传热学 第1章 绪论

1数控技术-第1章 概述

一、名词解释 8

1.1.3 数控技术

数字控制是一种自动控制技术，是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。

1.1.3 CNC

（Computerized Numerical Control System—CNC）计算机数控系统由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出

设备、可编程序控制器（PLC）、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成。

1.1.4 数控机床

数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程

序。即数控机床是采用了数控技术的机床或装备了数控装置的机床。

1.3.2闭环系统

这类机床带有检测装置，直接对工作台的位移量进行测量。该系统可以消除包括工作台传动链在内的运动误差，

定位精度高，调节速度快。但调试工作比较困难，制造成本高。适用于精度要求很高的数控机床。

1.3.2 半闭环系统

介于开环和闭环之间的数控系统，检测元件安装在电机轴或丝杠轴上，通过测量角位移间接得到直线位移量。

1.3.5 坐标轴联动

CNC控制的进给伺服轴总数/每一轨迹。每一轨迹同时插补的进给伺服轴控制。

1.4.2 FMS

Flexible Manufacture System 柔性制造系统的简称。

1.4.2 DNC

Direct Numerical Control的简称，也称计算机群控。

二、填空：30 1.1.2 结构复杂、批量小的零件适合用 机床加工。[数控] 1.1.2 指微型计算机化的数字控制装置。[MNC] 1.1.4 数控机床综合应用了 、 、 、 等方面的技术成果。[电子计算机、

自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构] 1.1.4 数控机床是一种利用 ，准确地按照事先安排的工艺流程，实现规定加工操作的金属切削机床。

2[数控技术]

1.1.5 NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是 ，_______的含义是柔性制造系统，_______ 的含

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第1章 绪论

习题

1-1 一大平板，高3m、宽2m、厚 0.02m，导热系数为45 W/(m·K)，两侧表面温度分别为t1 = 100℃、t2 = 50℃，试求该平板的热阻、热流量、热流密度。

1-2 一间地下室的混凝土地面的长和宽分别为11m和8m，厚为0.2m。在冬季，上下表面的标称温度分别为17℃和10℃。如果混凝土的热导率为1.4 W/(m·K)，通过地面的热损失率是多少？如果采用效率为ηf

= 0.90的燃气炉对地下室供暖，且天然气的价格为Cg = $0.01/MJ，每天由热损失造成的费用是多少？

1-3 空气在一根内径50mm，长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃，管内对流传热的表面传热系数为h = 70W/(m2·K)，热流密度为q = 5000W/m2，试求管壁温度及热流量。

1-4 受迫流动的空气流过室内加热设备的一个对流换热器，产生的表面传热系数h = 1135.59

W/(m2·K)，换热器表面温度可认为是常数，为65.6℃，空气温度为18.3℃。若要求的加热功率为8790W，试求所需换热器的换热面积。

1-5 一电炉丝，温度为847℃，长1.5m，直径为2mm，表面发射率为0.95。试计算电炉丝的辐射功率。

1-6 夏天，停放的汽车其表面的温度通常平均达40～50℃。设为45℃，表面发射率为0.90，求车子顶面单位面积发射的辐射功率。

1-7 某锅炉炉墙，内层是厚7.5cm、λ = 1.10W/(m·K)的耐火砖，外层是厚0.64cm、λ = 39W/(m·K)的钢板，且在每平方米的炉墙表面上有18只直径为1.9cm的螺栓[λ = 39W/(m·K)]。假定炉墙内、外表面温度均匀，内表面温度为920K，炉外是300K的空气，炉墙外表面的表面传热系数为68 W/(m2 ·K)，求炉墙的总热阻和热流密度。

1-8 有一厚度为δ = 400mm的房屋外墙，热导率为λ = 0.5W/(m·K)。冬季室内空气温度为t1 = 20℃，和墙内壁面之间对流传热的表面传热系数为h1 = 4 W/(m2 ·K)。室外空气温度为t2 = －10℃，和外墙之间对流传热的表面传热系数为h2 = 6W/(m2 ·K)。如果不考虑热辐射，试求通过墙壁的传热系数、单位面积的传热量和内、外壁面温度。

第1章 绪 论

1.1 空气调节技术的发展概况

1.1.1 空气调节技术简史

1901年美国的威利斯.开利（willis H.Carrier）博士在美国建立世界上第一所空调试验研究室。1902年，美国纽约市布鲁克林的一家印刷厂在印刷过程中遇到了困难，由于温度和湿度不恒定，裁剪纸张和调色的工作都受到了影响，画面模糊。1902年7月17日开利博士为他们设计了世界公认的第一套科学空调系统。由于开利博士发明的这套科学空调系统实现了对空气湿度的控制，空调行业将这项发明视为空调业诞生的标志。开利博士是这样定义的：一套科学的空调系统必须具备四项功能，即控制温度、控制湿度、控制空气循环与通风和净化空气。空调的发明已经列入20世纪全球十大发明之一，它首次向世界证明了人类对环境温度、湿度、通风和空气品质的控制能力。空调系统在接下来的一个多世纪里，使整个世界都随之冷静下来。

开利博士并不满足于自己最初发明的空调系统，他确信应该有更好的除湿方法。1902年的秋天，开利在匹兹堡车站等候火车，浓雾笼罩着车站。此时，他的脑中灵光乍现——如果依据雾形成的原理设计一种装置，就可以任意控制空气的温度！1906年，开利博士获得了“空气处理装置”的专利权。这是世界上第一台喷淋式空气洗涤器（Spray Type Air Washer）即喷水室，可以加湿或干燥空气。这一浓雾中获得的灵感使他的空调成为完美制作，改善了温湿度控制的效果，使全年性空调系统能够满意地应用于200种以上不同类型的工厂。

1911年12月，开利博士得出了空气干球、湿球和露点温度间的关系，以及空气显热、潜热和比焓值间关系的计算公式，绘制了湿空气焓湿图。他将自己提出的“温湿度基本原理”递交给美国机械工程师协会（American Society of Mechanical Engineer,缩写ASME），得到了工程师们的广泛认可，成为空调行业最基本的理论。这一理论被翻译为多种语言，湿空气焓湿图成为今日所有空调计算之基础，它是空气调节史上的一个重要里程碑。

传热学

第一章 绪论

1. 传热学的定义: 研究由于温度差而引起的热能传递规律的科学.

2. 热流量（heat transfer rate） ：单位时间内通过某一给定面积A的热量，记为Φ，单位为 W

3. 热流密度（或称面积热流量）:通过单位面积的热流量，记为 q，单位是 W/m2

4.稳态过程与非稳态过程

稳态过程：热量传递系统中各点温度不随时间而改变的过程

非稳态过程：各点温度随时间而改变的过程

5. 热传导的定义：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热运动而产生的热量传递过程

1） 导热是物质的固有属性

2）固、液、气等均具有一定的导热能力

3） 纯导热只发生在密实的固体和静止的流体中

导热现象的判断？

1）有温差；

2）密实固体或静止流体

6. 模型一平壁稳态导热. 影响因素:平壁面积,厚度,温差

平壁稳态导热的计算公式：

7. λ —热导率，又称导热系数.单位：W/(m·K) (热物理参数)

8. 热对流：流体中温度不同的各部分发生相互混合的宏观运动而引起的热量传递现象

特点: 1）发生在流体中 2）流体内部必须存在温差3）流体必须有宏观运动

4）伴随着热传导

9. 对流传热：流动的流体与温度不同的固体壁面间的热量传递过程.(热对流的一种方式,传热学研究方式).

分类:按流体流动的起因：

1）自然对流、自由对流：流体冷、热各部分密度不同而引起的

2）受迫对流、强迫对流：流体的流动是在外力（在泵或风机）作用下产生的

技巧：给出流体速度的为强迫对流

按流体有无相变： 1）无相变的对流传热 2）有相变的对流传热：沸腾换热、凝结换热

10. 如何判断对流传热 1）发生在壁面和流体之间：参与物质类型2）壁面和流体存在温差：热量传递的前提

3）流体要运动：速度体现 一定不要遗漏自然对流

11. 对流传热的计算—牛顿冷却公式（对流传热的热量传递速率方程）