1、注册公用设备工程师动力基础考试下午（传热学）历年真题试卷汇编1 及答案与解析一、单项选择题1 (2005 年) 如果室内外温差不变，则用以下材料砌成的厚度相同的四种外墙中，热阻最大的是( ) 。（A）干燥的红砖（B）潮湿的红砖（C）干燥的空心红砖（D）潮湿且水分冻结的红砖2 (2006 年) 如图 211 所示，一细长圆柱，两端温度是 t0，其热导率为 ，圆柱的外柱面是完全绝热的，圆柱内部具有热源强度为 qv 均匀内热源。正确描述这圆柱内稳态温度分布的微分方程是( )。3 (2009 年) 一固体壁面与流体相接触，内部的温度变化遵循热传导方程，其边界条件为( )。4 (2010 年) 下列物质
2、的热导率，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5 (2011 年) 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6 (2012 年) 下列导热过程傅里叶定律表述中，不正确的是( )。（A）热流密度 q 与传热面积成正比（B）热流量 与温度梯度成正比（C）热流密度 q 与传热面积无关（D）热流量 与导热距离成反比7 (2013 年) 年纯金属热导率随温度升高而( ) 。（A）不变（B）上升（C）下降（
3、D）先上升后下降8 (2014 年) 当天气由潮湿变为干燥时，建筑材料的热导率可能会出现( )。（A）木材、砖及混凝土的热导率均有明显增大（B）木材的热导率下降，砖及混凝土的热导率不变（C）木材、砖及混凝土的热导率一般变化不大（D）木材、砖及混凝土的热导率均有下降9 (2005 年) 在一条蒸汽管道外敷设厚度相同的两层保温材料，其中材料 A 的热导率小于材料 B 的热导率，若不计热导率随温度的变化，仅从减小传热量的角度考虑，哪种材料应敷在内层?( )（A）材料 A（B）材料 B（C）无所谓（D）不确定10 (2006 年)在外径为 133mm 的蒸汽管道外覆盖保温层，管道内是温度为 300饱和
4、水蒸气。按规定，保温材料的外层的温度不得超过 50。若保温材料的热导率为 005W (m )，为把管道热损失控制在 150Wm 以下，保温层厚度至少应为( )mm。（A）92（B） 46（C） 23（D）18411 (2007 年) 采用稳态平板法测量材料的热导率时，依据的是无限大平板的一维稳态导热问题的解。已知测得材料两侧的温度分别是 60和 30，通过材料的热流量为 1W。若被测材料的厚度为 30mm，面积为 0 02m2，则该材料的热导率为( )W(mK) 。（A）50（B） 05（C） 005（D）1012 (2007 年)对于无限大平壁的一维稳态导热，下列陈述中哪一项是错误的?( )
5、（A）平壁内任何平行于壁面的平面都是等温面（B）在平壁中任何两个等温面之间温度都是线性变化的（C）任何位置上的热流密度矢量垂直于等温面（D）温度梯度的方向与热流密度的方向相反13 (2008 年)一条架设在空气中的电缆外面包敷有绝缘层，因通电而发热，在稳态条件下，若剥掉电缆的绝缘层而保持其他条件不变，则电缆的温度会发生什么变化?( )（A）升高（B）降低（C）不变（D）不确定14 (2008 年) 一建筑的外墙由 A、B 两层材料复合而成，内层是材料 A，其热导率为 A，壁厚为 A。外层材料是 B，热导率为 B，壁厚为 B。内侧空气温度为 ti，与壁面的对流传热系数为 hi，外侧空气温度为 h
6、0，与壁面的对流传热系数为 h0。若已知两层材料交界面的温度为 tAB，则以下关于传热量计算的公式中，正确的是 ( )。15 (2009 年)在外径为 133mm 的蒸汽管道外覆盖保温层，管道内是温度为 300饱和水蒸气。按规定，保温材料的外层的温度不得超过 50。若保温材料的热导率为 005W (m )，保温层厚度为 46mm，则每米管道的热损失应为( )W。（A）250（B） 150（C） 50（D）35016 (2010 年)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）热流量 为常数（B）热流量 为半径的函数（C）单位长度热流量 ql
7、为常数（D）单位长度热流量 ql 只是长度 l 的函数17 (2011 年)圆柱壁面双层保温材料敷设过程中，为了减少保温材料用量或减少散热量，应该采取措施是( )。（A）热导率较大的材料在内层（B）热导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18 (2011 年) 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热导率分别为 1、 1、 2 和 2，如果双层壁内、外侧温度分别为 t1 和 t2，则计算双层壁交界面上温度 tm 错误的关系式是( )。19 (2012 年) 外径为 25mm 和内径为 20mm 的蒸汽管道进行保温计算时
8、，如果保温材料热导率为 012W (mK) ，外部表面总传热系数为 12W(m 2K)，则热绝缘临界直径为( )mm。（A）25（B） 20（C） 125（D）1020 (2013 年)一维常物性大平壁稳态无内热源导热过程中，当平壁厚度一定时，下列不正确的说法是( ) 。（A）平壁内温度梯度处处相等（B）材料热导率大，则两侧温差小（C）热导率与温度梯度乘积相等（D）热流量为常数21 (2014 年) 外径为 50mm 和内径为 40mm 的过热高压高温蒸汽管道保温过程中，如果保温材料的热导率为 005W(mK) ，外部表面总散热系数为5W(m 2K)，此时( ) 。（A）可以采用该保温材料（B
9、）降低外部表面总散热系数（C）换选热导热率较低的保温材料（D）减小蒸汽管道外径22 (2009 年) 将初始温度为 t0 的小铜球放入温度为 t的水槽中，如果用集总参数法来分析，则在经过的时间等于时间常数 r=cV(hA)时，铜球的温度应为( )。（A）0368t +0632t 0（B） 0618t +0382t 0（C） 05t +05t 0（D）0632t +0368t 023 (2010 年) 一小铜球直径为 12mm，热导率为 26W(m K)，密度为8600kgm 3，比热容为 343J(kgK)，对流传热系数为 48W(m 2K) ，初始温度为 15，放入 75的热空气中，小球温度
10、到 70需要的时间为( )s 。（A）915（B） 305（C） 102（D）5024 (2012 年)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 L=R2，对于圆球体 L=R3，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 L=V(体积) F(散热面积)（D）对于普通圆柱体 L=R，R 为半径25 (2013 年)非稳态导热过程中的 Bi 数用于描述物体的 ( )。（A）内部的导热传递速度或能力（B）边界上的散热速度或能力（C）内部导热能力与边界对流换热能力比值关系（D）内部导热热阻与
11、边界对流换热热阻比值关系注册公用设备工程师动力基础考试下午（传热学）历年真题试卷汇编1 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 干燥的红砖 035W(mK)，空气 0025W(m K) ，水06W(mK)，冰 22W(mK)。干燥的空心红砖是由红砖和空气夹层复合而成，因此热导率最小，热阻最大。【知识模块】 传热学2 【正确答案】 B【试题解析】 柱坐标系的导热微分方程表达式为本问题是圆柱坐标系下沿半径方向的有内热源的一维的稳态导热，上述方程中左边项、右边第二项、第三项都为零，偏导数改为导数后，导热微分方程为 +qv=0。【知识模块】 传热学3 【正确答案】 A【试题解析】 本
12、题的边界条件为第三类边界条件，表达式为- =h(tw-tf)。【知识模块】 传热学4 【正确答案】 D【试题解析】 参见表 211。纯金属的热导率银铜铝铁，钢铁是合金。【知识模块】 传热学5 【正确答案】 A【试题解析】 空气热导率随温度升高而增大。【知识模块】 传热学6 【正确答案】 A【试题解析】 一维导热中，傅里叶定律的表达式：q=-dtdx，或 =-Adtdx。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。【知识模块】 传热学7 【正确答案】 C【试题解析】 纯金属热导率随温度升高而下降。合金热导率随温度升高而升高。【知识模块】 传热学8 【正确答案
13、】 D【试题解析】 因为木材、砖及混凝土均为多孔材料，当天气由潮湿变为干燥时其内部蓄存的水分下降，热导率下降。【知识模块】 传热学9 【正确答案】 A【试题解析】 对于圆筒形材料散热问题，内侧温度变化率较大，故将热导率较小的材料布置在内侧，将充分发挥其保温作用。，【知识模块】 传热学10 【正确答案】 B【试题解析】 忽略水蒸气与管道内壁的对流换热热阻、忽略管道材料本身的导热热阻。设保温材料厚度为 ，则【知识模块】 传热学11 【正确答案】 C【试题解析】 根据一维平壁稳态导热公式【知识模块】 传热学12 【正确答案】 B【试题解析】 当热导率不是常数，是温度的函数，= 0(1+bt)，温度分
14、布为二次曲线，如图 221 中 b 0 和 b0 的线。【知识模块】 传热学13 【正确答案】 A【试题解析】 由于电缆外面包敷的绝缘层的临界热绝缘直径是大于电缆外径的，绝缘层不仅能起电绝缘作用，还减少热阻，有加强电缆散热作用。若剥掉电缆的绝缘层而保持其他条件不变，电缆的热阻增加，温度升高。【知识模块】 传热学14 【正确答案】 C【试题解析】 常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【知识模块】 传热学15 【正确答案】 B【试题解析】 忽略水蒸气与管道内壁的对流换热热阻，忽略管道材料本身的导热热阻。设保温材料厚度为 ，则【
15、知识模块】 传热学16 【正确答案】 C【试题解析】 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 ql 为常数。【知识模块】 传热学17 【正确答案】 B【试题解析】 对于圆柱壁面材料散热问题，壁面内侧温度变化率较大，故将热导率较小的材料布置在内层，将充分发挥其保温作用。【知识模块】 传热学18 【正确答案】 D【试题解析】 常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【知识模块】 传热学19 【正确答案】 B【试题解析】 d c= =002m=20mm【知识模块】 传热学20 【正确答案】 D【试题解析】 热流密度
16、是常数，但热流量与面积有关，面积变化，热流量就会变化。【知识模块】 传热学21 【正确答案】 A【试题解析】 只要管道外径大于临界热绝缘直径，保温材料就可用。d e=2inh=002m=20mmd w，可用。【知识模块】 传热学22 【正确答案】 D【试题解析】 当 =r，t-t =(t0-t)exp(-1)=0 368(t0-t)t=0368t 0+0632t 。【知识模块】 传热学23 【正确答案】 B【试题解析】 【知识模块】 传热学24 【正确答案】 D【试题解析】 采用集总参数法计算物体非稳态导热过程时，计算式为 =0exp(-BiVFoV)，此公式中的 BiV 和 FoV 中的特征长度 L 的确定：不规则物体 L=V(体积)F(散热面积 )；对于无限长柱体 L=VFR2，对于圆球体 L=VF=R 3；对于无限大平板 L=， 为平板厚度的一半。 注意：判断是否可用集总参数法，采用Bi 0 1，Bi 中的特征长度 L 的确定：不规则物体 L=V(体积)F( 散热面积)；对于无限长柱体或圆球体 L=R；对于无限大平板 L=， 为平板厚度的一半。【知识模块】 传热学25 【正确答案】 D【试题解析】 比如，大平板的【知识模块】 传热学
