传热学第二章热传导习题
一、名词解释
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。
9．保温(隔热)材料：λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。
10．肋效率：肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。
11．接触热阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻。
12．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。
二、填空题
1． 导热基本定律是_____定律，可表述为 。
（傅立叶，）
2． 非稳态导热时，物体内的_____场和热流量随_____而变化。
（温度，时间）
3． 导温系数的表达式为_____，单位是_____，其物理意义为_____。
（a=λ/cρ,m2/s,材料传播温度变化能力的指标）
4． 肋效率的定义为_______。
（肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。）
5． 按照导热机理，水的气、液、固三种状态中_______态下的导热系数最小。
（气）
6． 一般，材料的导热系数与_____和_____有关。
（种类，温度）
7． 保温材料是指_____的材料.
（λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)）
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）
传热学典型习题详解
绪论部分
一、基本概念
主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。
1、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。
答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进人更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小(20℃，1.01325×105Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m·K)，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。
2、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析原因。
答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。而冬季室外气温比室内低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃)，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。
3、试分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。
答：有以下换热环节及热传递方式
(1)由热水到暖气片管到内壁，热传递方式是对流换热(强制对流)；
(2)由暖气片管道内壁至外壁，热传递方式为导热；
(3)由暖气片外壁至室内环境和空气，热传递方式有辐射换热和对流换热。
4、冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度t高于0℃，有人却发现地面上结有—层簿冰，试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。
解：如图所示。假定地面温度为了Te，太空温度为Tsky，设过程已达稳态，空气与地面的表面传热系数为h，地球表面近似看成温度为Tc的黑体，太空可看成温度为Tsky的黑体。则由热平衡：
传热学》名词解释
1. 热传导：温度不同的物体各部分或温度不同的两物体直接接触时依靠分子，原子及其自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象
2. 导热系数入：单位厚度的物体具有单位温差时，在它的单位面积上每单位时间的导热量。其单位为W/（m・K）
3. 热对流：流体内部，只依靠有温差流体微团的宏观掺混运动传递热量的现象
4. 对流换热：流体在与它温度不同的壁面上流动时，两者产生热量交换，这一热量传递过程称为对流换热过程
5. 对流换热系数（表面传热系数）h：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。单位为W/（m2・K）
6. 传热过程：冷热两种流体隔着固体壁面的换热，即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
7. 传热系数k单位时间，单位壁面积上，冷热流体间温差为1°C时所传递的热量。单位为W/（m2・K）
8. 热阻：热量传递路径上的阻力，反映了热量传递过程中热量与温差的关系；单位面积的导热热阻R=8/入，单位为（m2・K）/W；总面积的导热热阻R=8/（入A），单位为K/W
入
9. 辐射换热：物体间靠热辐射进行的能量传递称为辐射换热
10. 温度场：某一时刻空间所有各点温度的总称
11. 温度梯度：沿等温线法线方向上的温度增量与发向距离的比值
12. 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叫做等温面
13. 热流密度矢量：单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度。定义等温面上某点，以通过该点最大热流密度的方向为方向，数值上正好等于沿该方向热流密度的矢量称为热流密度矢量，简称热流矢量
14. 热扩散率（热扩散系数，导温系数）a：a-入/（PCp）称为热扩散率，热扩散系数，导温系数，单位为m2/s,表征物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋于均匀一致的能力
15. 稳态导热：物体的温度不随时间发生变化的导热过程称为稳态导热
16. 临界热绝缘直径：对应于总热阻为极小值时的保温层外径称为临界热绝缘直径
