传热习题集资料
一、填空题
1、按热量传递的途径不同，我们一般把传热分为 、 、 三种方式。
2、按冷热流体接触的方式不同，我们一般把传热分为 、 、 三种
方式。
3、常见的加热介质有 、 、 、 、 等。
4、按传热管的结构形式可分为 、 、 、 换热器等。
5、列管换热器是由 、 、 、 和封头等部分组成。
6、设置列管式换热器折流挡板的目的是 。
7、列管式换热器热补偿的方式有 、 、 。
8、在间壁式换热器中，总传热过程由下列步骤所组成：首先是热流体和管外壁间的_____
传热，将热量传给管外壁面；然后，热量由管的外壁面以____________方式传给管的内壁面
最后，热量由管的内壁面和冷流体间进行_________________传热。
9、采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度T 1/
、加热蒸汽压力P 不变，
现冷体流量增加，则冷流体出口温度T 2/_______，传热速率Φ______，总传热系数K _______ ,
传热平均温度差△T m ________。
10、某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A 和B ，温度分布线
如右上图（b ）中所示，则λA ______λB (填“﹥”或 “﹤”)，将______
层材料放在里层时保温效果更好。
11、若间壁侧流体的传热过程α1，α2相差较大（α1<<α2），K 值接近_____________侧的
值。
12、金属固体的导热系数是随温度的升高而 ，非金属固体的导热系数是随温度的升
高而 。水和甘油的导热系数是随着温度的升高而 。
13、在导热速率方程式为δ
λt S Q ?=，中λ称为： ，单位是 ；
14、两流体在列管换热器中并流传热时，冷流体的最高极限出口温度为 ;
在逆流传热时，冷流体的最高极限出口温度为 因此，在 流传热时，
载热体的用量少 。
15、传热的基本方式可分为 、 、 三种。间壁式换热器传热过程强
化的途径主要有 、 、
三种。
16. 在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的平壁，每层间温度变化如图所示。试判
断λ1、λ2、λ3的大小顺序，以及每层热阻R1、R2、R3的大小顺序。
t w1
t w4
17、圆筒壁的热传导与平壁的热传导不同之处在于：。
18、通过三层平壁的热传导中，假设各层壁面间接触良好，若测得各层壁面温度t W1，t W2，
t W3,和t W4分别为600℃、500℃、200℃和100℃，各层热阻之比为。19、总热阻是由热阻的那一侧的对流传热所控制，即当两个对流传热系数相差较
大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数的那一侧的a值，亦即尽量其中最大的分热阻。
20、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于侧的对流传热系数，而壁温接近于侧流体的温度值。
21、热传导的基本定律是。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻（大、小）一侧的α值。间壁换热器管壁温度t W接近于α值（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈（大、小），其两侧的温差愈（大、小）。
22、由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈，其两侧的温差愈小。
23、在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在，减少热阻的最有效措施是。
25、厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1>b2>b3，导热系数λ1<λ2<λ3，在稳定传热过程中，各层的热阻R1 > R2 > R3，各层导热速率Q1 = Q2 = Q3。30、在钢、水、软木之间，导热效果最佳的是，保温效果最佳的是。
26、将单程列管式换热器改为双程的作用是__________，但这将使________减小，______ 增大。
27、传热推动力为，在稳定的串联传热中，某一步的热阻愈小，其对应的推动力愈。
28、将列管换热器做成多管程的目的是
；在壳程设置折流挡板的目的是
。
29、在列管式换热器中，用水冷凝乙醇蒸气，乙醇蒸汽宜安排走。
30、导致列管式换热器传热效率下降的原因有、、等。
二、选择题
1、温度升高，固体金属的热导率（）
A、升高
B、降低
C、不变
D、不确定
2、工业上，凉水塔的换热方式是（）
A、混合式
B、间壁式
C、蓄热式
D、辐射式
3、下面不是工业上常用的冷却剂是（）
A、水
B、空气
C、熔盐
D、盐水
4、工业上某流体需冷却至-2℃，我们可以选择（）冷却介质。
A、水
B、空气
C、熔盐
D、盐水
5、用于加热冷凝的液体，使其再受热汽化，且为蒸馏过程的专用设备（）。
A、冷却器
B、预热器
C、过热器
D、再沸器
6、下面不是沉浸式蛇管换热器的优点的是（）
A、结构简单
B、能承受高压
C、传热面积大而且可以改变
D、价格低廉
7、下面不是喷淋式蛇管换热器的缺点的是（）
A、喷淋不均匀
B、不适用周围环境要求干燥的场所
C、占地面积大
D、管外给热系数小
8、固定管板式换热器热补偿的方式为（）
A、膨胀节
B、内浮头
C、U形管
D、无特别的补偿方式
9、下面不是固定管板式换热器缺点为（）
A、壳程清洗困难
B、检修困难
C、管程清洗困难
D、热补偿较困难
10、下面对换热介质清洁度要求较高的场合是（）
A、固定管板式换热器壳程
B、固定管板式换热器管程
C、浮头式换热器壳程
D、U 形管式换热器壳程
11、下列列管式换热器操作程序哪一种操作不正确（）。
A.开车时，应先进冷物料，后进热物料
B.停车时，应先停热物料，后停冷物料
C.开车时要排出不凝气
D.发生管堵或严重结垢时，应分别加大冷、热物料流量，以保持传热量
12、导致列管式换热器传热效率下降的原因可能是（）。
A.列管结垢或堵塞
B.不凝气或冷凝液增多
C.管道或阀门堵塞
D.以上三种情况
13、对于工业生产来说，提高传热膜系数最容易的方法是( )。
A. 改变工艺条件
B. 改变传热面积
C. 改变流体性质
D. 改变流体的流动状态
14、在蒸气—空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的（）在工程上可行。
A 提高蒸气流速
B 提高空气流速
C 采用过热蒸气以提高蒸气温度
D 在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积
15、用120℃的饱和水蒸汽加热常温空气。蒸汽的冷凝膜系数约为2000W/(m2?K),空气的膜系数约为60W/(m2?K)，其过程的传热系数K及传热面壁温接近于（）。
A、2000W/(m2?K)，120℃；
B、2000W/(m2?K)，40℃；
C、60W/(m2?K)，120℃；
D、60W/(m2?K)，40℃
16、列管换热器的传热效率下降可能是由于（）。
A、壳体内不凝汽或冷凝液增多；
B、壳体介质流动过快；
C、管束与折流板的结构不合理；
D、壳体和管束温差过大
17、对间壁两侧流体一侧恒温、另一侧变温的传热过程，逆流和并流时?tm的大小为（）。
A、?tm逆>?tm慕；
B、?tm逆
C、?tm逆=?tm慕；
D、不确定
18、对于列管式换热器，当壳体与换热管温度差（）时，产生的温度差应力具有破坏性，因此需要进行热补偿。
A、大于45℃；
B、大于50℃；
C、大于55℃；
D、大于60℃
19、夏天电风扇之所以能解热是因为（）。
A、它降低了环境温度
B、产生强制对流带走了人体表面的热量
C、增强了自然对流
D、产生了导热
20、用饱和水蒸气加热空气时，传热管的壁温接近（）。
A、蒸汽的温度
B、空气的出口温度
C、空气进、出口平均温度
D、无法确定
21、要求热流体从300℃降到200℃，冷流体从50℃升到260℃，宜采用（）换热。
A、逆流
B、并流
C、并流或逆流
D、以上都不正确
22、气体的导热系数数值随温度的变化趋势为（）
A.T升高，λ增大
B.T升高，λ减小
C.T升高，λ可能增大或减小
D.T变化，λ不变
23、一套管换热器，环隙为120℃蒸汽冷凝，管内空气从20℃被加热到50℃，则管壁温度应接近于（）；
A、35℃
B、120℃
C、77.5℃
D、50℃
24、管壳式换热器启动时，首先通入的流体是( )。
A、热流体
B、冷流体
C、最接近环境温度的流体
D、任意
25、换热器中被冷物料出口温度升高，可能引起的有原因多个，除了( )。
A、冷物料流量下降
B、热物料流量下降
C、热物料进口温度升高
D、冷物料进口温度升高
26、某反应为放热反应，但反应在75℃时才开始进行，最佳的反应温度为115℃。下列最合适的传热介质是：（）
A、导热油；
B、蒸汽和常温水；
C、熔盐；D热水
27、列管换热器停车时（）
A.先停热流体，再停冷流体
B.先停冷流体，再停热流体
C.两种流体同时停止
D.无所谓
28、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K值从大到小正确的排列顺序应是（）冷流体热流体①水、气体②水、沸腾水蒸气冷凝③水、水④水、轻油
A、②>④>③>①
B、③>④>②>①
C、.③>②>①>④
D、②>③>④>①
29、某厂已用一换热器使得烟道气能加热水产生饱和蒸汽。为强化传热过程，可采取的措施中（）是最有效，最实用的。
A、提高烟道气流速
B、提高水的流速
C、在水侧加翅片
D、换一台传热面积更大的设备
30、在房间中利用火炉进行取暖时，其传热方式为（）。
A、传导和对流
B、传导和辐射
C、传导、对流和辐射，但对流和辐射是主要的。
31、对于工业生产来说，提高传热膜系数最容易的方法是( )。
A. 改变工艺条件
B. 改变传热面积
C. 改变流体性质
D. 改变流体的流动状态
32、对流传热膜系数的单位是（）。
A 、W/(m2·℃) B、J/(m2·℃) C、W/(m·℃) D、J/(S·m·℃)
33、金属的纯度对导热系数的影响很大，一般合金的导热系数比纯金属的导热系数会
A、增大
B、减小
C、相等
D、不同金属不一样
34、对流传热时流体处于湍动状态，在滞流内层中，热量传递的主要方式是（）
A、传导
B、对流
C、辐射
D、传导和对流同时
35、稳定的多层平壁的导热中，某层的热阻愈大，则该层的温度差（）。
A. 愈大
B. 愈小
C. 不变
D.无法确定
36、在列管式换热器中，用水冷凝乙醇蒸气，乙醇蒸汽宜安排走（）。
A. 管程
B. 壳程
C. 管、壳程均可
D.无法确定
37、列管换热器中下列流体宜走壳程的是（）。
A、不洁净或易结垢的流体
B、腐蚀性的流体
C、压力高的流体
D、被冷却的流体
38、多层串联平壁稳定导热，各层平壁的导热速率（）。
A、不相等；
B、不能确定；
C、相等；
D、下降。
39、空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3，其大小顺序正确的是（）。
A、λ1>λ2>λ3 ；
B、λ1<λ2<λ3；
C、λ2>λ3>λ1 ；
D、λ2<λ3<λ1
40、为减少圆形管导热损失，采用包覆三种保温材料a、b、c，若三层保温材料厚度相同，导热系数λa>λb>λc，则包覆的的顺序从内到外依次为（）
A、a、b、c；
B、b、a、c；
C、c、a、b；
D、c 、b、a
41、水蒸气在列管换热器中加热某盐溶液,水蒸气走壳程。为强化传热,下列措施中最为经济有效的是( )。
A、增大换热器尺寸以增大传热面积；
B、在壳程设置折流挡板；
C、改单管程为双管程；
D、减小传热壁面厚度
42、下列不能提高对流传热膜系数的是（）。
A、利用多管程结构
B、增大管径；
C、在壳程内装折流挡板；
D、冷凝时在管壁上开一些纵槽
三、判断题
1、工业上传热一般是单个热量的传递形式完成的。（）
2、金属的热导率大多随其纯度的增高而增大。（）
3、气体的热导率随温度升高而增大。（）
4、加热炉辐射室的作用是回收烟气余热。（）
5、混合式换热器是实际生产中应用最为广泛的一种形式（）
6、夹套式换热器主要应用于反应过程的加热。（）
7、夹套式换热器蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水则由下部接管流出。（）
8、喷淋式蛇管换热器与沉浸式蛇管换热器相比，具有便于检修和清洗、传热效果也较好等
优点（）
9、套管式换热器适用于所需传热面积小，小容积流量的流体的场合。（）
10、列管换热器是一种传统的，应用最广泛的热交换设备，在高温高压以及大型装置中得到
普遍应用。（）
11、U形管换热器采用补偿圈（膨胀节）来抵消热应力。（）
12、浮头式换热器适用于壳体与管束温差较大或壳程流体容易结垢的场合。（）
13、饱和蒸汽一般宜走壳程。（）
14、黏度大、流量小的流体宜选管程。（）
15、换热器生产过程中，物料的流动速度越大，换热效果越好，故流速越大越好。（）
16、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的T流传热系数，而
壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。（）
17、换热器冷凝操作应定期排放蒸汽侧的不凝气体。（）
18、列管式换热器中设置补偿圈的目的主要是便于换热器的清洗和强化传热。（）
19、当流量一定时，管程或壳程越多，给热系数越大。因此应尽可能采用多管程或多壳程换
热器。（）
20、冷热流体进行热交换时，流体的流动速度越快，传热热阻越大；（）
21、层流内层影响传热、传质，其厚度越大，传热、传质的阻力越大。（）
22、用饱和水蒸汽加热某反应物料。让水蒸汽走管程，以减少热量损失。（）
23、某反应为放热反应，但反应在75℃时才开始进行，最佳的反应温度为115℃，最合适的
传热介质热水。（）
24、管壳式换热器启动时，首先通入的流体是冷介质。（）
25、在稳定的串联传热中，某一步的热阻愈小，其对应的推动力愈大。（）
26、翅片管换热器安装翅片的目的是增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数。
（）27、由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，
其两侧的温差愈小。（）
28、减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。（）
四、计算题
1、在内管为φ189×10mm的套管换热器中，将流量为 3500kg/h的某液态烃从 100℃冷却到60℃，其平均比热 C P烃=2.38kJ/kg.℃，环隙走冷却水，其进出口温度分别为40℃和50℃，平均比热Ｃp水＝4.17kJ/kg.℃，基于传热外面积的总传热系数K0=2000W/m2·℃, 设其值恒定, 忽略热损失。试求： A)冷却水用量；B)分别计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及所需管长。
2、一单程列管式换热器, 由直径为Φ25×2.5 mm的钢管束组成。苯在换热器的管内流动, 流量为1.25 kg/s，由80℃冷却到30℃，冷却水在管间和苯呈逆流流动, 进口水温为20℃, 出口不超过50℃。已知水侧和苯侧的对流传热系数分别为1.70和0.85 kW／(ｍ2·℃)，污垢热阻和换热器的热损失可忽略，求换热器的传热面积。苯的平均比热为1.9 kJ/(kg·℃), 管壁材料的导热系数为45 W/(m·℃)。
3、 一单壳程单管程列管换热器, 由多根Φ25×2.5mm 的钢管组成管束, 管程走某有机溶
液, 流速为0.5m/s ，流量为15T/h,比热为1.76kJ/kg.K,密度为858kg/m 3,温度由20℃加热
至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700W/m 2K 和
10000W/m 2K 。钢导热系数为45W/m.K 。垢层热阻忽略不计。
求:A)此换热器的总传热系数; (以外表面积为基准)
B)此换热器的管子根数及管长;
C)在冷流体温度不变的情况下，若要提高此设备的传热速率，你认为要采取什么措施？
4、90℃的正丁醇，在逆流操作的换热器中被冷却到50℃，正丁醇的流量为1930kg/h ，冷却
介质为18℃水，换热器的传热面积为6m 2，总传热系数K=230W/m 2.℃，热损失不计。求：
② 冷却水出口温度；
③ 冷却水消耗量。 ７０℃正丁醇Ｃp ＝２.９８kJ/kg.℃
水 Ｃp ＝４.１８７kJ/kg.℃
生产要求？
原来的多少倍才能满足试问此换热器管长增为失忽略不计，发生变化，换热器的损温度，流量及物性均不假设水和液体的进出口，体进出口温度降至。现因生产任务要求液和体的进出口温度分别为，液
和出口温度分别为水冷却某液体，水的进、在逆流换热器中，用C C C C C 00000707515080 155
6、在一逆流操作的列管换热器中，用初温为30℃的比热容为2.2kJ/(kg ·℃）的原油，将流量3kg/s 的比热容为1.9kJ/（kg ·℃）的重油由180℃冷却到120℃，原油的出口温度为80℃。换热器的总传热系数K 0=120w/(m 2·℃），试求：
（1）原油的用量
（2）换热器所需的传热面积。
7、在一列管式换热器中，将某种油品由25℃加热到60℃，油在换热器管内流动，其流量为4kg/s ，油的平均比热容为1.8kJ/(kg ·℃)。加热剂为100℃的饱和水蒸汽，在其换热管外冷凝，已知总传热系数为720W/(m 2·℃)。换热器的列管为φ25mm ×2.5mm ，管长3m ，试求该换热器所需的管子数。
8、有一碳钢制造的套管换热器，内管直径为φ89mm ×3.5mm ，流量为2000kg/h 的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙从15℃升到35℃。苯的比热容1.86×103J/（kg ·K ）换热器的总传热系数为400W/（m 2·K ），试求：
①冷却水消耗量；
②逆流操作时所需的管长。
9、在一列管式换热器中，将某种油品由25℃加热泪盈眶到60℃，油在换热器管内流动，其流量为4kg/s ，油的平均比热容为1.8kJ/(kg ·℃)。加热剂为100℃的饱和水蒸汽，在其换热管外冷凝，已知总传热系数为720W/(m 2·℃)。换热器的列管为φ25mm ×2.5mm ，管长3m ，试求该换热器所需的管子数。
一、填空题
1、热传导、热辐射、热对流
2、混合式、间壁式、蓄热式
3、蒸汽、热水、烟道气、溶盐、矿物油
4、蛇管式、夹套式、套管式、列管式
5、壳体、管束、管板、折流挡板
6、提高管外流体的对流传热系数
7、膨胀节、U型管、内浮头
8、对流、热传导、对流
9、降低、提高、提高、提高
10、<、λ A
11、α1
12、降低、增加、增加
13、热导率、W/(m.K)
14、热流体出口温度、热流体进口温度、逆流
15、热传导、热辐射、热对流、提高K、提高S、提高温差
16、λ1〉λ2〉λ3；R1〈 R2〈 R3
17、传热面积不同
18、1：3：1
19、小；小
20、空气、饱和水蒸汽
21、傅立叶定律；大；大；大；大
22、小、小
23、滞离层内（或热边界层内）；提高流体湍动程度
24、膨胀节、采用浮头式、 U管式结构
25、R1 > R2 > R3 ；Q1 = Q2 = Q3 ；钢、软木
26、提高管外流体的对流传热系数；生产能力、压降
27、温差、小
28、提高管外流体的对流传热系数；提高管内流体的对流传热系数
29、壳程
30、列管结垢或堵塞、不凝气或冷凝液增多、管道或阀门堵塞
二、选择题
1、B ；
2、A ；
3、C ；
4、D ；
5、D；
6、C ；
7、D；
8、A；
9、C； 10、A；
11、D；12、D； 13、D； 14、B； 15、C； 16、A ；17、C； 18、B； 19、B； 20、A 21、A；22、A； 23、B；24、B；25、B；26、D；27、A；28、D；29、A；30、C；
31、D；32、A；33、B；34、A；35、A；36、B；37、D；38、C；39、B；40、D；
41、C；42、B；
传热学简答分析题
简答分析题 1．牛顿冷却公式中的△t改用热力学温度△T是否可以？ 2．何谓定性温度，一般如何取法。 3．天花板上“结霜”，说明天花板的保温性能是好还是差。 4．同一物体内不同温度的等温线能够相交，对吗？为什么？ 5．何谓传热方程式，并写出公式中各符号的意义及单位。 6．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？ 7．毕渥数和努谢尔数有相同的表达式，二者有何区别？ 8．在圆筒壁敷设保温层后，有时反而会增加其散热损失，这是为什么？ 9．冬天，在同样的温度下，为什么有风时比无风时感到更冷？ 10．试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。 11．比较铁、铜、空气、水及冰的导热系数的大小。 12．在空调的房间里，室内温度始终保持在20℃，但在夏季室内仅需穿件单衣，而在冬季却需要穿毛衣，这是什么原因？ 13．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。 14．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉得更快些，你认为他应搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？ 15．窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳使人感到暖和？ 16.一铁块放入高温炉中加热，从辐射的角度分析铁块的颜色变化过程 17.我们看到的物体呈现某一颜色，解释这一现象。 18.北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下二面哪一面易结箱?为什么? 19.夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？ 20.为什么水壶的提把要包上橡胶？ 22.某管道外经为2r，外壁温度为tw1，如外包两层厚度均为r（即δ2＝δ3＝r）、导热系数分别为λ2和λ3（λ2 / λ3=2）的保温材料，外层外表面温度
(完整word版)强化传热技术
1、强化传热的目的是什么？ （1）减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；（2）提高现有换热器的能力；（3）使换热器能在较低温差下工作；（4）减少换热器的阻力，以减少换热器的动力消耗。 2、采用什么方法解决传热技术的选用问题？ （1）在给定工质温度、热负荷以及总流动阻力的条件下，先用简明方法对拟采用的强化传热技术从使换热器尺寸大小、质轻的角度进行比较。这一方法虽不全面，但分析表明，按此法进行比较得出的最佳强化传热技术一般在改变固定换热器三个主要性能参数（换热器尺寸、总阻力和热负荷）中的其他两个，再从第三个性能参数最佳角度进行比较时也是最好的。（2）分析需要强化传热处的工质流动结构、热负荷分布特点以及温度场分布工况，以定出有效的强化传热技术，使流动阻力最小而传热系数最大。（3）比较采用强化传热技术后的换热器制造工艺、安全运行工况以及经济性问题。 3、表面式换热器的强化传热途径有哪些？ （1）增大平均传热温差以强化传热；（2）增加换热面积以强化传热；（3）提高传热系数以强化传热。 4、何为有功和无功强化传热技术？包括哪些方法？ 从提高传热系数的各种强化传热技术分，则可分为有功强化传热技术和无功强化传热技术两类。前者也称主动强化传热技术、有源强化技术、后者也称为被动强化技术、无源强化技术。有功强化传热技术需要应用外部能量来达到强化传热的目的；无功传热强化技术则无需应用外部能量即能达到强化传热的目的。有功强化传热技术包括机械强化法、震动强化、静电场法和抽压法等；无功强化传热技术包括表面特殊处理法、粗糙表面法、扩展表面法、装设强化元件法、加入扰动流体法等。 5、单项流体管内强制对流换热时，层流和紊流的强化有何不同？ 当流体做层流运动时，流体沿相互平行的流线分层流动，各层流体间互不掺混，垂直于流动方向上的热量传递只能依靠流体内部的导热进行，因而换热强度较低。因此，对于强化层流流动的换热，应以改变流体的流动状态为主要手段。当流体做湍流运动时，流体的传热方式有两种：在层流底层区的热量传递主要依靠导热；而在底层以外的湍流区，除热传导以外，主要依靠流体微团的混合运动。除液态金属以外，一般流体导热率都很小，湍流换热时的主要热阻在层流地层区。因此对于强化湍流流动的换热，主要原则应是减薄层流底层的厚度。 6、管式换热器一般采用圆管还是矩形通道？为什么？ 在管子数目、工质流量及管道横截面周界均给定的情况下，圆形管道的流通截面积最大，矩形的最小，而流速恰好相反。在个管道中温度条件相同时，矩形管道能增加换热系数，但同时阻力也剧增，这就是管式换热器一般采用圆管而不用换热效果横好的矩形管道的原因。 7、采用扩张-收缩管式如何强化传热的？ 流体在扩张段中产生的强烈漩涡被流体带入收缩段时得到了有效利用，从而增强了传热。此外，在收缩段中由于流体流过收缩截面时流速增高，使流体边界层中流速也相应增高，从而也增进了传热效应。
导热理论热传导原理
第二节热传导 热传导是由物质内部分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。 热传导的机理非常复杂， 简而言之，非金属固体内部的热传导是通过相邻分子在碰撞时传递振动 能实现的；金属固体的导热主要通过自由电子的迁移传递热量； 在流体特别是气体中， 热传导则 是由于分子不规则的热运动引起的。 4-2-1 傅里叶定律 一、温度场和等温面 任一瞬间物体或系统内各点温度分布的空间，称为温度场。在同一瞬间，具有相同温度的 各点组成的面称为等温面。因为空间内任一点不可能同时具有一个以上的不同温度， 所以温度不 同 的等温面不能相交。 、温度梯度 4-3所示，因为在等温面上无温度变化，所以无热量传 都有温度变化，在与等温面垂直的方向上温度变化率最 大。将相邻两等温面之间的温度差 △ t 与两等温面之间的垂直距离 其数学定义式为: gradt 温度梯度 —为向量，它的正方向指向温度增加的方向，如图 n 对稳定的一维温度场，温度梯度可表示为: gradt ( 4-2) dx 三、傅里叶定律 导热的机理相当复杂，但其宏观规律可用傅里叶定律来描述，其数学表达式为： 或 dQ dS 丄 (4-3) n 式中 —— 温度梯度，是向量，其方向指向温度增加方向，C /m ; n Q ――导热速率，W ; S ――等温面的面积， m 2 ； 入 比例系数，称为导热系数， W/ ( m ?C) < 式4-3中的负号表示热流方向总是和温度梯度的方向相 反，如图4-3所示。 傅里叶定律表明：在热传导时，其传热速率与温度梯度 及传热面积成正比。 必须注意，入作为导热系数是表示材料导热性能的一个 参数，入越大，表明该材料导热越快。和粘度 卩一样，导热 系数入也是分子微观运动的一种宏观表现。 4-2-2导热系数 从任一点开始，沿等温面移动，如图 递；而沿和等温面相交的任何方向移动， △ n 之比的极限称为温度梯度, (4-1) 4-3所示。 图4-3温度梯度与傅里叶定律
传热学重点章节典型例题
第一章 1-1 对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？ 解：（ a ）中热量交换的方式主要有热传导和热辐射。 （ b ）热量交换的方式主要有热传导，自然对流和热辐射。 所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用（ a ）布置。 1-7 一炉子的炉墙厚 13cm ，总面积为 20m 2 ，平均导热系数为 1.04w/m · k ，内外壁温分别是 520 ℃及 50 ℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是 2.09 × 10 4 kJ/kg ，问每天因热损失要用掉多少千克煤？ 解：根据傅利叶公式 每天用煤 1-9 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度 t w = 69 ℃，空气温度 t f = 20 ℃，管子外径 d= 14mm ，加热段长 80mm ，输入加热段的功率 8.5w ，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？ 解：根据牛顿冷却公式
1-14 宇宙空间可近似的看作 0K 的真空空间。一航天器在太空中飞行，其外表面平均温度为250K ，表面发射率为 0.7 ，试计算航天器单位表面上的换热量？ 解：航天器单位表面上的换热量 1-27 附图所示的空腔由两个平行黑体表面组成，孔腔内抽成真空，且空腔的厚度远小于其高度与宽度。其余已知条件如图。表面 2 是厚δ = 0.1m 的平板的一侧面，其另一侧表面 3 被高温流体加热，平板的平均导热系数λ =17.5w/m ? K ，试问在稳态工况下表面 3 的 t w3 温度为多少？ 解： 表面 1 到表面 2 的辐射换热量 = 表面 2 到表面 3 的导热量 第二章
实验四 传热实验0
实验四传热实验 一实验内容 测定单壳程双管程列管式换热器的总传热系数 二实验目的 1 了解影响传热系数的工程因素和强化传热操作的工程途径。 2 学会传热过程的调节方法。 三实验基本原理 工业上大量存在的传热过程（指间壁式传热过程）都是由固体内部的导热及冷热流体与固体表面间的给热组合而成。传热过程的基本数学描述是传热速率方程式和热量衡算式。 热流密度q 是反应具体传热过程速率大小的特征量。对q 的计算需引入壁面温度，而在实际计算时，壁温往往是未知的。为实用方便，希望避开壁温，直接根据冷热流体的温度进行传热速率计算 在间壁式换热器中，热量序贯的由热流体传给壁面左侧、再由壁面左侧传导至壁面右侧、最后由壁面右侧传给冷流体。在定态条件下，忽略壁面内外面积的差异，则各环节的热流密度相等，即 q =Q A =T ?T W 1 ɑh =T W ?t w δɑh =t w ?t 1ɑc ① 由①式可以得到 q =T ?t ɑh +δ+ɑc =推动力阻力② 由上式，串联过程的推动力和阻力具有加和性。上式在工程上常写为 Q=KA(T-t) ③
式中K=1 1 ɑh +δh +1ɑc ④ 式④为传热过程总热阻的倒数，称为传热系数，是换热器性能好坏的重要指标。比较①和④两式可知，给热系数α同流体与壁面的温差相联系，而传热系数K 则同冷热体的温差相联系。由于冷热流体的温差沿加热面是连续变化的，且此温度差与冷热流体的温度呈线性关系，故将③式中（T-t ）的推动力用换热器两端温差的对数平均温差来表示，即 Q=KA Δt m ⑤ 热量衡算方程式 Q=q mc C pc (t 2-t 1)=q mh C ph (T 1-T 2)⑥ KA Δt m = q mc C pc (t 2-t 1) ⑦ Δt m =(T 1?t 2)?(T 2?t 1)ln T 1?t 2T 2?t 1 ⑧ K=qmc Cpc (t2?t1) A Δtm ⑨ 在换热器中，若热流体的流量q mh 或进口温度T 1发生变化，而要求出口温度T 2保持原来数值不变，可通过调节冷却介质流量来达到目的。但是这种调节作用不能单纯的从热量衡算的观点理解为冷流体流量大带走的热量多，流量小带走的热量少。根据传热基本方程式，可能来自Δt m 的变化，也可能来自K 的变化，而多数是由两者共同引起的。 如果ɑc ?ɑh ，调节q mc ，k 基本不变，调节作用主要靠Δt m 的变化。如果ɑc ?ɑh 或ɑc ≈ɑh ，调节q mc 将使q mc 和K 皆有较大变化，此时调节过程是两者共同的作用。 四实验设计 实验方案 实验物系：热流体选用热空气，冷流体选用自来水。
常用材料的导热系数表
材料的导热率 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W；K: 导热率，W/mk；A：接触面积；d: 热量传递距离；△T：温度差；R: 热阻值 导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 根据R=A△T/Q这个公式，理论上来讲就能测试并计算出一个材料的热阻值R。但是这个公式只是一个最基本的理想化的公式，他设定的条件是：接触面是完全光滑和平整的，所有热量全部通过热传导的方式经过材料，并达到另一端。
实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。 而同样道理，根据热阻值以及厚度，再计算出来的导热率K值，也并不完全是真正的导热率值。 傅力叶方程式，是一个完全理想化的公式。我们可用来理解导热材料的原理。但实际应用、热阻计算是复杂的数学模型，会有很多的修正公式，来完善所有的环节可能出现的问题。总之： a. 同样的材料，导热率是一个不变的数值，热阻值是会随厚度发生变化的。 b. 同样的材料，厚度越大，可简单理解为热量通过材料传递出去要走的路程越多，所耗的
热传导
《热传导》的教学设计 （教科版五年级下册热单元第六课《热是怎样传递的》） 教学背景分析： 学生对于热传递有很多实际的经验和认识，例如为什么用橡胶或者木质材料来制作金属炊具的把手，对于固体传热的方式——热传导也有很多初步的了解。由于热的传递过程不能直接通过眼睛进行观察，因此通过本课教学引导学生利用实验的方法感知热是由温度高的一端传递到温度较低的一端。 教学目标： 1、热一般情况下会从温度较高的一端（物体）传导到温度较低的一端（物体）；通过直接接触，将热从一个物体传递给另一个物体，或者从物体的一部分传递到另一部分的传热方法叫做热传导；热传导的方向是由热源点向周围各个方向的。 2、设计实验观察热传导的过程和方向；用文字或图示记录，交流观察到的关于热是怎样传导的现象。 3、保持积极的观察探究热传递的兴趣；体验通过积极思考和探究所获得的成功喜悦。通过动手实验，观察现象证明热传导的方向和过程。 教学重点： 通过设计实验认识热在固体中的传播方式—热传导。 教学难点： 独立设计实验并进行实验的能力。 教学准备： 小组：铁架台、铜棍、蜡环、蜡烛、火柴、废液缸、木块、湿布、实验记录单 三脚架、金属片、蜡片、蜡烛、火柴、废液、木块、湿布、实验记录单 教师：铁架台、十字夹、试管、金鱼、温度计、水、酒精灯、木块、火柴、废液缸、演示文稿 板书设计： 教学过程
附：实验记录单 “热传导”研究记录 第___组 研究的问题：热在_____中的传递 实验准备：蜡烛、火柴、木块、废液缸、湿布、_______、_______、_______ 实验方案（装置示意图）： 实验现象：
我们发现（热在传递时的过程和方向）：_____________________________________ 学习评价 1、交流各组实验记录单。实验后，在装置图上推测一下热的传递方向。 2、解释：炊具上面装把手的原因。 课后小结： 通过学生主动交流，认真观察，使学生逐步树立与人合作认真细致的科学态度，并初步学会把抽象的或者很难直接观察到的实验现象变得易于观察。通过本课教学，使学生逐步对热的传递及热现象产生兴趣。
关于热传导问题
本科毕业论文 论文题目：关于热传导问题 学生姓名：姜丽丽 学号：200600910058 专业：物理学 指导教师：李健 学院：物理与电子科学学院 2010年5月20日
毕业论文（设计）内容介绍 论文（设计） 题目 关于热传导问题 选题时间2010.1.10 完成时间2010.05.20 论文（设计） 字数 8000 关键词热传导，热量，温度 论文（设计）题目的来源、理论和实践意义： 题目来源：基础研究。 理论和实践意义：在了解热传导的概念基础之上，通过系统地分析热传导的过程，得出热传导的微分方程，从量上对热传导过程有了一个深刻的认识；并且将热传导微分方程应用于解决各种几何形状的固体材料，得出温度分布的情况，以及简单的应用于气体、液体。热传导是深入学习和研究各种传热现象乃至工程热物理各学科的重要基础之一。 论文（设计）的主要内容及创新点： 主要内容：本文主要通过对热传导过程的理论分析，总结出热量与温度的关系，然后分析各种热传导现象温度的变化规律。 创新点：1、总结了不同传热条件下热传导过程中热量与温度的关系； 2、分析了不同条件下热传导温度的变化规律。 附：论文（设计）本人签名：2010年5月20日
目录 摘要 (1) ABSTRACT (1) 一、引言 (2) 二、热传导理论基础 (2) （一）热传导的概念 (2) （二）温度场与温度梯度 (3) （三）热传导方程 (4) 三、固体、液体、气体热传导及热源的影响 (7) （一）无源热传导温度的变化规律 (8) （二）有源热传导温度的变化规律 (10) 四、影响热传导的因素 (11) 五、热传导的应用 (12) 六、总结 (12) 参考文献 (12)
传热学经典计算题
传热学经典计算题 热传导 1. 用热电偶测量气罐中气体的温度。热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热系数为()210/W m K ?。热电偶近似为球形，直径为0.2mm 。试计算插入10s 后，热电偶的过余温度为初始过余温度的百分之几？要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1％，至少需要多长时间？已知热电偶焊锡丝的()67/W m K λ=?，7310ρ= 3/kg m ，()228/c J kg K =?。 解： 先判断本题能否利用集总参数法。 3 5100.110 1.491067hR Bi λ--??===?＜0.1 可用集总参数法。 时间常数 3 73102280.110 5.563103c cV c R hA h ρρτ-??===?= s 则10 s 的相对过余温度 0θθ=exp c ττ??-= ???exp 1016.65.56??-= ???％ 热电偶过余温度不大于初始过余温度1％所需的时间，由题意 0θθ=exp c ττ??- ??? ≤0.01 exp 5.56τ?? - ???≤0.01 解得 τ≥25.6 s
1、空气以10m/s 速度外掠0.8m 长的平板，C t f 080=,C t w 030=，计算 该平板在临界雷诺数c e R 下的c h 、全板平均表面传热系数以及换热量。 （层流时平板表面局部努塞尔数 3/12/1332.0r e x P R Nu =，紊流时平板表面局部努塞尔数3/15/40296.0r e x P R Nu =，板宽为1m ，已知5105?=c e R ，定性 温度C t m 055=时的物性参数为： )/(1087.22K m W ??=-λ，s m /1046.1826-?=ν，697.0=r P ） 解：(1)根据临界雷诺数求解由层流转变到紊流时的临界长度 C t t t w f m 055)(21=+=,此时空气得物性参数为： )/(1087.22K m W ??=-λ，s m /1046.1826-?=ν，697.0=r P )(92.0101046.1810565m u R X ul R c c e c e =???==?=-ν ν 由于板长是0.8m ，所以，整个平板表面的边界层的流态皆为层流 ? ==3/12/1332.0r e x P R hl Nu λ)/(41.7697.0)105(8.01087.2332.0332.023/12/1523/12 /1C m W P R l h r e c c ?=????==-λ (2)板长为0.8m 时，整个平板表面的边界层的雷诺数为： 561033.41046.188.010?=??==-νul R e 全板平均表面传热系数: )/(9.13697.0)1033.4(8.01087.2664.0664.023/12/1523/12 /1C m W P R l h r e c ?=????==-λ 全板平均表面换热量W t t hA w f 9.557)3080(18.09.13)(=-???=-=Φ
常见材料导热系数(史上最全版)
导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。 稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W K: 导热率，W/mk A：接触面积 d: 热量传递距离△T：温度差 R: 热阻值 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。
人们都知道热传导有三种形式
人们都知道热传导有三种形式：辐射、传导、对流。 ①热传导：热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做热传导。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质的热传导性能不同，一般金属都是热的良导体，玻璃、木材、棉毛制品、羽毛、毛皮以及液体和气体都是热的不良导体，石棉的热传导性能极差，常作为绝热材料。 热从物体温度较高的一部分沿着物体传到温度较低的部分的方式叫做热传导。 ②对流：液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。 靠气体或液体的流动来传热的方式叫做对流。 ③热辐射：物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热辐射。热辐射虽然也是热传递的一种方式，但它和热传导、对流不同。它能不依靠媒质把热量直接从一个系统传给另一系统。热辐射以电磁辐射的形式发出能量，温度越高，辐射越强。辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500摄氏度以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。热辐射是远距离传热的主要方式，如太阳的热量就是以热辐射的形式，经过宇宙空间再传给地球的。 高温物体直接向外发射热的现象叫做热辐射。 热的导体 各种物体都能够传热，但是不同物质的传热本领不同．容易传热的物体叫做热的良导体，不容易传热的物体叫做热的不良导体。金属都是热的良导体。瓷、木头和竹子、皮革、水都是不良导体。金属中最善于传热的是银，其次是铜和铝．最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花，石棉、软木和其他松软的物质。液体，除了水银外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热． 散热器材料的选择 散热片的制造材料是影响效能的重要因素,选择时必须加以注意!目前加工散热片所采用的金属材料与常见金属材料的热传导系数: 金 317 W/mK 银429 W/mK 铝401 W/mK 铁237 W/mK 铜 48 W/mK AA6061型铝合金155 W/mK AA6063型铝合金201 W/mK ADC12型铝合金96 W/mK AA1070型铝合金226 W/mK AA1050型铝合金209 W/mK 热传导系数的单位为W/mK,即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(1K＝1℃)时的热传导功率. 热传导系数自然是越高越好,但同时还需要兼顾到材料的机械性能与价格.热传导系数很高的金、银,由于质地柔软、密度过大、及价格过于昂贵而无法广泛采用;铁则由于热传导率过低,无法满足高热密度场合的性能需要,不适合用于制作计算机空冷散热片.铜的热传导系数同样很高,可碍于硬度不足、密度较大、成本稍高、加工难度大等不利条件,在计算机相关散热片中使用较少,但近两年随着对散热设备性能要求的提高,越来越多的散热器产品部分甚至全部采用了铜质材料.铝作为地壳中含量最高的金属,因热传导系数较高、密度小、价格低而受到青睐;但由于纯铝硬度较小,在各种应用领域中通常会掺加各种配方材料制成铝合金,寄此获得许多纯铝所不具备的特性,而成为了散热片加工材料的理想选择.
传热学(典型题集锦)_27124分析
传热学（一） 第一部分选择题 ?单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( ) A. 导温系数 B. 导热系数 C. 传热系数 D. 密度 2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?( ) A. 雷诺数 B. 雷利数 C. 普朗特数 D. 努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为 ( ) A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( ) 自然对流。 A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 无法比较
5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 ℃的空气流经 50 ℃的壁面，其对流换热的热流密度为（） A. B. C. D. 6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热，如果流速等条件相同，则（） A. 粗管和细管的相同 B. 粗管内的大 C. 细管内的大 D. 无法比较 7. 在相同的进出口温度条件下，逆流和顺流的平均温差的关系为（） A. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法比较 8. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的（） A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. （）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。 A. 灰体 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑体 10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，而遮热板表面的黑度应（） A. 大一点好 B. 小一点好
C. 大、小都一样 D. 无法判断 第二部分非选择题 ?填空题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分） 11. 如果温度场随时间变化，则为。 12. 一般来说，紊流时的对流换热强度要比层流时。 13. 导热微分方程式的主要作用是确定。 14. 当 d 50 时，要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。 15. 一般来说，顺排管束的平均对流换热系数要比叉排时。 16. 膜状凝结时对流换热系数珠状凝结。 17. 普朗克定律揭示了按波长和温度的分布规律。 18. 角系数仅与因素有关。 19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ，材料导热系数为 0.15 ，壁面两侧的温度差为 150 ℃，则通过该平壁导热的热流密度为。 20. 已知某流体流过固体壁面时被加热，并且， 流体平均温度为 40 ℃，则壁面温度为。 ?名词解释（本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分） 21. 导热基本定律 22. 非稳态导热 23. 凝结换热
浅谈化工工艺中的强化传热过程
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/0517675848.html, 浅谈化工工艺中的强化传热过程 作者：齐焕鑫 来源：《科学与财富》2018年第09期 摘要：强化传热过程就是指提高冷、热流体与固体壁面间的传热速率。使换热器单位时 间单位面积上的传热量提高，对提高设备的换热能力具有非常积极的实际意义。随着生产技术的日益发展对换热设备的要求越来越高，如何强化传热过程日渐成为工业生产的一项重要课题。 关键词：化学；工艺；过程；强化；传热过程；途径 强化传热过程就是指提高冷、热流体与固体壁面间的传热速率。使换热器单位时间单位面积上的传热量提高，对提高设备的换热能力具有非常积极的实际意义。由总传热速率方程 Φ=KAΔtm可以看出，提高总传热速率方程中A、Δtm、K三项中任何一项，都可以增大传热 速率Φ值，强化传热过程。在生产操作中大多从这些方面来考虑强化传热过程。究竟如何强化，哪个因素对强化传热起主要作用，则需要具体分析。 1.增大传热面积 传热速率与传热面积成正比，显然，增大传热面积是提高传热速率的有效方法之一。尤其注意，只有增大换热器单位体积内的传热面积，才是真正意义上的强化传热。可以通过改进传热面结构，例如：选用小直径管、翅片管等替代光滑管，选用新型板式换热器；可混合换热流体，使换热气体分散成小气泡或使液体分散成小液滴，以增大传热面积；对于间壁式换热器，常常是设法增大给热系数小的一侧传热面积。 足够的传热面积是保证热量传递的必要条件之一。但是过多地增大传热面积是不适当的，一定流量的冷、热流体的换热量并不随传热面积的增大而成比例提高。同时，对于间壁式换热器，传热面积大就意味着金属材料用量增大，设备投资费用增多。 2. 增大传热平均温度差 传热平均温度差是传热过程的推动力。换热器的传热面积、总传热系数一定时，传热平均温度差与传热速率成正比。 传热平均温度差主要是由物料和载热体的温度决定的。表面看来，要得到较高的传热平均温度差并不困难，但是，物料的温度是由生产工艺条件决定的。载热体种类和温度的确定应考虑技术可行性和经济合理性。例如：当采用饱和水蒸气加热时，提高水蒸气压强可以使水蒸气温度提高，但使用温度不宜超过180℃，同时也受到设备、经济效益、安全等方面限制；当进行热交换的冷、热流体进、出口温度一定时，采用逆流操作换热，可以得到较高的传热平均温度差Δtm。但是，冷流体和热流体的温度一般也是由：正艺条件决定的。例如：冷水的温度一
材料与热传递
热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态，物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。 在热传递过程中，物质并未发生迁移，只是高温物体放出热量，温度降低，内能减少（确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小），低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是能量从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是热能，而不是温度。 编辑本段热传递有三种方式传导、对流和辐射。 1、传导： 它具有依靠物体内部的温度差或两个不同物体直接接触，在不产生相对运动，仅靠物体内部微粒的热运动传递了热量； a.固体与液体：分子碰撞； b.固体与固体间：自由电子运动； c.气体之间：分子热运动； 2、对流： 流体中温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递的过程； （1）自然对流：靠物体的密度差，引起密度变化的最大因素是温度； （2）受迫对流：（是靠认为作功）受到机械作用或压力差而引起的相对运动；[1] 3、热辐射： 物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射，由于热的原因，物体的内能转化为电磁波的能量而进行的辐射过程。 任何物体只要在0K以上，就能发生热辐射，是红外线探测运用的较广，在空分中运用的较 少，板翅式换热器真空钎焊加热是依靠热辐射。 钎焊的目的是破坏铝材表面严密的氧化铝膜，650℃高温，以前是运用盐熔炉，能耗大； 影响换热系数的几个因素： 1、流体的流动状态： a.层流：易产生热边界层； b.紊流：破坏热边界层，多运用紊流； c.过渡层： 2、流体的流速：流速大，大； 3、放热面形状：光滑：大；粗糙：小。 传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。 热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热量，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。 对流是靠液体或气体的流动来传热的，是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。 利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。 辐射：由物体沿直线向外射出，叫做辐射。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。 一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。 编辑本段更多信息补充内容： 一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。 二、热传递与热传导的关系 有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，CPU热传递 认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。 由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。 由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分别作论述。 编辑本段实质热传导指的是物质系统（气体、液体或固体），由于内部各处温度不均匀而引起的热能（内能）从温度较高处向温度较低处输运的现象。 热传导的实质是由大量分子、原子或电子的相互碰撞，而使热能（内能）从物体温度较高部分传到温度较低部分的过程。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体、液体中它往往与对流同时发生。各种物质的热传导性能不同，热传导过程的基本定律是傅里叶定律。 对流作为热传递的一种途径，是流体（气体、液体）中热传递的主要方式。它是指流体中较热部热传递与热传导 分和较冷部分在流体本身的有序的循环流动下的相互搀和，使温度趋于均匀从而达到热能（内能）传递的过程。 对流往往自发产生，这是由于温度不均匀性所引起的压力或密度差异的结果。 至于热辐射，它是指受热物体以电磁辐射的形式向外界发射并传送能量的过程。物体温度越高，辐射越强。与热传导、对流不同，热辐射能把热能以光的速度穿过真空，从一个物体传给另一个物体。任何物体只要温度高于绝对零度，就能辐射电磁波，波长为0．4～40微米范围内的电磁波（即可见光与红外线）能被物体吸收而变成热能，故称为热射线。因电磁波的传播不需要任何媒质，所以热辐射是真空中唯一的热传递方式。例如，太阳传给地球的热能就是以热辐射的方式经过宇宙空间而来的。 由此可见，热传导与热传递是两个从属关系概念，热传递概念的外延明显宽于热传导概念的外延，故热传递是一个属概念，而热传导是一个种概念。 编辑本段热传递的实质用热传递的方式来改变物体内能，就是一个物体的一部分内能转移给另一热传递 个物体，或者是内能从同一物体的高温部分转移给低温部分。（内能转移过程） 颜色深的吸收热量多 两个物体之间或者一个物体的两部分之间能够发生热条件,那就只有一个原因:存在温度差.火焰与水壶之间能发生热传递,就是因为火焰的温度比水壶的温度高.水开始烧后不久,就能看到壶中的水在对流,也就是因为下面的水比上面的水的的温度高了些. 热传递的定义: 热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态，物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。 热传递基础知识及各种导热材料应用咨询：简介电子产品热管理过程的目标是从半导体与周围环境的结合部分有效的散热。该过程可以
传热-选择题
传热过程与换热器 1. 下列哪种传热器不是间壁式换热器? (1)板翅式换热器（2）套管式换热器 (3)回转式换热器(4)螺族板式换热器 2. 下列哪个是传热单元数？（3） (1)ε (2) Cmin/Cmax (3) KA/C min (4) 课本公式（8-29） 3. 热流体和冷流体交替地流过同一流道的换热器称为。（3） (1)热管换热器(2) 间壁式换热器(3)回热式换热器(4)混合式换热器 4. 试计算逆流时的对数平均温差，已知热流体由300℃冷却到150℃，而冷流体由50℃ 加热到100℃。（1） (1)124 ℃ (2)134 ℃ (3)144℃ (4)154℃ 5. 下列哪个不是增强传热的有效措施？（4） (1)波纹管(2)逆流(3)板翅式换热器(4)在对流传热系数较大侧安装肋片 6. 已知一传热设备，新投入时传热系数为78W／(m2．K)，使用一年后其传热系数为55W ／(m2．K)，则其污垢热阻:（2） (1)0．018(m2.K)／W (2)0.005(m2.K)／W (3)0.0128(m2.K)／W (4)0.003(m2.K)／W 7. 已知敷设在圆管外的保温材料的导热系数为0．08 W／(m.K),管外环境介质的传热系数 为8W／(m2．K)，其临界热绝缘直径为：（1） (1)0．02m (2)200m (3)0.005m (4)50m 8. 换热器管内为被加热水；管外为烟气，水侧结垢后管壁温度将会如何改变？或烟侧积灰 后，管壁温度又将如何改变? (3 ) (1)增大，增大(2)减小，减小 (3)增大，减小(4)减小，增大 9. 高温换热器为了避免出现较高壁温，常优先考虑采用哪种流动型式？（2） (1)逆流(2)顺流(3)叉排(4)顺排 10. 试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最大? (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 11. 增厚圆管外的保温层，管道热损失将如何变化? （4） (1)变大(2)变小(3)不变(4)可能变大，也可能变小 12. 在某一传热过程中，热流给定，若传热系数增加1倍，冷热流体间的温差将是原来的多 少倍？( 4) (1)1倍(2)2倍(3)3倍(4) 0.5倍 13. 临界热绝缘直径是指：（1 ) （1）管道热损失最大时的热绝缘直径 （2）？管道热损失最小时的热绝缘直径 （3）？管道完全没有热损失时的热绝缘直径 （4）？管道热阻最大时的热绝缘直径 14. 对于换热器的顺流与逆流布置，下列哪种说是错误的？(2 ) （1）逆流的平均温差大于等于顺流(2)逆流的流动阻力大于等于顺流 (3)冷流体出口温度逆流可大于顺流(4)换热器最高壁温逆流大于等于顺流 15. 在相同的进出口温度下，换热器采用哪种流动型式有可能获得最大平均温差?（3） (1)顺流(2)交叉流(3)逆流(4)混合流
简单热传导的例子
Simple Conduction Example Introduction This tutorial was created using ANSYS 7.0 to solve a simple conduction problem. The Simple Conduction Example is constrained as shown in the following figure. Thermal conductivity (k) of the material is 10 W/m*C and the block is assumed to be infinitely long. Preprocessing: Defining the Problem 1.Give example a Title 2.Create geometry Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Rectangle > By 2 Corners > X=0, Y=0, Width=1, Height=1 BLC4,0,0,1,1 3.Define the Type of Element Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete... > click 'Add' > Select Thermal Solid, Quad 4Node 55 ET,1,PLANE55
For this example, we will use PLANE55 (Thermal Solid, Quad 4node 55). This element has 4 nodes and a single DOF (temperature) at each node. PLANE55 can only be used for 2 dimensional steady-state or transient thermal analysis. 4.Element Material Properties Preprocessor > Material Props > Material Models > Thermal > Conductivity > Isotropic > KXX = 10 (Thermal conductivity) MP,KXX,1,10 5.Mesh Size Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > ManualSize > Areas > All Areas > 0.05 AESIZE,ALL,0.05 6.Mesh Preprocessor > Meshing > Mesh > Areas > Free > Pick All AMESH,ALL Solution Phase: Assigning Loads and Solving 1.Define Analysis Type Solution > Analysis Type > New Analysis > Steady-State ANTYPE,0 2.Apply Constraints For thermal problems, constraints can be in the form of Temperature, Heat Flow, Convection, Heat Flux, Heat Generation, or Radiation. In this example, all 4 sides of the block have fixed temperatures. {Solution > Define Loads > Apply Note that all of the -Structural- options cannot be selected. This is due to the type of element (PLANE55) selected. {Thermal > Temperature > On Nodes {Click the Box option (shown below) and draw a box around the nodes on the top line.