(完整word版)传热学基本概念知识点,推荐文档.docx
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传热学复习要点一、名词解释热传导:物体各部分之间不发生相对位移时或不同物体直接接触时,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导热。
温度场:指在各个时刻物体内各点温度分布的总称。
温度梯度:当相邻等温面间的距离趋于零时,其法线方向上的温度变化率。
热流密度:单位时间内通过单位面积的热流量。
对流换热:流体流过一个固体物体表面时的热量传递过程。
辐射传热:辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。
辐射力:单位时间内,物体的单位表面积向半球空间的一切方向发射的所有波长的能量总和。
黑体:吸收率为1的物体(1=α)。
白体:反射率为1的物体(1=ρ)。
黑度:实际物体的辐射力与同一温度下黑体辐射力之比。
灰体:光谱吸收比与波长无关的物体。
二、知识点1.热量传递过程的推动力:温差1)物体内只要存在温差,就有热量从物体的高温部分传向低温部分;2)物体之间存在温差时,热量就会自发的从高温物体传向低温物体。
2.热量传递的三种基本方式之间的联系和区别① 导热、对流两种热量传递方式,只在有物质存在的条件下,才能实现,而热辐射不需中 间介质,可以在真空中传递,而且在真空中辐射能的传递最有效。
② 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。
在辐射时,辐射体内热能 → 辐射能;在吸收时,辐射能 → 受射体内热能。
③ 物体的辐射能力与其温度性质有关。
3.斯蒂芬—波尔兹曼定律404100⎪⎭⎫ ⎝⎛==T c T E b σ 式中,()428/1067.5K m W ⋅⨯=-σ,Stefan-Boltzmann 常数()420/67.5K m W c ⋅=,黑体辐射系数描述了黑体辐射力随表面温度的变化规律。
4.基尔霍夫定律在热平衡条件下,任何物体的辐射和它对来自黑体辐射的吸收比的比值,恒等于同温度下该物体的黑度。
εα==bE E 热平衡时,任意物体对黑体投入辐射的吸收比等于该物体的发射率。
Φ-=BA 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.....。
传热学知识点总结本文将围绕传热学的基本概念、传热方式、传热方程、传热实验和应用等方面进行详细的介绍和总结,以便读者更好地了解传热学的相关知识。
一、传热学的基本概念1. 热量传递热量传递是指物体内部或物体之间由于温度差异而产生的热量的传递过程。
热量的传递方式主要有传导、对流和辐射三种。
2. 传热方程传热方程描述了物体内部或物体之间热量传递的数学关系,是传热学的基础理论。
传热方程一般包括传热率、温度差和传热面积等参数,可以用来计算热量传递的速率和大小。
3. 传热系数传热系数是描述物体材料对热量传递率影响的重要参数,通常用符号h表示。
在物质传热过程中,传热系数的大小直接影响热量的传递速率。
4. 传热表面积传热表面积是指在热量传递过程中热量流经的表面积,是计算热传递速率的重要参数。
传热表面积的大小与物体的形状和大小有关,也与传热方式和传热系数有关。
5. 热传导热传导是一种物质内部热量传递的方式,指的是热量通过物质内部原子、分子之间相互作用的传递过程。
热传导是传热学的基本概念之一。
6. 热对流热对流是一种物体表面热量传递的方式,指的是热量通过流体传递到物体表面,然后再由物体表面传递到其它介质的传热过程。
7. 热辐射热辐射是一种通过电磁波传递热量的方式,是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
热辐射是传热学的另一个基本概念之一。
二、传热方式1. 传导传热传导传热是指热量通过物质内部的原子、分子的直接作用而传递的方式。
在传导传热过程中,热量的传递是从高温区向低温区进行的,其传热速率与温度差和物质的传热系数有关。
2. 对流传热对流传热是指流体传热传递的方式,包括自然对流和强制对流两种。
在对流传热过程中,流体的流动是热量传递的主要形式,其传热速率与流体的流速、温度差和传热面积有关。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波传递热量的方式,是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
在辐射传热过程中,热量的传递不依赖于介质,而是通过电磁波的辐射进行的。
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。
传热学名词解释传热学名词解释一、绪论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:物体各部分之间不发生相对位移时,依靠物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动而产生的热能传递,称为导热。
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:物体间通过热辐射而进行的热量传递,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。
二、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。
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。
第一章绪论1-1 传热学概述一、什么是传热学传热学是研究热量传递规律的科学。
(热量传递由什么引起的)基于热力学的定义,热是一种传递中的能量。
传递中的能量不外乎是处于无序状态的热和有序状态的功,他们的传递过程常常发生在能量系统处于不平衡的状态下,而系统的状态是可以用其状态参数来确定的。
热力学的基本状态参数是压力p、温度T以及比容积v。
对于一个不可压缩的热力学系统而言,温度的高低就反映了系统能量状态的高低和单位质量系统内热能(或称热力学能,简称内能)的多少。
热力学第二定律告诉我们,能量总是自发地从高能级状态向低能级状态传递和迁移。
因此,热的传递和迁移就会发生在热系统的高内能区域和低内能区域之间,也就是高温区域和低温区域之间。
对于自然界的物体和系统,将其视为热力学系统时,他们常常是处于不平衡的能量状态之下,各部位存在着压力差和温度差,因而功和热的传递是一种非常普遍的自然现象。
因此,凡是有温度差的地方就有热量传递。
热量传递是自然界和工程领域中极普遍的现象。
我们学习传热学就是要掌握各种热量传递现象的规律,从而为设计满足一定生产工艺要求的换热设备,提高现有换热设备的操作和管理水平,或者对一定的热过程实现温度场的控制打下理论基础。
(课程安排)在本课程中,我们将首先简要的介绍传热学的主要研究内容,给出导热、对流与辐射这三种热量传递基本方式的概念及所传递热量的计算公式。
然后分别讨论导热、对流换热和辐射换热的基本规律,最后,在此基础上,把上述知识综合起来,介绍传热过程及换热设备的计算方法。
二、传热学的重要性几乎在每个工程技术部门中都会遇到传热问题。
(例子)例如建筑物的供热与降温。
自然界(沙尘暴)。
三、传热学与工程热力学在研究方法上的异同工程热力学与传热学都是研究热现象的,都以热能的传递与转换过程中的基本规律作为研究对象。
但是,工程热力学与传热学从不同的角度来研究热现象,因此在研究内容与方法上有很大区别。
1. 工程热力学着重研究的是在能量转换与传递过程中各种形式的能量在数量方面的关系以热能在质量方面的情况。
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。
q ' = h (t w - t ∞ )(w)= q 'A = Ah (t w - t ∞ )w / m 2h 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)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。
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):q ' = -k ∂dT q ' = -k ∇T = -k (i ∂T + j ∂T + k ∂T) x ∂dx ∂x ∂y ∂zq ' = -k ∂T n ∂nT(x,y,z)为标量温度场圆筒壁表面的导热速率 q r= -kA dTdr = -k (2rL ) dT dr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。
一、参考书目:传热学A 《传热学》杨世铭、陶文铨,高等教育出版社,2006年二、基本要求1. 掌握热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律;2. 能够对常见的导热、对流、辐射换热及传热过程进行定量的计算,并了解其物理机理和特点,进行定性分析;3. 对典型的传热现象能进行分析,建立合适的数学模型并求解;4. 能够用差分法建立导热问题的数值离散方程,并了解其计算机求解过程。
三、主要知识点第一章绪论:热量传递的三种基本方式;导热、对流和热辐射的基本概念和初步计算公式;热阻;传热过程和传热系数。
第二章导热基本定律和稳态导热:温度场、温度梯度;傅里叶定律和导热系数;导热微分方程、初始条件与边界条件;单层及多层平壁的导热;单层及多层圆筒壁的导热;通过肋端绝热的等截面直肋的导热;肋效率;一维变截面导热;有内热源的一维稳态导热。
第三章非稳态导热:非稳态导热的基本概念;集总参数法;描述非稳态导热问题的数学模型(方程和定解条件);第四章导热问题的数值解法:导热问题数值解法的基本思想;用差分法建立稳态导热问题的数值离散方程。
第五章对流换热:对流换热的主要影响因素和基本分类、牛顿冷却公式和对流换热系数的主要影响因素;速度边界层和热边界层的概念;横掠平板层流换热边界层的微分方程组;横掠平板层流换热边界层积分方程组;动量传递和热量传递比拟的概念;相似的概念及相似准则;管槽内强制对流换热特征及用实验关联式计算;绕流单管、管束对流换热特征及用实验关联式计算;大空间自然对流换热特征及对流换热特征及用实验关联式计算。
第六章凝结与沸腾换热:凝结与沸腾换热的基本概念;珠状凝结与膜状凝结特点;膜状凝结换热计算;影响膜状凝结的因素;大容器饱和沸腾曲线;影响沸腾换热的因素。
第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性:热辐射的基本概念;黑体、白体、透明体;辐射力与光谱辐射力;定向辐射强度;黑体辐射基本定律:普朗克定律,维恩定律,斯忒藩-玻尔兹曼定律,兰贝特定律;实际固体和液体的辐射特性、黑度;灰体、基尔霍夫定律。
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:导热与热对流同时存在的复杂热传递过程必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差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①二hA(t w -tj W】各物理量的定义。
q =①/A=h(t w-t f) W/m2]6.热辐射的特点。
a任何物体,只要温度高于0K,就会不停地向周围空间发出热辐射;b可以在真空中传播;伴随能量形式的转变;具有强烈的方向性;辐射能与温度和波长均有关;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。
8.实际热量传递过程: 常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。
[冷却水出冷却水进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):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。
传热知识点总结一、传热的基本概念1. 热传递方式热传递是指热能从高温物体传递到低温物体的过程。
在自然界中,热传递有三种方式:传导、对流和辐射。
1)传导:是指热量在固体或液体内部通过分子的传递而进行传热的现象。
传导的速度取决于物体的热导率和温度梯度。
2)对流:是指热量通过流体内部的流动而进行传热的现象。
对流传热是一种辐射传热和传导传热的耦合方式。
3)辐射:是指热能在真空和空气中通过电磁波传递而进行传热的现象。
辐射传热不需要介质,能够在真空中进行传递。
2. 热传递规律根据热传递方式的不同,热传递规律也有所不同。
在传导传热中,热流密度与温度梯度成正比;在对流传热中,热流密度与温度差、流体性质和流体速度有关;在辐射传热中,表面辐射率与物体表面性质、温度和波长有关。
3. 热传递计算在工程设计中,通常需要计算物体的传热过程。
传热计算需要考虑传热方式、传热系数、温度梯度等因素,并且可以利用传热方程进行计算。
二、传热的机制1. 传导传热传导传热是通过颗粒内部的分子振动而进行热传递的过程。
传导传热取决于介质的热导率和温度梯度。
传导传热的传热率与温度梯度成正比,与距离成反比,通常可以用傅立叶传热定律进行描述。
2. 对流传热对流传热是通过流体内部的流动而进行热传递的过程。
对流传热的传热率与温度差、流体性质和流体速度有关。
对流传热还与流体的黏度、密度、导热系数等物性参数有关。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波在真空或空气中进行热传递的过程。
辐射传热的传热率与物体的表面性质、温度和波长有关。
辐射传热的计算通常需要考虑黑体辐射、灰体辐射等因素。
三、传热的数学模型1. 一维传热在一维情况下,传热可以用傅立叶传热方程进行描述。
该方程包括传热导数和传热系数两个物理量,并可以用来描述传导传热、对流传热和辐射传热。
2. 二维传热在二维情况下,传热可以用拉普拉斯传热方程进行描述。
该方程可以用来描述平板、圆柱、球体等形状的传热过程,并可以通过适当的边界条件进行求解。
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。
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。
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?这几个区域的换热分别有什么特点?为
什么把热流密度的峰值称为烧毁点?
分为四个区域: 1、自然对流区,这个区域传热属于自然对流工况。
2、核态沸腾区,换热特点:温压小、传热强。
3、过度沸腾区:传热特点:热流密度随着温压的升高而降低,传热很不稳定。
4、膜态沸腾区:传热特点:传热系数很小。
由于超过热流密度的峰值可能会导致设备烧毁,所以热流密度的峰值
也称为烧毁点。
14阐述兰贝特定律的内容。
说明什么是漫射表面?角系数具有哪三个
性质?在什么情况下是一个纯几何因子,和两个表面的温度和黑度没
有关系?
兰贝特定律给出了黑体辐射能按空间方向的分布规律,它表明黑体单位面积辐射出去的能量在空间的不同方向分布是不均匀的,按空间纬度角的余弦规律变化:在垂直于该表面的方向最大,而与表面平行的方向为零。
光谱吸收比与波长无关的表面称为漫射表面。
角
系数的三个性质:相对性、完整性、可加性。
当满足两个条件:(1)所研究的表面是漫射的(2)在所研究表面的不同地点上向外发射的辐射热流密度是均匀的。
此时角系数是一个纯几何因子,和两个表面的温度和黑度没有关系。
15试述气体辐射的基本特点。
气体能当灰体来处理吗?请说明原因
气体辐射的基本特点:(1)气体辐射对波长具有选择性( 2)气体辐射和吸收是在整个容积中进行的。
气体不能当做灰体来处理,因为气体辐射对波长具有选择性,而只有辐射与波长无关的物体才可以称为灰体。
16试说明管槽内强制对流换热的入口效应。
流体在管内流动过程中,
随着流体在管内流动局部表面传热系数如何变化的?外掠单管的流动
与管内的流动有什么不同
管槽内强制对流换热的入口效应:入口段由于热边界层较薄而具有比较充分的发展段高的表面传热系数。
入口段的热边界层较薄,局部表面传热系数较高,且沿着主流方向
逐渐降低。
充分发展段的局部表面传热系数较低。
外掠单管流动的特点:边界层分离、发生绕流脱体而产生回流、漩涡
和涡束。
18为什么在给圆管加保温材料的时候需要考虑临界热绝缘直径的问
题而平壁不需要考虑?
圆管外敷设保温层同时具有减小表面对流传热热阻及增加导热热阻
两种相反的作用,在这两种作用下会存在一个散热量的最大值,,在此时的圆管外径就是临界绝缘直径。
而平壁不存在这样的问题。
19为什么二氧化碳被称作“温室效应”气体?
气体的辐射与吸收对波长具有选择性,二氧化碳等气体聚集在地球的外侧就好像给地球罩上了一层玻璃窗:以可见光为主的太阳能可以达到地球的表面,而地球上一般温度下的物体所辐射的红外范围内的热
辐射则大量被这些气体吸收,无法散发到宇宙空间,使得地球表面的温度逐渐升高。
20试分析大空间饱和沸腾和凝结两种情况下,如果存在少量不凝性
气体会对传热效果分别产生什么影响?原因?
对于凝结,蒸气中的不可凝结气体会降低表面传热系数,因为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。
大空间饱和沸腾过程中,溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾传热得
到某种强化,这是因为,随着工作液体温度的升高,不凝结气体会从
液体中逸出,使壁面附近的微小凹坑得以活化,成为汽泡的胚芽,从
而使 q~ t 沸腾曲线向着 t 减小的方向移动,即在相同的 t 下产生更高的热流密度,强化了传热。
21太阳能集热器的吸收板表面有时覆以一层选择性涂层,使表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍。
请问这一现象与吉尔霍夫定律是否矛盾?原因?
基尔霍夫定律表明物体的吸收比等于发射率,但是这一结论是在“物体与黑体投入辐射处于热平衡” 这样严格的条件下才成立的,而太阳能集热器的吸收板表面涂上选择性涂层,投入辐射既非黑体辐射,更不是处于热平衡,所以,表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍,这一现象与基尔霍夫定律不相矛盾。
22 请说明 Nu、Bi 的物理意义, Bi 趋于 0 和趋于无穷时各代表什么样的换热条件?
Nu 数表明壁面上流体的无量纲温度梯度
Bi 表明固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比
Bi 趋于 0 时平板内部导热热阻几乎可以忽略,因而任一时刻平板中
各点的温度接近均匀,并随着时间的推移整体的下降,逐渐趋近于外界温度。
Bi 趋于无穷时,表面的对流换热热阻几乎可以忽略,因而过程一开
始平板的表面温度就被冷却到外界温度,随着时间的推移,平板内部各点的温度逐渐下降而趋近于外界温度。
23举例说明什么是温室效应,以及产生温室效应的原因
位于太阳照耀下被玻璃封闭起来的空间,例如小轿车、培养植物的暖房等,其内的温度明显地高于外界温度,这种现象称为温室效应。
这是因为玻璃对太阳辐射具有强烈的选择性吸收性,从而大部分太阳辐射能穿过玻璃进入有吸热面的腔内,而吸热面发出的常温下的长波辐射却被玻璃阻隔在腔内,从而产生了所谓的温室效应。
24数值分析法的基本思想
对物理问题进行数值求解的基本思想可以概括为:把原来的时间、空间坐标系中连续的物理量的场,用有限个离散点上的值的集合来代
替,通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程,来获得离散点上被求物理量的值。
25强化沸腾的方法
强化沸腾的方法: 1、强化大容器沸腾的表面结构,2、强化管内沸腾的表面结构。