传热学复习资料汇总

传热学期末复习题及答案1. 什么是热传导？请简述其基本原理。

答案：热传导是指热量通过物体内部分子振动和碰撞传递的过程。

其基本原理是热量从高温区域向低温区域传递，直到温度达到平衡。

2. 描述傅里叶定律的数学表达式，并解释各参数的含义。

答案：傅里叶定律的数学表达式为：\[ q = -kA\frac{dT}{dx} \]，其中 \( q \) 表示热流密度，\( k \) 表示材料的热导率，\( A \) 表示横截面积，\( \frac{dT}{dx} \) 表示温度梯度。

3. 热对流与热传导有何不同？答案：热对流是指流体中热量的传递，依赖于流体的运动。

它与热传导不同，因为热传导仅依赖于物体内部分子的振动和碰撞，不涉及流体的运动。

4. 什么是热辐射？简述其特点。

答案：热辐射是指物体因温度而发射的电磁波，这种辐射不需要介质即可传播。

其特点是具有定向性和选择性，并且与物体表面的温度有关。

5. 根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射功率与哪些因素有关？答案：根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射功率与物体的绝对温度的四次方成正比，与辐射表面的面积成正比。

6. 什么是复合传热？请给出其计算公式。

答案：复合传热是指同时存在热传导、热对流和热辐射三种传热方式的情况。

其计算公式为：\[ q_{total} = q_{conduction} +q_{convection} + q_{radiation} \]。

7. 描述牛顿冷却定律的数学表达式，并解释其物理意义。

答案：牛顿冷却定律的数学表达式为：\[ \frac{dT}{dt} = hA(T -T_{\infty}) \]，其中 \( \frac{dT}{dt} \) 表示物体温度随时间的变化率，\( h \) 表示对流换热系数，\( A \) 表示物体表面积，\( T \) 表示物体表面温度，\( T_{\infty} \) 表示周围流体的温度。

该定律描述了物体温度变化与周围流体温度差的关系。

传热学考研复习资料考研生物学专业中，传热学占据了很重要的一环。

掌握好传热学的知识，不仅可以在考试中拿高分，还对于未来的科研和工作都有很大的帮助。

在复习传热学的过程中，需要掌握以下几个方面。

第一，热学基础知识。

传热学是基于热学的基础理论的，因此复习传热学必须先掌握热学的基础知识。

例如：热力学第一定律和第二定律，热平衡和温度，热容和比热容等等。

这些基础知识不仅需要记忆，还需要深入理解。

只有对这些基础知识掌握的扎实，才能够更好地学习传热学的知识。

第二，传热学的分类和原理。

在传热学中，有三种方式传热：传导、对流和辐射。

对于每种方式的传热，都有不同的物理原理和数学公式。

因此，需要详细地了解每一种传热方式的分类和原理，掌握各种传热方程式的推导过程和应用场景，能够快速判断传热方式并应用相应的传热方程式。

第三，传热学的计算方法。

传热学是一门数学科学，因此在复习传热学时，要掌握各种传热计算的方法和技巧。

例如：传导热量的计算、换热器的热传递、传热表面积的计算和传热系数的计算等等。

这些计算不仅需要理解各种计算方法的基本原理，还要学会应用计算机辅助传热计算。

第四，复习传热学的实践应用。

传热学在许多领域中都有广泛应用，如制冷空调、发电厂、化工、冶金、工业炉等等。

因此，在复习传热学的过程中，需要了解传热学在实践中的应用，举一些实际例子深入掌握传热学的应用规律和实践意义。

同时，还需要了解一些传热学分支的最新研究进展，以及在新技术、新材料等方面的应用前景等等。

总之，掌握好传热学知识对于考取生物学专业研究生来说是非常重要的。

通过系统化的学习，深入研究这个学科，在考试和未来的科研和工作中都可以大有裨益。

希望这篇文章对大家有所帮助。

1、人体为恒温体。

若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20摄氏度，那么在冬天与夏天，人在房间里穿的衣服能否一样？为什么？答：不一样。

冬天和夏天人体表对流换热是相近的，但是墙体的温度不同，所以人体与墙壁之间的辐射换热量不同，冬天的辐射换热量更大，所以人体感觉到更冷，所以冬天要多穿衣服。

在冬天的房间内，虽然冬天温度可以达到与夏天一样，但外壁温度大大低于空气温度，这些物体会吸收人体辐射热量。

假设房间内的空气温度在全年都保持20摄氏度，而房间的避免温度在冬天和夏天分别为14摄氏度和27摄氏度，如果人体暴露表面和空气间的自然对流换热系数为2W/(m2·K)，人体暴露表面的平均温度为32摄氏度，人体的发射率为0.9，请计算人体在冬天和夏天的热损失。

解：人体的散热量的大小决定人对环境感觉到的冷、热程度。

人体表面的散热包括自然对流散热和辐射散热。

因此，在冬天和夏天人体的热舒适度水平要同时考虑自然对流散热损失和辐射散热损失。

在冬天和夏天，人体的自然对流换热热流密度都可以按下式计算：q conv=h(t-t∞)=2×(32-20)=24W/m2人体的辐射散热损失时人体和周围墙体之间的净辐射换热量，它在数量上等于墙体的辐射得热量。

人在房间内，人体表面和墙体可近似看成是一个封闭空腔和其中的小物体，他们之间的净辐射换热量为：q rad=εσ(T4-T wall4)夏天：q rad=0.9×5.67×10-8×(3054-3004)=28.3 W/m2冬天：q rad=0.9×5.67×10-8×(3054-2874)=95.4 W/m22、夏天人在同样的温度（如：25摄氏度）的空气和水中的感觉不一样，为什么？答：由于空气和水的对流换热系数不一样，水的对流换热系数大，所以水与人体之间的换热量大，在水中更凉快。

3、北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温，如何解释其原理？越厚越好？答：空气的导热系数小，所以导热热阻大，所以可以起到很好的保温效果。

一、名词解释 1、稳态导热是指系统中各点的温度不随时间而改变的导热过程 2、非稳态导热是指系统中各点的温度随时间而改变的导热过程 3、导热系数（热导率） 用λ表示，n xt q∂∂=λ，单位)*/(K m W ，是物性参数。

数值上等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。

表征材料的热传导的能力大小，与材料的种类和材料的温度等因素有关系。

4、温度边界层 在固体表面附近，流体的温度发生剧烈变化的这一薄层就称为温度边界层（或热边界层）。

一般规定，流体与壁面的温度差达到流体主体与壁面的温度差的99％处到壁面的距离，为温度边界层的厚度δt 。

即温度边界层外边界处的温度应满足下式： (T －T w)=0.99(T f －T w) 5、速度边界层 在固体表面附近，流体的速度发生剧烈变化的这一薄层就成为速度边界层。

一般规定，流体与壁面的速度差达到流体主体与壁面的速度差的99％处到壁面的距离，为速度边界层的厚度δt 。

即速度边界层外边界处的速度应满足下式：%99/=∞u u 6、传热过程热量由壁面一侧流体通过壁面传递到壁面另一侧流体的过程7、表面传热系数用h 表示，以前常称为对流换热系数，单位是)*/(2K m W ，数值上等于冷热流体在单位温度差作用下、单位面积上的热流量的值，是表征传热过程强烈程度的标尺。

h 的大小与诸多的因素有关。

9、污垢热阻表示换热设备传热面上因沉积物而导致传热效率下降程度的数值，即换热面上沉积物所产生的传热阻力，单位为 ㎡·K / W 。

10、接触热阻 两块靠近的板，在未接触的界面之间的间隙中经常充满空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层。

这种与两固体表面真正接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。

11、定型尺寸确定某一结构形状大小的尺寸称为定型尺寸。

12、定性温度定性温度是用于确定特征数中流体物性的温度。

13、普朗特数用Pr 表示，ανδδ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3Pr t （ν是动量传递系数，α是热量传递系数），表征了流动边界层与热边界层的相对大小，动量扩散系数与热量扩散系数的一种能力的比值。

传热学复习题及其答案（Ⅰ部分）一、 概念题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、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程，各个环节有哪些热量传递方式？答：有以下换热环节及传热方式：（1） 室内空气到墙体内壁，热传递方式为自然对流换热和辐射换热；（2） 墙的内壁到外壁，热传递方式为固体导热；（3） 墙的外壁到室外空气，热传递方式有对流换热和辐射换热。

3、何谓非稳态导热的正规阶段？写出其主要特点。

答：物体在加热或冷却过程中，物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律，物体初始温度分布的影响逐渐消失，这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。

4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式，并说明其物理意义。

答：（1）努塞尔(Nusselt)数，λlh Nu =，它表示表面上无量纲温度梯度的大小。

（2）雷诺(Reynolds)数，νl u ∞=Re ，它表示惯性力和粘性力的相对大小。

（3）普朗特数，a ν=Pr ，它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。

（4）毕渥数，λlh B i =，它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。

5、竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加还是减小？为什么？。

答：竖壁倾斜后，使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是重力的一部分，液膜流 动变慢，从而热阻增加，表面传热系数减小。

另外，从表面传热系数公式知，公式中的g 亦要换成θsin g ，从而h 减小。

6、按照导热机理，水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大？ 答：根据导热机理可知，固体导热系数大于液体导热系数；液体导热系数大于气体导热系数。

传热学复习_最新修正版第一章绪论1.热量传递的基本方式及传热机理。

2.一维傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义。

3.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。

4.黑体辐射换热的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义。

5.传热过程及传热系数的定义及物理意义。

6.热阻的概念. 对流热阻, 导热热阻的定义及基本表达式。

7.接触热阻,污垢热阻的概念。

8.使用串连热阻叠加的原则和在换热计算中的应用。

9.对流换热和传热过程的区别.10.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。

第二章稳态导热1矢量傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义。

2温度场, 等温面, 等温线的概念。

3利用能量守恒定律和傅立叶定律推导导热微分方程的基本方法。

4使用热阻概念, 对通过单层和多层平板, 圆筒和球壳壁面的一维导热问题的计算方法。

5利用能量守恒定律和傅立叶定律推导等截面和变截面肋片的导热微分方程的基本方法。

6导热系数为温度的线性函数时, 一维平板内温度分布曲线的形状及判断方法。

7肋效率的定义。

8肋片内温度分布及肋片表面散热量的计算。

9放置在环境空气中的有内热源物体一维导热问题的计算方法10导热问题三类边界条件的数学描述.11两维物体内等温线的物理意义. 从等温线分布上可以看出哪些热物理特征。

12导热系数为什么和物体温度有关? 而在实际工程中为什么经常将导热系数作为常数.13什么是形状因子? 如何应用形状因子进行多维导热问题的计算?第三章非稳态导热１非稳态导热的分类及各类型的特点。

２Bi 准则数, Fo准则数的定义及物理意义。

３Bi→0 和Bi ∞→各代表什么样的换热条件?４集总参数法的物理意义及应用条件。

５使用集总参数法，物体内部温度变化及换热量的计算方法。

时间常数的定义及物理意义.６非稳态导热的正规状况阶段的物理意义及数学计算上的特点。

７非稳态导热的正规状况阶段的判断条件。

８无限大平板和半无限大平板的物理概念。

第一章 绪论1 基本概念热传导热对流、对流传热热辐射、辐射换热传热过程、总传热系数稳态传热过程非稳态传热过程热流量热流密度热阻辐射力2 计算公式平板导热量的计算：牛顿冷却公式 ：黑体表面的辐射力：传热方程式：热导率是物性参数。

表面传热系数h ，是表征对流换热过程强弱的物理量，与过程有关。

3 传热分析可以针对某过程，分析其存在的热量传热方式。

第二章 导热基本定律和稳态导热1 基本概念温度分布（温度场）、等温线、热导率、保温材料、热扩散系数定解条件：初始条件、边界条件：第一类边界条件、第二类边界条件、第三类边界条件 多层平壁、圆筒壁、多层圆筒壁肋片、肋片的分类肋片效率接触热阻2 计算公式导热基本定律 []W )(f w t t hA Φ-=[]2m W )( f w t t h A Φq -== )-(f21t t kA Φf = 21δλw w t t A Φq -==[]24m W T E b b σ=n n t gradt q ∂∂-=-=λλxt A Φ∂∂-=λ导热微分方程及其描述意义：一维稳态导热：平板和圆筒壁的分析求解过程热阻分析方法及其应用平板导热热阻：)/(A λδ圆筒壁热阻： 3 问题分析导热微分方程与导热问题对应分析、导热微分方程的化简分析；热导率的相对大小；一维导热体内温度分布分析；导热传热过程强化及消弱分析！4 一维稳态计算利用热阻概念计算一维稳态导热问题第三章 导热基本定律和稳态导热1 基本概念 非稳态导热 周期性非稳态导热 非周期性非稳态导热 热扩散率 集总体的概念 毕渥准则数 及其物理意义傅立叶数及其物理意义时间常数2问题分析第三类边界下非稳态导热的定性分析 集总体能量守恒方程建立符合集总体的判别条件第五章 对流换热原理1 基本概念对流换热流动边界层温度边界层（热边界层）温度边界层厚度的规定2 常用准则数及其物理意义普朗特数 努赛尔数：雷诺数： Φzt z y t y x t x t c +∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(λλλτρ )/ln(2112r r l R πλλ=a /Pr ν=()()[]()0//=∂--∂==y f w w l y t t t t hl Nu λνul =Re3 分析对流换热影响因素边界层与对流换热关系（局部换热系数与边界层厚度、流动状态关系） 强化传热措施4 计算 对流换热微分方程式：牛顿冷却公式：第六章 单相流体传热特征数关联式1 基本原理管内、管外局部表面传热系数的变化规律自然对流传热原理2 经验公式的应用一般过程：● 由经验公式：管内湍流：管外：注意定性尺寸、定性温度等的选择计算；● 计算 NU ：● 计算对流换热系数：h● 利用牛顿冷却公式，计算换热量：Q ，q 等第七章 凝结与沸腾换热1 基本概念膜状凝结珠状凝结大容器沸腾强制对流沸腾过冷沸腾饱和沸腾临界热流密度 ,0x y w x y t t t h =∞∂∂--=λ[]2m W )(∞=-t t h q w x x ⎩⎨⎧<>==)(3.0)(4.0 ;023.0f w f w f 8.0f f t t t t n Pr Re Nu n z p k n m C C s s C Nu ϕ)()Pr Pr (Pr Re 21m f f max f,=2 分析影响膜状凝结传热的因素大容器饱和沸腾曲线沸腾换热的强化凝结换热的强化。

传热学复习资料传热学复习资料传热学是热力学的一个重要分支，研究物体内部或物体之间的热量传递过程。

在我们日常生活中，热量传递是无处不在的，例如我们煮水时，水受热后会逐渐变热，这就是热量传递的一个例子。

为了更好地理解传热学的知识，我们需要掌握一些基本概念和理论。

1. 传热方式热量传递可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。

传导是指热量通过物质内部的分子振动传递，例如我们用铁锅煮菜时，锅底受热后，热量会逐渐传导到锅面和锅壁。

对流是指热量通过流体的运动传递，例如我们用电热器取暖时，热空气会通过对流传递热量。

辐射是指热量通过电磁波辐射传递，例如太阳辐射的热量可以通过空气传递到地面。

2. 热传导热传导是物质内部的热量传递方式，它受到物质性质和温度梯度的影响。

热传导的速率可以通过热传导方程来计算，其中包括热导率、截面积和温度梯度等参数。

热导率是物质的一个特性，不同物质的热导率不同，例如金属的热导率较高，而绝缘材料的热导率较低。

3. 对流传热对流传热是通过流体的运动传递热量，它分为自然对流和强制对流两种方式。

自然对流是指由密度差异引起的流体运动，例如我们在水中加热时，热水会上升，形成对流。

强制对流是通过外力驱动流体的运动，例如我们使用风扇吹风时，空气被迫流动，从而传递热量。

对流传热的速率可以通过对流传热方程来计算，其中包括传热系数、流体性质和温度差等参数。

4. 辐射传热辐射传热是通过电磁波辐射传递热量，它不需要介质的存在，可以在真空中进行。

辐射传热的速率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律来计算，其中包括辐射系数、表面积和温度差的四次方等参数。

辐射传热在高温条件下尤为重要，例如太阳辐射的热量可以通过辐射传递到地球。

5. 热传导、对流和辐射的综合应用在实际问题中，热传导、对流和辐射往往同时存在，因此我们需要将它们综合考虑。

例如在太阳能集热器中，太阳辐射的热量首先通过辐射传递到集热器表面，然后通过对流和热传导传递到工作介质中。

传热学知识点总结传热学是物理学的一个重要分支，研究物体间传递热量的规律和方式。

下面是一些传热学的重要知识点的总结。

1.热量传递方式：传热学研究的第一个重要问题是热量的传递方式。

主要有三种方式：传导、对流和辐射。

传导是通过固体或液体内部的分子振动和自由电子振动而传递热量的方式；对流是通过液体或气体的运动而传递热量的方式；辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。

不同物体间的传热方式通常是综合应用这些方式。

2.热传导：热传导是固体或液体内部的热量传递方式。

它遵循傅里叶热传导定律，即热传导速率正比于温度梯度，与导热系数成正比。

导热系数是物质的一个固有特性，用于描述物质对热量的导热能力。

热情况下，低导热系数的物质不容易传递热量，而高导热系数的物质能够更好地传递热量。

3.对流传热：对流是热量通过液体或气体的运动而传递的方式。

它分为自然对流和强迫对流。

自然对流是由密度差异引起的液体或气体的自发运动，如气流中的热空气上升；强迫对流是通过外部力量推动流体运动，如风扇吹起的空气。

对流传热具有较高的传热效率，因为流体的运动可以带走物体表面的热量。

4.辐射传热：辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。

所有物体在室温下都会发射辐射，其强度与温度的四次方成正比。

黑体是指一个理想化的物体，能够完全吸收所有辐射，并以最大强度发射辐射。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射的强度正比于温度的四次方。

实际物体的辐射强度可以用其发射率和黑体辐射强度之间的比例来描述。

5.热传导方程：热传导方程是研究固体或液体内部热量传递的数学模型。

它描述了材料内部温度随时间和空间的变化。

热传导方程是一个偏微分方程，其中包含了热传导系数、材料的热容和密度等参数。

6.传热换热系数：传热换热系数描述了传热过程中介质对热量的传递能力。

它是一个物质特性，不同物质和不同传热方式都有不同的传热换热系数。

传热换热系数的大小直接影响传热速率，较大的传热换热系数意味着更快的传热速率。

第一章§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（有哪些热量传递方式和环节）。

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：3.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。

4.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（串联或并联）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。