传热学考试重点
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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。
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。
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~Δt沸腾曲线向着Δt 减小的方向移动,即在相同的Δt下产生更高的热流密度,强化了传热。
传热学 复习要点1-3节为导热部分1.导热理论基础 (分稳态导热和非稳态导热) (1)导热现象的物理本质及在不同介质中的传递特征.依靠分子,原子和自由电子等微观粒子热运动进行的热量传递.气体中为分子,金属中为电子,非导电固体和液体中为晶格(2)温度场的空间时间概念.表达式:t=f(x,y,z, τ)空间用x,y,z表示.时间用τ.稳态: 非稳态:(3)温度梯度的概念和表达式.定义: 两等温面温差 与其法线方向距离 的比值极限..表达式:(4)傅立叶定律的概念及其表达式.----导热基本定律定义:表达式:适用范围:只适用于各向同性的固体材料.(5)导热系数的定义,物理意义和影响因素.表达式:物理意义:表征物体导热能力的大小.影响因素:(6)物性参数为常数时的导热微分方程式在各种不同条件下的数学表达.导热微分方程---由傅立叶定律和热一律导出.导热微分方程表达式:无内热源:稳态温度场:无内热源且为稳态温度场:(7)导温系数的表达及其物理意义,与导热系数的区别.导温系数a定义: a=λ/cρ;物理意义:表示物体加热或冷却时,物体内部各部分温度趋于一致的能力.(8)导热过程单值性条件和数学表达.单值性条件包括4个:几何条件;物理条件;时间条件;边界条件;其中边界条件分3类:①第一类边界条件:已知边界面温度.②第二类边界条件:已知边界面热流密度..③第二类边界条件:已知边界面与周围流体间的表面传热系数及周围流体温度tf.牛顿冷却公式:2.稳态导热--t=f(x,y,z)(1)通过单层平壁,多层平壁和复合平壁的导热计算式及温度分布,热阻概念及其表达式和运用.A: 第一类边界条件: 在无内热源,常物性条件下1)单层平壁,高度h>>厚度δ,即为无限大平壁.因是一维导热,所以温度分布为线性分布.t=tw1-(tw1-tw2)x/δ;热流密度q=tw1-tw2/(δ/λ)=Δt/Rt.热阻Rt: Rt=Δt/q.2)多层平壁:温度分布为折线..B: 第三类边界条件: 厚度δ,无内热源,常物性单层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)Rt=1/h1+δ/λ+1/h2多层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)C: 复杂的平壁导热:(串连加并联)RA与RB串连: R=RA+RB;RA与RB并连: R=1/(1/RA+1/RB).D: 导热系数为t的函数: λ=λ0(1+bt)t=q=此时,温度分布为二次曲线.(2)通过单层圆筒壁和多层圆筒壁的导热及温度分布,热阻表达式和运用.工程上长度l>>厚度δ的称为圆筒壁导热.1)第一类边界条件:内径为r1,外径为r2单层: 边界条件:t=q=温度分布为曲线分布.多层:q=1)第三类边界条件:单层:多层:(3)临界热绝缘直径的物理概念和如何确定合理的绝热层厚度.当绝热层外径=dx时,总热组最小,散热量最大.这一直径称为临界~~Dx=dc=2λins/h2.说明:外径d2<dc时,热损失反而增大.外径d2>dc时,加绝热层才有效.(4)肋片的作用及温度分布曲线,肋片效率概念及影响因素,肋片散热量的计算式.---- 只讨论等截面直肋1)等截面直肋:肋高为l,肋厚为δ,肋片周边长度为U,导热系数为λ,l>>δ,可认为肋片温度只沿着高度方向变化.边界条件:2)过余温度:以周围介质tf为基准的温度.θ=t-tf.其中m=温度分布为一条余弦双曲函数,即沿x反向逐渐降低.肋端国余温度:3)肋片表面散热量:4)肋片效率:定义:在肋片表面平均温度tm下,肋片的实际散热量Φ与假定整个肋片表面都处在肋基温度to时的理想散热量Φo的比值.即:结论:①当m一定时,随着肋高增加, Φ先迅速增大然后逐渐趋于平缓.也即η先降低,肋高增加到一定程度时, Φ急剧降低.②ml大,肋端过于温度小,肋片表面tm小,效率低.所以应降低m提高效率.③λ与h都给定时,m随U/A降低而减小.变截面肋片效率高.(5)接触热阻的形成和表达式.两固体直接接触,因接触面不绝对平整,会产生接触热阻.定义式:减小接触热阻的措施:改善接触面粗糙镀;提高接触面挤压压力;减小表面硬度;接触面上涂油.3.非稳态导热 (分瞬态导热和周期性导热)两个重要准则:Fo准则和Bi准则.Bi=(δ/λ):(1/h)Fo=aτ/δ2(1)瞬态导热过程及周期性不稳态导热过程的特点.前者物理量瞬间变化.后者物理量周期性变化.(2)Fo准则的表达式及物理意义,当Fo>0.2时,无限大平壁内的温度变化规律.傅立叶准则:Fo=aτ/δ2物理意义:表征不稳态导热过程的无因次时间. Fo>0.2为临界值.无限大平壁:在进行到F o>0.2的时间起,物体中任何给定地点的过余温度的对数值将随时间按线性规律变化.(3)Bi准则的表达式及物理意义, Bi准则对无限大平壁内温度分布的影响.毕渥准则Bi=(δ/λ):(1/h)物理意义:表征物体内部导热热阻与表面对流换热热阻之比.它的值越小,内部温度越趋于均匀一致.Bi<0.1可近似认为,物体温度是均匀一致的.(4)运用集总参数法的条件及温度计算式.集总参数法的条件:对于平板,圆柱,球体,温度计算式:V为体积,A为表面积,初始温度θ=to-tf.地下建筑的预热:5-7节为对流换热部分5.对流换热分析 (对流换热=导热+热对流)(1) 对流换热过程的特征及基本计算公式.定义:流体因外部原因(强迫对流)或内部原因(自然对流)而流动并与物体表面接触时发生的热量传递.特征:①导热与热对流同时存在的复杂热传递过程② 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差③ 由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响,紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层基本计算公式:---牛顿冷却公式:q=h(tw-tf)(2)影响对流换热的因素.影响因素:①流动的起因(强迫对流或自然对流);②流动状态(层流或紊流);③有无相变;④换热表面几何因素;⑤流体的物理性质。
传热学重点难点及典型题精解
传热学是研究热量传递规律和方式的学科,是热能工程、航空航天、电子工程等专业的重要基础课程。
传热学重点难点及典型题精解主要包括以下几个方面:
1. 传热方式:传热学主要研究三种传热方式,即导热、对流和辐射。
每种传热方式都有其特点和适用场景,需要掌握其基本原理、数学模型和求解方法。
2. 传热过程分析:传热过程分析是传热学中的重点内容,包括稳态传热和非稳态传热。
稳态传热是指温度分布不再随时间变化的情况,非稳态传热则是指温度分布随时间变化的情况。
需要掌握不同传热过程的分析和求解方法。
3. 传热学数学模型:传热学中涉及许多数学模型的建立和求解,如一维、二维和三维传热模型,以及稳态和非稳态传热模型。
需要掌握各种模型的建立方法和求解技巧。
4. 传热学实验:传热学实验是验证理论分析和数学模型的重要手段。
需要掌握各种传热实验的原理、方法和数据分析,以便更好地理解传热学的基本规律和特点。
5. 典型题精解:针对传热学的重点难点,选择典型的例题进行精解,以提高学生的传热学概念理解和解题能力。
传热学重点难点及典型题精解可以帮助学生更好地掌握传热学的基本概念、原理和方法,提高解题能力,为后续的专业课程学习和工程应用打下坚实的基础。
传热学复习要点1-3节为导热部分1.导热理论基础(分稳态导热和非稳态导热) (1)导热现象的物理本质及在不同介质中的传递特征.依靠分子,原子和自由电子等微观粒子热运动进行的热量传递.气体中为分子,金属中为电子,非导电固体和液体中为晶格(2)温度场的空间时间概念.表达式:t=f(x,y,z, τ)空间用x,y,z表示.时间用τ.稳态: 非稳态:(3)温度梯度的概念和表达式.定义: 两等温面温差与其法线方向距离的比值极限..表达式:(4)傅立叶定律的概念及其表达式.----导热基本定律定义:表达式:适用范围:只适用于各向同性的固体材料.(5)导热系数的定义,物理意义和影响因素.表达式:物理意义:表征物体导热能力的大小.影响因素:(6)物性参数为常数时的导热微分方程式在各种不同条件下的数学表达.导热微分方程---由傅立叶定律和热一律导出.导热微分方程表达式:无内热源:稳态温度场:无内热源且为稳态温度场:(7)导温系数的表达及其物理意义,与导热系数的区别.导温系数a定义: a=λ/cρ;物理意义:表示物体加热或冷却时,物体内部各部分温度趋于一致的能力.(8)导热过程单值性条件和数学表达.单值性条件包括4个:几何条件;物理条件;时间条件;边界条件;其中边界条件分3类:①第一类边界条件:已知边界面温度.②第二类边界条件:已知边界面热流密度..③第二类边界条件:已知边界面与周围流体间的表面传热系数及周围流体温度tf.牛顿冷却公式:2.稳态导热--t=f(x,y,z)(1)通过单层平壁,多层平壁和复合平壁的导热计算式及温度分布,热阻概念及其表达式和运用.A: 第一类边界条件: 在无内热源,常物性条件下1)单层平壁,高度h>>厚度δ,即为无限大平壁.因是一维导热,所以温度分布为线性分布.t=tw1-(tw1-tw2)x/δ;热流密度q=tw1-tw2/(δ/λ)=Δt/Rt.热阻Rt: Rt=Δt/q.2)多层平壁:温度分布为折线..B: 第三类边界条件: 厚度δ,无内热源,常物性单层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)Rt=1/h1+δ/λ+1/h2多层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)C: 复杂的平壁导热:(串连加并联)RA与RB串连: R=RA+RB;RA与RB并连: R=1/(1/RA+1/RB).D: 导热系数为t的函数:λ=λ0(1+bt)t= q=此时,温度分布为二次曲线.(2)通过单层圆筒壁和多层圆筒壁的导热及温度分布,热阻表达式和运用.工程上长度l>>厚度δ的称为圆筒壁导热.1)第一类边界条件:内径为r1,外径为r2单层: 边界条件:t=q=温度分布为曲线分布.多层:q=1)第三类边界条件:单层:多层:(3)临界热绝缘直径的物理概念和如何确定合理的绝热层厚度. 当绝热层外径=dx时,总热组最小,散热量最大.这一直径称为临界~~Dx=dc=2λins/h2.说明:外径d2<dc时,热损失反而增大.外径d2>dc时,加绝热层才有效.(4)肋片的作用及温度分布曲线,肋片效率概念及影响因素,肋片散热量的计算式.---- 只讨论等截面直肋1)等截面直肋:肋高为l,肋厚为δ,肋片周边长度为U,导热系数为λ,l>>δ,可认为肋片温度只沿着高度方向变化.边界条件:2)过余温度:以周围介质tf为基准的温度.θ=t-tf.其中m=温度分布为一条余弦双曲函数,即沿x反向逐渐降低.肋端国余温度:3)肋片表面散热量:4)肋片效率:定义:在肋片表面平均温度tm下,肋片的实际散热量Φ与假定整个肋片表面都处在肋基温度to时的理想散热量Φo的比值.即:结论:①当m一定时,随着肋高增加, Φ先迅速增大然后逐渐趋于平缓.也即η先降低,肋高增加到一定程度时, Φ急剧降低.②ml大,肋端过于温度小,肋片表面tm小,效率低.所以应降低m提高效率.③λ与h都给定时,m随U/A降低而减小.变截面肋片效率高.(5)接触热阻的形成和表达式.两固体直接接触,因接触面不绝对平整,会产生接触热阻.定义式:减小接触热阻的措施:改善接触面粗糙镀;提高接触面挤压压力;减小表面硬度;接触面上涂油.3.非稳态导热(分瞬态导热和周期性导热)两个重要准则:Fo准则和Bi准则.Bi=(δ/λ):(1/h)Fo=aτ/δ2(1)瞬态导热过程及周期性不稳态导热过程的特点.前者物理量瞬间变化.后者物理量周期性变化.(2)Fo准则的表达式及物理意义,当Fo>0.2时,无限大平壁内的温度变化规律.傅立叶准则:Fo=aτ/δ2物理意义:表征不稳态导热过程的无因次时间. Fo>0.2为临界值.无限大平壁:在进行到F o>0.2的时间起,物体中任何给定地点的过余温度的对数值将随时间按线性规律变化.(3)Bi准则的表达式及物理意义, Bi准则对无限大平壁内温度分布的影响.毕渥准则Bi=(δ/λ):(1/h)物理意义:表征物体内部导热热阻与表面对流换热热阻之比.它的值越小,内部温度越趋于均匀一致.Bi<0.1可近似认为,物体温度是均匀一致的.(4)运用集总参数法的条件及温度计算式.集总参数法的条件:对于平板,圆柱,球体,温度计算式:V为体积,A为表面积,初始温度θ=to-tf.地下建筑的预热:5-7节为对流换热部分5.对流换热分析(对流换热=导热+热对流)(1)对流换热过程的特征及基本计算公式.定义:流体因外部原因(强迫对流)或内部原因(自然对流)而流动并与物体表面接触时发生的热量传递.特征:①导热与热对流同时存在的复杂热传递过程②必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差③由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响,紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层基本计算公式:---牛顿冷却公式:q=h(tw-tf)(2)影响对流换热的因素.影响因素:①流动的起因(强迫对流或自然对流);②流动状态(层流或紊流);③有无相变;④换热表面几何因素;⑤流体的物理性质。
传热学复习资料(全)0.2.1、导热(热传导) 1 、概念定义:物体各部分之间不发⽣相对位移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。
如:固体与固体之间及固体内部的热量传递。
3、导热的基本规1 )傅⽴叶定律 1822 年,法国数学家如图所⽰的两个表⾯分别维持均匀恒定温度的平板,是个⼀维导热问题。
考察x ⽅向上任意⼀个厚度为dx 的微元层律根据傅⾥叶定律,单位时间内通过该层的热流量与温度变化率及平板⾯积A 成正⽐,即式中是⽐例系数,称为热导率,⼜称导热系数,负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向式中是⽐例系数,称为热导率,⼜称导热系数,负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反式中是⽐例系数,称为热导率,⼜称导热系数,负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反。
2 )热流量单位时间内通过某⼀给定⾯积的热量称为热流量,记为,单位 w 。
3 )热流密度单位时间内通过单位⾯积的热量称为热流密度,记为 q ,单位 w/ ㎡。
当物体的温度仅在 x ⽅向发⽣变化时,按傅⽴叶定律,热流密度的表达式为:说明:傅⽴叶定律⼜称导热基本定律,式(1-1)、(1-2)是⼀维稳态导热时傅⽴叶定律的数学表达式。
通过分析可知:(1)当温度 t 沿 x ⽅向增加时,>0⽽ q <0,说明此时热量沿 x 减⼩的⽅向传递;(2)反之,当 <0 时, q > 0 ,说明热量沿 x 增加的⽅向传递。
4 )导热系数λ表征材料导热性能优劣的参数,是⼀种物性参数,单位: w/(m ·℃ )。
不同材料的导热系数值不同,即使同⼀种材料导热系数值与温度等因素有关。
5) ⼀维稳态导热及其导热热阻如图1-3所⽰,稳态 ? q = const ,于是积分Fourier 定律有:dxdt Aλ-=Φ⽓体液体⾮⾦属固体⾦属λλλλ>>>导热热阻,K/W 单位⾯积导热热阻,m2· K/W 0.2.2、热对流1 、基本概念1) 热对流: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。
CH1 绪论1 热能传递的三种方式是、和,各自的物理机理是什么?2 换热方式分析:图1-3,习题4、7。
3 区别概念:热流量与热流密度,热对流与对流传热,热辐射与辐射传热,传热过程,传热过程热阻与面积热阻。
4 表1-3 热量传递的速率方程。
5 习题10、12、18、21、31、32。
CH2 稳态热传导1 概念:温度场、等温面(线)及其特点。
2 傅立叶定律的文字表述、一般形式的数学表达式。
3 导热系数的定义,其数值大小取决于,一般来讲λ金属λ非金属,λ金属λ液体λ气体。
4 保温材料的定义是。
5 了解三维非稳态导热微分方程式的一般形式,在稳态、一维稳态无内热源、一维稳态有内热源、二维稳态、非稳态、集中参数法(零维非稳态)、一维非稳态等条件下的具体方程形式。
6 定解条件包括初始条件和边界条件,常见的三类边界条件分别是。
7 热扩散率又叫,其表达式是。
8 理解肋片温度场数学描写的导出方法:导热微分方程+折算内热源法和能量守恒法(重点)。
9 肋效率的定义。
10 接触热阻的定义及减小接触热阻的方法。
11 表2-3 一维稳态导热部分分析解汇总(重点热阻表达式)12 例题2-4、2-6(重点分析和讨论);13使用串连热阻叠加的原则和在换热计算中的应用:习题3、4、6、9、14、16、18、34、51。
14需要在蒸汽管道上加装1根温度计测温套管,可供选作套管材料的有外径×厚度为φ10×1和φ10×2(单位:mm)的铜管、铝管和钢管,其中引起测温误差最小的材料应是规格为的CH3 非稳态热传导1 非稳态导热的两个阶段及各自的特点是什么?图3-22 Bi数的定义式及物理意义,不同情况特征长度选取,Bi的大小对平板中温度分布有何影响(图3-4)?与Nu数的区别是。
3 Fo数的物理意义和表达式分别是。
4 时间常数的表达式。
5 集中参数法的适用条件,温度分布计算公式是。
6 例3-2(注意解题步骤)、例3-12热电偶的时间常数;习题6、12、15。
传热学知识点总结考研真题一、传热学概念传热学是研究物体之间热量传递的学科,研究热量传递的基本规律和热传递过程的数学模型。
热传递是热量自高温物体传递到低温物体的过程,主要包括传导、对流和辐射三种方式。
二、传热学基本知识1. 热量传递的基本规律热力学第一定律和第二定律规定了热量传递的基本规律。
第一定律要求能量守恒,在热传递中热量从高温物体流向低温物体,使热能分布均匀。
第二定律限制了热量传递的方向,指出热量自热量大者传递到热量小者。
2. 传热的基本方式传导是通过物体内部分子热运动传递热量的方式,是当物体内部温度不均匀时,热量由高温区向低温区传递。
对流是液体或气体中分子受热膨胀上升,冷却后下沉的过程,是传热最常见的方式。
辐射是热能以电磁波的形式传递的方式,适用于真空或无透明物质的热传递。
3. 传热的数学模型传热的数学模型主要采用热传导方程和流体力学方程,通过数学公式和定理来描述传热过程,求解传热问题。
热传导方程描述了传导过程中热量的扩散规律,流体力学方程描述了流体传热过程中的动力学规律。
4. 传热的工程应用传热学在工程中有着广泛的应用,如热工程、制冷空调、化工工程、建筑工程等都离不开传热学的理论和方法。
热传递是很多工程中必不可少的过程,通过传热学的知识和方法可以提高工程的效率和质量。
三、传热学的研究内容1. 传热传质物理基础传热传质物理基础包括热力学、流体力学、传热学、传质学等多个学科知识,主要研究物体间热量传递的基本规律和热量传递过程的数学模型。
此外,也需要涉及热传导、对流传热、辐射传热等传热方式的研究。
2. 传热的数学模型与方法传热学研究中需要建立相应的数学模型,并通过数学方法来解决传热问题。
传热的数学模型可以分为定常传热和非定常传热,通过微分方程和积分方程来描述传热过程,并通过数值计算方法来求解传热问题。
3. 传热的实验方法与技术传热学研究中需要进行大量的实验,通过实验来验证传热理论和模型的正确性。
————————————第一章—————————————1)热量传递的动力:温差2)热量传递的三种基本传递方式:导热,热对流,热辐射3)导热:单纯的导热发生在密实的固体中4)对流换热:导热+热对流5)辐射换热:概念:物体间靠热辐射进行的热量传递过程称为辐射换热;特点:伴随能量形式的转换(能-电磁波能-能),不需要直接接触,不需要介质,只要大于0k就会不停的发射电磁波能进行能量传递(温度高的大)。
6)温度场:是指某一时刻空间所有各点的温度的总称7)等温面:同一时刻,温度场中所有温度相同的点连接所构成的面等温线:不同的等温线与同一平面相交,则在此平面上构成一簇曲线称(注:不会相交不会中断)8)温度梯度:自等温面上一点到另一个等温面,以该点的法线温度变化率最大。
以该点的法线方向为方向,数值也正好等于这个最大温度变化率的矢量称为温度梯度gradt(正方向朝着温度增加的方向)9)热流密度:单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度10)热流矢量:等温面上某点,已通过该点最大的热流密度的方向为方向,数值上也正好等于沿该方向热流密度的矢量称为热流密度矢量(正方向高温指向低温)11)傅里叶定律:适用于连续均匀和各项同性材料的稳态和非稳态导热过12)导热系数比较:金属大于非金属大于液体大于气体,纯物质大于含杂质的。
13)导热系数变化特点:气体随温度升高而升高,液体随温度升高而下降,金属随温度升高而下降,非金属保温材料随温度升高而升高,多孔材料要防潮。
14)导热过程完整的数学描述:导热微分方程+单值性条件。
15)单值性条件:几何条件(大小尺寸)+物理条件(热物性参数+热源有无等)+时间条件(是否稳态)+边界条件16)边界条件:第一类边界条件:已知任何时刻物体边界面上的温度值第二类边界条件:已知任何时刻物体边界面上热流密度第三类边界条件:已知边界面周围流体温度t和面界面与流体之间的表面传热系数h 17)热扩散率:a,表示物体被加热或被冷却时,物体部各部分温度趋向均匀一致的能力。
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=cρλ 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。
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:单位时间单位面积上所传递的热量。
不同方向上其大小也不同。
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.热对流:只依靠流体的宏观运动传递热量的现象。
5.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。
6.表面传热(对流换热)系数:意义是指单位面积上,流体与壁之间在单位温差下及单位时间内所能传递的热量,单位是W/(m2·K),也叫对流换热系数,表示其过程的强弱程度7.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。
8.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。
9.传热系数:表明单位时间单位壁面积上,冷热流体间温差为1K时所传递的热量,用k 表示,单位为W/(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
10.导热,对流,热辐射:导热或对流都是以冷热物体的直接接出来传递热量,热辐射则不同,他依靠物体表面对外发射可见或不可见的射线(电磁波或者光子)传递热量。
11.温度场:某一瞬间物体内所有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。
t=f(x,y,z,τ)。
12.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面(或线)。
13.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
14.热流失量(热流密度矢量):与定义温度梯度相似,等温面上某点,以通过该点最大热流密度的方向为方向,数值上也正好等于沿该方向热流密度的矢量成为热流密度矢量。
15.导热系数:物体中单位温度降度单位时间通过单位面积的导热量,单位为W/(m2·K)。
16.稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。
17.非稳态导热:物体中各点温度随时间而改变的导热过程。
分为周期性和瞬态两大类。
18.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。
适用于连续均匀和各向同性材料的稳态和非稳态导热过程。
19.热扩散率:表征物体被加热或者冷却时,物体内各部分温度趋向均匀一致的能力,表示为a,单位是m2 /s。
在同样的加热条件下,物体热扩散率的数值愈大,物体内各部分处的温度差别愈小。
20.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。
21.导热的单值性条件:几何条件,说明参与导热过程的物体的几何形状和大小;物理条件,说明参与导热过程的物体的物理特性;时间条件,说明在时间上过程进行的特点;边界条件,第一类边界条件是已知任何时刻物体边界面上的温度值,第二类边界条件是已知任何时刻物体边界面上的热流密度值,第三类边界条件是已知边界面周围流体温度tf和边界面与流体之间的表面传热系数h,第四类边界条件或称接触面边界条件,是已知两物体表面紧密接触时的情形。
22.肋片效率:在肋片表面平均温度tm下,肋片的实际散热量φ与假定整个肋片表面都处在肋基温度t0时的理想散热量φ0的比值,用nf表示。
23.临界热绝缘直径d c:对应于总热阻Rl为极小值时的保温层外径。
24.集总参数法:当Bi<0.1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,认为物体温度均匀一致的分析方法成为集总参数法。
25.蓄热系数:表示当物体表面温度波振幅为1℃时,导入物体的最大热流密度,用s表示,它与材料的热物性以及波动的周期有关,S24就是周期为24h材料的蓄热系数。
26.影响对流换热的因素:流动的起因和流动状态,流体的热物理性质(比热容,导热系数,密度,黏度),流体物相变化,壁面的几何参数(尺寸,粗糙度,形状),热流的方向性。
27.相变换热:在一定条件下,流体在换热过程中会发生相变,这时的换热称相变换热。
28.(有限)边界层厚度:u/u无穷=0.99处的离壁距离定义为边界层厚度。
29.层流边界层:在层流状态下,流体质点运动轨迹相互平行,呈一层一层的有秩序的滑动。
30.紊流边界层:在紊流区,流体质点沿主流运动方向的周围作紊乱的不规则脉动。
31.流动边界层的几个重要特性:边界层极薄,其厚度与壁的定型尺寸l相比极小;在边界层内存在较大的速度梯度和温度梯度;边界层流态分层流与紊流,紊流边界层紧靠壁处仍将是层流,称为层流底层;流场可划分为主流区和边界层区。
只有在边界层内才显示流体黏性的影响。
32.物理现象相似:两个同类物理现象中,只要空间相应点在时间相对应的瞬间,它们的全部物理量各自成比例,则这两个物理现象相似。
若相似,其对应的准则数相等。
33.判别相似的条件:几何条件,物理条件,边界条件,时间条件。
34.相似三原理实验应用:实验时测量各相似准则中包含的全部物理量,其中物性由实验系统中的定性温度确定;实验结果整理成准则关联式;实验结果可以推广应用到相似的现象。
在安排模型试验时,为保证实验设备中的现象与实际设备中的现象相似,必须保证模型与原型现象单值性条件相似,而且同名的已定准则数值上相等。
34.相似三定律的性质:彼此相似的现象,它们的同名相似准则必定相等;如果一个物理现象有n个物理量,涉及的基本量有r个,那么这物理现象可用n-r个准则书表现;两个物理现象相似,必须同时满足几何相似,单值性条件相似,决定准则数相等。
35.相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra):由几个变量组成的无量纲的组合量。
36.自然对流传热:流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。
37.无限空间自然对流传热:传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。
受到狭小空间限制的自然对流传热称作有限空间自然对流传热。
38.当量导热系数:封闭夹层的换热强弱,用λe表示。
珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(θ>90˚)时,凝结液在壁面上形成许多液滴,而不形成连续的液膜。
39.膜状凝结:当凝结液能很好地润湿壁面时,凝结液将形成连续的膜向下流动,称为。
40.柱状凝结:若凝结液不能很好地润湿壁面,凝结液将聚成一个个的液珠,称为。
41.影响膜状凝结的因素:蒸汽速度,蒸汽含不凝气体,表面粗糙度,蒸汽含油,过热蒸汽。
42.增强凝结换热的措施:关键是设法减薄凝液膜层的厚度,加速它的排泄,以及促成珠状凝结,措施如下:改变表面的几何特征,主要指避免上开沟槽、挂丝等;有效地排除不凝气体,为此应使设备正压运行,对于负压运行的冷凝器,则需加装抽气装置;加速凝液的排除,加装中间导流装置、使用离心力、低频振动和静电吸引等方法加速凝液的排泄;采用能形成珠状凝结的表面在凝结壁面上涂镀凝液附着力很小的材料或在蒸气中加促进剂,如酸油,以促进柱状凝结的形成。
43.热辐射的吸收特性:a+p+τ=1。
a=φa/φ,成为物体的吸收比,表示投射的总能量中被吸收的能量所占份额;p=φp/φ,成为物体的反射比,表示被反射的能量所占份额;τ=φθθτ/φ,成为物体的穿透比,表示被透射的能量所占份额。
44.黑体:如物体能全部吸收外来射线,即a=1,由于可见光亦被全部吸收而不被反射,人眼所看到的眼色呈现为黑色,故这种物体被定义为黑体。
45.白体:反射比ρ=l 的物体(漫射表面)46.透明体:透射比τ= 1的物体47.灰体:光谱吸收比与波长无关的理想物体。
48.黑度:实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值,即物体发射能力接近黑体的程度。
49.定向辐射强度:在某给定辐射方向上,单位时间、单位可见辐射面积、在单位立体角内所发射全部波长的能量,用符号I 表示。
50.光谱定向辐射强度:在某给定辐射方向上,单位时间、单位可见辐射面积,在波长λ附近的单位波长间隔内、单位立体角内所发射的能量称为。
单位为W/(m 2*sr*um )。
51.定向辐射力:在某给定辐射方向上,单位时间内、物体单位辐射面积、在单位立体角内所发射全部波长的能量称为定向辐射力,用E 表示,单位为W/(m 2*sr )。
52.辐射力:单位时间内、物体单位辐射面积向半球空间所发射全部波长的总能量称为。
用E 表示,单位为W/m 253.光谱辐射力:单位时间内、物体单位辐射面积、在波长λ附近的单位波长间隔内,向半球空间所发射的能量称为。
用E λ表示,单位为W/(m 2*um)。
53.光谱定向辐射力:在给定辐射方向上,单位时间内、单位物体辐射面积、在单位立体角内发射的在波长λ附近单位波长间隔内的能量称为。
54.漫射表面:如该表面既是漫发射表面,又是漫反射表面,则该表面称为漫射表面。
射的辐射能。
除了黑体外,只有漫射表面才遵守兰贝特定律。
55.角系数: 从表面1发出的辐射能直接落到表面2上的百分数。
它与另一表面的吸收能力无关,取决于表面的大小和相对位置,与辐射物体是否是黑体无关,它同样使用非黑体表面间的辐射换热。
具有相对性,完整性,分解性性质。
56.角系数的完整性:表面i 对所有表面的能量投射百分数之和等于1,表示了封闭空腔中诸表面见辐射换热的完整性。
57.有效辐射:指单位时间单位面积表面的总复审泵,有表面的本身辐射投入辐射的反射组成。
用J1表示,单位为W/m 258.空间热阻:1/X1,2A1称为辐射空间热阻或形状热阻,简称。
59.角系数的确定方法:积分法确定角系数,代数法确定角系数。