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传热学基础复习资料

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传热学基础

一、填空题

1、传热得基本方式有 热传导 、 热对流 与 热辐射 三种。

热传导、热对流、热辐射

2、传热过程可分为不随时间变化得 与随时间变化得 。

稳态传热、非稳态传热

3、对流换热实质就是 与 两种传热机理共同作用得结果。

热对流、导热

4、某瞬时物体内部各点温度得集合称为该物体得 ,其同温度各点连成得面称为 ,其法线方向上温度得变化率用表示 。

温度场、等温面、温度梯度

5、当物质得种类一定时,影响导热系数大小得外因主要就是 与 。

6、表示物体得蓄热量与界面上换热量得比值称为 。

时间常数

7、在湍流传热时,热阻主要集中在 ,因此,减薄该层得厚度就是强化

得重要途径。

层流内层、对流传热

8、对流传热系数得主要影响因素有(1) (2) (3)

(4) (5) 。

流体得种类与相变化得情况;流体得性质;流体流动得状态;流体流动得原因;

穿热面得形状、分布与大小

9、无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热,在α=0、023λ/diRe0、8Prn

公式中,n就是为校正 得影响。当流体被加热时,n取 ,被冷却时n取 。

热流方向、0、4、0、3

10、努塞尔特准数Nu表示 得准数,其表达式为 ,普兰特准数Pr表示 得准数,其表达式为 。 对流传热系数、、物性影响、

11、蒸汽冷凝有 与 两种方式。

膜状冷凝、滴状冷凝

12、双层平壁定态热传导,两层壁厚面积均相等,各层得导热系数分别为与,其对应得温度差为与,若>,则与得关系为 。

<

二、简答题

1、何谓热对流？何谓对流传热？对流换热又可分为哪两大类？

答:热对流就是指流体中质点发生相对位移而引起得热量传递。通常,对流传热就是指流体与固体壁面间得传热过程,它就是热对流与热传导得结合。它又可分为强制对流与自然对流两类。

2、请简述辐射换热区别于导热与热对流方式最主要得特征。

它就是唯一一种非接触得传热方式;它不仅产生能量转移,而且还伴随着能量形式得转换,即发射时从热能转换为辐射能,而被吸收时又从辐射能转换为热能。

3、请简述在非稳态导热过程中物体中温度分布存在得两个阶段。

(1)在第一阶段内,温度分布主要受初始温度分布得控制,此阶段称为非正规状况得阶段。

(2)当过程进行到一定得深度,物体中不同时刻得温度分布主要取决于边界条件及物性,此时为第二阶段,即正规状况阶段。

4、若热流体走管内,冷流体走管外,两流体通过间壁得传热包括那几个过程？

答:包括以下三个过程:

(1)热流体以对流传热方式将热量传给管内壁

(2)热量由内壁面以热传导方式传给外壁面

(3)热量由外壁面以对流传热得方式传给冷流体

三、计算题

1、一红砖平面墙厚度为500,一侧壁面温度为200℃,另一侧壁面温度为30℃,红砖得导热系数可取为0、57(℃)。求:(1)通过平壁得热传导通量。(2)平壁内距离高温侧350处得温度,℃。 解:(1)求

已知℃,℃,,(℃)

单层平壁热传导通量

(2)设平壁内距离350处得温度为,则有:

解得:

2、用平板法测定固得导热系数。在平板一侧用电热器加热,另一侧用冷却器冷却,同时在板得两侧用热电偶测量其表面温度。若所测固体得表面积为0、01,厚度为20。实验测得电流表读数为0、58,伏特计读数为100,两侧表面得温度分别为180℃与30℃。求:该材料得导热系数。

(1)由实验测得得电流与电压可求出导热量

(2)由单层平壁热传导方程可求出

由可得:

3、某炉壁由下列三种材料组成,内层就是耐火砖,,;中间就是保温砖,,;最外层就是建筑砖,,。今测得其内壁温度,外壁温度。求(1)通过炉墙单位面积得热损失。(2)各层得温差。(3)各层接触面得温度。(假设各层接触良好)

解:设为耐火砖与保温砖之间接触面得温度。

为保温砖与建筑砖之间接触面得温度。

（1） 由多层平壁定态热传导公式可以导出:

233221141673288.0767.0164.08208.023.015.0115.04.123.080900mWbbbttSQq

(2)、、分别为耐火砖层,保温砖层与建筑砖层得温差。因就是多层平壁得定态热传导,故

由可得,

(3)

4、平壁炉得炉壁由三种材料所组成,内层就是耐火砖,,;中间就是绝缘砖,,;最外层就是钢板,,。若耐火砖层内表面温度,钢板外表面温度。求(1)导热得热通量。(2)若计算结果与实验得热损失()不符,分析原因并计算附加热阻。

解:(1)由三层平壁得定态热传导公式求

000133.0714.0187.0112045006.014.01.007.12.030115033221141bbbttSQq

（1） 计算结果:,分析原因就是:说明平壁层间接触不良,有空气层存在,产生了附加热阻。

即 代入数据得:

解出

5、某平壁炉就是由一耐火砖与一层普通砖砌成,两层得厚度均为100,其导热系数分别为及。待操作稳定后,测得炉壁得内表面温度为700℃,外表面温度为130℃。为减少热损失,在普通砖得外表面砌一层厚度为40,导热系数为得保温层,待操作稳定后,又测得炉内表面温度为740℃,外表面温度为90℃。今设原来得两层材料导热系数不变。求:加上保温层后单位面1积炉壁得热损失比原来减少得百分数。

解:(1)加保温层前,单位面积炉壁得热损失。此时,为两层平壁得热传导:

(2)加保温后,单位面积炉壁得热损失为,此时为三层平壁得热传导:

(3)增加保温层后,热损失比原来减少得百分数为:

6、 有一直径为得钢管,其长度为3,已知管内壁温度为100℃,外壁温度为90℃。求该管得热损失为多少。(已知钢管得导热系数为45)

解:本题为单层圆筒壁得热传导,求热损失可用式:

式中各量为:,,,,

代入上式可得

7、有一蒸汽管外径为25,管外包以两层保温材料,每层厚度均为25,外层与内层保温材料得导热系数之比为,此时得热损失为。今将内外两层材料互换位置,且设管外壁与保温层外表面得温度均不变,则热损失为。求,并说明何种材料放在里层为好。

解: (1)蒸汽管外半径

内层保温层外半径

外层保温层外半径

已知,故

(2)当导热系数小得材料包在里层时,热损失为:

91.485.375.62ln415.125.37ln12ln1ln12131113123212131ttLttLrrrrttLQL

(3)当导热系数大得材料包在里层时,热损失为:

14.385.375.62ln15.125.37ln412ln1ln12131113123112231ttLttLrrrrttLQL

(4)可求出:,说明在圆筒壁当采用两种以上材料保温时,为减少热损失,应将小得材料包在里层为好。

8、在一个得钢管外包有两层绝热材料,里面为得氧化镁粉,平均导热系数为0、07;外层为20得石棉层,其平均导热系数为0、15,钢得导热系数为45,现测出管内壁温度为500℃,最外层温度为80℃。求(1)每米管长得热损失。(2)两层保温层界面得温度。(假设层间接触良好)

（1） 求每米管长得热损失,此为三层圆筒壁得热传导。 已知:

,,

代入下式:

mWrrrrrrttLQ/4.19168.11.120027.0263807.009.0ln15.0103.007.0ln07.010265.003.0ln451805002ln1ln1ln1234323212141

（2） 保温层界面温度,可按两层圆筒壁导热来计算:

4.19103.007.0ln07.010265.003.0ln4515002ln1ln12323212131trrrrttLQ

可解出

9、求绝压为140,流量为1000得饱与水蒸汽冷凝后并降温到60℃时所放出得热量。用两种方法计算并比较结果。已知140水蒸汽得饱与温度为109、2℃,冷凝热为2234、4,焓为2692、1;60℃得水得焓为251、21。

解:(1)第一种方法

(2)第二种方法

①冷凝水得平均温度为

查出84、6℃下得水得比热容为:

②水蒸气冷凝并降温放出得热量为:

KWTTcWrWQsphhh678602.109201.4360010004.223436001000.2

计算表明两种方法结果一样,但就是第一种方法较简单。

10、将0、417、80℃得有机苯,通过一换热器冷却到40℃;冷却水初温为30℃,出口温度不超过35℃。假设热损失可略,已查出在平均温度下,硝基苯与水得比热容分别为1、6。求:(1)冷却水用量？(2)在(1)题中如将冷却水得流量增加到6,问此时冷却水得终温将就是多少？

解:(1)当热损失可略时,求

由

分2/59.4/4590/275.1303510187.44080106.1417.03331221hmhKgsKgttcTTcWWpcphhc

(2)此时,。当热损失可略时,有(取1000)

分）℃（分）（182.333036001000610187.44080106.1417.023010187.43600100064080106.1417.0332233tt

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传热学期末复习题及答案

传热学期末复习题及答案

传热学期末复习题及答案

1. 什么是热传导？请简述其基本原理。

答案：热传导是指热量通过物体内部分子振动和碰撞传递的过程。其基本原理是热量从高温区域向低温区域传递，直到温度达到平衡。

2. 描述傅里叶定律的数学表达式，并解释各参数的含义。

答案：傅里叶定律的数学表达式为：\[ q = -kA\frac{dT}{dx} \]，其中 \( q \) 表示热流密度，\( k \) 表示材料的热导率，\( A \)

表示横截面积，\( \frac{dT}{dx} \) 表示温度梯度。

3. 热对流与热传导有何不同？

答案：热对流是指流体中热量的传递，依赖于流体的运动。它与热传导不同，因为热传导仅依赖于物体内部分子的振动和碰撞，不涉及流体的运动。

4. 什么是热辐射？简述其特点。

答案：热辐射是指物体因温度而发射的电磁波，这种辐射不需要介质即可传播。其特点是具有定向性和选择性，并且与物体表面的温度有关。

5. 根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射功率与哪些因素有关？

答案：根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射功率与物体的绝对温度的四次方成正比，与辐射表面的面积成正比。

6. 什么是复合传热？请给出其计算公式。

答案：复合传热是指同时存在热传导、热对流和热辐射三种传热方式的情况。其计算公式为：\[ q_{total} = q_{conduction} +

q_{convection} + q_{radiation} \]。

7. 描述牛顿冷却定律的数学表达式，并解释其物理意义。

答案：牛顿冷却定律的数学表达式为：\[ \frac{dT}{dt} = hA(T -

T_{\infty}) \]，其中 \( \frac{dT}{dt} \) 表示物体温度随时间的变化率，\( h \) 表示对流换热系数，\( A \) 表示物体表面积，\( T \) 表示物体表面温度，\( T_{\infty} \) 表示周围流体的温度。该定律描述了物体温度变化与周围流体温度差的关系。

高等传热学复习题带答案

高等传热学复习题带答案

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. 学习.资料. 高等传热学复习题

1． 简述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。

答：导热问题的分类及求解方法：

按照不同的导热现象和类型，有不同的求解方法。求解导热问题，主要应用于工程之中，一般以方便，实用为原则，能简化尽量简化。

直接求解导热微分方程是很复杂的，按考虑系统的空间维数分，有0维，1维，2维和3维导热问题。一般维数越低，求解越简单。常见把高维问题转化为低维问题求解。有稳态导热和非稳态导热，非稳态导热比稳态导热多一个时间维，求解难度增加。有时在稳态解的基础上分析非稳态稳态，称之为准静态解，可有效地降低求解难度。根据研究对象的几何形状，又可建立不同坐标系，分平壁，球，柱，管等问题，以适应不同的对象。

不论如何，求解导热微分方程主要依靠三大方法：

甲． 理论法

乙． 试验法

丙． 综合理论和试验法

理论法：借助数学、逻辑等手段，根据物理规律，找出答案。它又分：

分析法；以数学分析为基础，通过符号和数值运算，得到结果。方法有：分离变量法，积分变换法(Laplace变换，Fourier变换)，热源函数法，Green函数法，变分法，积分方程法等等，数理方程中有介绍。

近似分析法：积分方程法，相似分析法，变分法等。

分析法的优点是理论严谨，结论可靠，省钱省力，结论通用性好，便于分析和应用。缺点是可求解的对象不多，大部分要求几何形状规则，边界条件简单，线性问题。有的解结构复杂，应用有难度，对人员专业水平要求高。

数值法：是当前发展的主流，发展了大量的商业软件。方法有：有限差分法，有限元法，边界元法，直接模拟法，离散化法，蒙特卡罗法，格子气法等，大大扩展了导热微分方程的实用围，不受形状等限制，省钱省力，在依靠计算机条件下，计算速度和计算质量、围不断提高，有无穷的发展潜力，能求解部分非线性问题。缺点是结果可靠性差，对使用人员要求高，有的结果不直观，所求结果通用性差。

传热学第七版知识点总结

传热学第七版知识点总结

传热学第七版知识点总结

● 绪论

● 热传递的基本方式

● 导热（热传导）

● 产生条件

● 有温差

● 有接触

● 导热量计算式

● 重要的物理量Rt—热阻

● 热对流

● 牛顿冷却公式

● h—表面传热系数

● Rh—既1➗h—单位表面积上的对流传热热阻

● 热辐射

● 斯蒂芬—玻尔茨曼定律

● 黑体辐射力Eb

● 斯蒂芬—玻尔茨曼常量（5678）

● 实际物体表面发射率（黑度）

● 传热过程

● k为传热系数p5

● 第一章：导热理论基础

● 基本概念

● 温度场

● t=f（x，y，z，t）

● 稳态导热与非稳态导热

● 等温面与等温线（类比等高线）

● 温度梯度

● 方向为法线

● gradt

● 指向温度增加的方向

● 热流（密度）矢量

● 直角坐标系

● 圆柱坐标系

● 圆球坐标系

● 傅里叶定律

● 适用条件：各向同性物体

● 公式见p12

● 热导率

● 注意多孔材料的导温系数

● 导热微分方程式

● 微元体的热平衡

● 热扩散率

● 方程简化问题p19

● 有无穷多个解

● 导热过程的单值性条件

● 几何条件

● 物理条件

● 导热过程的热物性参数

● 时间条件

● 也叫初始条件

● 边界条件

● 第一类边界条件

● 已知温度分布

● 第二类边界条件

● 已知热分布

● 第三类边界条件

● 已知tf和h

● 第二章：稳态导热

● 通过平壁的导热

● 第一类边界条件

● 温度只沿厚度发生变化，H和W远大于壁厚

● 第三类边界条件

● 已知tf1和2，h1和2

● 通过复合平壁的导热

● 具有内热源的平壁导热

● 通过圆筒壁的导热

● 公式见p37

● 掌握计算公式及传热过程

● 掌握临界热绝缘直径dc

● 通过肋壁的导热

● 直肋

● 牛顿冷却公式

● 环肋

● 肋片效率

● 通过接触面的导热

● 了解接触热阻Rc

● 二维稳态导热

● 了解简化计算方法

● 形状因子S

《传热学期末复习试题库》含参考答案

《传热学期末复习试题库》含参考答案

学而不思则惘，思而不学则殆

传热学试题

第一章 概 论

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：单位传热面上的热流量

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．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。

5．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。

6．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。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。

二、 填空题

1． 热量传递的三种基本方式为 、 、 。

（热传导、热对流、热辐射）

2． 热流量是指 ，单位是 。热流密度是指 ，单位是 。