2020 工程传热学(天津大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-03-19到2020-07-31
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第一章 绪论 绪论单元测验

1、 问题:热量传递过程的动力是____。
选项：
A:电压
B:速度差
C:温度差
D:密度差
答案: 【温度差】

2、 问题:热辐射的特点不包括下列哪一点。
选项：
A:具有方向性
B:仅能发生在流体中
C:伴随能量形式的转变
D:辐射能与温度和波长均有关
答案: 【仅能发生在流体中】

3、 问题:传热方程式中，传热系数的单位是：____。
选项：
A:W/(m2·K2)
B:W/(m·K2)
C:W/(m·K)
D:W/(m2·K)
答案: 【W/(m2·K)】

4、 问题:尽管各个科学技术领域中遇到的传热问题形式多样，但大致可以归纳为三种类型的问题：____。
选项：
A:速度控制
B:强化传热
C:削弱传热
D:温度控制
答案: 【强化传热;
削弱传热;
温度控制】

5、 问题:热能传递的三种基本方式：____。
选项：
A:热传导
B:热对流
C:热膨胀
D:热辐射
答案: 【热传导;
热对流;
热辐射】

6、 问题:传热学是研究有温差存在时的热能传递规律
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
分析：【【知识点1.1 绪论】传热学与工程热力学的关系。工程热力学研究的是处于平衡状态的系统，其中不存在温差或者压力差，而传热学则正是研究有温差存在时的热能传递规律。】

7、 问题:傅里叶定律中，热量传递方向与温度升高方向相同
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【【知识点1.2 热量传递的三种基本方式】 傅里叶定律中，负号表示热量传递方向与温度升高方向相反】

8、 问题:在一个串联的热量传递过程中，如果通过各个环节的热流量相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻之和
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
分析：【【知识点1.3 传热过程定义及传热方程式】串联热阻叠加原理与电学中串联电阻叠加原则相对应，即：在一个串联的热量传递过程中，如果通过各个环节的热流量相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻之和】

【作业】第一章 绪论 绪论单元作业

1、 问题:试总结传热学与工程热力学之间的联系与区别
评分规则: 【 答案：联系：(1)都以热现象为研究对象，研究热能传递与转换过程中的基本规律;(2)热力学的基本定律，既是工程热力学的基础也是传热学的基础。区别：（1）工程热力学研究的是处于平衡状态的系统，其中不存在温差或压力差，而传热学研究的是有温差存在时的热量的传递规律。（2）工程热力学着重解决热力过程进行的条件、方向和深度，研究能量数量和质量方面的情况。热力学不考虑能量传递过程多需的时间。（3）工程热力学主要研究可逆过程，而传热学研究的一切热量传递过程均是不可逆过程。评分说明：（1）是否说明工程热力学与传热学都以热力学基本定律为理论基础 （30%）（2）是否正确说明工程热力学和传热学与平衡状态的联系（50%）（3）是否正确说明工程热力学与传热学研究的物理量与时间的关系（20%）
】

2、 问题:试用简练的语言说明导热、对流及辐射传热三种传热方式之间的区别与联系。
评分规则: 【 答案：（1）导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。他们之间的联系是：在发生对流换热的同时必然伴随着导热。（2）导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才可以实现，而辐射可以再真空中传播，辐射换热不仅有能量的转移还伴随着能量形式的转换。评分说明：（1）是否正确说明导热、对流和辐射的基本概念。（40%）（2）是否正确说明导热和对流的区别与联系。（30%）（3）是否正确说明辐射与对流、导热的区别。（30%）
】

3、 问题:结合生活或工业应用，举出三种传热方式的例子各一个。
评分规则: 【 答案：示例：（1）导热：用铁锅炒菜时，这是热量由锅壁通过热传导的方式传热的过程；（2）对流：夏天天气炎热，打开电风扇，强化了对流换热过程；（3）辐射：冬天隔着玻璃晒太阳，则是利用了辐射换热的知识，太阳能光通过辐射的形式传递能量，太阳光可以透过玻璃传到室内，室内物体发出的红外辐射无法传出去，因而室内会觉得暖和。评分说明：（1）是否正确列举三种传热方式的示例。（50%）（2）是否对所举示例有正确的传热过程分析。（50%）
】

【作业】第二章 导热基本原理 和 第三章 稳态导热 稳态导热单元作业

1、 问题:试说明串联热阻叠加原则的内容及使用条件
评分规则: 【 在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于串联环节热阻的和。使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。 评分说明：（1）是否指明每个环节热流量相同 （50%）（2）是否指明传热面积相同（50%）
】

2、 问题:教材《传热学基础》P.50习题第2题有一厚度20mm的平面墙，其导热系数为1.3W/mK, 为使墙的每平方米热损失不超过1500W, 在外侧表面覆盖了一层导热系数为0.1W/mK的隔热材料。已知符合壁两侧表面温度分别为750 ℃和55 ℃，试确定隔热层的厚度。
评分规则: 【 答案：解：q≤1500q=(t1-t2)/(δ1/λ1+δ2/λ2)≤1500 （5分）q=(750-55)/(0.02/1.3+δ2/0.1) ≤1500 （4分）δ2≥0.0448m或者44.8mm （1分）
】

3、 问题:教材《传热学基础》P.50习题第5题外径为100mm的蒸汽管道，覆盖隔热层采用密度为20kg/m3的超细玻璃棉毡。已知蒸汽管外壁温度为400 ℃，要求隔热层外表面温度不超过50 ℃，而每米管道散热量小于163W，试确定所需隔热层的厚度。
评分规则: 【 答案：解：λa为平均导热系数，ta为平均温度λa=0.033+0.00023ta （2分）ta=(400+50)/2=225oC （2分）λa=0.085W/mK （1分）q=(t1-t2)/[1/(2π)ln(d1/d2)/ λa] （2分）=(400-50)/[1/(2π)ln((0.1+2δ)/0.1)/0.085] (2分)<163W/mδ>0.1074m 或107.4mm （1分）
】

4、 问题:教材《传热学基础》P.50习题第7题过热蒸汽在外径为127mm的钢管内流过，测量蒸汽温度套管的布置如图所示。已知套管外径d=15mm, 壁厚δ=0.9mm, 导热系数λ=49.1/mK, 套管与蒸汽间的表面传热系数h=105W/m2K。为使测量误差小于蒸汽与钢管壁温差的0.6%, 试确定套管应有的长度。
评分规则: 【 解：tH-tf=(t0-tf)/ch(mH) （3分）(tH-tf)/(t0-tf)=1/ ch(mH)<0.6% （3分）mH>5.8 （2分）H>5.8/m=5.8/[h/(λδ)]0.5=5.8/48.74=0.119 （2分）
】

第二章 导热基本原理 和 第三章 稳态导热 稳态导热单元测验

1、 问题:温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面称为____。
选项：
A:等势面
B:等温面
C:等温线
D:等高线
答案: 【等温面】

2、 问题:在研究导热问题时需要通过边界条件来求解温度场，其中规定了边界上的温度值为：____。
选项：
A:第一类边界条件
B:第二类边界条件
C:第三类边界条件
D:第四类边界条件
答案: 【第一类边界条件】

3、 问题:在传热过程中，系统的传热量与下面哪一个参数成反比____。
选项：
A:传热面积
B:流体温差
C:传热系数
D:传热热阻
答案: 【传热热阻】

4、 问题:在采用加肋片方法增强传热时，将肋片加装在____一侧。
选项：
A:传热系数较大
B:传热系数较小
C:流体温度较高
D:流体温度较低
答案: 【传热系数较小】

5、 问题:接触热阻的存在会对相互接触的壁面之间产生____影响。
选项：
A:出现温差
B:强化传热
C:出现临界热流
D:没有影响
答案: 【出现温差】

6、 问题:下列各参数中，属于物性参数的是：____。
选项：
A:肋化系数
B:导热系数
C:导温系数
D:传热系数
答案: 【导热系数;
导温系数】

7、 问题:稳态导热，在____情况下热流密度是常数。
选项：
A:球壁单位面积的热流量
B:圆筒壁单位面积的热流量
C:圆筒壁的单位长度的热流量
D:一维平壁面的单位面积的热流量
答案: 【圆筒壁的单位长度的热流量;
一维平壁面的单位面积的热流量】

8、 问题:在一个一维稳态导热问题中，____在边界条件上可以归纳为第二类边界条件。
选项：
A:物体两侧边界已知热流密度
B:物体一侧边界为绝热
C:物体两侧已知的条件呈现对称特性
D:物体两侧温度已知
答案: 【物体两侧边界已知热流密度;
物体一侧边界为绝热;
物体两侧已知的条件呈现对称特性】

9、 问题:傅里叶导热定律数学表达式中温度梯度的方向表示温度升高的方向
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
分析：【【知识点2.1 傅里叶定律】温度梯度指向温度升高的方向】

10、 问题:按照能量守恒定律，在任一时间间隔内有以下热平衡关系（以微元体为研究对象）：导入热量+内热源生成热=导出热量。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【【知识点2.2 导热微分方程式】 热平衡关系为：导入微元体热量+微元体内热源生成热=导出微元体热量+微元体热力学能的增量】

11、 问题:在研究一维平板导热问题时，导热热阻数学表达为：δ/λ，常称作面积热阻。可以用符号R来表示。