2025年大学大一（化工原理）传热基本原理阶段测试试题及答案.doc

2025年大学大一（化工原理）传热基本原理阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）

答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 关于传热的基本方式，以下说法正确的是（ ）
A. 热传导是依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而传递热量
B. 对流传热仅发生在流体中，是由于流体的宏观运动而引起的热量传递
C. 热辐射是因热的原因而产生的电磁波在空间的传递
D. 以上说法都正确
2. 傅立叶定律描述的是（ ）
A. 热传导的规律
B. 对流传热的规律
C. 热辐射的规律
D. 总传热的规律
3. 导热系数λ是物质的一种物理性质，它与下列哪些因素有关（ ）
A. 物质的种类
B. 温度
C. 压力
D. 以上都是
4. 对流传热系数α的影响因素不包括（ ）
A. 流体的种类
B. 流体的流动状态
C. 传热面的形状和布置
D. 物质的导热系数
5. 两流体在换热器中进行换热，若热流体的进出口温度分别为T1、T2，冷流体的进出口温度分别为t1、t2，则传热平均温度差Δtm的计算式为（ ）
A. Δtm=(T1 - t1)-(T2 - t2)/ln[(T1 - t1)/(T2 - t2)]
B. Δtm=(T1 - T2)-(t1 - t2)/ln[(T1 - T2)/(t1 - t2)]
C. Δtm=(T1 - t2)-(T2 - t1)/ln[(T1 - t2)/(T2 - t1)]
D. 以上都不对
6. 在套管换热器中，用饱和水蒸气加热空气，传热系数K接近（ ）的对流传热系数。
A. 水蒸气
B. 空气
C. 两者平均值
D. 无法确定
7. 下列哪种情况会使传热系数K增大（ ）
A. 增大流体流速
B. 减小传热面积
C. 降低流体温度
D. 增加管壁厚度
8. 热阻的概念与下列哪种物理量类似（
A. 电阻
B. 电容
C. 电感
D. 势能
9. 对于间壁式换热器，热流体放出的热量Q1与冷流体吸收的热量Q2之间的关系为（ ）
A. Q1>Q2
B. Q1
3. 对流传热系数的单位是______。
4. 总传热系数K的倒数1/K称为______。
5. 换热器的热负荷是指______。

三、判断题（每题2分，共10分）

答题要求：判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错误的打“×”。

1. 热传导只能发生在固体中。（ ）
2. 对流传热中，层流底层的热阻最大。（ ）
3. 传热平均温度差与换热器的结构有关。（ ）
4. 提高流体的流速可以提高传热系数。（ ）
5. 换热器的传热效率越高越好。（ ）

四、简答题（每题10分，共30分）

答题要求：简要回答问题，答案应简洁明了。

1. 简述傅立叶定律的表达式及其物理意义。
2. 说明对流传热系数的影响因素有哪些。
3. 如何计算两流体在逆流和并流时的传热平均温度差？

五、计算题（共15分）

答题要求：写出详细的计算过程和答案。

在一单壳程双管程的列管换热器中，用冷却水将热油从120℃冷却到80℃，冷却水进口温度为20℃，出口温度为50℃。已知热油的流量为1000kg/h，比热容为2.0kJ/(kg·℃)，冷却水的流量为1500kg/h，比热容为4.2kJ/(kg·℃)。求：（1）热负荷Q；（2）传热平均温度差Δtm；（3）若换热器的传热系数K=1000W/(m²·℃)，求所需的传热面积A。

答案：
一、选择题
1. D
2. A
3. D
4. D
5. C
6. B
7. A
8. A
9. C
10. C

二、填空题
1. 热传导、对流传热、热辐射
2. W/(m·℃)
3. W/(m²·℃)
4. 总热阻
5. 单位时间内热流体传给冷流体的热量

三、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. √
5. ×

四、简答题
1. 傅立叶定律表达式为q=-λ(dT/dx)，其中q为热流密度，λ为导热系数，dT/dx为温度梯度。物理意义是热流密度与温度梯度成正比，负号表示热量传递方向与温度升高方向相反。
2. 流体的种类、流动状态、传热面形状和布置、流体的物性、温差等。
3. 逆流时：Δtm=(T1 - t2)-(T2 - t1)/ln[(T1 - t2)/(T2 - t1)]；并流时：Δtm=(T1 - t1)-(T2 - t2)/ln[(T1 - t1)/(T2 - t2)]。

五、计算题
（1）热负荷Q=WhCph(T1 - T2)=1000×2.0×(120 - 80)/3600=2\(22.22kW\)。
（2）传热平均温度差：逆流时，Δtm=(120 - 50)-(80 - 20)/ln[(120 - 50)/(80 - 20)]=64.4℃。
（3）由Q=KAΔtm，可得A=Q/(KΔtm)=222222/(1000×64.4)=3.45m²。