流体力学与传热学-1讲解
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1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递,也就是将边界层的(热传导)和边界层外的(对流传热)合并考虑,并命名为给热。
2、在工程计算中,对两侧温度分别为 t1,t2 的固体,通常采用平均导热系数进行热传导计算。
平均导热系数的两种表示方法是或。
答案;λ =3、图 3-2 表示固定管板式换热器的两块管板。
由图可知,此换热器为或。
体的走向为管程,管程流1 1 4 22 33 5图 3-2 3-18 附图答案:4;2 → 4 → 1 → 5 → 3;3 → 5 → 1 → 4 → 2 4、4.黑体的表面温度从 300℃升至 600℃,其辐射能力增大到原来的(5.39)倍. 答案: 5.39 分析: 斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的 4 次方成正比,? 600 + 273 ? 摄氏温度,即 ? ? =5.39。
? 300 + 273 ?5、 3-24 用 0.1Mpa 的饱和水蒸气在套管换热器中加热空气。
空气走管内, 20℃升至 60℃,由则管内壁的温度约为(100℃)6、热油和水在一套管换热器中换热,水由 20℃升至 75℃。
若冷流体为最小值流体,传热效率 0.65,则油的入口温度为 (104℃)。
7、因次分析法基础是 (因次的一致性),又称因次的和谐性。
8、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的(剪应力)9、如果管内流体流量增大 1 倍以后,仍处于滞流状态,则流动阻力增大到原来的(2 倍)10、在滞流区,若总流量不变,规格相同的两根管子串联时的压降为并联时4 倍。
11、流体沿壁面流动时,在边界层内垂直于流动方向上存在着显著的(速度梯度),即使(粘度)很小,(内摩擦应力)仍然很大,不容忽视。
12、雷诺数的物理意义实际上就是与阻力有关的两个作用力的比值,即流体流动时的(惯性力)与(粘性力)之比。
13、滞流与湍流的本质区别是(滞流无径向运动,湍流有径向运动)二、问答题:问答题: 1、工业上常使用饱和蒸汽做为加热介质而不用过热蒸汽,为什么?答:使用饱和蒸汽做为加热介质的方法在工业上已得到广泛的应用。
第一章 导热理论基础本章重点:准确理解温度场、温度梯度、导热系数等基本概念,准确掌握导热基本定律及导热问题的基本分析方法。
物质内部导热机理的物理模型:(1)分子热运动;(2)晶格(分子在无限大空间里排列成周期性点阵)振动形成的声子运动;(3)自由电子运动。
物质内部的导热过程依赖于上述三种机理中的部分项,这几种机理在不同形态的物质中所起的作用是不同的。
导热理论从宏观研究问题,采用连续介质模型。
第一节 基本概念及傅里叶定律1-1 导热基本概念一、温度场(temperature field)(一)定义:在某一时刻,物体内各点温度分布的总称,称为即为温度场(标量场)。
它是空间坐标和时间坐标的函数。
在直角坐标系下,温度场可表示为:),,,(τz y x f t = (1-1)(二)分类:1.从时间坐标分:① 稳态温度场:不随时间变化的温度场,温度分布与时间无关,0=∂∂τt ,此时,),,(z y x f t =。
(如设备正常运行工况) 稳态导热:发生于稳态温度场中的导热。
② 非稳态温度场:随时间而变化的温度场,温度分布与时间有关,),,,(τz y x f t =。
(设备启动和停车过程)非稳态导热:在非稳态温度场中发生的导热。
2.从空间坐标分: ① 三维温度场:温度与三个坐标有关的温度场,⎩⎨⎧==稳态非稳态),,(),,,(z y x f t z y x f t τ ② 二维温度场:温度与二个坐标有关的温度场,⎩⎨⎧==稳态非稳态),(),,(y x f t y x f t τ∆tt-∆tgrad t③ 一维温度场:温度只与一个坐标有关的温度场,⎩⎨⎧==稳态非稳态,)()(x f t x f t τ 二、等温面与等温线1.等温面(isothermal surface):在同一时刻,物体内温度相同的点连成的面即为等温面。
2.等温线(isotherms):用一个平面与等温面相截,所得的交线称为等温线。
为了直观地表示出物体内部的温度分布,可采用图示法,标绘出物体中的等温面(线)。
流体力学与传热学流体力学和传热学是物理学和工程学中的重要分支,它们在许多领域中都有着广泛的应用。
本文将对流体力学和传热学进行简单的介绍和探讨。
流体力学是研究流体(包括液体和气体)运动、变形和受力规律的学科。
流体力学的研究对象是流体的宏观运动,它涉及到许多自然现象和社会生产实践中的问题。
例如,气象、水利、航空航天、工业制造等领域都离不开流体力学。
流体力学的基本原理包括:流体的性质、流体静力学、流体动力学、流动阻力和能量损失等等。
它在很多领域中有重要应用,如飞机飞行和汽车设计中的气动性能,以及建筑物的风洞实验等等。
传热学是研究热量传递规律和传热过程的学科。
传热学主要涉及到热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式。
热传导是指物体内部热能传递的过程,它涉及到物体内部的微观粒子运动;热对流是指由于流体运动而引起的热能传递过程,它主要发生在流体与固体的交界面上;热辐射是指物体通过电磁波的形式向外传递热能的过程。
传热学在能源、建筑、化工、电子、航天等领域中都有广泛的应用,如能源利用中的传热过程优化、建筑物的保温性能设计和微电子器件的散热设计等等。
在能源领域,流体力学和传热学具有非常重要的作用。
例如,在太阳能利用中,如何高效地收集太阳能并进行利用是一个重要问题。
太阳能集热器就是利用传热学原理来提高太阳能的利用率,它可以将太阳能转化为热能,并将其传输到需要加热的地方。
此外,传热学还广泛应用于石油和天然气工业中,例如油井的加热和天然气液化的过程都需要利用传热学的知识来进行优化设计。
建筑领域也是一个广泛应用流体力学和传热学的领域。
例如,建筑物的通风系统和空调系统都需要利用流体力学的知识来进行设计。
同时,建筑物的保温性能和隔热性能是建筑节能的关键因素之一,因此需要通过传热学的知识来进行合理的建筑设计和材料选择。
此外,在桥梁、高速公路和其他基础设施建设领域中,也需要利用流体力学和传热学的知识来进行防水、排水和保温等方面的设计和施工。