16第5章 复合传热
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复合相变流动传热耦合规律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述复合相变流动传热耦合规律是指在流体中发生复合相变过程时,相变传热与流动传热之间所存在的相互作用关系。
复合相变流动传热过程普遍存在于多种自然界和工程领域中,如化工过程中的蒸发、凝结过程,地热系统中的地下水流与沸腾传热过程等。
相变传热是指物质由一个相变为另一个相的过程中所伴随的热量交换现象。
在这个过程中,物质从一个相态转变为另一个相态,其温度保持恒定。
传热的方式可以是通过传导、对流和辐射等方式进行。
而流动传热是指在流体中,由于温度差异而引起的热量传递现象。
流动传热的方式主要是通过流体的对流传热进行。
复合相变流动传热耦合规律的研究对于加深对相变传热与流动传热之间关系的理解,提高传热效率,优化工程设计具有重要意义。
近年来,随着科学技术的不断发展,对于复合相变流动传热耦合规律的研究也逐渐深入,同时也涌现出了一系列的研究成果。
本篇文章将从概述复合相变的概念和流动传热的基本原理开始,进一步探讨复合相变流动传热的耦合规律。
最后,总结复合相变流动传热耦合规律的主要特点,并对未来研究方向进行展望。
通过本文的研究,希望能够为相关领域的研究人员提供一定的参考和借鉴,推动复合相变流动传热耦合规律的深入研究和应用。
文章结构部分的内容通常涵盖了文章主要章节和各个章节的内容概述。
在这里,我们可以简要介绍文章主要章节以及各个章节的主题。
以下是文章结构部分的一个示例:1.2 文章结构本文旨在研究复合相变流动传热的耦合规律。
为了达到这一目标,文章将按照以下结构进行组织和阐述:2.正文2.1 复合相变的概念本节将介绍复合相变的基本概念和定义,包括不同种类的相变和复合相变的特点。
同时,还将探讨复合相变在传热领域中的应用和重要性。
2.2 流动传热的基本原理本节将阐述流动传热的基本原理,涵盖传热过程中的传导、对流和辐射等机制。
此外,还会探讨流体流动对传热的影响以及流动传热在实际工程中的应用。
《热工基础及应用》第3版知识点第一章 热能转换的基本概念本章要求:1.掌握研究热能转换所涉及的基本概念和术语;2.掌握状态参数及可逆过程的体积变化功和热量的计算;3.掌握循环的分类与不同循环的热力学指标。
知识点:1.热力系统:根据研究问题的需要和某种研究目的,人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统,简称热力系或系统。
热力系可以按热力系与外界的物质和能量交换情况进行分类。
2.工质:用来实现能量相互转换的媒介物质称为工质。
3.热力状态:热力系在某瞬时所呈现的宏观物理状态称为热力状态。
对于热力学而言,有意义的是平衡状态。
其实现条件是:0,0,0p T μ∆=∆=∆=。
4. 状态参数和基本状态参数:描述系统状态的宏观物理量称为热力状态参数,简称状态参数。
状态参数可按与系统所含工质多少有关与否分为广延量(尺度量)参数和强度量状态参数;按是否可直接测量可分为基本和非基本状态参数。
5. 准平衡(准静态)过程和可逆过程:准平衡过程是基于对热力过程的描述而提出的。
实现准平衡过程的条件是推动过程进行的不平衡势差要无限小,即0p ∆→,0T ∆→(0μ∆→)。
6、热力循环:为了实现连续的能量转换,就必须实施热力循环,即封闭的热力过程。
热力循环按照不同的方法可以分为:可逆循环和不可逆循环;动力循环(正循环)和制冷(热)循环(逆循环)等。
动力循环的能量利用率的热力指标是热效率:0=t H W Q η;制冷循环能量利用率的热力学指标是制冷系数:L 0=Q W ε。
第二章 热力学第一定律本章要求:1. 深入理解热力学第一定律的实质;2. 熟练掌握热力学第一定律的闭口系统和稳定流动系统的能量方程。
知识点:1. 热力学第一定律:是能量转换与守恒定律在涉及热现象的能量转换过程中的应用。
热力学第一定律揭示了能量在传递和转换过程中数量守恒这一实质。
2. 闭口系统的热力学第一定律表达式,即热力学第一定律基本表达式:Q U W =∆+。
《传热学》资料第五章传热过程与传热器一、名词解释1.传热过程:热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程.2.复合传热:对流传热与辐射传热同时存在的传热过程.3.污垢系数:单位面积的污垢热阻.4.肋化系数: 肋侧表面面积与光壁侧表面积之比.5.顺流:两种流体平行流动且方向相同6.逆流: 两种流体平行流动且方向相反7.效能:换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比.8.传热单元数:传热温差为1K时的热流量与热容量小的流体温度变化1K所吸收或放出的热流量之比.它反映了换热器的初投资和运行费用,是一个换热器的综合经济技术指标.9.临界热绝缘直径:对应于最小总热阻(或最大传热量)的保温层外径.二、填空题1.与的综合过程称为复合传热。
(对流传热,辐射传热)2.某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热的辐射传热系数为20 W/(m2.K),对流传热系数为40 W/(m2.K),其复合传热系数为。
(60W/(m2.K))3.肋化系数是指与之比。
(加肋后的总换热面积,未加肋时的换热面积)4.一传热过程的热流密度q=1.8kW/m2,冷、热流体间的温差为30℃,则传热系数为,单位面积的总传热热阻为。
(60W/(m2.K),0.017(m2.K)/W)5.一传热过程的温压为20℃,热流量为lkW,则其热阻为。
(0.02K/W)6.已知一厚为30mm的平壁,热流体侧的传热系数为100 W/(m2.K),冷流体侧的传热系数为250W/(m2.K),平壁材料的导热系数为0.2W/(m·K),则该平壁传热过程的传热系数为。
(6.1W/(m2.K))7.在一维稳态传热过程中,每个传热环节的热阻分别是0.01K/W、0.35K/W和0.009lK /W,在热阻为的传热环节上采取强化传热措施效果最好。
(0.35K/W)8.某一厚20mm的平壁传热过程的传热系数为45W/(m2.K),热流体侧的传热系数为70W/(m2K),冷流体侧的传热系数为200W/(m2.K),则该平壁的导热系数为。
1.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?(1)导热 (2)对流(3)辐射 (4)复合传热2.热流密度q与热流量的关系为(以下式子A为传热面积,λ为导热系数,h为对流传热系数):(1)q=φA (2)q=φ/A (3)q=λφ (4)q=hφ3.如果在水冷壁的管子里结了一层水垢,其他条件不变,管壁温度与无水垢时相比将:(1)不变(2)提高 (3)降低 (4)随机改变4.下列哪一种表达式是错误的? ( )(1)q=λΔt/δ (2)q=hΔt (3)q=kΔt (4)q=r tΔt5.导热系数的单位是: ( )(1)W/(m2.K) (2)W/m2 (3)W/(m·K) (4)m2.K/W6.在传热过程中,系统传热量与下列哪一个参数成反比? ( )(1)传热面积 (2)流体温差 (3)传热系数(4)传热热阻7. 在稳态传热过程中,传热温差一定,如果希望系统传热量增大,则不能采用下述哪种手段? ( ) (1)增大系统热阻 (2)增大传热面积(3)增大传热系数 (4)增大对流传热系数8. 试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小?(1)从气体到气体传热 (2)从气体到水传热(3)从油到水传热 (4)从凝结水蒸气到水传热9.若已知对流传热系数为78W/(m2.K),则其单位面积对流传热热阻为多少?(1)78W/(m·K) (2)1/78m·K/W(3)1/78m2·K/W (4)78W/(m2·K)10.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?(1)热流密度,q (2)热流密度,φ(3)热流量,q (4)热流量,φ11.太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?(1)导热 (2)热对流(3)热辐射 (4)以上几种都不是12.热流量与温差成正比,与热阻成反比,此规律称为什么?(1)导热基本定律(2)热路欧姆定律(3)牛顿冷却公式 (4)传热方程式13.传热过程热路图的原理是什么?(1)傅里叶定律 (2)牛顿冷却公式(3)斯蒂芬-波尔兹曼定律(4)热路欧姆定律14.某一传热过程的热流密度q=500W/m2,冷、热流体间的温差为10℃,其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少?( )=0.05m2.K/W(1)K=50W/(m2.K),rt(2)K=0.02W/(m2.K),r=50m2.K/Wt=0.02m2.K/W(3)K=50W/(m2.K),rt(4)K=50W/(m2.K),r=0.05K/Wt15.平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?(1)δ/λ (2)δ/(KA) (3)1/h (4)1/(KA)1.当采用加肋片的方法增强传热时,最有效的办法是将肋片加在哪一侧? ( )(1)传热系数较大的一侧(2)传热系数较小的一侧(3)流体温度较高的一侧(4)流体温度较低的一侧2.下列各参数中,属于物性参数的是:(1)肋化系数 (2)导热系数(3)导温系数(4)传热系数3.导温系数的物理意义是什么?(1)表明材料导热能力的强弱(2)反映了材料的储热能力(3)反映材料传播温度变化的能力(4)表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料4.常温下,下列物质中哪一种材料的导热系数较大?(1)纯铜 (2)碳钢(3)不锈钢 (4)黄铜5.温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率?(1)切线方向(2)法线方向(3)任意方向 (4)温度降低方向6.接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?(1)出现温差 (2)出现临界热流(3)促进传热 (4)没有影响7.下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的?(1)防止热量(或冷量)损失 (2)提高热负荷(3)防止烫伤(或冻伤) (4)保持流体温度8.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温,为了达到较好的保温效果,应将哪种材料放在内层?(1)导热系数较大的材料 (2)导热系数较小的材料(3)任选一种均可 (4)无法确定9.金属含有较多的杂质,则其导热系数将如何变化?(1)变大(2)变小(3)不变(4)可能变大,也可能变小10.下列材料中,导热材料较差的材料是什么?(1)铝合金 (2)铸铁(3)不锈钢(4)普通玻璃11.物体之间发生热传导的动力是什么?(1)温度场(2)温差(3)等温面 (4)微观粒子运动12.下面哪种物质材料具有较大的导热系数?(1)水(2)空气(3)水蒸气(4)冰块13.通过大平壁导热时,大平壁内的温度分布规律是下述哪一种?(1)直线 (2)双曲线(3)抛物线 (4)对数曲线14.若已知某种气体的密度为0.617kg/m3,比热为1.122 kJ/(kg·K),导热系数为0.0484W/(m.K),则其导温系数是多少? ( )(1)14.3m2/s (2)69.9×10-6m2/s(3)0.0699m2/s (4)1.43×104m2/s15.已知某一导热平壁的两侧壁面温差是30℃,材料的导热系数是22W/(m.K),通过的热流密度是300W /m2,则该平壁的壁厚是多少? ( )(1)220m (2)22m (3)2.2m (4)0.22m16.第二类边界条件是什么?(1)已知物体边界上的温度分布。
《热工基础及应用》第3版知识点第一章 热能转换的基本概念本章要求:1.掌握研究热能转换所涉及的基本概念和术语;2.掌握状态参数及可逆过程的体积变化功和热量的计算;3.掌握循环的分类与不同循环的热力学指标。
知识点:1.热力系统:根据研究问题的需要和某种研究目的,人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统,简称热力系或系统。
热力系可以按热力系与外界的物质和能量交换情况进行分类。
2.工质:用来实现能量相互转换的媒介物质称为工质。
3.热力状态:热力系在某瞬时所呈现的宏观物理状态称为热力状态。
对于热力学而言,有意义的是平衡状态。
其实现条件是:0,0,0p T μ∆=∆=∆=。
4. 状态参数和基本状态参数:描述系统状态的宏观物理量称为热力状态参数,简称状态参数。
状态参数可按与系统所含工质多少有关与否分为广延量(尺度量)参数和强度量状态参数;按是否可直接测量可分为基本和非基本状态参数。
5. 准平衡(准静态)过程和可逆过程:准平衡过程是基于对热力过程的描述而提出的。
实现准平衡过程的条件是推动过程进行的不平衡势差要无限小,即0p ∆→,0T ∆→(0μ∆→)。
6、热力循环:为了实现连续的能量转换,就必须实施热力循环,即封闭的热力过程。
热力循环按照不同的方法可以分为:可逆循环和不可逆循环;动力循环(正循环)和制冷(热)循环(逆循环)等。
动力循环的能量利用率的热力指标是热效率:0=t H W Q η;制冷循环能量利用率的热力学指标是制冷系数:L 0=Q W ε。
第二章 热力学第一定律本章要求:1. 深入理解热力学第一定律的实质;2. 熟练掌握热力学第一定律的闭口系统和稳定流动系统的能量方程。
知识点:1. 热力学第一定律:是能量转换与守恒定律在涉及热现象的能量转换过程中的应用。
热力学第一定律揭示了能量在传递和转换过程中数量守恒这一实质。
2. 闭口系统的热力学第一定律表达式,即热力学第一定律基本表达式:Q U W =∆+。
第一章测试1.热量传递过程的动力是温度差。
A:错B:对答案:B2.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辐射。
A:对B:错答案:B3.热能传递规律是指单位时间内所传递的热量(热能的多少)与物体中相应的温度差之间的关系。
A:错B:对答案:B4.只要有温差存在,就有热能自发地从高温物体向低温物体传递。
A:对B:错答案:A5.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称为对流传热。
A:错B:对答案:B6.下面材料中( )的导热系数最小。
A:铁B:瓷砖C:铜D:硅藻土砖答案:D7.下列( )是物性参数。
A:导热系数B:传热系数C:表面传热系数答案:A8.关于传热系数 k下述说法中错误的是( )。
A:要提高k值,可增加冷、热流体侧的表面传热系数B:总传热系数k可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关C:要提高k值,可增大壁面材料的导热系数或减小壁厚D:传热过程中总传热系数k实际是个平均值答案:B9.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空其目的是( )。
A:减少导热B:减少对流换热C:减少对流与辐射换热D:减少导热与对流换热答案:D10.常温下,下列物质中( )的导热系数较大。
A:碳钢B:不锈钢C:黄铜D:纯铜答案:D11.表面传热系数的大小取决于( )。
A:流体的导热系数B:换热表面的形状、大小与布置C:流体的物性D:流体流速答案:ABCD12.热传导的特点有( )。
A:不发生宏观的相对位移B:必须有温差C:只发生在固体中D:物体直接接触答案:ABD13.有关于热对流的说法正确的是( )。
A:内部存在温差B:流体有宏观的运动C:自然界存在单一的热对流D:可分为自然对流和强制对流答案:ABD14.有关于热辐射的说法正确的是( )。
A:辐射能只与温度有关B:不可在真空中传播C:伴随能量形式的转变D:只要温度高于0K,就会不停地向周围空间发出热辐射答案:CD15.复合传热是( )的综合过程。
第五章 传热1.一立式加热炉炉墙由厚150mm 的耐火材料构成,其导热系数为λ1=1.3W/(m ·K),其内外表面温度为ll00℃及240℃,试求通过炉墙损失的热量(W/m 2);若外加一层25mm ,并假定炉内壁温度仍为1100℃,而热损失降至原来的57%,求绝热层外壁温度及两层交界面处的温度。
解:211213.74533.115.02401100m W b t t AQ q =-=-==λ24.424857.0'm W q q == 4.42483.0025.03.115.01100'3221131=+-=+-==t b b t t A Qq λλ 解得:3t =255.8℃4.42483.115.01100''21121=-=-==t b t t AQ q λ解得:'2t =609.8℃2某加热炉炉墙由耐火砖、绝热层与普通砖组成,耐火砖里侧温度为900℃,普通砖外侧温度为50℃,各层厚度分别为:耐火砖140mm ,绝热层(石棉灰)20mm ,普通砖280mm ;各层导热系数:λ1=0.93W /(m·K),λ2=0.064W /(m·K),λ3=0.7W/(m·K)。
(1)试求每m 2炉墙的热损失;(2)若普通砖的最高耐热温度为600℃,本题条件下,是否适宜?解: (1)2332211419.9847.028.0064.002.093.014.050900m W b b b t t q =++-=++-=λλλ(2)2333439.9847.050m W t t t q =-=-=λ 解得:3t =444℃ 适宜3.用平板法测定某固体的导热系数,试件做成圆形薄板,直径d =120mm ,厚度为δmm ,与加热器的热表面及冷却器的冷表面直接接触。
所传递的热量(一维导热),用加热器的电能消耗计算之。
过程稳定时,测得加热器电流为0.96A ,电压为60.5V ,热电偶测得热表面温度t 1=180℃,冷表面t 2=30℃;由于安装不良,试件与冷热表面之间各有一层0.1mm 的缝隙(内有空气),试求: (1)忽略表面间的辐射传热时,因空气缝隙引起的测试导热系数的相对误差。
复合传热的名词解释复合传热是一个热力学和工程领域的术语,用于描述在复杂环境中不同传热机制相互作用和相互影响的现象。
它指的是通过不同形式的传热方式,如传导、对流和辐射等,来实现能量的传递。
复合传热的概念涉及到多个方面,其中传热最主要的形式是传导、对流和辐射。
传导传热是通过物质之间的直接接触实现能量传递的方式。
当两个物体处于不同的温度下时,热量会从高温区域传导到低温区域,直到两者温度达到平衡。
对流传热则是通过流体的运动实现的,当流体受热而膨胀时,它会形成对流循环,将热量从一个区域传递到另一个区域。
辐射传热则是指热辐射能量的传递方式,通过热辐射,物体可以以电磁波的形式将能量传递给其他物体,而无需通过物质介质。
辐射传热的特点是速度快,可以在真空中传热。
在许多实际情况下,传热方式往往是复合的,也就是说在传热过程中同时存在传导、对流和辐射。
这种复合传热的机制反映了真实世界中的复杂传热现象。
例如,在一个流体介质中,传热可能会同时发生传导和对流;在能源设备中,传热通常包括辐射和对流传热。
通过研究复合传热,我们可以更好地理解和控制能量传递的过程,提高能源利用效率,改善工程系统的性能。
复合传热的研究对于许多领域都有着重要的应用价值。
在建筑领域中,对于建筑物内外的热量传递进行研究,可以帮助我们设计更节能的建筑结构,提高室内外温度的舒适度。
在能源工程中,研究复合传热可以帮助我们优化能源装置和系统的设计,提高能源的转化效率。
在工业生产过程中,了解复合传热的机制可以帮助我们改善工业生产过程的热工性能,减少能源消耗,提高生产效率。
除了应用领域,复合传热的研究对于发展新的传热理论和模型也具有重要意义。
通过研究不同材料和介质之间的传热机制,我们可以深入了解传热过程中的物理规律和数学模型,为传热领域的理论构建和模拟仿真提供基础。
这对于我们优化传热系统的设计和预测传热过程的性能至关重要。
总之,复合传热是描述在复杂环境中不同传热机制相互作用和相互影响的现象的术语。