《传热学》第四版 简答题总结

1、什么是物体表面的黑度，它与哪些因素相关? 什么是物体表面的吸收率，它与哪些因素相关? 它们之间有什么区别?

物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力之比，它与物体的种类、表面特征及表面温度相关。

物体表面的吸收率是表面对投入辐射的吸收份额，它不仅与物体的种类、表面特征和温度相关，而且与投入辐射的能量随波长的分布相关，也就是与投入辐射的发射体的种类、温度和表面特征相关。

比较两者的相关因素不难看出它们之间的区别，概括地说黑度是物体表面自身的属性，而吸收率确不仅与自身有关情况有关还与外界辐射的情况紧密相连。

2、什么是定向辐射强度？满足兰贝特定律的辐射表面是什么样的表面？试列举几种这样的表面。

定向辐射强度定义为，单位时间在某方向上单位可见辐射面积（实际辐射面在该方向的投影面积）向该方向上单位立体角内辐射出去的一切波长范围内的能量。

满足兰贝特定律的辐射表面是漫反射和漫发射的表面，简称漫射表面。

如，相对于光线的粗糙表面、黑体表面和红外辐射范围的不光滑的实际物体表面都可以近似认为是漫射表面。

3、按照基尔霍夫定律的要求，物体表面的黑度等于其吸收率应该在什么条件下成立？灰体是否需要这些条件？

按照基尔霍夫定律的要求，物体表面的黑度应等于其对同温度的黑体辐射的吸收率，条件就是，发射体为黑体，且温度与吸收体的温度相同。

由于灰体是单色吸收率为常数的物体，那么它对来自不同温度的如何物体都有相同的吸收率，因而是无条件具有黑度等于其吸收率。

4、什么是灰体？在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足什么条件？而又为什么要满足这样的条件？

灰体是单色吸收率为常数的物体。

在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足的条件是物体的辐射换热过程必须在工程温度范围。

这是因为在工程温度范围（2000K以下）物体的热辐射主要是红外辐射，而在红外辐射范围内大多数物体表面的吸收率仅在一个小范围内变化，因而可以将其视为常数，也就可以当作灰体处理。

5、钢锭在炉中加热，随着温度升高，钢锭的颜色依次会发生黑、红、橙、白的变化，为什么？

6.用辐射换热知识解释玻璃温室的工作原理？

当太阳光照射到玻璃上时，玻璃对波长小于2.2 m的辐射能吸收比很小，从而使大部分太阳能可以进入到暖房内。暖房中的物体温度低，辐射能绝大部分位于红外区，而玻璃对于波长大于3的辐射能吸收比很大，阻止了辐射能向暖房外的散失。

7、什么是辐射表面之间的角系数? 在什么条件下角系数成为一个纯几何量？

1.热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理任何？自然界是否存在单一的热量传递方式？试举例说明。

–热传导――是借助于物质的微观粒子运动而实现的热量传递过程；

–热对流――是借助于流场中流体的宏观位移而实现的热量传递过程；

–热辐射――是借助于物体发射和吸收光量子或电磁波而实现的热量传递过程；

–自然界存在单一的热量传递方式，如真空中进行的热辐射和固态物质中的热传导。

我们把1表面辐射出去的辐射能投到2表面上去的份额定义为表面1对表面2的角系数，记为X1，2。

将从能量传递角度定义的角系数视为一个纯几何量，只能在等强辐射表面之间的能量传递中成立。

2.什么是温度场？什么是温度梯度？傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映的物理实质是什么？

–温度场是传热学研究的系统（物体）中各个点上的温度的集合，也称为温度在时间和空间上的分布，数学表达式为, 这是对于直角坐标系而言。

–温度梯度是温度场中任意点上的温度在其法线方向上的变化率，它是一个矢量，方向为该点的法线方向，其大小就是该方向的变化率的绝对值。

热流密度与温度梯度成正比能反映出热量的传递是物体系统中能量分布不均匀或者不平衡的结果，因为这种不平衡导致温度分布的差异，而这种差异空间分布上越大，产生的热流密度也就越大。

3.导热系数和热扩散系数各自从什么地方产生？它们各自反映了物质的什么特性？并指出它们的差异？

–导热系数是从傅立叶定律定义出来的一个物性量，它反映了物质的导热性能；

–热扩散系数是从导热微分方程式从定义出来的一个物性量，它反映了物质的热量扩散性能，也就是热流在物体内的渗透的快慢程度。两者的差异在于前

者是导热过程的静态特性量，而或者则是导热过程的动态特性量，因而热扩

散系数反映的是非稳态导热过程的特征。

1、写出对流换热过程中的无量纲准则Re数、Pr数、Pe数和Nu数的物理量组成，指出它们各自表示的物理意义？并指出Nu数与导热过程中产生的Bi数的差别？

2、何谓过冷沸腾和饱和沸腾？大容器饱和沸腾曲线可以分为几个区域？各区域的特点是什么？