作逆流的换热器是( )A、套管式换热器B、浮头式换热器C、U型管式换热器D、板翅式换热器正确答案：A4、在列管式换热器操作中，不需停车的事故有( )A、自控系统失灵B、换热器列管穿孔C、换热器结垢严重D、换热器部分管堵正确答案：A5、旋涡泵常用的调节方法是( )A、改变泵的转速B、改变出口管路中阀门开度C、改变吸入管路中阀门开度D、安装回流支路，改变循环量的大小正确答案：D6、当燃料对比价格≥1，传热温差在( )范围内时，传递单位热量总费用与传热温差成反比。
B、0~20C、0~40D、0~30正确答案：B7、当固定床反应器操作过程中发生超压现象，需要紧急处理时，应按以下哪种方式操作( )A、降低反应温度B、通入惰性气体C、打开出口放空阀放空D、打开入口放空阀放空正确答案：C8、化工生产要认真填写操作记录，差错率要控制在( )以下。
A、5‰B、2%C、1.5‰D、1%正确答案：C9、化工过程中常用到下列类型泵：A.离心泵 B.往复泵 C.齿轮泵 D.螺杆泵。
其中属于正位移泵的是( )。
A、A，B，B、B，C，C、A，D、A正确答案：B10、下列烃类裂解时，乙烯收率由高到低的次序是( )A、烷烃＞单环芳烃＞环烷烃＞多环芳烃B、环烷烃＞单环芳烃＞烷烃＞多环芳烃C、烷烃＞环烷烃＞单环芳烃＞多环芳烃D、环烷烃＞烷烃＞单环芳烃＞多环芳烃正确答案：C11、以下是内插物管换热器使用较广泛的管内插件。
传热学考研题库及答案解析
传热学考研题库及答案解析传热学是研究热量传递规律的科学，它在工程领域中有着广泛的应用。
考研题库及答案解析可以帮助学生更好地掌握传热学的基本概念、原理和计算方法。
以下是一些典型的传热学考研题目及答案解析：# 题目一：稳态导热问题题目描述：一个长方体物体，其尺寸为Lx=0.2m，Ly=0.1m，Lz=0.5m，初始温度为T0=20°C。
若物体的一侧表面（x=0面）被加热至T1=100°C，而其他五个面绝热，求经过时间t后物体内部某点P(x,y,z)的温度。
答案解析：此问题可以通过求解一维稳态导热方程来解决。
一维稳态导热方程为：\[ \frac{d^2T}{dx^2} = 0 \]由于其他五个面绝热，导热只在x方向发生，因此温度T只与x有关。
根据边界条件，我们有：\[ T(x=0) = T_1 \]\[ \frac{dT}{dx}(x=Lx) = 0 \]利用傅里叶定律，温度分布可以表示为：\[ T(x) = T_1 + (T_0 - T_1) \left(1 - \frac{x}{Lx}\right) \]所以，点P(x,y,z)的温度为：\[ T(x,y,z) = T_1 + (T_0 - T_1) \left(1 - \frac{x}{Lx}\right) \]# 题目二：非稳态导热问题题目描述：一个无限大平板，初始温度为T0=20°C。
在t=0时刻，平板的一侧表面被加热至T1=100°C，求经过时间t后，距离加热面x处的温度。
答案解析：这是一个典型的非稳态导热问题，可以使用傅里叶定律的非稳态形式来求解。
非稳态导热方程为：\[ \frac{\partial T}{\partial t} = \alpha \nabla^2 T \]其中，α是热扩散率。
对于无限大平板，问题可以简化为一维问题，即温度T只与x和t有关。
初始条件和边界条件分别为：\[ T(x,0) = T_0 \]\[ T(0,t) = T_1 \]利用分离变量法，可以得到温度分布的解为：\[ T(x,t) = T_0 + (T_1 - T_0)\text{erfc}\left(\frac{x}{2\sqrt{\alpha t}}\right) \]其中，erfc是互补误差函数。
考研传热学模拟试题及参考答案
传热学（一）本试题分两部分，第一部分为选择题， 1 页至 2 页，每二部分为非选择题， 3 页至 7 页，共 7 页；选择题 20 分，非选择题 80 分，满分 100 分。
考试时间 150 分钟。
第一部分选择题一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1 ．对于过热器中：高温烟气→外壁→内壁→过热的传热过程次序为（）A ．复合换热、导热、对流换热B ．导热、对流换热、复合换热C ．对流换热、复合换热、导热D ．复合换热、对流换热、导热2 ．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3 ．对充换热系数为 1000W/(m 2 · K) 、温度为 77 ℃的水流经 27 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（）A ． 8 × 10 4 W/m 2B ． 6 × 10 4 W/m 2C ． 7 × 10 4 W/m 2D ． 5 × 10 4 W/m24 ．流体流过管内进行对流换热时，当 l/d 时，要进行入口效应的修正。
（）A ．＞ 50B ．＝ 80C ．＜ 50D ．＝ 1005 ．炉墙内壁到外壁的热传递过程为（）A ．热对流B ．复合换热C ．对流换热D ．导热6 ．下述哪个参数表示传热过程的强烈程度？（）A ． kB ．λC ．α cD ．α7 ．雷诺准则反映了的对比关系？（）A ．重力和惯性力B ．惯性和粘性力C ．重力和粘性力D ．浮升力和粘性力8 ．下列何种材料表面的法向黑度为最大？A ．磨光的银B ．无光泽的黄铜C ．各种颜色的油漆D ．粗糙的沿9 ．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10 ．五种具有实际意义的换热过程为：导热、对流换热、复合换热、传热过程和（）A ．辐射换热B ．热辐射C ．热对流D ．无法确定第二部分非选择题二、填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）11 ．已知某大平壁的厚度为 10mm ，材料导热系数为 45W/(m · K) ，则通过该平壁单位导热面积的导热热阻为。
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传热学考研模拟试题及详解（二）
一、名词解释（每题 5 分，共 25 分）
1．时间常数
答：时间常数的表达式
c
cV
hA
时间常数 τc 表明内部热阻可以忽略的物体突然被加热和冷却时，它以初始温度变化速
率从初始温度 t0 变化到周围流体温度 tf 所需要的时间。
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①加强测温套管附近流场壁面的保温； ②采用尽量长的测温套管； ③选用导热系数小的材料做测温套管； ④在强度允许的情况下，尽量采用薄壁套管； ⑤尽量提高流体与套管的对流换热表面传热系数，并注意不使测温套管端部处于流动死 角； ⑥在不影响对流换热的条件下，在测温套管外安装遮热板以减少与流场壁间的辐射换热。
J Eb G Eb 1 G
4．热边界层
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答：固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为热边界层。
5．临界热流密度 qmax 答：对于大容器饱和沸腾，核态沸腾和过渡沸腾之间热流密度的峰值称为临界热流密度。
tn
代入上式得
t ' x 3tn 4tn1 tn2
2x
正确的表达式应是
t 3tni 4tni1 tni2
x n, j
2x
6．对于 Pr＞1 的流体管内层流受迫流动换热，如图 1-1 所示，试定性地画出流动边界 层和热边界层的发展示意图，并标示出热入口段与流动入口段。
二、简答题（每题 5 分，共 35 分） 1．用厚度为 δ 的 2 块薄玻璃组成的具有空气夹层的双层玻璃窗和用厚度为 2δ 的 1 块 厚玻璃组成的单层玻璃窗传热效果有何差别？试分析存在差别的原因。 答：（1）两玻璃窗传热效果的差别：双层玻璃窗的传热效果比单层玻璃窗差。 （2）存在差别的原因：双层玻璃窗增加了空气夹层，通常夹层厚度 δ 远小于窗的高度， 自然对流难以展开，且空气的导热系数很小，因此增加了空气层热阻，传热系数比单层玻璃 窗更小，保温效果更好。
exp
hA cV
t i
5．有人对一阶导数
提出了以下表示式
x n
t x
i
n
3tni
5tni1 2x2
tni2
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您能否判断这一表达式是否正确，为什么？
r0
d 0 dr
rr0
=0
2h
r0
（2）在常物性，当 ＝常数时，原方程积分
d r2
r dr
2 c1
由 再积分
d
r0
0 dr
c1 0
4
r2
c2
由
r r0
2h
r0
c2
2h
t i
答：这一表达式不正确。
的实质是求解函数一阶导数的三点公式。由泰勒级数可
x n
导得一阶导数的近似公式
t ' x tn1 tn x t '' x
x 2
tn2 tn1 tn1 tn
t '' x x
x
x
tn2
2tn1 x 2
2．采用套管式温度计测量流体温度时为什么会产生测温误差?如何减小测温误差? 答：（1）产生测温误差主要有下列原因： ①温度计的感温泡与套管顶部可能存在接触热阻和导热热阻； ②套管顶端向根部导热； ③套管外表面向流场壁面的辐射换热； ④流体与套管外表面的对流换热热阻。 稳态时，套管从流体获得的对流热流量正好等于套管向根部的导热和与壁面间的辐射换 热量之和。 （2）减小测温误差的措施：
r
t r
1 r2
t
z
t z
得圆柱体中稳态温度场的微分方程式
1 r
d dr
r
d dr
0
式中， t tf 。
边界条件
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3．一具有内热源 ，外径为 r0 的实心长圆柱体，向四周温度为 tf 的环境散热，表面
传热系数为 h。试列出圆柱体中稳态温度场的微分方程式及边界条件，并对 ＝常数的情
形进行求解。
答：（1）由题意可知，该圆柱体中的温度只沿半径方向发生变化。其导热微分方程式
由
c t
1 r
r
体内部的温度随时间变化的微分方程式并求解之。设其他几何参数及物性参数已知。
答：由题意知，物体内部热阻可以忽略，温度仅为时间的函数，一侧的对流换热和另一
侧恒热流加热作为内热源处理，根据热平衡可得控制方程为
cV
dt dr
hA
t tf
Aqw 0
t t 初始条件： 0
2．普朗特数
答：普朗特数
Pr
v a
，是指动量扩散与热扩散能力之比。当
Pr＞1时，＞t
；当
Pr=1
时， =t ；当 Pr＜1 时，＜t 。
3．有效辐射
答：有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能，用 J 表示，单位为 W/m2 。
灰表面的有效辐射 J 是表面本身的辐射 εEb 与反射辐射 ρG 之和即
r0
4
r0 2
得圆柱体中温度场分布为
4
r02 r 2
2h
r0
4．一块无限大平板，单侧表面积为 A，初温为 t0 ，一侧表面受温度为 tf ，表面传热 系数为 h 的气流冷却，另一侧受到恒定热流密度 qw 的加热，内部热阻可以忽略。试列出物
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0。
引入过余温度 θ＝t－tf，则
cV
d d
hA
Aqw
0
0 t0 t f 0
上述控制方程的通解为
B
exp
hA cV
qw h
由初始条件有： B
0
qw h
。
故温度分布
0
exp
hA cV
qw h
1