习题 传热学
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郑州大学传热学习题集苏小江2014/6/1内容:书中例题和课后习题绪论[例0-1] 某住宅砖墙壁厚为2401=δmm ,其导热系数为6.01=λW/(m 2·K),墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为:)/(5.721K m W h ⋅= ,)/(1022K m W h ⋅=,冬季内外两侧空气的温度分别为:C t f 201=,C t f52-=,试计算墙壁的各项热阻,传热系数以及热流密度。
[例0-2] 一冷库外墙的内壁面温度为C t w 12-=,库内冷冻物及空气温度均为C t f 18-=。
已知壁的表面传热系数为)/(52K m W h ⋅=,壁与物体间的系统辐射系数)/(1.54221K m W C ⋅=、,试计算该壁表面每平方米的冷量损失?并对比对流换热与热辐射冷损失的大小?13、求房屋外墙的散热热流密度q 以及它的内外表面温度 和。
已知:δ=360mm ,室外温度 = -10℃,室内温度=18℃,墙的λ=0.61W/(m.K),内壁表面传热系数h1=87W/(m².K),外壁h2=124W/(m ².K)。
已知该墙高2.8m ,宽3m ,求它的散热量Φ?15、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85℃,管壁对空气的h=73W/m.℃,热流通量q=5110W/2m。
,试确定管壁温度及热流量。
16、已知两平行平壁,壁温分别为=50℃,=20℃,辐射系数 1.2C 3.96,求每平方米的辐射换热量W/2m。
若增加到200℃,辐射换热量变化了多少?第一章 导热理论基础[例1-1]厚度为δ 的无限大平壁,λ为常数,平壁内具有均匀内热源(W/m³),平壁x=0的一侧绝热, x=δ的一侧与温度为f t 的流体直接接触进行对流换热,表面传热系数h 是已知的,试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。
[例1-2] 一半径为R 长度为l 的导线,其导热系数λ为常数。
第一章概论一、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。
(单位时间内所传递的热量,W,单位传热面上的热流量,W/m2)3.总传热过程是指,它的强烈程度用来衡量。
(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,总传热系数) 4.总传热系数是指,单位是。
(传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量,W/(m2·K))5.导热系数的单位是;对流传热系数的单位是;传热系数的单位是。
(W/(m·K),W/(m2·K),W/(m2·K))6.复合传热是指,复合传热系数等于之和,单位是。
(对流传热与辐射传热之和,对流传热系数与辐射传热系数之和,W/(m2·K))7.单位面积热阻r t的单位是;总面积热阻R t的单位是。
(m2·K/W,K/W)8.单位面积导热热阻的表达式为。
(δ/λ)9.单位面积对流传热热阻的表达式为。
(1/h)10.总传热系数K与单位面积传热热阻r t的关系为。
(r t=1/K)11.总传热系数K与总面积A的传热热阻R t的关系为。
(R t=1/KA)12.稳态传热过程是指。
(物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。
)13.非稳态传热过程是指。
(物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。
)14.某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(m2.K),对流传热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数为。
(100 W/(m2.K))15.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是。
(热辐射)16.由烟气向空气预热器传热的主要方式是。
(热对流)17.已知一传热过程的热阻为0.035K/W,温压为70℃,则其热流量为。
(2kW)18.一大平壁传热过程的传热系数为100W/(m2.K),热流体侧的传热系数为200W/(m2.K),冷流体侧的传热系数为250W/(m2.K),平壁的厚度为5mm,则该平壁的导热系数为,导热热阻为。
郑州大学传热学习题集苏小江2014/6/1内容:书中例题和课后习题绪论[例0-1] 某住宅砖墙壁厚为2401=δmm ,其导热系数为6.01=λW/(m 2·K),墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为:)/(5.721K m W h ⋅= ,)/(1022K m W h ⋅=,冬季内外两侧空气的温度分别为:C t f ο201=,C t f ο52-=,试计算墙壁的各项热阻,传热系数以及热流密度。
[例0-2] 一冷库外墙的内壁面温度为C t w ο12-=,库内冷冻物及空气温度均为C t f ο18-=。
已知壁的表面传热系数为)/(52K m W h ⋅=,壁与物体间的系统辐射系数)/(1.54221K m W C ⋅=、,试计算该壁表面每平方米的冷量损失?并对比对流换热与热辐射冷损失的大小?13、求房屋外墙的散热热流密度q 以及它的内外表面温度和。
已知:δ=360mm ,室外温度= -10℃,室内温度=18℃,墙的λ=0.61W/(m.K),内壁表面传热系数h1=87W/(m2.K),外壁h2=124W/(m2.K)。
已知该墙高2.8m ,宽3m ,求它的散热量Φ?15、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85℃,管壁对空气的h=73W/m.℃,热流通量q =5110W/2m 。
,试确定管壁温度及热流量。
16、已知两平行平壁,壁温分别为=50℃, =20℃,辐射系数 1.2C 3.96,求每平方米的辐射换热量W/2m 。
若增加到200℃,辐射换热量变化了多少?第一章 导热理论基础[例1-1]厚度为δ 的无限大平壁,λ为常数,平壁内具有均匀内热源(W/m3),平壁x=0的一侧绝热, x=δ的一侧与温度为f t 的流体直接接触进行对流换热,表面传热系数h 是已知的,试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。
[例1-2] 一半径为R 长度为l 的导线,其导热系数λ为常数。
传热学第五版复习题答案1. 什么是傅里叶定律?它描述了什么物理现象?傅里叶定律描述了热传导现象。
它指出,在稳态条件下,通过材料的热流密度与材料的温差梯度成正比。
数学表达式为:\[ q = -k\frac{dT}{dx} \],其中 \( q \) 是热流密度,\( k \) 是热导率,\( \frac{dT}{dx} \) 是温度梯度。
2. 热对流与热辐射有什么区别?热对流是指流体中热量的传递,依赖于流体的运动和温度差。
热辐射是指物体通过电磁波传递热量,不需要介质,与物体的温度有关。
3. 描述牛顿冷却定律,并给出其数学表达式。
牛顿冷却定律描述了物体在流体中冷却的速率与物体表面温度和流体温度之差成正比。
数学表达式为:\[ \frac{dT}{dt} = h(T -T_{\infty}) \],其中 \( \frac{dT}{dt} \) 是温度变化率,\( h \) 是对流换热系数,\( T \) 是物体表面温度,\( T_{\infty} \) 是流体温度。
4. 什么是热阻?在电路中如何类比?热阻是描述热流通过材料时阻碍程度的物理量,类似于电路中的电阻。
在电路中,电阻阻碍电流流动,而在热传导中,热阻阻碍热量流动。
热阻 \( R \) 定义为:\[ R = \frac{\Delta T}{q} \],其中\( \Delta T \) 是温差,\( q \) 是热流。
5. 什么是斯特藩-玻尔兹曼定律?它在实际应用中有什么意义?斯特藩-玻尔兹曼定律描述了黑体单位面积的辐射功率与其绝对温度的四次方成正比。
数学表达式为:\[ E = \sigma T^4 \],其中\( E \) 是辐射功率,\( \sigma \) 是斯特藩-玻尔兹曼常数,\( T\) 是绝对温度。
这个定律在热辐射传热、太阳能利用等领域有重要应用。
6. 什么是热交换器?它有哪些类型?热交换器是一种设备,用于在两种或多种流体之间传递热量,而流体本身不混合。
郑州大学传热学习题集苏小江2014/6/1内容:书中例题和课后习题绪论[例0-1] 某住宅砖墙壁厚为2401=δmm ,其导热系数为6.01=λW/(m 2·K),墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为:)/(5.721K m W h ⋅= ,)/(1022K m W h ⋅=,冬季内外两侧空气的温度分别为:C t f 201=,C t f52-=,试计算墙壁的各项热阻,传热系数以及热流密度。
[例0-2] 一冷库外墙的内壁面温度为C t w 12-=,库内冷冻物及空气温度均为C t f 18-=。
已知壁的表面传热系数为)/(52K m W h ⋅=,壁与物体间的系统辐射系数)/(1.54221K m W C ⋅=、,试计算该壁表面每平方米的冷量损失?并对比对流换热与热辐射冷损失的大小?13、求房屋外墙的散热热流密度q 以及它的内外表面温度 和。
已知:δ=360mm ,室外温度 = -10℃,室内温度=18℃,墙的λ=0.61W/(m.K),内壁表面传热系数h1=87W/(m².K),外壁h2=124W/(m ².K)。
已知该墙高2.8m ,宽3m ,求它的散热量Φ?15、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85℃,管壁对空气的h=73W/m.℃,热流通量q=5110W/2m。
,试确定管壁温度及热流量。
16、已知两平行平壁,壁温分别为=50℃,=20℃,辐射系数 1.2C 3.96,求每平方米的辐射换热量W/2m。
若增加到200℃,辐射换热量变化了多少?第一章 导热理论基础[例1-1]厚度为δ 的无限大平壁,λ为常数,平壁内具有均匀内热源(W/m³),平壁x=0的一侧绝热, x=δ的一侧与温度为f t 的流体直接接触进行对流换热,表面传热系数h 是已知的,试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。
[例1-2] 一半径为R 长度为l 的导线,其导热系数λ为常数。
零、基本概念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,称为外表对流传热,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,称为外表辐射传热,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。
11.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。
12.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面〔或线〕。
13.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
14.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。
第1章1-3 解:电热器的加热功率: kW W tcm QP 95.16.195060)1543(101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯=∆==-ττ15分钟可节省的能量:kJ J t cm Q 4.752752400)1527(15101000101018.4633==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=-1-33 解:W h h t t A w f 7.45601044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλδ如果取K m W h ./3022=,则W h h t t A w f 52.45301044.02.061)]10(2[6311)(2121=++--⨯=++-=Φλδ即随室外风力减弱,散热量减小。
但因墙的热阻主要在绝热层上,室外风力变化对散热量的影响不大。
第2章2-4 解:按热平衡关系有:)(1222121f w BBA A w f t t h h t t -=++-λδλδ,得:)2550(5.906.01.0250150400-=++-B Bδδ,由此得:,0794.0,0397.0m m A B ==δδ 2-9 解:由0)(2121=+=w w m t t t ℃从附录5查得空气层的导热系数为K m W ⋅/0244.0空气λ 双层时:W t t A w w s 95.410244.0008.078.0006.02)]20(20[6.06.02)(21=+⨯--⨯⨯=+-=Φ空气空气玻璃玻璃λδλδ单层时:W t t A w w d 187278.0/006.0)]20(20[6.06.0/)(21=--⨯⨯=-=Φ玻璃玻璃λδ两种情况下的热损失之比:)(6.4495.411872倍==ΦΦs d题2-15解:这是一个通过双层圆筒壁的稳态导热问题。
由附录4可查得煤灰泡沫砖的最高允许温度为300℃。
设矿渣棉与媒灰泡沫砖交界面处的温度为t w ,则有 23212121ln 21ln 21)(d d l d d l t t πλπλ+-=Φ (a ) 23221211ln )(2ln )(2d d t t l d d t t l w w -=-=Φπλπλ (b ) 65110ln )50(12.02565ln )400(11.0:-⨯=-⨯w w t t 即由此可解得:4.167=w t ℃<300℃又由式(a )可知,在其他条件均不变的情况下,增加煤灰泡沫砖的厚度δ2对将使3d 增大,从而损失将减小;又由式(b )左边可知t w 将会升高。
郑州大学传热学习题集苏小江2014/6/1内容:书中例题和课后习题绪论[例0-1] 某住宅砖墙壁厚为2401=δmm ,其导热系数为6.01=λW/(m 2·K),墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为:)/(5.721K m W h ⋅= ,)/(1022K m W h ⋅=,冬季内外两侧空气的温度分别为:C t f 201=,C t f52-=,试计算墙壁的各项热阻,传热系数以及热流密度。
[例0-2] 一冷库外墙的内壁面温度为C t w12-=,库内冷冻物及空气温度均为C t f 18-=。
已知壁的表面传热系数为)/(52K m W h ⋅=,壁与物体间的系统辐射系数)/(1.54221K m W C ⋅=、,试计算该壁表面每平方米的冷量损失?并对比对流换热与热辐射冷损失的大小?13、求房屋外墙的散热热流密度q 以及它的内外表面温度和。
已知:δ=360mm ,室外温度= -10℃,室内温度=18℃,墙的λ=0.61W/(m.K),内壁表面传热系数h1=87W/(m ².K),外壁h2=124W/(m ².K)。
已知该墙高2.8m ,宽3m ,求它的散热量Φ?15、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85℃,管壁对空气的h=73W/m.℃,热流通量q =5110W/2m 。
,试确定管壁温度及热流量。
16、已知两平行平壁,壁温分别为=50℃, =20℃,辐射系数1.2C3.96,求每平方米的辐射换热量W/2m 。
若增加到200℃,辐射换热量变化了多少?第一章 导热理论基础[例1-1]厚度为δ 的无限大平壁,λ为常数,平壁内具有均匀内热源(W/m ³),平壁x=0的一侧绝热, x=δ的一侧与温度为ft 的流体直接接触进行对流换热,表面传热系数h 是已知的,试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。
[例1-2] 一半径为R长度为l的导线,其导热系数λ为常数。
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:,由于Ta >0℃,而Tsky<0℃,因此,地球表面温度Te有可能低于0℃,即有可能结冰。
绪论思考题与习题(89P -)答案:1.冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到: Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注:若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热,否则可忽略不计。
2.略 3.略 4.略 5.略6.夏季:在维持20℃的室内,人体通过与空气的对流换热失去热量,但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量,最终的总失热量减少。
(T T 〉外内)冬季:在与夏季相似的条件下,一方面人体通过对流换热失去部分热量,另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量,最终的总失热量增加。
(T T 〈外内)挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热,减少了人体的失热量。
7.热对流不等于对流换热,对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式,对流换热为非基本传热方式 8.门窗、墙壁、楼板等等。
以热传导和热对流的方式。
9.因内、外两间为真空,故其间无导热和对流传热,热量仅能通过胆壁传到外界,但夹层两侧均镀锌,其间的系统辐射系数降低,故能较长时间地保持热水的温度。
当真空被破坏掉后,1、2两侧将存在对流换热,使其保温性能变得很差。
10.t R R A λλ= ⇒ 1t R R A λλ== 2218.331012m --=⨯11.q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=(t )时→曲线12、略13.解:1211t q h h σλ∆=++=18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解:40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15.()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解:12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ 44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17.已知:224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求:k 、φ、∆解:由于管壁相对直径而言较小,故可将此圆管壁近似为平壁即:12111k h h σλ=++=3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯%8583.561.7283.56-==% 因为:1211h h =,21h σλ= 即:水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻,此时前两个热阻均可以忽略不记。
7-30整理传热学习题集苏小江2014/6/1内容:书中例题和课后习题绪论[例0-1] 某住宅砖墙壁厚为2401=δmm ,其导热系数为6.01=λW/(m 2·K),墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为:)/(5.721K m W h ⋅= ,)/(1022K m W h ⋅=,冬季内外两侧空气的温度分别为:C t f 201=,C t f 52-=,试计算墙壁的各项热阻,传热系数以及热流密度。
[例0-2] 一冷库外墙的内壁面温度为C t w 12-=,库内冷冻物及空气温度均为C t f 18-=。
已知壁的表面传热系数为)/(52K m W h ⋅=,壁与物体间的系统辐射系数)/(1.54221K m W C ⋅=、,试计算该壁表面每平方米的冷量损失并对比对流换热与热辐射冷损失的大小13、求房屋外墙的散热热流密度q 以及它的内外表面温度和。
已知:δ=360mm ,室外温度= -10℃,室内温度=18℃,墙的λ=,内壁表面传热系数h1=87W/(m².K),外壁h2=124W/(m².K)。
已知该墙高,宽3m,求它的散热量Φ15、空气在一根内径50mm,长的管子内流动并被加热,已知空气平均温度为85℃,管壁对空气的h=73W/m.℃,热流通量q=5110W/2m。
,试确定管壁温度及热流量。
C ,16、已知两平行平壁,壁温分别为=50℃, =20℃,辐射系数 1.2求每平方米的辐射换热量W/2m。
若增加到200℃,辐射换热量变化了多少第一章导热理论基础[例1-1]厚度为δ的无限大平壁,λ为常数,平壁内具有均匀内热源(W/m³),平壁x=0的一侧绝热, x=δ的一侧与温度为f t的流体直接接触进行对流换热,表面传热系数h是已知的,试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。
[例1-2] 一半径为R长度为l的导线,其导热系数λ为常数。
导线的电阻率为ρ(Ω.m²/m)。
绪论一、填空题1、厚度δ,导热系数λ为常数的大平壁的单位面积导热热阻是________________。
2、在地球引力场作用的范围内,单纯的导热只能发生在密实的固体中。
因为,当有温差时,液体和气体就会出现________________,难以维持单纯的导热。
二、选择题1、单位面积的热阻总可以写作________________。
(a)q/⊿t;(b)⊿t/q;(c)δ/λ;(d)δ/(λA)2、列叙述中________________正确。
(a)导热只能发生在密实的固体中。
(b)导热可以在固体、液体及气体中发生。
(c)导热只能在固体和静止的流体中发生。
(d)导热只能在固体和上面温度高、下面温度低的流体层中发生。
填空题1、δ/λ;2、对流现象。
选择题1、(b);2、(b)三、名词解释1、热传导:物体中温度不同的各部分无相对位移或不同温度的物体直接接触时,依靠分子、原子及自由电子的热运动而进行的热量传递现象。
或:物体各部分相对静止或不同物体紧密接触时,由于温度不同而发生的热量传递现象。
2、传热过程:热量由固体壁面一侧的流体穿过壁面传到另一侧的流体中的过程。
两种温度不同的流体通过固体壁面交换热量的过程。
3、热对流:依靠流体的运动,将热量从一处传递到另一处的现象。
或:流体各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递现象。
4、热辐射:依靠物体表面对外发射可见或不可见的射线(电磁波)来传递热量的过程。
或:因热的原因通过电磁波发出辐射能的过程。
5、对流换热:流体与直接接触的固体表面有相互运动时,由于二者的温度不同,所发生的换热过程。
或:流体与固体直接接触时的换热过程。
6、辐射换热:温度不同的表面之间以热辐射的方式进行热量交换的现象。
7、传热热阻:传热过程热流量及传热系数的计算式为:则传热热阻为℃/W。
8、传热系数:冷热流体温差1℃时,通过单位固壁面积传递的热量值。
单位是w/m2℃。
它反映传热过程激烈的程度。
表示传热过程强弱程度的物理量。
传热学典型习题详解2单相流体对流换热及准则关联式部分⼀、基本概念主要包括管内强制对流换热基本特点;外部流动强制对流换热基本特点;⾃然对流换热基本特点;对流换热影响因素及其强化措施。
1、对皆内强制对流换热,为何采⽤短管和弯管可以强化流体的换热答:采⽤短管,主要是利⽤流体在管内换热处于⼊⼝段温度边界层较薄,因⽽换热强的特点,即所谓的“⼊⼝效应”,从⽽强化换热。
⽽对于弯管,流体流经弯管时,由于离⼼⼒作⽤,在横截⾯上产⽣⼆次环流,增加了扰动,从⽽强化了换热。
2、其他条件相同时,同⼀根管⼦横向冲刷与纵向冲刷相⽐,哪个的表⾯传热系数⼤,为什么¥答:横向冲刷时表⾯传热系数⼤。
因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚,⽽横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层分离⽽产⽣的旋涡,增加了流体的扰动,因⽽换热强。
3、在进⾏外掠圆柱体的层流强制对流换热实验研究时,为了测量平均表⾯传热系数,需要布置测量外壁温度的热电偶。
试问热电偶应布置在圆柱体周向⽅向何处答:横掠圆管局部表⾯传热系数如图。
在0-1800内表⾯传热系数的平均值hm 与该曲线有两个交点,其所对应的周向⾓分别为φ1,φ2。
布置热电偶时,应布置在φ1,φ2所对应的圆周上。
由于对称性,在圆柱的下半周还有两个点以布置。
4、在地球表⾯某实验室内设计的⾃然对流换热实验,到太空中是否仍然有效,为什么答:该实验到太空中⽆法得到地⾯上的实验结果。
因为⾃然对流是由流体内部的温度差从⽽引起密度差并在重⼒的作⽤下引起的。
在太空中实验装置格处于失重状态,因⽽⽆法形成⾃然对流,所以⽆法得到顶期的实验结果。
5、管束的顺排和叉排是如何影响换热的`答:这是个相当复杂的问题,可简答如下:叉排时,流体在管间交替收缩和扩张的弯曲通道中流动,⽽顺排时则流道相对⽐较平直,并且当流速和纵向管间距s 2较⼩时,易在管的尾部形成滞流区.因此,⼀般地说,叉排时流体扰动较好,换热⽐顺排强.或:顺排时,第⼀排管⼦正⾯受到来流的冲击,故φ=0处换热最为激烈,从第⼆排起所受到的冲击变弱,管列间的流体受到管壁的⼲扰较⼩,流动较为稳定。