1、注册公用设备工程师暖通空调基础考试下午（传热学）历年真题试卷汇编 2 及答案与解析一、单项选择题1 (2014 年) 在非稳态导热过程中，根据温度的变化特性可以分为三个不同的阶段，下列说法中不正确的是( )。（A）在 02Fo 的时间区域内，过余温度的对数随时间线性变化（B） Fo 数小于 02 的时间区域温度变化受初始条件影响最大（C）最初的瞬态过程是无规则的，无法用非稳态导热过程微分方程描述（D）如果变化过程中物体的 Bi 数较小，则可以将物体温度当做空间分布均匀计算2 (2005 年) 对于图 241 中二维稳态导热问题，右边界是绝热的，如果采用有限差分法求解，当 Ax=y 时，则在下面
2、正确的边界节点方程中是 ( )。（A）t 1+t2+t3-3t4=0（B） t1+2t2+t3-4t4=0（C） t1+2t2+t3-3t4=0（D）t 1+t2+2t3-3t4=03 (2006 年) 对于图 242 中的二维稳态导热问题，右边界是恒定热流边界条件，热流密度为 qw，若采用有限差分法求解，当 x=y 时，则在下面的边界节点方程式中，正确的是( ) 。4 (2007 年) 对于图 243 中的二维稳态导热问题，具有均匀内热源，内热源强度为 qv，右边界绝热边界条件，如果采用有限差分法求解，当x=y 时，则在下面的边界节点方程式中，哪一个是正确的?( )5 (2008 年) 对于
3、一维非稳态导热的有限差分方程，如果对时间域采用显式格式进行计算，则对于内部节点而言，保证计算稳定性的判据为( )。（A）Fo1（B） Fo1（C） Fo12（D）Fo1 26 (2010 年) 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7 (2011 年) 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，进行计算时要达到收敛需满足( )。（A）Bi12（B） Fo1（C） Fo（D）Fo8 (201
4、2 年) 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 245所示的拐角节点处于第三类边界条件时，其差分格式为( )。9 (2013 年) 对于稳态、非稳态、显示格式或隐式格式离散方程组的求解，下列说法中正确的是( ) 。（A）显格式离散方程组求解永远是发散的（B）隐格式离散方程组求解是收敛的（C）时间采用隐格式空间采用显格式是收敛的（D）稳定条件下的各种差分方程式都是收敛的10 (2014 年) 常物性无内热源二维稳态导热过程，在均匀网格步长下，如果所示的平壁面节点处于第二类边界条件 qw=C 时，其差分格式为( )。11 (2005 年)在温度边界条件和几何条件相同的情况下，湍流
5、受迫对流传热系数要高于层流对流传热系数，其原因是( )。（A）流速的提高增加了流体携带能量的速率（B）湍流时产生了强烈的横向脉动（C）流动阻力增加（D）对流输送能量的增加和流体横向脉动的共同作用12 (2006 年)用来描述流动边界层厚度与热边界层厚度之间关系的相似准则是( )。（A）雷诺数 Re（B）普朗特数 Pr（C）努塞尔特数 Nu（D）格拉晓夫数 Gr13 (2007 年)能量和动量的传递都是和对流与扩散相关的，因此两者之间存在着某种类似。可以采用雷诺比拟来建立湍流受迫对流时能量传递与动量传递之间的关系，这种关系通常表示为( ) 。（A）雷诺数 Re 与摩擦系数 Cf 的关系（B）斯坦
6、登数 St 与摩擦系数 Cf 的关系（C）努塞尔特数 Nu 与摩擦系数 Cf 的关系（D）格拉晓夫数 Gr 与 Cf 的关系14 (2008 年) 空气与温度恒为w 的竖直平壁进行自然对流传热，远离壁面的空气温度为 t。描述这一问题的相似准则关系式包括以下哪三个相似准则?( )（A）雷诺数 Re，普朗特数 Pr，努塞尔特数 Nu（B）格拉晓夫数 Gr，雷诺数 Re，普朗特数 Pr（C）普朗特数 Pr，努塞尔特数 Nu，格拉晓夫数 Gr（D）雷诺数 Re，努塞尔特数 Nu，格拉晓夫数 Gr15 (2009 年) 温度为 t的空气以速度 u掠过温度恒为 tw 的平壁时的层流受迫对流传热问题，在一定
7、条件下可以用边界层换热积分方程求解。用这种方法得到的对流传热准则关系式表明，局部对流传热系数 hx 沿流动方向 x 的变化规律为( )。（A）h xx12（B） hxx1 3（C） hxx1 7（D）h xx-(12)16 (2010 年)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17 (2012 年)流体外掠平板形成边界层，下列关于边界层厚度及流动状态表述中，不正确的说法是( ) 。（A）边界层内可以依次出现层流和湍流（B）随着板长度增加
8、，边界层厚度趋于定值（C）边界层厚度与来流速度及板面粗糙度有关（D）当流动长度较大时，边界层内可以出现湍流18 (2013 年)在对流换热过程中，两个现象相似的条件是( )。（A）满足同一准侧关联式及单值性条件（B）速度与温度分布相似，且单值性条件相同（C）只要满足几何相似、速度与温度分布相似及同类现象（D）同类现象的换热过程，同名准侧对应相等，单值性条件相同19 (2014 年)下列换热工况中，可能相似的是( ) 。（A）两圆管内单相受迫对流换热，分别为加热和冷却过程（B）两块平壁面上自然对流换热，分别处于冬季和夏季工况（C）两圆管内单相受迫对流换热，流体分别为水和导热油（D）两块平壁面上自
9、然对流换热，竖放平壁分别处于空气对流和水蒸气凝结20 (2005 年)在流体外掠圆管的受迫对流传热时，如果边界层始终是层流的，则圆管表面上自前驻点开始到边界层脱体点之间，对流传热系数可能( )。（A）不断减小（B）不断增加（C）先增加后减少（D）先减少后增加21 (2006 年)水力粗糙管内的受迫对流传热系数与管壁的粗糙度密切相关，粗糙度的增加提高了流体的流动阻力，但( )。（A）却使对流传热系数减少（B）却使对流传热系数增加（C）对流传热系数却保持不变（D）管内的温度分布却保持不变22 (2006 年) 如果采用稳态平板法测量图中冷热面夹层中的流体的热导率，为了减小测量误差应该用哪种布置方式
10、?( )（A）第一种（B）第二种（C）第三种（D）第四种23 (2007 年)流体与壁面间的受迫对流传热系数与壁面的粗糙度密切相关，粗糙度的增加( ) 。（A）使对流传热系数减少（B）使对流传热系数增加（C）使雷诺数减小（D）不会改变管内的温度分布24 (2007 年) 如图 262 所示，由冷、热两个表面构成的夹层中是流体且无内热源。如果端面绝热，则达到稳态时，传热量最少的放置方式是( )。（A）第一种（B）第二种（C）第三种（D）第四种25 (2008 年)由于二次流的影响，在相同的边界条件下，弯管内的受迫对流传热系数与直管时的对流传热系数有所不同。因此在用直管的对流传热准则关系式计算弯管
11、情况下对流传热系数时，都要在计算的结果上乘以一个修正系数，这个系数( )。（A）始终大于 1（B）始终小于 1（C）对于气体大于 1，对于液体小于 1（D）对于液体大于 1，对于气体小于 1注册公用设备工程师暖通空调基础考试下午（传热学）历年真题试卷汇编 2 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 最初的瞬态过程称谓非正规情况阶段的。物体内各处的温度随时间的变化率是不一样的，但可用非稳态导热过程微分方程进行描述。【知识模块】 传热学2 【正确答案】 B【试题解析】 列节点 4 的热平衡方程 x=y，整理上式得到 t1+2t2+t3-4t4=0。【知识模块】 传热学3 【正确答
12、案】 B【试题解析】 列节点 4 的热平衡方程x=y，整理上式得到 t1+2t2+t3-4t4+=0。【知识模块】 传热学4 【正确答案】 D【试题解析】 列节点 4 的热平衡方程x=y，整理上式得到 t1+2t2+t3-4t4+ =0。【知识模块】 传热学5 【正确答案】 C【试题解析】 无内热源，常物性一维非稳态导热的微分方程为 对时间域采用显式格式写出差分方程 整理为 tik+1+Fo(ti-1k+ti+1k+1)+(1-2Fo)tik 由此可知显式差分格式的稳定性条件 1-2Fo0，则 Fo12。【知识模块】 传热学6 【正确答案】 A【试题解析】 一般常用的离散格式方式有级数展开法和
13、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，不适用级数展开法。【知识模块】 传热学7 【正确答案】 C【试题解析】 如图 244 所示，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t1k+1=2Fo(t2k+Bitfk)+(1-2BiFo-2Fo)t1k 由此可知显式差分格式的稳定性条件 1-2BiFo-2Fo10，则 Fo【知识模块】 传热学8 【正确答案】 D【试题解析】 列节点 1 的热平衡方程【知识模块】 传热学9 【正确答案】 B【试题解析】 隐格式离散方程组求解无条件稳定，解不会震荡而导致发散。显格式
14、离散方程组求解有稳定性条件，不满足稳定条件，解会震荡而导致发散。【知识模块】 传热学10 【正确答案】 C【试题解析】 列出节点 1 的热平衡方程【知识模块】 传热学11 【正确答案】 D【试题解析】 层流是流体层与层之间无质量交换，因此层流对流换热是靠垂直于流动方向的流体的导热进行的。湍流是流体层与层之间有质量交换，也就有能量交换、动量交换，流体有横向脉动；另外湍流时速度要大于层流，对流输送能量的增加。因此紊流对流换热系数高于层流是由于对流输送能量的增加和流体横向脉动的共同作用。【知识模块】 传热学12 【正确答案】 B【试题解析】 tPr -13【知识模块】 传热学13 【正确答案】 B【
15、试题解析】 Stpr 23 =Cf2【知识模块】 传热学14 【正确答案】 C【试题解析】 自然对流的准则关联式为 Nu=f(Gr， Pr)=C(GrPr) n。【知识模块】 传热学15 【正确答案】 D【试题解析】 温度为 t的空气以速度 u掠过温度恒为 tw 的平壁时的层流受迫对流传热的准则关联式为 Nux=0332Re x12 Pr13 ，展开 hx=0332x(u xv)12 Pr 13 ，所以为 hxx-(12) 。【知识模块】 传热学16 【正确答案】 A【试题解析】 对流换热的求解方法大纲要求知道三种：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，
16、只有微分方程组的解是精确解，其他方法都是近似值。【知识模块】 传热学17 【正确答案】 B【试题解析】 根据边界层的特性，随着板长度增加，边界层厚度增加，当流动长度较大时，边界层内可以出现湍流边界层。【知识模块】 传热学18 【正确答案】 D【试题解析】 两个现象相似的条件，同名准侧对应相等，单值性条件相同。【知识模块】 传热学19 【正确答案】 C【试题解析】 相似性原理：同类现象，已定的同名准则相等，单值性条件相似。A、B 和 D 项都不属于同类现象。【知识模块】 传热学20 【正确答案】 A【试题解析】 根据边界层的特性，流体外掠圆管的受迫对流传热时，圆管表面上自前驻点开始到边界层脱体点
17、之间，层流边界层的厚度随着流动增加，因此对流传热系数不断减小。【知识模块】 传热学21 【正确答案】 B【试题解析】 水力粗糙管内粗糙度的增加，边界层中层流底层变薄，对流换热增强。【知识模块】 传热学22 【正确答案】 A【试题解析】 热面在下，夹层中会形成由下而上的对流换热，第三种和第四种情况相同，热冷流体间会形成环流。【知识模块】 传热学23 【正确答案】 B【试题解析】 壁面粗糙度的增加，边界层中层流底层变薄，对流换热增强。【知识模块】 传热学24 【正确答案】 A【试题解析】 第一种情况冷面在下，热面在上，冷热流体间不会有对流换热；第二种情况热面在下，夹层中会形成由下而上的对流换热，第三种和第四种情况相同，热冷流体间会形成环流。【知识模块】 传热学25 【正确答案】 A【试题解析】 弯管中的二次流现象，增加了流体在弯管中的紊乱度，无论是液体还是气体都会增大对流传热系数。【知识模块】 传热学
