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传热学教案 第1-2-3章

传热学教案 第1-2-3章
传热学教案 第1-2-3章

《传热学》课教案

《传热学》课教案 本课程共27学时,讲课23学时,实验4学时。属院级必修课。 每一节课都应做到承前启后。 (第一次课) 一、主要内容 第1章绪论 1、引言 2、热量传递的三种基本形式 3、传热过程 第2章导热理论和一维稳态导热 1、立叶定律及导热系数 二、讲课重点 1、傅立叶定律 2、导热系数 三、讲课难点 1、引言中的热量传递三种基本形式及传热量计算 2、导热系数 四、举例 1、传热的增强和削弱技术 举例为暖气供热,说明哪部分是需要增强的传热,哪部分是需要削弱传热,说明其增强和削弱传热的技术措施。 2、确定温度场和控制所需的温度 举例为:研究热应力时需先确定温度场,以连铸机拉矫辊温度场的确定为例加以说明。 (第二次课) 一、主要内容 第2章导热理论和一维稳态导热 1、导热方程及单值性条件 2、单层平壁的稳态导热 3、多层平壁的稳态导热 二、讲课重点 1、导热微分方程 2、单值性条件:包括第三类边界条件(对流边界条件)、第一类边界条件(温度边界条件)和初始条件。 3、平壁导热的热阻表达式 三、讲课难点

1、导热微分方程的推导 2、第三类边界条件中等式两端正负号一致问题 四、举例 1、书中例2-1 2、导热系数随温度变化时平壁内的温度分布 3、解释温度曲线凸向的原因 (第三次课) 一、主要内容 第2章导热理论和一维稳态导热 1、无限长圆筒壁的稳态导热 2、球壁的稳态导热 3、通过等截面棒的稳态的导热 4、各种肋片散热量的计算 二、讲课重点 1、无限长圆筒壁热阻的表达式 2、球壁热阻的表达式 3、等截面棒模型温度分布的分析及应用的场合 三、讲课难点 1、等截面棒温度场的推导及换热量的计算 四、举例 结合例题,讲述圆球法测定粒状材料的导热系数的实验,说明实验原理、方法、步骤及实验数据的处理方法。 (第四次课) 一、主要内容 第3章非稳态导热 1、非稳态导热过程的特点 2、无限大平板的加热和冷却 二、讲课重点 1、非稳态导热过程的特点 2、无限大平板的加热或冷却问题数学模型的建立 三、讲课难点 1、无限大平板非稳态导热问题数学模型的求解,即分离变量法 2、详细推导此数学模型的求解过程 四、举例 1、介绍本书中应用图表法求解无限大平板的加热或冷却问题,介绍图表法的求解思路,即:

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。

计算传热学中国石油大学(华东)第四章大作业

取步长δx=0.02。已知x=0,Φ=0;x=1,Φ=1.令k=ρu/Γ计算结果图表: 程序及数据结果: 追赶法: #include #include #include #define N 49 void tdma(float a[],float b[],float c[],float f[],float x[]); void main(void) { int i; float x[49]; float k; printf("请输入k值:\n",k); scanf("%f",&k); static float a[N],b[N],c[N],f[N]; a[0]=0; a[48]=2+0.02*k; b[0]=4; b[48]=4; c[0]=2-0.02*k; c[48]=0; f[0]=0; f[48]=2-0.02*k; for(i=1;i

a[i]=2+0.02*k; b[i]=4; c[i]=2-0.02*k; f[i]=0; } tdma(a,b,c,f,x); for(i=0;i=0;i--) x[i]=P[i]*x[i+1]+Q[i]; return; } 结果: (1)k=-5 请输入k值: -5 x[0]=0.095880 x[1]=0.182628 x[2]=0.261114 x[3]=0.332126 x[4]=0.396375 x[5]=0.454504 x[6]=0.507098 x[7]=0.554683 x[8]=0.597736 x[9]=0.636688 x[10]=0.671931 x[11]=0.703818 x[12]=0.732667 x[13]=0.758770

工程热力学课程教案完整版

工程热力学课程教案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

《工程热力学》课程教案 *** 本课程教材及主要参考书目 教材: 沈维道、蒋智敏、童钧耕编,工程热力学(第三版),高等教育出版社,2001.6手册: 严家騄、余晓福着,水和水蒸气热力性质图表,高等教育出版社,1995.5 实验指导书: 华北电力大学动力系编,热力实验指导书,2001 参考书: 曾丹苓、敖越、张新铭、刘朝编,工程热力学(第三版),高等教育出版社,2002.12 王加璇等编着,工程热力学,华北电力大学,1992年。 朱明善、刘颖、林兆庄、彭晓峰合编,工程热力学,清华大学出版,1995年。 曾丹苓等编着,工程热力学(第一版),高教出版社,2002年 全美经典学习指导系列,[美]M.C. 波特尔、C.W. 萨默顿着郭航、孙嗣莹等 译,工程热力学,科学出版社,2002年。 何雅玲编,工程热力学精要分析及典型题精解,西安交通大学出版社,2000.4 概论(2学时) 1. 教学目标及基本要求 从人类用能的历史和能量转换装置的实例中认识理解:热能利用的广泛性和特殊性;工程热力学的研究内容和研究方法;本课程在专业学习中的地位;本课程与后续专业课程乃至专业培养目标的关系。 2. 各节教学内容及学时分配 0-1 热能及其利用(0.5学时) 0-2 热力学及其发展简史(0.5学时) 0-3 能量转换装置的工作过程(0.2学时) 0-4 工程热力学研究的对象及主要内容(0.8学时) 3. 重点难点 工程热力学的主要研究内容;研究内容与本课程四大部分(特别是前三大部分)之联系;工程热力学的研究方法 4. 教学内容的深化和拓宽 热力学基本定律的建立;热力学各分支;本课程与传热学、流体力学等课程各自的任务及联系;有关工程热力学及其应用的网上资源。 5. 教学方式 讲授,讨论,视频片段 6. 教学过程中应注意的问题

传热学考研知识点总结(良心出品必属精品)

传热学考研知识点总结 对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?如下是小编整理的传热学考研知识点总结,希望对你有所帮助。 传热学考研知识点总结§1-1 “三个W” §1-2 热量传递的三种基本方式§1-3 传热过程和传热系数 要求:通过本章的学习,读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的计算,能对工程实际中简单的传热问题进行分析。作为绪论,本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化,具体更深入的讨论在随后的章节中体现。本章重点: 1.传热学研究的基本问题物体内部温度分布的计算方法热量的传递速率增强或削弱热传递速率的方法 2.热量传递的三种基本方式 (1).导热:依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。傅立叶导热公式: (2).对流换热:当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。牛顿冷却公式: (3).辐射换热:任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力,辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能直线传播,所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。黑体热辐射公式:实际物体热辐射: 传热过程及传热系数:热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。最简单的传热过程由三个环节串联组成。 传热学研究的基础 傅立叶定律 能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律四次方定律本章难点 1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同,但却可以同时存在于一个传热现象中。 2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程,且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。 思考题: 1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和,经过拍打以后,效果更加明显。为什么? 2.试分析室内暖气片的散热过程。 3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。试用传热学观点解释原因。 4.从教材表1-1给出的几种h数值,你可以得到什么结论? 5.夏天,有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起,一个表面已结霜,另一个则没有。请问哪个容器的隔热性能更好,为什么? §2-1 导热的基本概念和定律§2-2 导热微分方程§2-3 一维稳态导热§2-4伸展体的一维稳态导热 要求:本章应着重掌握Fourier定律及其应用,影响导热系数的因素及导热问题的数学描写——导热微分方程及定解条件。在此基础上,能对几种典型几何

数值传热学陶文铨第四章作业

4-1 解:采用区域离散方法A 时;网格划分如右图。内点采用中心差分 23278.87769.9 T T T === 22d T T=0dx - 有 i+1i 12 2+T 0i i T T T x ---=? 将2点,3点带入 32122 2+T 0T T T x --=? 即321 209T T -+= 432322+T 0T T T x --=?4321322+T 0T T T x --=? 即4 321 209 T T T -+-= 边界点4 (1)一阶截差 由x=1 1dT dx =,得 431 3 T T -= (2)二阶截差 11B M M q x x x T T S δδλλ -=++ 所以 434111. 1. 36311 T T T =++ 即 431 22293 T T -= 采用区域离散方法B 22d T T=0dx - 由控制容积法 0w e dT dT T x dT dT ????--?= ? ????? 所以代入2点4点有 322121011336 T T T T T ----= 即 239 028T T -=

544431011363 T T T T T ----= 即 34599 02828T T T -+= 对3点采用中心差分有 432 32 2+T 013T T T --=?? ??? 即 23499 01919 T T T -+= 对于点5 由x=1 1dT dx =,得 541 6 T T -= (1)精确解求左端点的热流密度 由 ()2 1 x x e T e e e -= -+ 所以有 ()22 20.64806911x x x x dT e e q e e dx e e λ -====- +=-=++ (2)由A 的一阶截差公式 21 0.247730.743113 x T T dT q dx λ =-=-= =?= (3)由B 的一阶截差公式 0 0.21640 0.649213 x dT q dx λ =-=-= = (4)由区域离散方法B 中的一阶截差公式: 210.108460.6504()B B T T dT dx x δ-?? ==?= ? ?? 通过对上述计算结果进行比较可得:区域离散B 有控制容积平衡法建立的离散方程与区域离散方程A 中具有二阶精度的格式精确度相当! 4-3 解:将平板沿厚度方向3等分,如图

工程热力学与传热学(第三讲)2-3、4、5

第三节状态方程与状态参数坐标图 系统的状态是由状态参数来描述的,各个状态参数分别从不同的角度描述系统状态的某种特性。当系统与环境发生相互作用、状态发生改变时,状态参数会发生相应的变化, 如:对气缸中的气体进行压缩时,不仅工质的容积要缩小,且工质的温度、压力也随之改变。 即,各个状态参数是以一定的函数关系相互制约的。 状态方程:表示基本状态参数之间函数关系的方程称为状态方程。 如:P=f(v、T)或v=f(p、T)或T=f(p、v) 表示简单热力系统的平衡状态可由任意两个参数确定。 再如:理想气体的状态方程PV=nRT 状态方程通常是由实验确定的,也可有理论推导求出。 理论上和工程中经常采用两个参数组成的状态参数坐标图来描述和分析其状态和状态变化。 热力学中经常采用的状态参数坐标图有: 压力—比容图(P-v)、温度—熵图(T-S)、焓—熵图(H-S)等。如图2-3所示的P-v图。 图中,系统的某个平衡态在坐标图中会有一个点与之对应;反之图上任意点,代表了系统的一个平衡态。非平衡态的状态参数没有确定的值,无法在图中表示。 状态参数坐标图的优点(与状态方程相比):直观、简便、便于分析。 缺点:不能给出过程中各参数之间精确的数量关系。 第四节热力过程及其描述 一、热力过程 一个处于平衡态的热力学系统,如果没有外界影响,它将永远保持平衡状态。一旦系统与外界发生了相互作用(如有功的作用、压力改变等),系统就会发生

状态改变。 热力过程(过程):系统从一个状态变化到另一个状态所经历的状态称为热力过程。 实质:一系列状态点组成的轨迹。 二、准静态(准平衡)过程 在实际热力过程中,由于各种因素的影响,系统内部的状态往往不是通一、同时改变的,而是由外到里或由里到外逐渐改变的。如对容器内的气体加热过程中,一般是靠近器壁的气体先升高温度,中心位置的气体温度后升高,制导系统与外界形成热量交换的动态平衡时,系统内部各点的参数才逐渐变为一致,即形成了新的平衡态。在这个变化过程中,存在一系列无法确定的中间状态,它们不是平衡态,为了便于分析研究,引入准静态过程的概念。 准静态(准平衡)过程:系统由平衡态(I )变化到平衡态(II )的过程中,所经历的每一个中间状态都可看作平衡态,这样的过程均称为准静态(准平衡)过程。 例如,要将汽缸内气体的压力由P 1增大到P 2。采取的方法是:在汽缸活塞上,一粒一粒地加上细沙,活塞降一点一点地向下移动,直到所加的压力达到P 2.由于每次所加的力很小,这个过程非常缓慢。我们可以认为每加一粒细沙时,系统都能迅速地恢复平衡,达到新的平衡态。这个过程就可认为是准平衡态过程。见图2-4(a )、(b )所示。 准静态(准平衡)过程的条件:破坏平衡的速度(U 破)远远小于恢复平衡的速度(U 恢)。 注意:① 不同的准静态过程在图上表示出来的曲线不同; ② 对于非准静态过程,由于系统内部处于非平衡态,在参数坐标图1)(a )( b P 1P 2P 12图上的表示 准静态过程及在图V P --42

传热学教案6详解

第六章 凝结与沸腾换热 1 、重点内容: ① 凝结与沸腾换热机理及其特点; ② 膜状凝结换热分析解及实验关联式; ③ 大容器饱和核态沸腾及临界热流密度。 2 、掌握内容:掌握影响凝结与沸腾换热的因素。 3 、了解内容:了解强化凝结与沸腾换热的措施及发展现状、动态。 蒸汽遇冷凝结,液体受热沸腾属对流换热。其特点是:伴随有相变的对流换热。工程中广泛应用的是:冷凝器及蒸发器、再沸器、水冷壁等。 6-1 凝结换热现象 一、基本概念 1.凝结换热现象 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,将汽化潜热释放给固体壁面,并在壁面上形成凝结液的过程,称凝结换热现象。 2.凝结换热的分类 根据凝结液与壁面浸润能力不同分两种: (1)膜状凝结: ①定义:凝结液体能很好地湿润壁面,并能在壁面上均匀铺展成膜的凝结形式,称膜状凝结。 ②特点:壁面上有一层液膜,凝结放出的相变热(潜热)须穿过液膜才能传到冷却壁面上,此时液膜成为主要的换热热阻。 (2)珠状凝结 ①定义:凝结液体不能很好地湿润壁面,凝结液体在壁面上形成一个个小液珠的凝结形式,称珠状凝结。 产生珠状凝结时,所形成的液珠不断发展长大,在非水平的壁面上,因受重力作用,液珠长大到一定尺寸后就沿壁面滚下。在滚下的过程中,一方面会合相遇的液珠,合并成更大的液滴,另一方面也扫治了沿途的液珠,使壁面重复液珠的形成和成长过程。图6-3是珠状凝结的照片,从中可清楚地看出珠状凝结时壁面上不同大小液滴的存在情况。 θ小则液体湿润能力强,就会铺展开来。一般情况下,工业冷凝器,形成膜状凝结,但珠状凝结的形成比较困难且不持久。 特点:凝结放出的潜热不须穿过液膜的阻力即可传到冷却壁面上。 所以,在其它条件相同时,珠状凝结的表面传热系数定大于膜状凝结的传热系数。 3.产生的条件:固体壁面温度w t 必须低于蒸气的饱和温度s t ,即w s t t 。 实验查明,几乎所有的常用蒸气,包括水蒸气在内,在纯净的条件下均能在常用工程材料的洁净表面上得到膜状凝结。在大多数工业冷凝器中,例如动力与制冷装置的冷凝器上,实际上都得到膜状凝结。 6-2 膜状凝结分析解及关联式 一、纯净蒸汽层流膜状凝结分析解 1.努塞尔微分方程组根据:液体膜层的导热热阻是凝结过程的主要热阻。 1916年,努塞尔在理论分析中作了若干合理假设,从而揭示了有关物理参数对凝结换热的影响。

第二章 传热习题答案

【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm 厚的松木,中层为软木层,外层为51 mm 厚的混凝土所组成。内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为, 3, W/(m ·K),要求该冷藏室的热损失为15W/m 2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解:三层平壁的导热。 1)所需软木的厚度2b 由 ∑=-=3141i i i b T T q λ 得 151 .0019.00433.0762.0051.08.174.29152+++=b 解得: m b 128.02= 2)松木和软木接触面处的温度3T 由 151 .0019 .08.17153+==T q 解得:9.153-=T ℃ 解题要点:多层平壁热传导的应用。 【2-2】为减少热损失,在外径为150 mm 的饱和蒸汽管道外加有保温层。已知保温材料的热导率λ=+ 198 T(式中T 为℃),蒸汽管外壁温度为180 ℃,要求保温层外壁温度不超过50 ℃,每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m ·s)以下,问保温层厚度应为多少(计算时可假定蒸汽在180 ℃下冷凝)。 解:保温层平均热导率为: )./(126.02 501801098.1103.04K m W =+??+=-λ 由于本题已知的是蒸汽管道外壁面温度,即保温层内壁面温度,故为一层导热。

由 )()(21 221r r Ln T T L Q -=λπ 得: )()(21 221r r Ln T T L Q -=πλ (1) 式中:m W L Wr L Q /9.2011 103.20191013 4=???==- 将其及其它已知数据代入式(1)得: )075 .0()50180(126.029.2012r Ln -??=π 解得:m r 125.02= mm m 5005.0075.0125.0==-=∴δ壁厚 解题要点:单层圆筒壁热传导的应用。 【2-8】烤炉内在烤一块面包。已知炉壁温度为175 ℃,面包表面的黑度为,表面温度为100 ℃,表面积为 5 m 2,炉壁表面积远远大于面包表面积。求烤炉向这块面包辐射 传递的热量。 解:两物体构成封闭空间,且21S S <<,由下式计算辐射传热量: W T T S Q 0.65)448373(0645.085.01067.5) (448424111012-=-????=-=-εσ 负号表示炉壁向面包传递热量。 解题要点:辐射传热的应用,两个灰体构成的封闭空间。 【2-10】在逆流换热器中,用初温为20 ℃的水将1.25 kg/s 的液体[比热容为 kJ/(kg ·K)、密度为850 kg/m 3 ]由80 ℃冷却到30 ℃。换热器的列管直径为Φ25 mm ×2.5 mm,水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为850 W/(m 2·K )和1 700W/(m 2·K ),污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50 ℃,求水的流量和换热器的传热面积。

(整理)传热学知识点.

传热学主要知识点 1.热量传递的三种基本方式。 热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。

2.导热的特点。 a 必须有温差; b 物体直接接触; c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量; d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。

3.对流(热对流)(Convection)的概念。 流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。 4对流换热的特点。 当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点: a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差 c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。 [] W )(∞-=t t hA Φw [] 2m W )( f w t t h A Φq -==

6. 热辐射的特点。 a 任何物体,只要温度高于0 K,就会不停地向周围空间发出热辐射; b 可以在真空中传播; c 伴随能量形式的转变; d 具有强烈的方向性; e 辐射能与温度和波长均有关; f 发射辐射取决于温度的4次方。

7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。 表面传热系数:当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。影响h因素:流速、流体物性、壁面形状大小等。传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。 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。

传热学_简答题

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 π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。

传热学考研知识点总结

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 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紊流,紊流边界层内紧靠壁面处仍有层流底层。 13液体发生大容器饱和沸腾时,随着壁面过热度的增高,会出现哪几个换热规律不同的区域?这几个区域

最新传热学知识点

传热学主要知识点 1. 热量传递的三种基本方式。 热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。 2.导热的特点。 a 必须有温差; b 物体直接接触; c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量; d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。 3.对流(热对流)(Convection)的概念。 流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。 4对流换热的特点。 当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点: a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差 c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。 h 是对流换热系数单位 w/(m 2 k) q ''是热流密度(导热速率),单位(W/m 2) φ是导热量W 6. 热辐射的特点。 a 任何物体,只要温度高于0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射; b 可以在真空中传播; c 伴随能量形式的转变; d 具有强烈的方向性; e 辐射能与温度和波长均有关; f 发射辐射取决于温度的4次方。 7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。 表面传热系数:当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。影响h 因素:流速、流体物性、壁面形状大小等传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。 (w) )(∞-=''t t h q w 2 /) (m w t t Ah A q w ∞-=''=φ

数值传热学部分习题答案

习题4-2 一维稳态导热问题的控制方程: 022=+??S x T λ 依据本题给定条件,对节点2 节点3采用第三类边界条件具有二阶精度的差分格式,最后得到各节点的离散方程: 节点1: 1001=T 节点2: 1505105321-=+-T T T 节点3: 75432=+-T T 求解结果: 852=T ,403=T 对整个控制容积作能量平衡,有: 02150)4020(15)(3=?--?=?+-=?+x S T T h x S q f f B 即:计算区域总体守恒要求满足 习题4-5 在4-2习题中,如果25 .03)(10f T T h -?=,则各节点离散方程如下: 节点1: 1001=T 节点2: 1505105321-=+-T T T 节点3: 25.03325.032)20(4015])20(21[-?+=-?++-T T T T 对于节点3中的相关项作局部线性化处理,然后迭代计算; 求解结果: 818.822=T ,635.353=T (迭代精度为10-4) 迭代计算的Matlab 程序如下: x=30; x1=20; while abs(x1-x)>0.0001 a=[1 0 0;5 -10 5;0 -1 1+2*(x-20)^(0.25)]; b=[100;-150; 15+40*(x-20)^(0.25)]; t=a^(-1)*b; x1=x; x=t(3,1);

end tcal=t 习题4-12的Matlab程序 %代数方程形式A i T i=C i T i+1+B i T i-1+D i mdim=10;%计算的节点数 x=linspace(1,3,mdim);%生成A、C、B、T数据的基数; A=cos(x);%TDMA的主对角元素 B=sin(x);%TDMA的下对角线元素 C=cos(x)+exp(x); %TDMA的上对角线元素 T=exp(x).*cos(x); %温度数据 %由A、B、C构成TDMA coematrix=eye(mdim,mdim); for n=1:mdim coematrix(n,n)=A(1,n); if n>=2 coematrix(n,n-1)=-1*B(1,n); end if n

工程热力学课程教案

工程热力学课程教案 Prepared on 24 November 2020

《工程热力学》课程教案 ***本课程教材及主要参考书目 教材: 沈维道、蒋智敏、童钧耕编,工程热力学(第三版),高等教育出版社,手册: 严家騄、余晓福着,水和水蒸气热力性质图表,高等教育出版社, 实验指导书: 华北电力大学动力系编,热力实验指导书,2001 参考书: 曾丹苓、敖越、张新铭、刘朝编,工程热力学(第三版),高等教育出版社, 王加璇等编着,工程热力学,华北电力大学,1992年。 朱明善、刘颖、林兆庄、彭晓峰合编,工程热力学,清华大学出版,1995年。 曾丹苓等编着,工程热力学(第一版),高教出版社,2002年 全美经典学习指导系列,[美].波特尔、.萨默顿着郭航、孙嗣莹等译,工程热力学,科学 出版社,2002年。 何雅玲编,工程热力学精要分析及典型题精解,西安交通大学出版社, 概论(2学时) 1.教学目标及基本要求 从人类用能的历史和能量转换装置的实例中认识理解:热能利用的广泛性和特殊性;工程热力学的研究内容和研究方法;本课程在专业学习中的地位;本课程与后续专业课程乃至专业培养目标的关系。 2.各节教学内容及学时分配 0-1热能及其利用(学时) 0-2热力学及其发展简史(学时) 0-3能量转换装置的工作过程(学时) 0-4工程热力学研究的对象及主要内容(学时) 3.重点难点 工程热力学的主要研究内容;研究内容与本课程四大部分(特别是前三大部分)之联系; 工程热力学的研究方法 4.教学内容的深化和拓宽 热力学基本定律的建立;热力学各分支;本课程与传热学、流体力学等课程各自的任务及联系;有关工程热力学及其应用的网上资源。

数值传热学陶文铨第四章作业(完整资料).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 2T 3T 4T 4-1 解:采用区域离散方法A 时;网格划分如右图。内点采用中心差分123278.8 7769.9T T T === 22 d T T=0dx - 有 i+1i 1 2 2+T 0i i T T T x ---=? 将2点,3点带入 321222+T 0T T T x --=? 即3 21 209T T -+= 432322+T 0T T T x --=?432132 2+T 0T T T x --=? 即4321 209 T T T -+-= 边界点4 (1)一阶截差 由x=1 1dT dx =,得 431 3 T T -= (2)二阶截差 11B M M q x x x T T S δδλλ -=++ 所以 434111. 1. 36311 T T T =++ 即 43122293 T T -= 采用区域离散方法B 22d T T=0dx - 由控制容积法 0w e dT dT T x dT dT ???? --?= ? ????? 所以代入2点4点有 322121011336 T T T T T ----= 即 239 028T T -= 544431011363 T T T T T ----= 即 34599 02828T T T -+=

对3点采用中心差分有 432 32 2+T 013T T T --=?? ??? 即 23499 01919 T T T -+= 对于点5 由x=1 1dT dx =,得 541 6 T T -= (1)精确解求左端点的热流密度 由 ()2 1 x x e T e e e -= -+ 所以有 ()2200 20.64806911x x x x dT e e q e e dx e e λ -====-+=-=++ (2)由A 的一阶截差公式 21 0.247730.743113x T T dT q dx λ=-=-= =?= (3)由B 的一阶截差公式 0.21640 0.649213 x dT q dx λ=-=-= = (4)由区域离散方法B 中的一阶截差公式: 210.108460.6504()B B T T dT dx x δ-??==?= ??? 通过对上述计算结果进行比较可得:区域离散B 有控制容积平衡 法建立的离散方程与区域离散方程A 中具有二阶精度的格式精确度相当! 4-3 解:将平板沿厚度方向3等分,如图 3 由题可知该导热过程可看作无限大平板的一维稳态有源导热问题,则控制方程为 22d T +S=0dx λ x=0, T 0=75℃ x=0.1 dT =h(T-T )dx f λ- 1点 ,2点采用中心差分有

【精品】流体力学与传热学教案设计

流体力学与传热学 流体静力学:研究静止流体中压强分布规律及对固体接触面的作用问题 流体动力学:研究运动流体中各运动参数变化规律,流体与固体作用面的相互作用力的问题 传热学研究内容:研究热传导和热平衡规律的科学上篇:流体力学基础 第一章流体及其主要力学性质 第一节流体的概念 一流体的概述 ⒈流体的概念:流体是液体和气体的统称 ⒉流体的特点:易流动性—在微小剪切力的作用下,都将连续不断的产生变形(区 别于固体的特点) ⑴液体:具有固定的体积;在容器中能够形成一定的自由表面;不可压缩性 ⑵气体;没有固定容积;总是充满所占容器的空间;可压缩性

二连续介质的模型 ⒈连续介质的概念 所谓连续介质即是将实际流体看成是一种假想的,由无限多流体质点所组成的稠密而无间隙的连续介质.而且这种连续介质仍然具有流体的一切基本力学性质. ⒉连续介质模型意义 所谓流体介质的连续性,不仅是指物质的连续不间断,也指一些物理性质的连续不间断性.即反映宏观流体的密度,流速,压力等物理量也必定是空间坐标的连续函数(可用连续函数解决流体力学问题)

第二节流体的性质 一密度—--表征流体质量性质 ⒈密度定义:单位体积内所具有的流体质量 ⑴对于均质流体:ρ=m/v 式中ρ-流体的密度(㎏/m 3) m-流体的质量(㎏) v —流体的体积(m 3) ⑵对于非均质流体:ρ=⒉比体积(比容):单位质量流体所具有的体积(热力学和 气体动力学概念) ⑴对于均质流体:v=V/m=1/ρ(m 3/㎏) 3.液体的密度在一般情况下,可视为不随温度或压强而变化;但气体的密度则随温度和压强可发生很大的变化。 二流体的压缩性和膨胀性 dv dm v m v =??→?0lim

传热学知识点总结

Φ-=B A c t t R 1211k R h h δλ=++传热学与工程热力学的关系: a 工程热力学研究平衡态下热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律, 传热学研究过程和非平衡态热量传递规律。 b 热力不考虑热量传递过程的时间,而传热学时间是重要参数。 c 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。 传热学研究内容 传热学是研究温差引起的热量传递规律的学科,研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法。 热传导 a 必须有温差 b 直接接触 c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量,不发生宏观的相对位移 d 没有能量形式的转化 热对流 a 必须有流体的宏观运动,必须有温差; b 对流换热既有对流,也有导热; c 流体与壁面必须直接接触; d 没有热量形式之间的转化。 热辐射: a 不需要物体直接接触,且在真空中辐射能的传递最有效。 b 在辐射换热过程中,不仅有能量的转换,而且伴随有能量形式的转化。 c .只要温度大于零就有.........能量..辐射。... d .物体的...辐射能力与其温度性质..........有关。... 传热热阻与欧姆定律 在一个串联的热量传递的过程中,如果通过各个环节的热流量相同,则各串联环节的的总热阻等于各串联环节热阻之和(I 总=I1+I2,则R 总=R1+R2) 第二章 温度场:描述了各个时刻....物体内所有各点....的温度分布。 稳态温度场::稳态工作条件下的温度场,此时物体中个点的温度不随时间而变 非稳态温度场:工作条件变动的温度场,温度分布随时间而变。 等温面:温度场中同一瞬间相同各点连成的面 等温线:在任何一个二维的截面上等温面表现为 肋效率:肋片的实际散热量ф与假设整个肋表面...处于肋基温度....时的理想散热量ф0 之比 接触热阻 Rc :壁与壁之间真正完全接触,增加了附加的传递阻力 三类边界条件 第一类:规定了边界上的温度值 第二类:规定了边界上的热流密度值 第三类:规定了边界上物体与周围流体间的表面..传热系数....h 及周围..流体的温度..... 。 导热微分方程所依据的基本定理 傅里叶定律和能量守恒定律 傅里叶定律及导热微分方程的适用范围 适用于:热流密度不是很高,过程作用时间足够长,过程发生的空间尺度范围足够大 不适用的:a 当导热物体温度接近0k 时b 当过程作用时间极短时c 当过成发生的空间尺度极小,与微观粒子的平均自由程相接近时

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