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传热学现象

传热学现象
传热学现象

问题1 冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来为什么感到很暖和?并且经过拍打以后,为什么效果更加明显?

回答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进入更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小,具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。

问题2 冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风比无风时感到更冷些?

回答:假定人体表面温度相同时,人体的散热在有风时相当于强制对流换热,而在无风时属自然对流换热(不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时)。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多,所以感到更冷一些。

讨论:读者应注意的是人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低,即当人体散热量低时感到热,散热量高时感到冷,经验告诉我们,当人的皮肤散热热流为58W/㎡时感到热,为232W/㎡时感到舒服,为696W/㎡时感到凉快,而大于为928W/㎡时感到冷。

问题3 夏季在维持20℃室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季保持在22℃的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服?

回答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高,因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。而冬季室外气温比室内气温低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。因此,尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃,但人体在冬季通过

辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。

问题4 利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大?

回答:当其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加热阻,因此,要达到相同的制冷室温度,必然要求蒸发器处于更低的温度。所以,结霜的冰箱耗电量更大。

问题5 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉得更快一些,你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水?为什么?

回答:从稀饭到凉水是一个传热过程。显然,稀饭和水的换热在不搅动时属自然对流。而稀饭的换热比水要差。因此要强化传热增加散热量,应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。

问题6 在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么?

回答:在其他条件相同时,实心砖材料如红砖的导热系数约为0.5W/(m·K)(35℃),而多孔空心砖中充满着不动的空气,空气在纯导热(即忽略自然对流)时其导热系数很低,是很好的绝热材料。因而用多孔空心砖好。

问题7 电影《泰坦尼克号》里,男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。试从传热学的观点解释这一现象。

回答:杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量,而罗丝在筏上其身体与空气之间产生自然对流。在其他条件相同时,水的自然对流强度要远大于空气,因此杰克身体由于自然对流散失能量的速度比罗丝快得多。因此杰克被冻死而罗丝却幸免于难。

问题8 人造地球在卫星在返回地球表面时为何容易被烧毁?

回答:卫星在太空中正常运行时,其表面的热量传递方式主要依靠与太空及太阳等星体的辐射。而在卫星返回地面的过程中,由于与大气层之间的摩擦,产生大量的热量,无法及时散失,因而易被烧毁。

问题9 北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜,试问树叶上、下表面的哪一面结霜?为什么?

回答:霜会结在树叶上的表面。因为清晨,上表面朝向太空,下表面朝向地面。而太空表面的温度低于摄氏零度,而地球表面温度一般在零度以上。由于相对树叶下表面来说,其上表面需要向太空辐射更多的能量,所以树叶下表面温度较高,而上表面温度较低且可能低于零度,因而容易结霜。

问题10 窗玻璃对红外线几乎不透明,但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和?

回答:窗玻璃对红外线不透明,但对可见光却是透明的,因而隔着玻璃晒太阳,太阳光可以穿过玻璃进入室内,而室内物体发出的红外线却被阻隔在窗内,因而房间内温度越来越高,因而感到暖和。

问题11 在太阳系中地球和火星距太阳的距离相差不大,但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球要大得多?

回答:由于火星附近没有大气层,因而在白天,太阳辐射时火星表现温度很高,而在夜间,没有大气层的火星与温度接近于绝对零度的太空进行辐射换热,因而表面温度很低。而地球附近由于大气层(主要成份是CO2和水蒸气)的辐射作用,夜间天空温度比太空高,白天大气层又会吸收一部分来自太阳的辐射能量,因而昼夜温差较小。

问题12 在冬季的晴天,白天和晚上空气温度相同,但白天感觉暖和,晚上却感觉冷。试解释这种现象。

回答:白天和晚上人体向空气传递的热量相同,且均要向温度很低的太空辐射热量。但白天和晚上的差别在于:白天可以吸收来自太阳的辐射能量,而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。

传热学部分思考题

教材上的思考题 第8章??思考题? 1.试说明热传导(导热)、热对流和热辐射三种热量传递基本方式之间的联系与区别。? 区别:它们的传热机理不同。导热是由于分子、原子和电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象,其本质是介质的微观粒子行为。热对流是由于流体的宏观运动,致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象,其本质是微观粒子或微团的行为。辐射是由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的现象,其本质是电磁波,不需要直接接触并涉及能量形式的转换。?联系:经常同时发生。? 2.试说明热对流与对流换热之间的联系与区别。? 热对流是由于流体的宏观运动,致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。对流换热是流体与固体表面之间由热对流和导热两种传热方式共同作用导致的传热结果。 3. 从传热的角度出发,采暖散热器和冷风机应放在什么高度最合适?? 答:采暖器和冷风机主要通过对流传热的方式使周围空气变热和变冷,使人生活在合适的温度范围中,空气对流实在密度差的推动下流动,如采暖器放得太高,房间里上部空气被加热,但无法产生自然对流使下部空气也变热,这样人仍然生活在冷空气中。为使房间下部空气变热,使人感到舒适,应将采暖器放在下面,同样的道理,冷风机应放在略比人高的地方,天热时,人才能完全生活在冷空气中 4.在晴朗无风的夜晚,草地会披上一身白霜,可是气象台的天气报告却说清晨最低温度为2℃。试解释这种现象。但在阴天或有风的夜晚(其它条件不变),草地却不会披上白霜,为什么 答:深秋草已枯萎,其热导率很小,草与地面可近似认为绝热。草接受空气的对流传热量,又以辐射的方式向天空传递热量,其热阻串联情况见右图。所以,草表面温度t gr 介于大气温度t f 和天空温度t sk 接近,t gr 较低,披上“白霜”。如有风,hc 增加,对流传热热阻R 1减小,使t gr 向t f 靠近,即t gr 升高,无霜。阴天,天空有云层,由于云层的遮热作用,使草对天空的辐射热阻R 2增加,t gr 向t f 靠近,无霜(或阴天,草直接对云层辐射,由于天空温度低可低达-40℃),而云层温度较高可达10℃左右,即t sk 在阴天较高,t gr 上升,不会结霜)。 5.在一有空调的房间内,夏天和冬天的室温均控制在20℃,但冬天得穿毛线衣,而夏天只需穿衬衫。这是为什么 答:人体在房间里以对流传热和辐射传热的方式散失热量,有空调时室内t fi 不变,冬天和夏天人在室内对流散热不变。由于夏天室外温度0f t 比室内温度fi t 高,冬天0f t 比fi t 低,墙壁内温度分布不同,墙壁内表面温度wi t 在夏天和冬天不一样。显然,wi t 夏 >wi t 冬 ,这样人体与墙壁间的辐射传递的热量冬天比夏天多。在室温20℃的房间内,冬天人体向外散热比夏天多而感到冷,加强保温可使人体散热量减少,如夏天只穿衬衫,冬天加毛线衣,人就不会感到冷。 第十一章(基本概念较多,就交给你了!!) 第十二章 没找到现成的。。

传热学在机械制造方面的应用

传热学在机械制造方面的应用 [摘要]:传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。传热现象在我们的日常生活中司空见惯,早在人类文明之初,人们就学会了烧火取暖。随着工业革命的到来,蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现,传热研究更是得到了飞速的发展被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。当今世界,国与国之间的竞争是经济竞争.而伴随着经济的高速发展,也带来了资源、人口与环境等重大国际问题,传热学在促进经薪发展和加强环境保护方面起着举足轻重的作用。现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却等。 [关键词]:热传递,传热学,机械领域,发展趋势 1 传热学 传热学概念 通常被称为热科学的工程领域包括热力学和传热学[1]。传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后者只讨论在平衡状态下的系统。这些附加的定律是以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。传热学是研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热学问[2]。 传热学发展 传热学作为学科形成于19世纪[2]。在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情。1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。 在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。稍后,法国的傅里叶运用数理方法,更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式热辐射方面的理论比较复杂。

传热学知识总结2

《传热学》资料 第一章概论 一、名词解释 1.热流量:单位时间内所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量 3.导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。 5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。 6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7.对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量,单位为W/(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位为W/(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。 简答题 1.试述三种热量传递基本方式的差别,并各举1~2个实际例子说明。(提示:从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式) 2.请说明在传热设备中,水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止? (提示:从传热过程各个环节的热阻的角度,分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况) 3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别,它们各自的单位是什么? (提示:写出三个系数的定义并比较,单位分别为W/(m·K),W/(m2·K),W/(m2·K)) 4.在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? (提示:分析热阻与温压的关系,热路图在传热过程分析中的作用。) 5.结合你的工作实践,举一个传热过程的实例,分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。(提示:学会分析实际传热问题,如水冷式内燃机等) 6.在空调房间内,夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右,夏季人们可以穿短袖衬衣,而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 (提示:从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温,以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象(主要是人体与墙面的辐射传热的不同))

传热学基本概念知识点

传热学基本概念知识点 1傅里叶定律:单位时间内通过单位截面积所传递的热量,正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率 2集总参数法:忽略物体内部导热热阻的简化分析方法 3临界热通量:又称为临界热流密度,是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值 5效能:表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 6对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?对流:指流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。对流仅能发生在流体中,而且必然伴随有导热现象。对流两大类:自然对流与强制对流。 影响换热系数因素:流体的物性,换热表面的形状与布置,流速 7何谓膜状凝结过程,不凝结气体是如何影响凝结换热过程的? 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,如果凝结液体能很好的润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结。 不凝结气体对凝结换热过程的影响:在靠近液膜表面的蒸气侧,随着蒸气的凝结,蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。蒸气在抵达液膜表面进行凝结前,必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。因此,不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。 8试以导热系数为定值,原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例,说明过程中平壁内

部温度变化的情况,着重指出几个典型阶段。 首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升,而其余部分则仍保持原来的温度,随着时间的推移,温度上升所波及的范围不断扩大,经历了一段时间后,平壁的其他部分的温度也缓慢上升。 主要分为两个阶段:非正规状况阶段和正规状况阶段 9灰体有什么主要特征?灰体的吸收率与哪些因素有关? 灰体的主要特征是光谱吸收比与波长无关。灰体的吸收率恒等于同温度下的发射率,影响因素有:物体种类、表面温度和表面状况。 10气体与一般固体比较其辐射特性有什么主要差别? 气体辐射的主要特点是:(1)气体辐射对波长有选择性(2)气体辐射和吸收是在整个容积中进行的 11说明平均传热温压得意义,在纯逆流或顺流时计算方法上有什么差别? 平均传热温压就是在利用传热传热方程式来计算整个传热面上的热流量时,需要用到的整个传热面积上的平均温差。 纯顺流和纯逆流时都可按对数平均温差计算式计算,只是取值有所不同。 12边界层,边界层理论 边界层理论:(1)流场可划分为主流区和边界层区。只有在边界层区考虑粘性对流动的影响,在主流区可视作理想流体流动。(2)边界层厚度远小于壁面尺寸(3)边界层内流动状态分为层流与湍流,湍流边界层内紧靠壁面处仍有层流底层。

传热学问答题

1、试分析室内暖气片的散热过程,各个环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。 答:有以下换热环节及传热方式: (1) 由热水到暖气片管道内壁,热传递方式为强制对流换热; (2) 由暖气片管道内壁到外壁,热传递方式为固体导热; (3) 由暖气片管道外壁到室内空气,热传递方式有自然对流换热和辐射换热。 2、写出Nu 、Re 、Pr 、Bi 、Fo 数的表达式,并说明其物理意义。 答:(1)努谢尔特数,,它表示壁面法向无量纲过余温度梯度的大小,或反映对流换热的强弱。 (2)雷诺数,,它表示流体流动时惯性力与粘性力的相对大小。 (3)普朗特数,,它反映了流体的动量传递能力与热量 传递能力的相对大小。 (4)毕渥数,,它表示物体内部导热热阻与物体表面对 流换热热阻的比值。 (5)傅立叶数,,是非稳态导热过程的无量纲时间,它表示非稳态导热过程进行的深度。 3、热扩散系数是表征什么的物理量?它与导热系数的区别是什么? 答:热扩散率,与导热系数一样都是物性参数, 它是表征物体被加热或冷却时,物体内各部分温度趋向均匀一致的能力。热扩散率取决于导热系数和的综合影响;而导热系数λ是反映物体的导热能力大小的物性参数。 一般情况下,稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数,但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数,还取决于物体的导温系数。 4、集总参数法的适用条件是什么?满足集总参数法的物体,其内部温度分布有何特点? 答:集总参数法的适用条件是Bi<0.1,其特点是当物体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻时,物体内部在同一时刻均处于同一温度,物体内部的温度仅是时间的函数,而与位置无关 8、影响强制对流换热的表面换热系数的因素有哪些? 答:影响强制对流换热的表面换热系数的因素有流态、流体的物性、换热表面的几何因素等,用函数表示为: 9、沸腾换热的临界热流密度的含义是什么? 答:在泡态沸腾阶段时,液体温度与壁面温度之差若进 一步增大,汽泡在表面上生成、长大,随后引因浮力作用而离开表面。沸腾的液体主体温度这时有一定的过热 度,故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀,直到 逸出液面,由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动,换热强度剧增,热流密度随的提高而急剧增大,直到达到热流密度的峰值,此时的热流密度称为临界热流密度。当进一步增大时,热流密度又开始下降。 14、不凝结气体对表面凝结换热强弱有何影响? 答:不凝结气体的存在,一方面使凝结表面附近蒸汽的分压力降低,从而蒸汽饱和温度降低,使得传热驱动力即温差减小;另一方面,凝结蒸汽穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散,从而增加了阻力。因此,上述两方面原因导致凝结换热时的表面传热系数降低。 15、空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,换热强度降低,为什么? 答:空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,气流扰动越强,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,凝结液膜越厚,凝结换热热阻越大,换热强度降低。 16、写出时间常数的表达式,时间常数是从什么导热问题中定义出来的?它与哪些因素有关? 答:时间常数的表达式为, 是从非稳态导热问题中定义出来的,它不仅取决于几何参数V/A,物性参数PC ,还取决于换热条件h 。 8、其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比,哪个的表面换热系数大?为什么? 答:同一根管子横向冲刷比纵向冲刷相比的表面换热系数大。因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚,热阻较大;而横向冲刷时热边界层较薄且在边 界层由于分离而产生的旋涡,增加了流体扰动,因而换 热增强。 23、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么? 答:采用空心砖较好,因为空心砖内部充满着空气,而空气的导热系数相对较小,热阻较大,空心砖导热性较之实心砖差,同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。 25、北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜?为什么? 答:霜会容易结在树叶的上表面,因为树叶上表面朝向太空,而太空表面的温度会低于摄氏零度;下表面朝向地面,而地球表面的温度一般在零度以上。相对于下表面来说,树叶上表面向外辐射热量较多,温度下降的快,一旦低于零度时便会结霜。 27、窗玻璃对红外线几乎是不透过的,但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和? 答:窗玻璃对红外线几乎不透过,但对可见光则是可透过的,当隔着玻璃晒太阳时,太阳光可以穿过玻璃进入室内,而室内物体发出的红外线却被阻隔在室内,因房 间内温度越来越高,从而感到暖和。 29、用热电偶监测气流温度随时间变化规律时,应如何选择热电偶节点的大小? 答:在其它条件相同时,热电偶节点越大,它的温度变化一定幅度所需要吸收(或放出)的热量越多,此时虽然节点换热表面积也有所增大,但其增大的幅度小于体 λ l h Nu = ν ul =Re λ l h Bi =a ν=Pr 2δ τa Fo =c a ρλ=λc ρ),,,,,,,,(l c t t u f h p f w μαρλ=t ?t ?t ?hA cV ρτ=

传热学常考名词解释

传热过程: 热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧的低温流体的过程。 导热系数: 物体中单位温度降单位时间通过单位面积的导热量。 热对流: 只依靠流体的宏观运动传递热量的现象称为热对流。 表面传热系数: 单位面积上,流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的能量。 保温材料: 国家标准规定,凡平均温度不高于350度导热系数不大于0.12w/(m.k )的材料。 温度场: 指某一时刻空间所有各点温度的总称。 热扩散率: a=c ρλ 表示物体被加热或冷却时,物体内各部分温度趋向均匀一致的能力。 临界热绝缘直径c d :对应于总热阻l R 为极小值的保温层外径称为临界热绝缘直径。 集中参数法: 当1.0B i 时,可以近似的认为物体的温度是均匀的,这种忽略物体内部导热热阻,认 为物体温度均匀的分析方法。 辐射力: 单位时间内,物体的每单位面积向半球空间所发射全波长的总能量。 单色辐射力: 单位时间内,物体的每单位面积,在波长λ附近的单位波长间隔内,向半球空间发射的 能量。 定向辐射力: 单位时间内,物体的每单位面积,向半球空间的某给定辐射方向上,在单位立体角内所 发射全波长的能量。 单色定向辐射力: 单位时间内,物体的每单位面积,向半球空间的某给定辐射方向上,在单位立体角 内所发射在波长λ附近的单位波长间隔内的能量。 辐射强度: 单位时间内,在某给定辐射方向上,物体在与发射方向垂直的方向上的每单位投影面积,在 单位立体角内所发射全波长的能量称为该方向的辐射强度。 有效辐射:单位时间离开单位面积表面的总辐射能。 辐射隔热:为减少表面间辐射换热而采用高反射比的表面涂层,或在表面加设遮热板,这类措施称为辐 射隔热。 黑体: 能全部吸收外来射线,即1=α的物体。 白体: 能全部反射外来射线,即1=ρ的物体,不论是镜面反射或漫反射。 透明体: 能被外来射线全部透射,即1=τ的物体。 热流密度: 单位时间单位面积上所传递的热量。 肋片效率: 衡量肋片散热有效程度的指标,定义为在肋片表面平均温度m t 下,肋片的实际散热量φ与 假定整个肋片表面处在肋基温度o t 时的理想散热量o φ的比值。

传热学试题库含参考答案

《传热学》试题库 第一章概论 一、名词解释 1.热流量:单位时间内所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量 3.导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。 5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。 6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7.对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量,单位为W/(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位为W/(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。 四、简答题 1.试述三种热量传递基本方式的差别,并各举1~2个实际例子说明。 (提示:从三种热量传递基本方式的定义及特点来区分这三种热传递方式) 2.请说明在传热设备中,水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响?如何防止? (提示:从传热过程各个环节的热阻的角度,分析水垢、灰垢对换热设备传热能力与壁面的影响情况) 3. 试比较导热系数、对流传热系数和总传热系数的差别,它们各自的单位是什么? (提示:写出三个系数的定义并比较,单位分别为W/(m·K),W/(m2·K),W/(m2·K))4.在分析传热过程时引入热阻的概念有何好处?引入热路欧姆定律有何意义? (提示:分析热阻与温压的关系,热路图在传热过程分析中的作用。) 5.结合你的工作实践,举一个传热过程的实例,分析它是由哪些基本热量传递方式组成的。(提示:学会分析实际传热问题,如水冷式内燃机等) 6.在空调房间内,夏季与冬季室内温度都保持在22℃左右,夏季人们可以穿短袖衬衣,而冬季则要穿毛线衣。试用传热学知识解释这一现象。 (提示:从分析不同季节时墙体的传热过程和壁温,以及人体与墙表面的热交换过程来解释这一现象(主要是人体与墙面的辐射传热的不同))

国电集团招聘考试2-8-热能工程与动力类专业知识点--传热学知识点讲义整理解剖

传热学知识点 1.传热学:研究热量传递规律的科学。 2.热量传递的基本方式:热传导、热对流、热辐射。 3.热传导(导热):物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。(纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。) 4.热流密度:通过单位面积的热流量(W /m 2)。 5.热对流:由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。热对流只发生在流体之中,并伴随有导热现象。 6.自然对流:由于流体密度差引起的相对运功c 7.强制对流:出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。 8.对流换热:流体流过固体壁面时,由于对流和导热的联合作用,使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。 9.辐射:物体通过电磁波传播能量的方式。 10.热辐射:由于热的原因,物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。 11.辐射换热:不直接接触的物体之间,出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。 12.传热过程;热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。 13.传热系数:表征传热过程强烈程度的标尺,数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度)/(2k m W ?。 14.单位面积上的传热热阻:k R k 1= 单位面积上的导热热阻:λ δλ=R 。 单位面积上的对流换热热阻:h R 1= λ 对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。 15.导热系数λ 是表征材料导热性能优劣的系数,是一种物性参数,不同材料的导热系数的数值不同,即使是同一种材料,其值还与温度等参数有关。对于各向异性的材料,还与方向有关。 常温下部分物质导热系数:银:427;纯铜:398;纯铝:236;普通钢:30-50;水:0.599;空气:0.0259;保温材料:<0.14;水垢:1-3;烟垢:0.1-0.3。 16.表面换热系数h

传热学浅谈

水质与传热 水质科学与技术是我的专业,传热学是我所学的课程,而我们更习惯于以专业的角度来了解和分析传热学,亦或者说,我们更关注传热学中那些关于水质的我们感兴趣的部分,因此,自然地,我所着眼探究的便是本专业水质科学与本课程传热学之间的联系,相信不管是对于传热课的学习还是对于专业知识的拓展都会是大有裨益的。 我们知道传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。但实际工业生产中,往往热量的传递并不单纯的以某一种方式传递,而是以上面三种基本方式的组合方式进行传热,其中最具代表性的就是对流换热了,而这也是与我们水质能产生紧密联系的部分,因为在工业生产实际中,很多情况下,水以及水蒸气都被广泛采用作为传热的工质,所以作为传热的重要介质,水的某些特性必然会在某种程度上对传热的过程造成影响。 任何一门理论,只有结合实际方才有其研究的必要,同时也不会使其成为只限于书本的死知识。就我们学习传热学而言,我们专业的学习应用方向和本课程的学习目的都是为电厂服务的,所以我们应该联系实际中电厂中具体问题来说明和探究我所写作的题目------水质和传热之间的关系。 在电厂中,其核心是发电系统,其中由于水电站和风电所涉及的更多的是机械能直接发电,与我们所要讨论的核心------热能关联不大,我们把注意力放在以热能发电的火电厂和核电站上。这两种电厂大致的发电系统模式和发电机理是一致的,唯一的不同是产生热能的

源头不同,前者是利用煤的燃烧产生热能,而后者则是将核能转化为热能,这也使两种发电系统中拥有锅炉和反应堆这两种完全不同的热能产生装置,但这些不同点不是我们传热所关注的,我们以纯粹探究传热的眼光只会看到他们都放出了热,我们只关心这放出的热能,是如何在整个发电系统中传递,这便是我们传热所研究的对象,而由于在目前火电厂和核电站都是采用水作为工质,那么水必然会影响到整个过程的传热问题,事实上,我们水质所研究的原本也就是涉及传热的某些问题。具体到电厂的发电系统,传热学在两大传热设备中有着深刻广泛的体现和应用,即锅炉和冷凝器。 前面说到不论是火电还是核电,当他们在锅炉里或反应堆中产生热能后,后续过程将是依靠工质------水来将热能吸收转而依靠水的流动性,将这部分热能带往系统中的汽轮机发电。那么这水吸收锅炉中煤释放的热能过程即为我们所关注的传热问题。 我们知道整个发电系统是一个能量转化的系统,我们是要将较低品质的热能最终转变成高品质的电能,由热力学第二定理我们知道这两者之间的转换是有效率的,是需要以耗散一部分热能为代价才能进行的过程,事实上,在电厂发电的实际过程中,这种效率存在而且很低,这意味着我们所燃烧的煤释放的热能很大一部分都做了无用功,在能源日益紧缺的今天,这显然不是我们所希望看到的,于是我们致力于怎样提高电厂的发电效率,使在使用等量的煤的情况下发出更多的电。而提高锅炉的热效率,无疑有助于这一目的的实现,而在改善锅炉的热效率中,我们一方面是要改善燃烧使煤的化学能充分转化为

传热学名词解释

第一章概论 1.热流量:单位时间内所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量 3.导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。 5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。 6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7.对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量,单位为W/(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位为W/(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。 第二章热传导 1.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称。一般来说,它是空间坐标和时间坐标的函数。 2.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面(或线)。 3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。 4.热导率:物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值,数值上等于1 K/m的温度梯度作用下产生的热流密度。热导率是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。 5.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。 6.稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。 7.非稳态导热:物体中各点温度随时间而改变的导热过程。 8.傅里叶定律:在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。 9.保温(隔热)材料:λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。 10.肋效率:肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。 11.接触热阻:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。 12.定解条件(单值性条件):使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件,包括初始条件和边界条件。 第三章对流传热 1.速度边界层:在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。 2.温度边界层:在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。 3.定性温度:确定换热过程中流体物性的温度。 4.特征尺度:对于对流传热起决定作用的几何尺寸。

传热学知识点资料讲解

常用的相似准则数:①努谢尔特:Nu=aL/λ分子是实际壁面处的温度变化率,分母是原为l的流体层导热机理引起的温度变化率反应实际传热量与导热分子扩散热量传递的比较。Nu大小表明对流换热强度。②雷诺准则Re=WL/V Re大小反映了流体惯性力和粘性力相对大小。Re是判断流态的。③格拉小夫准则Gr=gβ△tL3/V2 Gr的大小表明浮升力和粘性力的的相对大小,Gr表明自然流动状态兑换热的影响。 ④普朗特准则: Pr=V/a Pr表明动量扩散率与热量扩散率的相对大小。 辐射换热时的角系数:①相对性②完整性③可加性 热交换器通常分为三类:间壁式、混合式和回热式,按传热表面的结构形式分为管式和板式间壁式热交换器按两种流体相互间的流动方向热交换器分为分为顺流,逆流,交叉流。 导温系数α也称为热扩散系数或热扩散率,它象征着物体在被加热或冷却是其内部各点温度趋于均匀一致的能力。Α大的物体被加热时,各处温度能较快的趋于一致。传热学考研总结 1傅里叶定律:单位时间内通过单位截面积所传递的热量,正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率 2集总参数法:忽略物体内部导热热阻的简化分析方法 3临界热通量:又称为临界热流密度,是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值 4效能:表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比 5对流换热是怎样的过程,热量如何传递的? 对流换热:指流体各部分之间发生宏观运动产生的热量传递与流体内部分子导热引起的热量传递联合作用的结果。对流仅能发生在流体中,而且必然伴随有导热现象。 对流两大类:自然对流(不依靠泵或风机等外力作用,由于流体内部密度差引起的流动)与强制对流(依靠泵或风机等外力作用引起的流体宏观流动)。 影响换热系数因素:流体的物性,换热表面的形状与布置,流速,流动起因(自然、强制),流动状态(层流、湍流),有无相变。 6何谓凝结换热和沸腾换热,影响凝结换热和沸腾换热的因素? 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,将汽化潜热传递给壁面的过程称为凝结过程。 如果凝结液体能很好的润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结。 如果凝结液体不能很好地润湿壁面,在壁面上形成一个个小液珠,这种凝结方式称为珠状凝结。 液体在固液界面上形成气泡引起热量由固体传递给液体的过程称为沸腾换热。 按沸腾液体是否做整体流动可分为大容器沸腾(池沸腾)和管内沸腾;按液体主体温度是否达到饱和温度可分为饱和沸腾和过冷沸腾。 不凝结气体对凝结换热过程的影响:在靠近液膜表面的蒸气侧,随着蒸气的凝结,蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大;蒸气在抵达液膜表面进行凝结前,必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层,因此,不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。 影响凝结换热的因素:不凝结气体、蒸汽流速、管内冷凝、蒸汽过热度、液膜过冷度及温度分布非线性。 影响沸腾换热的因素:不凝结气体(使沸腾换热强化)、过冷度、重力加速度、液位高度、管内沸腾。 7强化凝结换热和沸腾换热的原则? 强化凝结换热的原则:减薄或消除液膜,及时排除冷凝液体。 强化沸腾换热的原则:增加汽化核心,提高壁面过热度。 8试以导热系数为定值,原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例,说明过程中平壁内部温度变化的情况,着重指出几个典型阶段。 首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升,而其余部分则仍保持原来的温度,随着时间的推移,温度上升所波及的范围不断扩大,经历了一段时间后,平壁的其他部分的温度也缓慢上升。 主要分为两个阶段:非正规状况阶段和正规状况阶段 9灰体有什么主要特征?灰体的吸收率与哪些因素有关?

传热学现象

问题1 冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来为什么感到很暖和?并且经过拍打以后,为什么效果更加明显? 回答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进入更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小,具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。 问题2 冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风比无风时感到更冷些? 回答:假定人体表面温度相同时,人体的散热在有风时相当于强制对流换热,而在无风时属自然对流换热(不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时)。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多,所以感到更冷一些。 讨论:读者应注意的是人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低,即当人体散热量低时感到热,散热量高时感到冷,经验告诉我们,当人的皮肤散热热流为58W/㎡时感到热,为232W/㎡时感到舒服,为696W/㎡时感到凉快,而大于为928W/㎡时感到冷。 问题3 夏季在维持20℃室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季保持在22℃的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服? 回答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高,因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。而冬季室外气温比室内气温低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。因此,尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃,但人体在冬季通过

辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。 问题4 利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大? 回答:当其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加热阻,因此,要达到相同的制冷室温度,必然要求蒸发器处于更低的温度。所以,结霜的冰箱耗电量更大。 问题5 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉得更快一些,你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水?为什么? 回答:从稀饭到凉水是一个传热过程。显然,稀饭和水的换热在不搅动时属自然对流。而稀饭的换热比水要差。因此要强化传热增加散热量,应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。 问题6 在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么? 回答:在其他条件相同时,实心砖材料如红砖的导热系数约为0.5W/(m·K)(35℃),而多孔空心砖中充满着不动的空气,空气在纯导热(即忽略自然对流)时其导热系数很低,是很好的绝热材料。因而用多孔空心砖好。 问题7 电影《泰坦尼克号》里,男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。试从传热学的观点解释这一现象。

有限时间热力学概论及应用浅谈

有限时间热力学概论及应用举例 摘要:有限时间热力学所得结果具有普适性,其研究结果已成为热物理学的一个重要基础。许多学者利用有限时间热力学方法对单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型进行了大量研究,获得了一些比经典热力学对于工程设计和优化更具有实际指导意义的新结论。综述了有限时间热力学的概念由来、发展近况、以及利用有限时间热力学理论对不同传热规律下单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型研究的最新进展,包括不同传热规律下内可逆和不可逆卡诺热机、制冷机和热泵循环的最优性能研究进展,蒸汽压缩式热泵的分析及优化研究,余热驱动内可逆VM循环热泵的分析优化及研究。 关键词:CA效率;分析与优化;正反向循环;有限时间热力学 0 有限时间热力学概念的诞生 自70年代中期以来,以寻求热力过程的性能极限、达到热力学优化为目标的研究工作在物理学和工程学领域均取得了进展。在物理学领域被称为/有限时间热力学或/内可逆热力学,而在工程学领域被称为/熵产生最小化或/热力学优化理论[1~3]。两者的根本点是一致的,即以热力学与传热学、流体力学和其他传输过程基本理论相结合促使热力学发展为基本特征,在有限时间和有限尺寸约束条件下,以减少系统不可逆性为目标,优化存在传热、流体流动和传质不可逆性的实际热力系统性能[4~6]。本文统一称之为/有限时间热力学。 卡诺定理,它确定了工作于T且和T L 温度间的一切热机所能达到的效率界限。这个界限就是著名的卡诺效率 H L c T T - =1 η)1(但是,实际上存在热阻,要使循环可逆运行,要求循环的等温部分必须以无限缓慢的速度进行,因而循环的周期趋于无限,循环的输出功率为零。任何一台实用热机,都要求有一定的输出功率,都必须使循环在有限时间内运行。此外,实际上还存在热漏、摩擦等不可逆因素,也会使循环的效率降低。所以自古至今,还没有一台热机能达到理想的可逆效率界限,而且一般相差甚远。 经典热力学理论还发展了另一条讨论过程性能界限的途径,这就是引进了热力势的概念。传统的热力势是个态函数,两个状态之间的势差,正是系统在一定的约束条件下从一状态到另一状态所能作出的最大功。例如,初末两态间的吉布斯函数差一游,就

传热学_-常考名词解释和简答题

热阻:反映阻止热量传递的能力的综合参量。 肋效率:征肋片散热的有效程度。肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下得散热量之比。 接触热阻:在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气,与两个固体便面完全接触相比,增加了附加的传递阻力,称为接触热阻。 换热器的污垢热阻:换热器在运行中积起的垢层的导热阻力,它所表现出来的一个当量的热阻值。491 导热系数:物体中单位温度降单位时间通过单位面积的导热量。热边界层及厚度:在对流传热条件下,主流与壁面之间存在着温度差,在壁面附近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈的变化,而在此薄层之外,流体的温度梯度几乎为零,此薄层称为温度边界层. 定性温度:定性温度为流体的平均温度。 汽化核心:加热表面能产生气泡的地点。 黑度:实际辐射力E和同温度下黑体的辐射力Eb之比 黑体指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。 灰体:对于各种波长的电磁波的吸收系数为常数且与波长无关的物体,其吸收系数介于0与1之间的物体。 有效辐射:有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能,记为J。 投射辐射:单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的总辐射能。 重辐射面:表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。 简单逆流式换热器: 定向辐射强度:从黑体单位可见面积发射出去的落到空间任意方向的单位立体角中的能量,称为定向辐射强度。 膜状凝结:如果凝结液体很好地润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式就称为膜状凝结。 珠状凝结:当凝结液体不能很好地润湿壁面时,凝结液体在壁面上形成以个个的小液珠,称为珠状凝结。 热扩散率:定义式为a=λ/ρc,它表示物体在加热或冷却中,温度趋于均匀一致的能力。这个综合物性参数对稳态导热没有影响,但是在非稳态导热过程中,它是一个非常重要的参数。 定向辐射强度:指垂直于辐射方向的物体单位表面积在单位时间、单位立体角内向外发射出的辐射能量。是一表征物体表面沿不同方向发射能量的强弱的物理量。 特征尺寸:在分析计算中作为依据的对换热有决定意义的尺寸。辐射力:辐射力是指单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射出去的全部波长的辐射能的总量,它的常用单位是W/㎡。 对流换热和表面传热系数:流体经过固体表面时流体与固体间的热量交换。对流传热基本计算式——牛顿冷却公式中的比例系数,一般记做h,以前又常称对流换热系数,单位是W/(㎡*K),含义是对流换热速率。 烧毁点:燃料元件发生烧毁的位置。傅立叶定律及其表达式:在导热的过程中,单位时间内通 过给定截面的导热量,正比于垂直该截面方向上的变化率 和截面面积,而热量传递的方向则与温度升高的方向相 反。 △Q=—λAdt/dx 牛顿冷却公式:对单位面积有 q=h△t ;对于面积为A 的接触面:Ф=Ah△tm(m是下标) 黑体辐射的四个基本定律:①斯忒藩—波尔兹曼定律②普 朗克定律③兰贝特定律④维恩定律 基尔霍夫定律:在给定温度下,对于给定波长,所有物体 的比辐射率与吸收率的比值相同,且等于该温度和波长下 理想黑体的比辐射率。 相似原理的基本内容及其应用: Bi数:hl/入固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。 Fo数:aτ/l2非稳态过程的无量纲时间,表征过程进行 的深度。 Nu数:hl/λ壁面上的流体无量纲温度梯度。 Re数:ul/v 惯性力与粘性力之比的一种度量。 Pr数:μсp/λ=v/a 动量扩散能力与热量扩散能力的一 种度量。 Gr数:gl3αv△t/v2浮升力与粘性力之比的一种量度。 1.热量传递有哪几种基本方式?它们各自的传热机理是 什么? 热量传递有三种基本方式:导热、对流和热辐射。 物体各部分间不发生相对位移时,依靠分子、原子及 自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为导 热(或称为热传导)。 对流是指由于流体的宏观运动,从而流体各部分之间 发生相对位移、冷热流体相互掺混所引起的热量传递过 程。 物体会因为各种原因发出辐射能,其中因为热的原因 发出辐射能的现象称为热辐射。自然界中各个物体都不停 地向空间发出热辐射,同时又不断地吸收其他物体发出的 热辐射。辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式 进行的物体间的热量传递——辐射换热。 2.什么叫传热过程?传热系数的定义及物理意义是什 么? 热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧的流体 中去的过程称为传热过程。 传热系数,数值上它等于冷、热流体间温压 1 t?=℃、传热面积2 1 A m =时的热流量的值, 是表征传热过程强烈程度的标尺。传热过程越强,传热系 数越大,反之越小。 3.简述接触热阻,污垢热阻的概念。 两个名义上互相接触的固体表面,实际上接触仅发 生在一些离散的面积元上。在未接触的界面之间的间隙中常 常充满了空气,热量将以导热及辐射的方式穿过这种气隙 层。这种情况与两固体表面真正完全接触相比,增加了附加 的传递阻力,称为接触热阻。 换热器运行一段时间后,换热面上常会积起水垢、 污泥、油污、烟灰之类的覆盖物垢层。所有这些覆盖物层都 表现为附加的热阻,使传热系数减小,换热器性能下降。这 种热阻称为污垢热阻。 4.简述对流换热和传热过程的区别、表面传热系数(对流换 热系数)和传热系数的区别。 对流换热是指流体流过一个物体表面时的热量传递过 程。 传热过程是指热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另 一侧的流体中去的过程。传热过程包含着三个环节:(1)从 热流体到壁面高温侧的热量传递;(2)从壁面高温侧到壁面 低温侧的热量传递,亦即穿过固体壁的导热;(3)从壁面低 温侧到冷流体的热量传递。 表面传热系数是对流换热计算时的比例系数, h A t Φ = ?,它不仅取决于流体的物性以及换热表面的 形状、大小与布置,而且还与流速有密切的关系。 传热系数为传热过程计算时的比例系数, 12 1 11 k h h δ λ = ++ ,其大小不仅取决于传热过程的 两种流体的种类,还与过程本身有关。 5.简述导热系数,表面传热系数和传热系数之间的区别。 导热系数是表征材料导热性能优劣的参数,即是一 种物性参数。不同材料的导热系数值不同,即使是同一种材 料,导热系数值还与温度等因素有关。 表面传热系数是表征对流换热强弱的参数,它不仅取决 于流体的物性以及换热表面的形状、大小与布置,而且还与 流速有密切的关系,是取决于多种因素的复杂函数。 传热系数是表征传热过程强烈程度的标尺,其大小 不仅取决于参与传热过程的两种流体的种类,还与过程本身 有关,如流速的大小,有无相变等。 6.简述温度场,等温面,等温线的概念。 物体中存在着温度的场,称为温度场,它是各时刻物体 中各点温度分布的总称。 温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为等温面。在 任何一个二维的截面上等温面表现为等温线。

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