传热传质学考试重点

考研化工备考传热传质的重点知识点传热传质作为化工工程中的重要内容，是考研化工专业备考的重点之一。

在传热传质领域的复习过程中，需要掌握一些重要的知识点。

本文将从传热传质的基本概念、传热传质的机理和传热传质的应用等方面进行论述。

一、传热传质的基本概念传热传质是研究物体之间热量和物质的交换过程的一门学科。

传热一般包括传导、对流和辐射三种方式。

传质则是物质分子在相互接触的媒介中传递的过程。

在传热传质的过程中，需要考虑各种因素的影响，如温度差、物质浓度差、流速等。

二、传热传质的机理1.传导传导是指热量在物质中由高温处传递到低温处的过程。

传导的机理主要是通过物质中的分子间相互碰撞而实现的。

在传导中，我们需要了解热导率、导热方程等相关知识。

2.对流对流是指流体中的热量传递过程。

在对流传热中，热量通过流体的流动而传递。

对流分为自然对流和强制对流两种形式，需要理解对流传热的表达式以及相关参数的计算方法。

3.辐射辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程，无需介质的参与。

辐射传热是热量通过辐射在真空或透明介质中传递的。

辐射传热需要了解电磁波辐射的特性、辐射传热的计算方法等相关知识。

三、传热传质的应用传热传质在化工工程中有着广泛的应用。

下面列举一些常见的应用场景：1.换热器换热器是化工设备中常见的传热传质设备，主要用于实现不同物质之间的热量交换。

在备考过程中，需要掌握换热器的分类、换热器设计的基本原理以及换热器的性能计算方法。

2.蒸馏塔蒸馏塔是化工生产中用于分离液体混合物的设备，利用液体的汽化和冷凝过程实现组分的分离。

在蒸馏塔的设计和操作过程中，传热传质是必不可少的环节，需要理解传热传质对蒸馏过程的影响。

3.反应器反应器是化工过程中用于催化或热力学反应的设备。

在反应器的设计中，需要考虑传热传质对反应速率和选择性的影响。

因此，传热传质的知识对反应器的设计和优化具有重要意义。

4.干燥设备干燥是化工生产中常见的操作之一，用于去除物料中的水分。

热工复习资料绪论热工学分为两部分：工程热力学和传热学二者区别：工程热力学主要研究能量（特别是热能）的性质及其与机械梦或其他形式能之间相互转换规律;传热学是研究热量传递规律的学科第一章复习重点1．边界(界面)：热力系与外界的分界面特性：固定、活动、真实、虚构2．几种热力系统(1)闭口热力系统—与外界无物质交换的热力系统。

(2)开口热力系统—与外界有物质交换的热力系统。

(3)绝热热力系统—与外界无热量交换的热力系统。

(4)孤立热力系统—与外界无任何联系的热力系统。

（5简单可压缩系统—与外界只有热量和机械功交换的可压缩系统3．状态参数分类：（1）与质量无关不可相加的参数，称为强度参数如压力、温度、密度（2）与质量成正比可以相加的参数，广延参数。

如容积，内能、熵4．热工学中常用状态参数有六个：压力、比容、温度、内能、焓、熵基本状态参数：压力 p（此处的压力是指绝对压力非表压力或真空度）、温度 T、比容 v 5．绝对压力、环境压力和相对压力之间的关系,可写出如下3个关系式,从中整理出所求量。

当P>Pb时为表压力：P=Pg+Pb；当P<Pb时为真空度：P=Pb-Pv6．平衡状态：指热力系在无外界影响的条件下，宏观性质不随时间变化的状态；要达到平衡状态必须满足热平衡和力平衡两个条件，若存在化学反应或相变包括化学平衡、相平衡7．引入平衡状态的目的：整个热力系统可用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述状态，便于分析热力学问题8.状态公理：对组成一定的闭口系，独立状态参数个数 N=n+1独立参数数目N=不平衡势差数=各种功的方式+热量= n+1 简单可压缩系统独立状态参数个数：N = n + 1 = 29过程：热力系从一个状态变化到另一个状态所经历全部状态的集合10．准静态过程定义：在无限小势差的推动下，由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程，也称为准静态过程。

条件: 推动过程进行的势差无限小。

总复习题基本概念 :•薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体的温度 , 则该物体称为 ----.•传热 : 由热力学第二定律 , 凡是有温差的地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起的热量转移过程统称为 ------.•导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时 , 发生的热量传输的现象 .•对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象 .•对流换热 : 指流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为 ------.•强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起的流动 .•自然对流 : 由于流体各部分温度不同 , 致使各部分密度不同引起的流动 .•流动边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度 . 这一流体层即为 -----.•温度边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体的温度基本达到主流温度 . 这一流体层即为 -----.•热辐射 : 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为 ------.•辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量 .•单色辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的波长在λ -- λ +d λ范围内的辐射能量 .•立体角 : 是一个空间角度 , 它是以立体角的角端为中心 , 作一半径为 r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2 的比值作为 ------ 的大小 .•定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为 ----.•传质 : 在含有两种或两种以上组分的流体内部 , 如果有浓度梯度存在 , 则每一种组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀的趋势 . 物质由高浓度向低浓度方转移过程称为 ----.•分子扩散传质 : 静止的流体中或在垂直于浓度梯度方向作层流流动的流体中的传质 , 有微观分子运动所引起 , 称为 ----.•对流流动传质 : 在流体中由于对流掺混引起的质量传输 .•有效辐射 : 单位时间内 , 离开所研究物体单位表面积的总辐射能 .•灰体 : 单色吸收率 , 单色黑度与波长无关的物体 .•角系数 : 有表面 1 投射到表面 2 的辐射能量 Q 1 → 2 占离开表面 1 的总能量 Q 1 的份数 , 称为表面 1 对表面 2 的角系数 .•辐射换热 : 物体之间通过相互辐射和吸收辐射能而产生的热量交换过程 .填空题 :•当辐射投射到固液表面是表面辐射，投射到气体表面是 ---------- 辐射。

物理学：传热学考试试题三1、问答题试解释并比较换热器计算的平均温差法和ε—NTU法？正确答案：从平均温压法和ε—NTU法的原理、特点上加以阐述。

两种方式都可以用于换热器的设计计算和校核计算，平均温差法是利用平均（江南博哥）温差来进行换热器的计算，而ε—NTU法是利用换热器效能ε与传热单元数NTU来进行换热器计算。

平均温压法要计算对数平均温压，而ε—NTU法则要计算热容量比、传热单元数或换热器效能。

设计计算时，用平均温差法比用ε—NTU法方便，而在校核计算时，用ε—NTU法比用平均温差方便。

2、填空题增强或削弱辐射传热的原则是改变（）和（）。

正确答案：系统黑度；温度条件3、问答题什么是特征长度和定性温度？选取特征长度的原则是什么？正确答案：出现在特征数定义式中的几何尺度称为特征长度。

用以决定流体物性参数的温度称为定性温度。

选取特征长度的原则为：要把所研究问题中具有代表性的尺度取为特征长度。

4、问答题当把一杯水倒在一块赤热的铁板上时，板面上立即会产生许多跳动着的小水滴，而且可以维持相当一段时间而不被汽化掉。

试从传热学的观点来解释这一现象（即Leidenfrost现象），并从沸腾换热曲线上找出开始形成这一状态的点。

正确答案：此时在赤热的表面上形成了稳定的膜态沸腾，小水滴在汽膜上蒸发，被上升的蒸气带动，形成跳动，在沸腾曲线上相应于qmin的点即为开始形成Leidenfrost现象的点5、填空题管内充分发展湍流的传热系数与平均流速U的（）次方成（）比.，与内径D的（）次方成（）比正确答案：0．8；正；0．2；反6、问答题试用简明的语言说明热边界层的概念。

正确答案：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变化，而在此薄层之外，流体的温度梯度几乎为零，固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。

7、名词解释吸收比正确答案：绝缘在电压的作用下，仍有微小电流泄漏，这个泄漏电流由大到小最后稳定的变化过程，称绝缘的吸收过程。

对流传质：流体与相界面之间所发生的质量传递过程对流传质过程两种作用: 对流传递作用、分子扩散作用传质膜系数kc 是这两种作用的综合指标在层流边界层中和紊流边界层的层流底层中主要靠分子扩散来传递质量在紊流边界层的层流底层以外的紊流核心区中，主要靠对流传质对流传质的速度方程N A ＝kc ΔC A运动粘度 ν＝μ/ρ 动量扩散率热扩散率 α＝λ/ρCp 热量扩散率分子扩散系数 D AB 质量扩散率施密特数Sc ＝ν/D AB ＝μ/（ρD AB ）动量扩散能力和质量扩散能力的对比关系路易斯数Le=α/D AB = λ/(ρCpD AB ) 热量扩散能力和质量扩散能力的对比关系舍伍德数Sh=kcL/D AB 表征对流传质的强弱；表示表面处的浓度梯度与总浓度梯度之比 受迫对流传质准则数Sh ＝f(Re ，Sc)自然对流传质Sh ＝f(Gr AB ,Sc)Gr AB —传质格拉晓夫数Gr AB ≡ L ３g ΔρA /（ρν2)传热斯坦顿（登）数St=Nu/(Re ·Pr)= α/（ρuCp)传质斯坦顿（登）数St D =Sh/(Re·Sc)=kc /ujM 称为动量传递的j 因子 jM = cf/2jH 称为热量传递的j 因子 jH = St= Nu/(Re ·Pr)= α/（ρuCp)jD 称为质量传递的j 因子 jD = St D =Sh/(Re·Sc)=kc /ujM = cf/2 动量传递的j 因子“三传类比”的方法：质量、动量和热量传递的类比，应用类比法来解紊流流动问题， 即根据摩擦系数，由类比关系推算出对流换热系数及传质膜系数。

(一) 雷诺类比：在紊流中，雷诺假定整个流动场是由单一的高度紊流区构成，亦即认为不存在层流底层。

当Pr ＝１，Sc ＝１时，得jH ＝jD ＝jM 这就是雷诺类比式 Pr=1时jM= jH Sc=1时jM= jD(二) 普朗特类比：普朗特假设紊流流动是由层流底层和紊流核心组成。

《传热传质学》概念汇总第一章绪论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：导热、对流、辐射。

3.热传导：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。

4.纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。

5.热流密度：单位时间内通过单位面积的热流量（W/m2）。

6.常温下导热系数（W/m℃）：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30~50；水：；空气：；保温材料：；水垢：1~3；烟垢：~7.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。

8. 热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。

9.自然对流：由于流体密度差引起的相对运动。

10. 强制对流：由于机械作用或其它压差作用引起的相对运动。

11. 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。

12. 辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。

13. 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。

14. 辐射换热：不直接接触的物体之间，由于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。

15. 传热过程：热流体通过固体壁面将热量传给另一侧冷流体的过程。

16. 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，单位面积上的热流量（W/m 2℃）。

17. 单位面积上的传热热阻：kR K 118. 单位面积上的导热热阻：λδλ=R 19. 单位面积上的对流换热热阻：h R 1=α 20. 对比串联热阻大小可以找到强化传热的主要环节。

21. 单位：物理量的度量标尺。

22. 基本单位：基本物理量的单位。

23. 导出单位：由物理含义导出，以基本单位组成的单位。

24. 单位制：基本单位与导出单位的总和。

25. 常用单位换算： Wh kcal kJ kcal N kgf Pa atm 163.1/1;1868.4180665.91;1013251==== 第二章 导热基本定律及稳态导热26. 温度场：物体中温度分布的总称。

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W6. 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第一章 导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。

傅立叶定律（导热基本定律）：dx dT k q x ∂∂-='' )(zT y T x T k T k q ∂∂+∂∂+∂∂-=∇-=''k j i T(x,y,z)为标量温度场nT k q n ∂∂-='' 圆筒壁表面的导热速率drdT rL k dr dT kA q r )2(π-=-= 垂直导过等温面的热流密度，正比于该处的温度梯度，方向与温度梯度相反。

传热学复习题之三一、简答下列各题（每小题5分，共80分）1．某仪表厂生产的测温元件说明书中给出了其时间常数的具体数值，你对此有何看法？2．何谓重辐射面？它有何显著的特性？在辐射换热中起什么作用？并举出一个工程实例。

3．夏天当午烈日下，地面一块铁板的温度与空气中的温度是否一样？并从能量平衡的角度说明你的观点。

4．用多层蒸笼蒸馒头，蒸笼内各层之间仅用钢丝相隔，试问蒸笼里的馒头哪一层最先熟？为什么？如果顶部不盖盖子，结果又是怎样？5．太阳能集热器的集热板经常覆盖一层选择性涂层，使吸收阳光的能力比本身辐射能力高10倍左右，试问这一现象是否基尔霍夫定律（善于吸收者必善于辐射）矛盾？为什么？6．何为有效辐射？为何提出此概念？7．同一流体流两根不同的管道，a 管的直径为b 管的1/2，a 管的流量为b 管的两倍，试问：①两管内流态是否相似？为什么？②如不相似，在流量上采取什么措施使其相似？8．外掠平板流动，边界层厚度随着运动粘度的增大应作怎样的变化？随着雷诺数的增大应作怎样的变化？9．复合换热与传热过程的概念有何差异，他们之间有无联系？10．有一台油水换热器，水与油分别在管内外作强迫对流换热，在改变水速（u 水）和改变油速（u 油）时11和分12商，即：13．试述顺流和逆流换热器的区别和优缺点？14．管内强制对流换热可分哪几个区域，大致如何划分？15．从传热学的观点看，为什么暖气片一般都放在窗户的下面？16．何谓灰体？灰体的概念对计算辐射换热有何意义？ ?)(?,)(,2,22=∆=∆∆j i j i y x t二、综合计算题（70分）1．一侧面绝热的棒，一端x=0处温度为t 0，另一端x=L 处温度为t 1，该棒的横截面积按线性规律变化)/1(0L x f f x +=，f 0为x=0处的截面积，材料的导热系数 λ=λ0exp （t/t 0）， 试推导通过该棒的热流量。

（此题12分）2．一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行：，在热流体从t 1′=360℃冷却到t 1″=300℃，冷流体从进口t 2′=30℃到出口t 2″=200℃，热流体的质量流量和比热的乘积2500w/℃，传热系数K=800 w/（m 2℃）。

一．名词解释1.热传导——物体各部分之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能传递称为热传导。

2. 对流传热——流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。

3. 等温面——温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面。

4. 导热系数——在数值上等于单位温度降度下，在垂直于热流密度的单位面积上所传导的热流量。

5. 集中参数法——Bi≤0.1时，物体内部的导热热阻远小于外部的对流换热热阻，这种忽略物体内部导热热阻的简化分析方法。

6．比拟理论——利用两个不同物理现象之间在控制方程方面的类似性，通过测定其中一种现象的规律而获得另一种现象基本关系的方法。

7. 自然对流——不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动。

一般地，不均匀温度场仅发生在靠近换热壁面的薄层之内。

8. 膜状凝结——凝结液体能很好地润湿壁面时，凝结液展成膜。

9. 珠状凝结——凝结液体不能很好地润湿壁面，凝结液体在壁面上形成一个个小液珠。

10.沸腾的定义——沸腾指液体吸热后在其内部产生汽泡的汽化过程称为沸腾。

11.换热器——用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。

12. 导热微分方程——根据能量守恒定律与傅立叶定律，建立导热物体中的温度场应满足的数学表达式，称为导热微分方程。

二．简单1．强化对流传热的原则是什么？一般说来管壁热阻较小，常常要强化对流热阻。

强化对流换热的原则：(1)无相变的对流换热：减薄边界层，加强流体混合；(2)核态沸腾：增加汽化核心；(3)膜状凝结：减薄液膜及加速凝结液膜的排泄；(4)减小污垢热阻：工质的预处理，定期清洗。

2. 换热器按操作过程不同可分为哪几类？按换热器的操作不同可分为间壁式，混合式及蓄热式。

间壁式换热指冷、热流体由壁面间隔开来而分别位于壁面得两侧；而混合式换热则冷、热两种流通过直接接触、互相混合来实现换热；蓄热式换热是冷、热两种流体依次交替地流过同一换热表面而实现热量交换。