北建工_暖通_传热学选择

1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：D2.2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lq为常数（D）单位长度热流量lq只是长度l的函数解析：12211ln2lttqdd，12211ln2ttdld；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lq为常数答案：C2.3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：0lnhAcV，2003lnln7075ln157530534886003430.006fftthAhcVttcRs答案：B2.4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：A2.5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：A2.6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Ctw和常热流Cq下，换热系数关系为：（A）CtCqwhh（B）CtCqwhh（C）CtCqwhh（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，34.36()3.66()wNuqconstNutconst答案：C7.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xh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xh达到定值（C）随着边界层的扩展，局部表面换热系数xh逐渐减小（D）随着边界层的扩展，平均局部表面换热系数xh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xh将保持不变。答案：B2.7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：A2.9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=1，2,112=/320.48XAARR2,12,2+=1XX，2,22,1=10.52XX答案：B2.10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：11112222(''')(''')mcttmctt根据题意知：12cc，21.25(6545)2.5(''15)t，得到2''25t℃4o6515(4525)32.74C6515ln(4524)mt答案：B11.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）121212mmtttt（B）112121121mtttt（C）212122122mtttt（D）122121mmtttt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121212121212mmttttttq答案：D4.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：5（A）1Bi2（B）Fo1（C）1Fo2Bi2（D）1Fo2Bi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12111f12kkkkkkttttxAAhttAcx112f12FoBi12BiFo2Fokkkktttt由此可知显式差分格式的稳定性条件12BiFo2Fo0，则1Fo2Bi2答案：C5.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：B6.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：A7.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。6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≤λ0.38μm为紫外线；0.38μm≤λ≤0.76μm为可见光；0.76μmλ≤100μm为红外线。答案：C8.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：D9.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：D10.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：''''o220.6(5535)1.2(15)25Ccctt顺流(5515)(3525)305515ln4ln3525mt逆流(5525)(3515)105525ln1.5ln3515mt()10301.14ln1.5ln4()mmtt逆流顺流答案C2012年71.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：dtqdx，或dtAdx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：A2.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：220.120.02m20mm12inscoutdh答案：B3.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2/RL，对于圆球体3/RL，R为半径（B）对于无限大平板L，为平板厚度的一半（C）对于不规则物体)()/(散热面积体积FVL（D）对于普通圆柱RL，R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exp()oVVBiFo，此公式中的BiV和FoV中的特征长度L的确定：不规则物体)()/(散热面积体积FVL；对于无限长柱体/2LVFR，对于圆球体/3LVFR；对于无限大平板L，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Bi0.1，Bi中的特征长度l的确定：不规则物体()/()lVF体积散热面积；对于无限长柱体或圆球体lR；对于无限大平板L，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8边界条件时，其差分格式为：（A）ftttt32131（B）fthttt32121（C）ftxhttt32121（D）ftxhtttxh212321解析：列节点1的热平衡方程31211()02222fttttyxxyhttxyyx，整理上式得到：ftxhtttxh