传热学复习
第一章 绪论
1、热流量（heat transfer rate)：单位时间内通过某一给定面积的热量
2、热流密度（heat flux ）：通过单位面积的热流量。
3、热对流 (heat convection):流体的宏观运动引起的流体各部分之间的相对位移，冷热流体相互渗透导致的热量传递过程。
4、对流传热（convective heat transfer ）：流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。
5、自然对流（natural convection ）:流体冷热部分的密度不同引起。
6、强制对流（forced convection ）：流体的流动是由于水泵风机或其他压差作用
7、热辐射(thermal radiation)：因热的原因发出辐射能
8、辐射传热(radiation heat transfer)是指物体辐射与吸收过程的综合结果。 9、黑体Black body ：能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。
10、传热过程overall heat transfer process)：是热量在被壁面隔开的两种流体之间的热量传递过程。
11、传热系数k(overall heat transfer coefficient) 12、
牛顿冷却公式
h=表面传热系数convection heat-transfer coefficient , W/m2·℃ electromagnetic radiation 电磁辐射vacuum 真空conversion 转换 斯忒藩-玻耳兹曼定律Stefan-Boltzmann Law Stefan-Boltzmann constant
ε- emissivity 发射率(黑度)
稳态传热steady-state heat transfer
热阻Thermal resistance
第二章 稳态热传导Steady-state heat conduction
1、温度场Temperature field 绝热材料Heat insulating materials
2、热扩散率thermal diffusivity ，m2/s
3、边界条件Boundary Conditions
4、一维稳态导热One-dimensional steady state heat conduction
5、单层平壁Single plane wall 6单层圆筒壁
W d d x
t
A Φλ-=2m W d d x t A Φq λ-== W f t t hA Φw -=4T A σ=Φ4
28/W 1067.5K m ??=-σStefan-Boltzmann constant
)t t (kA f f 21-=Φ21111h h k ++=
λδ),(W 12.0℃≯?m λwhen ≯350t ρλα=So: )(12t t A --=Φδλ1
211
t t q δλ=-?)ln()ln( 112121r r r r t t t t -+=l d d l r r R λπλπ2)ln(
2)ln(1212==
7肋片Fin --- extended surface on circular tube or plane wall.依附于基础表面的扩展
表面 矩形的 rectangular
8过余温度excess temperature
9肋效率Fin efficiency ：实际散热量：假设整个肋表面处于肋基温度下得散热量
第三章 非稳态导热Unsteady heat conduction 温度随时间变化的导热 1正规状况阶段regular regime 不受初始温度的影响 Initial condition 初始条件Boundary condition 边界条件 2毕渥数Biot Number 3、集中参数法Lumped-heat-capacity method
4、傅里叶数Fourier number 指数曲线exponential curve 时间常数time constant
5、热电偶thermocouple 适用性，适用范围applicability 特征长度characteristic length
时间常数： 6、 海斯勒图Heisler Charts Fo>0.2
7、离散方程discretization equation 内节点 inner grid points 8、热平衡法Thermal balance method 9、 Δx= Δy
10、平直边界at flat boundary
∞
-=t t θc
A hP m λ=
2)(ch )]
([ch 0
m H x H m -=θθ）H x ()(ch 10==at m H θθ)(th 00m H m
hP dx d A Φx ?=-==θθλh
h Bi 1λδλδ==h R R
λ
=0
0exp()V V t t Bi Fo t t θθ∞-==-?-τρ]/[0cV hA e t t t t -∞∞=--2)(A V a Fo v τ
=When hA cV /ρτ=1.0≤=λ
hl
Bi m,n m+1,n m-1,n m,n+1 m,n-1 0
=Φ+Φ+Φ+Φs
n w e 0
,1,,1,,,1,,1=?-?+?-?+?-?+?-?-++-y t t x y t t x x t t y x t t y n m n m n m n m n m n m n m n m λλλλ41,1,,1,1,-+-++++=
n m n m n m n m n m t t t t t m,n m,n-1
m-1,n m,n+1 qw
02
22,,1,,1,,,1=Φ??+??+?-?+?-?+?-?-+-n m w n m n m n m n m n m n m y x y q y t t x y t t x x t t y
λλλ
外部角点the exterior corner node 内部角点the interior corner node
第五章 对流传热
1、强制对流forced convection 自然对流natural/free convection 相变phase change 层流laminar 湍流turbulent 管束tube banks 竖向的vertical 水平的horizontal 局部表面传热系数local convective heat transfer coefficient 粘性viscous 质量流量mass flow 焓enthalpy 动量momentum
2流动边界层Flow boundary layer ：流体的速度随着离开壁面距离的增加急剧增加，经过一个薄层后速度增长接近主流速度。 For a flat plate
3热边界层Thermal boundary layer ：对流传热中固体表面附近流体温度发生急剧变化的这一薄层。
4流体外掠等温平板传热
普朗特数Prandtl Number Pr=ν/a local convective heat transfer coefficient
努塞尔数Nusselt number
第六章
1入口效应：入口段的热边界层较薄，局部表面传热系数比充分发展段高，且沿着主流方向逐渐降低。
0)22(41,21,1,,1,=Φ?+?+++=-+-λλn m w n m n m n m n m x xq t t t t m,n
m,n-1 m-1,n qw qw )22(2
1,21
,,1,λλw n m n m n m n m xq x t t t ?+Φ?++=-- )22322(61,2,11,1,,1,λλw n m n m n m n m n m n m xq x t t t t t ?+Φ?++++=+-+- qw m,n m,n-1
m-1,n m+1,n m,n+1
Re c c u x ν∞=
56
Re (210310)c ∈?-?1/21/30.332Re Pr x x h x λ=λx h Nu x x =3
/12/1Pr Re 332.0x x Nu =3/12/1Pr Re 664.0l l Nu =(5-22c) (5-22d)
flow along a plate
laminar reference temperature 定性温度 2/)(∞+=t t t w m
2内部湍流强制对流传热Fluid Pr ＞0.6
Dittus and Boelter relation 迪图斯-贝尔特公式 n=0.3 冷却流体；n=0.4 加热流体
流体平均温度
管道进出口截面平均温度平均值 Pr=0.7-120 Re=10^4-1.2*10^5 l/d>=60 Entrance effects 非圆形截面
Gnielinski equation 公式
liquid metal 液态金属
齐德-泰特公式Sieder and Tate relation
外部强制对流传热Correlations of External Forced Convection 流体横掠单管流动flow across single tube Re C n
0.4～4 0.989 0.330 4～40 0.911 0.385 40～4000 0.683 0.466 4000～40000 0.193 0.618 40000～400000 0.0266 0.805
横掠管束 Flow Across Tube Banks 顺排in-line tube rows 叉排staggered tube rows 茹卡乌斯卡斯关联式Zhukauskas Relation
特征长度：管外径d 。 特征流速：最小截面处平均流速。 定性温度：进出口流体的平均温度；PrW - 管束的平均壁温。 应用范围：管排数≥16(小于16排时要修正)
(大空间自然对流)natural convection in an infinite space 格拉晓夫数Grashof number (1)均匀壁温 a)竖壁、竖圆柱、横圆柱
n f f f Nu Pr Re 023.08
.0=2)'''(f
f f t t t +=t f f f c Nu ?=4.08.0Pr Re 023.0 gas heatin
g 5
.0)(w f t
T T c = gas cooling 0.1=t c 7
.0)(1l
d c l +=4c
e A d P =
)'''(f f p m t t c q -=Φm m t A h ?=Φ2/3
2/3
(/8)(Re 1000)Pr [1()]112.7/8(Pr 1)
f f t
f d Nu c l f -=++-32310Pr 510--?≤≤?8
001850824 ,constant .f f w Pe ..Nu q +==8002500.5 ,constant .f f w Pe .Nu t +==14.03/1)(/Pr Re 86.1w f f f f d l Nu ηη???? ??=，～1670048.0Pr =，
75.90044.0-=w
f ηη2)(/Pr Re 14.03
/1≥???? ??w
f f f d l ηη3/1Pr Re n C Nu =,2)(∞+=t t t w f characteristic dimension: outside diameter characteristic velocity ： ∞u valid for: ℃～℃，～1046219805.15==∞w t t reference temperature ： 2
3
ναtl g Gr V ?=n m
m Gr C Nu Pr)(=reference temperature: 2)(∞+=t t t w m characteristic dimension: for vertical plate and cylinder: height for horizontal cylinder : external diameter temperature difference of Gr: ∞-=?t t t w
b)水平板 热面向上（冷面向下）：
热面向下（冷面向上）：
(2)均匀热流
特征长度：短边长 定性温度：
第七章 相变对流传热Phase-changing convection
1膜状凝结film condensation ：凝结液体能很好地润湿壁面，在壁面上铺展成膜 2珠状凝结dropwise condensation ：不能很好地润湿壁面，在壁面上形成一个个小液珠。 3层流膜状凝结，水平单管横管 竖壁
膜状凝结影响因素及其传热强化
不凝结气体Non-condensing gases 过热蒸气Superheated vapor 因素：主要是不凝结气体，管子排束，蒸汽流速 强化方法：减薄液膜厚度和及时排液
4大容器沸腾Pool boiling 产生条件：壁温>饱和温度 ，汽化核心
管内沸腾In-tube boiling 过冷沸腾 Subcooled/local boiling 饱和沸腾Saturated/bulk boiling
核态沸腾区nucleate boiling 过渡沸腾区transition boiling 膜态沸腾区film boiling 临界热流密度critical heat flux 偏离核态沸腾点departure from nucleate boiling) 汽化核心nucleation site 表面张力surface tension
Saturated nucleate pool boiling
1/4471/37110.54(Pr),10Pr 100.15(Pr),10Pr 10Nu Gr Gr Nu Gr Gr =≤≤=≤≤1/4510
0.27(Pr),10Pr 10Nu Gr Gr =≤≤reference
temperature: 2)(∞+=t t t w m characteristic dimension:
P A
L P =m
Gr B Nu Pr)
(*=24
*
GrNu λναL q g Gr w V =
=2
)(∞+=t t t w m 4
1327290??????-=)t t (d gr .h w s l l
l H ηλρ（7-4）
7)-(7 )(13.141
23??
????-=w s l l l V
t t l rg h ηρλ17)-(7 Pr ])([33.0s l v l l wl pl g r q C r
t c ρρση-=?)t t (hA s w -=Φ[]20)
-(7 )(149.04121max
v l v g r q
ρρσρ
-=
第八章 热辐射thermal radiation ：由于热的原因产生的电磁波辐射
1 electromagnetic 电磁的Absorption 吸收,reflection 反射&transmission 穿透 2Specular reflection & Diffuse reflection 镜反射 漫反射
3黑体辐射的基本定律 辐射力Emissive power ：单位时间内单位表面积向其上的半球空间的所有方向辐射出去的全部波长范围内的能量The energy emitted by the body per unit area and per unit time.
4斯忒藩-玻耳兹曼定律Stefan-Boltzmann law σ＝5.67×10-8 W/( m2·K4)
C0＝5.67 W/( m2·K4)
光谱辐射力Monochromatic emissive power ： 单位时间内单位表面积向其上的半球空间的
所有方向辐射出去的包括波长在内的能量The energy emitted by the body at the same wavelength per unit area and per unit time. 普朗克定律Planck ’s law c1＝3.742×10-16 W ·m2；
c2＝1.4388×10-2 m ·K 。 维恩位移定律
黑体辐射函数Black body radiation function
Table 8-1
5定向辐射强度Directional radiation intensity I (W/m2·sr)
从黑体单位可见面积发射出去的落到空间任意方向的单位立体角中的能量
Energy emitted by the body per unit visible area and per unit of solid angle in a
certain specified direction.
6发射率(黑度)emissivity 实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力的比值The ratio of the emissive power of a body to that of a blackbody at the same temperature.
光谱发射率(单色黑度Monochromatic emissivity ：实际物体的光谱辐射力与同温度下黑体同一波长下的光谱辐射力的比值
漫射体diffuse body ：对于定向辐射强度随θ角的分布满足兰贝特定律的物体，其定向发射率在极坐标系中时半径小于1的半圆，这样的物体称为漫射体。 投入辐射：incident radiation 单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的辐射能。光谱吸收比monochromatic absorptivity ：物体吸收某一特定波长辐射能
1=++τρα2
40
4100m /W )T (C T E b ==σ)(1251
-=-T c b e c E λλλλ
λd E E b b ?
∞=0
7)-(8 K m 109.2108976.233m ??≈?=--T λ10)-(8 4
00)0(T d E d E d E F b b b b σλλ
λλλλλλλ?
?
?==∞-()
T f F )(b λλ=-0ΩΦ=
d dA )(d I p θ4T E E E b σε==4T E E b εσ
ε==() b
E E ελλλ=20)-(8 )(40
T
d E E E b b σλλεελ?
∞==
的百分数。
灰体gray body ：光谱吸收比与波长无关的物体。The monochromatic absorptivity of the body is independent of wavelength. 基尔霍夫定律
第九章 辐射传热 1角系数shape factor ：表面1发出的辐射能中落到表面2的百分数称为表面1对表面2的角系数。The fraction of energy leaving surface 1 which reaches surface 2. 2相对性
完整性
可加性
3有效辐射Radiosity ：单位时间内离开表面单位面积的总辐射能。total radiation which leaves a surface per unit time and per unit area.
4重辐射面：辐射传热系统中温度未定而净的辐射传热量为零的表面。
第十章 传热器heat exchanger
1传热系数 Overall Heat-Transfer Coefficient
23a)-(8 d )(),(d )(),(),(0220
2211?
?
∞∞
=λλελλελααλλT E T T E T T b b b
E E
=αε
=2)-(9 1,222,11X A X A =3)
-(9 11,1,13,12,11,1∑
===++++n
i i n X X X X X b
,a ,,212121Φ+Φ=Φb ,b a ,b ,b X
E A X E A X E A 211121112111+=b
,a ,,X X X 212121+=122
2122212,b b
,a a ,X A A X A A X +=7)
-(9 213212,1A A A A X -+=q E q a a a E J b ???
??--=--=111ε111G J q -=11
1)(2
12112,1-+-=εεΦb b E E A 1b E 2
,1Φ121141επεR -2J 1J 2b E 2222
41επεR -2141
R π01
12112
1222222=-+--,b X A J J A J E :J εε01
12
1112111111=-+--,b X A J J A J E :J εε
2临界热绝缘直径Critical thickness of insulation
3换热器：用来使热量从热流体传递到冷流体以满足规定的工艺要求的装置统称换热器。 4对数平均温差log mean temperature difference
5顺流parallel flow 逆流counter flow 6热设计Thermal design
换热器效能effectiveness of heat exchanger
传热单元数Number of Transfer Unit
污垢热阻Thermal resistance of fouling
习题 1、Cold fluid is heated from 50℃ to 100℃ and hot fluid enters the exchanger at 300℃ and leaves at 150℃.
(1) Compare the LMTD for a counter flow with that for a parallel flow. (2) If the fluids are used in a cross-flow heat exchanger, and the cold fluid is mixed, please calculate the LMTD.
[Solution](1) For parallel flow
(2) For counter flow
02h d cr
λ=min
max
min
max m ln t t t t t ???-?=?m Δt
kA =Φ15)-(10 )'''( )'''(22221111t t c q t t c q m m -=-=Φ()()16)-(10 '' ''' 21max t t t t --=ε17)-(10 )''()(21min t t c q m -=Φε18)-(10 )(NTU min
c q kA m =01
1k k R f -
=A
t 300℃ 150
℃ 50
℃
100
℃ ℃
25050300=-=?max t ℃
50100150=-=?m in t min
max
min
max m t t ln t t t ???-?=?℃312450
25050
250.ln =-=
℃
200100300=-=?m ax t ℃
10050150=-=?m in t min max min max m t t ln t t t ???-?=
?℃3144100
200100
200.ln =-=t
A
300℃
50℃ 150
℃ 100℃
)'''()'''(22
221111t t c q t t c q m m -=-=Φ
(3) For cross-flow heat exchanger
from Figure 10-26, we have
2、A finned-tube cross-flow heat exchanger is used to heat 1kg/s of water from 35℃ to 125℃. Hot waste gas enters the tubes at 300℃ and leaves at 100℃. The overall heat-transfer coefficient is 100W/(m2·℃) and the specific heat of waste gas is 1000J/kg ·℃.Calculate the heat-exchanger area.
Figure 10-26, we have
3、在附图所示有内热源的二维导热区域中,一个界面绝热,一个界面等温温度为t0(包括节点4),其余两个界面与温度为tf 的流体对流换热,λ、h 均匀,内热源强度为 。
试列出节点1、2、5、6、9、10的离散方程式 the equation for node 1 is
℃
3144.)t (ctf m =?T A
300℃
50℃ 150
℃ 100℃ '''''2122t t t t P --=
2.050
30050
100=--='
t ''t ''t 't R 2
211--=
350100150300=--=95
0.=ψ℃
137...)(==?=?ctf m m t t ψ℃?=2
100W/m k ℃175125300=-=?max t ℃
6535100=-=?min t min max min max ctf m t t ln t t )t (???-?=
?℃910865
17565
175.ln
=-=84
.0=ψ)
't ''t (c q m 2222-=m t kA ?=Φ℃
5919108840)(...t t ctf m m =?=?=?ψ22235
125100300.=--=''''''2211t t t t R --=3403530035125.=--='''''2122t t t t P --=
23
2222m 2.415
.91100351251019.41)'''(＝）（?-??=?-=m m t k t t c q A Φ
the equation for node 2 is the equation for node 5 is
the equation for node 6 is
the equation for node 9 is
the equation for node 10 is
4、Consider the square shown in the figure. The left face is maintained at 100℃ and the top face at 500℃, while the other two faces are exposed to a environment at 100℃. h=10W/m2·℃ and λ=10W/m ·℃. The block is1 m square. Compute the temperature of the various nodes as indicated in the figure and heat flows at the boundaries.
The equations for nodes 1,2,4,5 are given by
Equations for nodes 3,6,7,8 are
04)(2221
1215=??Φ+-?+??-+??-y x t t y h y x t t x y t t f λλ0
2
22232621=??Φ+??-+??-+??-y x y x t t x y t t y
x t t λλλ
4 3 1
2 8 7 5 6 12
11
9
10 绝热 h, tf
t0 h, tf
02
)(225595651=??Φ
+-?+??-+??-+??-y x t t y h x y t t y x t t x y t t f λλλ0610676562=??Φ+??-+??-+??-+??-y x x y
t t y x t t y x t t x y t t λλλλ
04
)(2)(22991095=??Φ
+-?+?+??-+??-y x t t y x h y x t t x y t t f λλ
02
)(22101011106109=??Φ+-?+??-+??-+??-y x t t x h y x t t x y t t y x t t f λλλ0
4100500142=-+++t t t 045002531=-+++t t t t 041004751=-+++t t t t 045864
2=-+++t t t t t tf=100℃
1 2 3
4 5 6 7
8 9
t=500℃
t=1
00℃
tf=
00℃
1m 1m
10031
)2500(21312623?+++=t t t 10031
)2(213129536?+++=t t t t 100
31)2100(21312847?+++=t t t
The equation for node 9 is Node 1 2 3 4 5 6 7 8 9
t (℃) 280.67 330.30 309.38 192.38 231.15 217.19 157.70 184.71
175.62
For the 500℃ face, the heat flow into the face is
The heat flow out of the 100℃ face is
The heat flow out the right face is
The heat flow out the bottom face is
The total heat flow out is
5、A
long 8-cm-diameter steam pipe whose external surface
temperaure is 90℃ passes through some open area that is not protected against the winds. Determine the rate of heat loss from the pipe per unit of its length when the air is at 1 atm pressure and 7℃ and the wind is blowing across the pipe at a velocity of 50km/h. Determine the air properties From Appendix 5, we have
100
31)2(213129578?+++=t t t t 1003
1)(21311869?++=t t t m
W y
t x y t x y t x y t A in /4.4843...])500(2)500()500([10321==?-??+?-??+?-???=????=Φ∑λm
W x t y x t y x t y x t A /3019...]
)100(2)100()100([107411==?-??+?-??+?-???=????=Φ∑λm
W t y
t y t y t t A h f /6.1214...)]100(2
)100()100([10)
(9632==-??+-??+-???=-??=Φ∑m
W t y
t y t y t t A h f /7.600...)]100(2
)100()100([10)
(9873==-??+-??+-???=-??=Φ∑m W out /3.4834...321==Φ+Φ+Φ=Φm
W in /4.4843=Φ＜℃
5.482)790(2)(=+=+=∞w f
t t t 698
.0Pr /0282.0/1080.1726＝℃，，?=?=-m W s m λν
Reynolds numbers
The the rate of heat loss per unit length is 46
1024.61080.1708
.036001000
50Re ?=???=?=-νd u 1
.157 ])2820001024.6(1[])698.0/4.0(1[698.0)1024.6(62.03.0 ])282000Re (1[]
Pr)/4.0(1[Pr Re 62.03.05/48/544/13/23/12/145
/48/54/13/23/12/1=?+?+???+=+++=Nu ℃＝??==∴2/ 37.5508
.01.1570282.0m W d Nu h λm
W t t d h l w / 1155 )790(08.05.375 )
(=-???-=Φ
∞ππ＝
工程热力学与传热学课程总结与体会
工程热力学与传热学课 程总结与体会 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
工程热力学与传热学 题目：工程热力学与传热学课程总结与体 会 院系：水利建筑工程学院给排水科学与工 程 班级：给排水科学与工程一班 姓名：张琦文 指导老师：姚雪东 日期:2016年5月1日 认识看法地位作用存在问题解决措施未来 发展展望 传热学在高新技术领域中的应用 摘要: 热传递现象无时无处不在【2】它的影响几乎遍及现代所有的工业部门【1】也渗透到农业、林业等许多技术部门中。本文介绍了航空航天、核能、微电子、材料、生物
医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域在不同程度上应用传热研究的最新成果。可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识【1】而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。 前言：通过对传热学这门课程的学习,了解了传热的基本知识和理论。发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题更是与机械制造这门学科息息相关。传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。传热现象在我们的日常生活中司空见惯。早在人类文明之初人们就学会了烧火取暖。随着工业革命的到来，蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现，传热研究更是得到了飞速的发展，被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。当今世界国与国之间的竞争是经济竞争，而伴随着经济的高速发展也带来了资源、人口与环境等重大国
最新工程传热学试题及其答案
工程传热学试题及其 答案
传热学试题 （环境科学与工程学院2003级使用） 班级 姓名 学号 成绩 一、概念题（34分） 答：非周期性的加热或冷却过程可以分为初始状况阶段和正规状况阶段（2分）。前者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。 答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为 A cV αρτ＝ 0，（1分）从中不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。因此，同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。 答： 四个无量纲准则的物理量组成为： 23 Re;Pr ;Pr ;Re νβννTL g Gr Pe a L u ?=?=== ∞。（各1分） Re ――表征给定流场的流体惯性力与其黏性力的对比关系；Pe ――表征给定流场的流体热对流能力与其热传导（扩散）能力的对比关系；Pr ――反映物质的动量扩散特性与其热量扩散特性的对比关系；Gr ――主要表征给定流场在浮升力作用下产生的流体惯性力与其黏性力的对比关系。（各1分） Bi=αL s /λs 而Nu=αL f /λf 。从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数λs 为固体的值，而Nu 数的λf 则为流体的值；Bi 数的特征尺寸L s 在固体侧定义，而Nu 数的L f 则在流体侧定义。从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热
传热学复习资料汇总
传热学复习资料汇总 一、名词汇总 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。 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。 { 15．导温系数：材料传播温度变化能力大小的指标。 16．稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。 17．非稳态导热：物体中各点温度随时间而改变的导热过程。 18．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。 19．保温(隔热)材料：λ≤ W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。20．肋效率：肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。 21．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。 22．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。位传热面积在单位时间内的传热量。 &
武汉科技大学2019年工程传热学(A卷答案)
姓名 ： 报 考 专 业 ： 准考 证号码 ： 密 封 线 内 不 要 写 题 2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 科目名称：工程传热学（ A 卷□B 卷）科目代码：849 考试时间：3 小时 满分150分 可使用的常用工具：□无 √计算器 □直尺 □圆规（请在使用工具前打√） A 卷答案 一、填空题(共8小题，每小题2分，共16分) 1. (2分) 三种基本的热传递方式是热传导、 和 。 答：热对流、热辐射。 (2分) 2. (2分) 大多数纯金属的热导率随温度的升高而 ，大部分合金的热导率随温度的升高而 。 答：减小、增大。 (2分) 3. (2分) 对多层等厚度圆筒壁传热，通过每层的热流密度 ，通过每层单位管长的热流密度 。 答：不相等、相等。 (2分) 4. (2分) 发生相变的传热过程可分为_______传热和________传热。 答：（蒸汽）凝结、（液体）沸腾。 (2分) 5. (2分) 牛顿冷却定律适用于 传热，兰贝特余弦定律适用于 传热。 答：对流、辐射。 (2分) 6. (2分) 导热和对流传热的传热速率与温度差的 次方成正比，而热辐射的传热速率与温度差的 次方成正比。 答：一、四。 (2分) 7. (2分) 可见光的光谱一般为 微米，太阳光的光谱一般为 微米。 答：0.38-0.76、0.2-3。 (2分) 8. (2分) 土壤温度场具有的两种特性为： 和 。 答：衰减、延迟。(2分) 二、名词解释(共4小题，每小题5 分，共20分) 1、（5分）综合温度 工程上把室外空气与太阳辐射两者对围护结构的共同作用，用一个假想的温度来衡量，这个温度就叫综合温度。 2、（5分）定向辐射强度 在某给定辐射方向上，单位时间、单位可见辐射面积、在单位立体角内所发射全部波长的能量称为定向辐射强度。 3、（5分）灰体 假如某种物体的光谱发射率不随波长发生变化，则这种物体称为灰体。
传热学考研知识点总结 (1)
传热学考研知识点总结 对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?如下是小编整理的传 热学考研知识点总结，希望对你有所帮助。 传热学考研知识点总结§1-1 “三个W” §1-2 热量传递的三种基本方式§1-3 传热过程和传热系数 要求：通过本章的学习，读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解，并能进行简单的计算，能对工程实际中简单的传热问题进行分析。作为绪论，本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化，具体更深入的讨论在随后的章节中体现。本 章重点： 1.传热学研究的基本问题物体内部温度分布的计算方法热量 的传递速率增强或削弱热传递速率的方法 2.热量传递的三种基本方 式 (1).导热：依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。傅立叶导热公式： (2).对流换热：当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。牛顿冷却公式： (3).辐射换热：任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力，辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能直线传播，所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。黑体热辐射公式：实际物体热辐射：
传热过程及传热系数：热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。最简单的传热过程由三个环节串联组成。 传热学研究的基础 傅立叶定律 能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律四次方定律本章难点 1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同，但却可以同时存在于一个传热现象中。 2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程，且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。 思考题： 1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和，经过拍打以后，效果更加明显。为什么？ 2.试分析室内暖气片的散热过程。 3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。试用传热学观点解释原因。 4.从教材表1-1给出的几种h数值，你可以得到什么结论？ 5.夏天，有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起，一个表面已结霜，另一个则没有。请问哪个容器的隔热性能更好，为什么? §2-1 导热的基本概念和定律§2-2 导热微分方程§2-3 一维稳态导热 §2-4伸展体的一维稳态导热
工程热力学与传热学详解
工程热力学与传热学实验指导书 热工实验 2013年3月
实验一 非稳态（准稳态）法测材料的导热性能 实验 一、实验目的 1. 快速测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热。掌握其测试原理和方法。 2. 掌握使用热电偶测量温差的方法。 二、实验原理 图1 第二类边界条件无限大平板导热的物理模型 本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。设平板厚度为2δ，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t (x ，τ)。导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下： 0) ,0( 0),( )0,( ) ,( ),( 0 22=??=+??=??=??x t q x t t x t x x t a x t c τλτδτττ 方程的解为：
???+--=-δδδτλτ63),( 220x a q t x t c ?? ?-??? ??-∑∞ =+102 2 1)( exp cos 2)1(n n n n n F x μδμμδ (1-1) 式中：τ — 时间；λ — 平板的导热系数； a — 平板的导温系数；n μ— πn ，n = 1，2，3，………； F 0 — 2δτa 傅里叶准则；0t — 初始温度； c q — 沿x 方向从端面向平面加热的恒定热流密度。 随着时间τ的延长，F 0数变大，式(1-1)中级数和项愈小，当F 0> 0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，式(1-1)变成 ??? ? ??-+=-612),( 2220δδτλδτx a q t x t c (1-2) 由此可见，当F 0> 0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。这种状态称为准稳态。 在准稳态时，平板中心面x =0处的温度为： ?? ? ??-= -61),0( 20δτλδτa q t t 平板加热面x =δ处为： ??? ??+= -31),( 20δτλδτδa q t t c 此两面的温差为： λ δ ττδc q t t t ?= -=?21),0( ),( (1-3) 如已知c q 和δ，再测出t ?，就可以由式(1-3)求出导热系数： t q c ?= 2δ λ (1-4) 实际上，无限大平板是无法实现的，实验总是用有限尺寸的试件，一般可认为，试件的横向尺寸为厚度的6倍以上时，两侧散热对试件中心的温度影响可以忽略不计。试件两端面中心处的温度差就等于无限大平板时两端面的温度差。 根据热平衡原理，在准稳态时，有下列关系：
工程传热学试题及其答案
工程传热学试题及其答 案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
传热学试题 （环境科学与工程学院2003级使用） 班级 姓名 学号 成绩 一、概念题（34分） 者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。 答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为 A ατ＝ 0，（1分）从中不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。因此，同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。 四个无量纲准则的物理量组成为： 23 Re;Pr ;Pr ;Re νβννTL g Gr Pe a L u ?= ?===∞。（各1分） Re ――表征给定流场的流体惯性力与其黏性力的对比关系；Pe ――表征给定流场的流体热对流能力与其热传导（扩散）能力的对比关系；Pr ――反映物质的动量扩散特性与其热量扩散特性的对比关系；Gr ――主要表征给定流场在浮升力作用下产生的流体惯性力与其黏性力的对比关系。（各1分） Bi=αL s /λs 而Nu=αL f /λf 。从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数λs 为固体的值，而Nu 数的λf 则为流体的值；Bi 数的特征尺寸L s 在固体侧定义，而Nu 数的L f 则在流体侧定义。从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系，而后者则反映了换热系统中流体与壁面地换热性能与其自身的导热性能的对比关系。（2分）
《工程热力学与传热学》在机械领域中的运用
《工程热力学与传热学》在机械领域中的运用 （华南农业大学，工程学院，广州510642） 摘要：自18世纪30年代发明近代动力机械以来，人类的生产力出现了质的飞跃，生产水平跨上了一个个新的台阶。随后的蒸汽轮机、内燃机乃至燃气轮机的陆续应用则更使能源的转换和利用技术达到了前所未有的崭新阶段。这个进程至今仍在继续当中。传热学科的建立与发展、不断完善和提高是与上述过程相伴而行的。热传递现象更是无时无处不在，它的影响几乎遍及所有的工业部门，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域都在不同程度上应用传热研究的最新成果。 关键词：热传递传热学机械领域发展趋势 The application of engineering thermodynamics and heat transfer in mechanical field Qian Jianping (College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract: Since the 1730 s, since the invention of the modern machinery, the productivity of human appeared a qualitative leap, the production level up a new step. Then steam turbines, internal combustion engines and gas turbine application in succession, more make the conversion and utilization of energy technology has reached the unprecedented new stage. The process is still continuing. The establishment and development of heat transfer science, and constantly improve and improve and is accompanied by the process. Heat transfer phenomenon is everywhere at all times, and its influence in almost all industrial sectors, also infiltrated in agriculture, forestry and many other technical department. the latest research results of application of heat transfer in different degree was use in Aerospace, nuclear energy, microelectronics, materials, biomedical engineering, environmental engineering, new energy and agricultural engineering, and many other high-tech fields. Key words: heat transfer heat transmission science Mechanical field development tendency 热传递现象无时无处不在，它的影响几乎遍及现代所有的工业部门，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。可以说除了极个别的情况以外，很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域，像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识，而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果，并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上，传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。 热科学的工程领域包括热力学和传热学。传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析，因后裔只讨论在平衡状态下的系统。这些附加的定律是以三种基本的传热方式为基础的，即导热、对流和辐射。传热学是研究不同温度的物体，或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象，而且广泛存在于工程技术领域。例如，提高锅炉的蒸汽产量，防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等，都是典型的传热问题。 传热学的应用非常广泛，几乎渗透到生活的各个领域，如：传热学在传统机械工业领域和农业机械领域中的应用，传热学在高新技术机械领域中的应用等。 以下将《工程热力学与传热学》在机械领域中的运用分为两个方面进行介绍。 1、传热学在传统工业机械领域和农业机械领域中的应用
传热学复习题2012-2014答案要点
传热学复习题 1.试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。 答：① 第一类边界条件：)(01ττf t w =>时， ② 第二类边界条件： )()( 02τλτf x t w =??->时 ③ 第三类边界条件： )()( f w w t t h x t -=??-λ 2. 肋片高度增加引起两种效果：肋效率下降及散热表面积增加。因而有人认为，随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片导热热数流量反而会下降。试分析这一观点的正确性。 答：错误，因为当肋片高度达到一定值时，通过该处截面的热流密度为零。通过肋片的热流已达到最大值，不会因为高度的增加而发生变化。 3. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点? 答：非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置(δ/x )和边界条件(Bi 数) 的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。 4. 试说明Bi 数的物理意义。o Bi →及∞→Bi 各代表什么样的换热条件?有人认为, ∞→Bi 代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么? 答；Bi 数是物体内外热阻之比的相对值。o Bi →时说明传热热阻主要在边界，内部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析求解；∞→Bi 时，说明传热热阻主要在内部，可以近似认为壁温就是流体温度。认为o Bi →代表绝热工况是不正确的，该工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。 5、与完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么？ 答：与完全的能量方程相比，它忽略了主流方向温度的次变化率 σα22x A ，因此仅适用于边界层内，不适用整个流体。 6. 对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容？既然对大多数实 际对流传热问题尚无法求得其精确解，那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义？
工程传热学试题华中科技大学
传热学试题 （环境科学与工程学院2003级使用） 班级 姓名 学号 成绩 一、概念题（34分） 答：非周期性的加热或冷却过程可以分为初始状况阶段和正规状况阶段（2分）。前者的温度分布依然受着初始温度分布的影响，也就是说热扰动还没有扩散到整个系统，系统中仍然存在着初始状态，此时的温度场必须用无穷级数加以描述（ 2分）；而后者却是热扰动已经扩散到了整个系统，系统中各个地方的温度都随时间变化，此时温度分布可以用初等函数加以描述（2分）。 答：时间常数是从导热问题的集总参数系统分析中定义出来的，为 A ατ＝ 0，（1分）从中 不难看出，它与系统（物体）的物性、形状大小相关，且与环境状况（换热状况）紧密相联（3分）。因此，同一物体处于不同环境其时间常数是不一样的（2分）。 四个无量纲准则的物理量组成为： 23 Re;Pr ;Pr ;Re νβννTL g Gr Pe a L u ?= ?===∞。（各1分） Re ――表征给定流场的流体惯性力与其黏性力的对比关系；Pe ――表征给定流场的流体热对 流能力与其热传导（扩散）能力的对比关系；Pr ――反映物质的动量扩散特性与其热量扩散特性的对比关系；Gr ――主要表征给定流场在浮升力作用下产生的流体惯性力与其黏性力的对比关系。（各1分） Bi=αL s /λs 而Nu=αL f /λf 。从物理量的组成来看，Bi 数的导热系数λs 为固体的值，而Nu 数的λf 则为流体的值；Bi 数的特征尺寸L s 在固体侧定义，而Nu 数的L f 则在流体侧定义。从物理意义上看，前者反映了导热系统同环境之间的换热性能与其导热性能的对比关系，而后者则反映了换热系统中流体与壁面地换热性能与其自身的导热性能的对比关系。（2分）
工程热力学与传热学(第十七讲)11_1、2、3
第十一章蒸汽压缩制冷循环 制冷：对物体进行冷却，使其温度低于周围环境温度，并维持这个低温，称为制冷。 制冷技术广泛应用于生产、科研、生活中。 制冷循环的目的：是将低温热源的热量转移到高温热源。 根据热力学第二定律，为了达到这个目的，必须提供机械能或热能作为代价。 根据所消耗的能量形式不同，一般可将逆循环分为两大类： ①消耗机械能的压缩式制冷循环。 包括：空气压缩制冷循环和蒸汽压缩制冷循环。 ②消耗热能的制冷循环。 包括：蒸汽喷射式制冷循环和吸收式制冷循环。 本章介绍最常用的蒸汽压缩制冷循环，并分析提高其经济性的途径。 第一节制冷剂及p-h图 制冷剂是制冷装置的工质，主要是低沸点物质。蒸汽压缩制冷装置中的制冷剂主要是氟里昂和液氨。 常用的氟利昂有：氟利昂12（CF2Cl2）、氟利昂22（CHF2Cl）、氟利昂134a （C2H2F4）、氨等。物理性质见表11-1。
制冷剂在制冷循环中存在汽-液相变，为了计算制冷循环中个过程的能量变化和状态参数，需要查找制冷剂的饱和蒸汽表和过热蒸汽表。 但是，工程上更多的是应用制冷剂的压-焓图（p-h图）进行分析。 p-h图是根据制冷剂蒸汽性质表绘制的。 p-h图是以logp为纵坐标、以h为横坐标建立的半对数坐标图。 如图11-1所示。 说明：①采用logp为坐标，可以使压力从0.001~0.01Mpa，从0.01~0.1Mpa，从0.1~1Mpa所占的坐标高度相同，使低压区图线面积增大，读数更准确。 ②因为实际蒸汽压缩制冷循环常用的工作压力围都远低于临界压力，所以工程上使用的p-h图都没有绘制较高压力部分。 p-h图分析：全图共有六条线、三个区（未饱和液体区、湿蒸汽区、过热蒸汽区）和一个点临界点C）。
传热学重点知识复习资料合集
传热学重点知识复习资料合集 一、名词汇总概述 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．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。 4．导热原理：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。 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。 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。 15．导温系数：材料传播温度变化能力大小的指标。 16．稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。17．非稳态导热：物体中各点温度随时间而改变的导热过程。18．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。 19．保温(隔热)材料：λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。 20．肋效率：肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。 21．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。
工程传热学 习题解答 华中科技大学 许国良版 (5-7章)
《工程传热学》习题解析 华中科大许国良版（5-7章） 适用于以下版本教材（题号按中国电力出版社版，华中科大出版社版本题号需微调） 5-4解：（1）当以同样流速流过两管时，21u u = 871.022 1Re Re Pr Re 23.08 .0128 .02121218 .021*******.0=?=??? ? ??=????? ??==== d d d d h h d d l Nu l Nu h h hl Nu n λ （2）当以同样质量流量流过两管时，21Q Q = 287.02 1 2 12124141//5 .08 .0128 .022112112221121=? =? ?? ? ???=??? ? ??=? ===d d d u d u h h A A A Q A Q u u 5-9解： （1） 定性温度452 ' ''=+= f f f t t t ℃ 查45℃水的物性参数有： s m kg s m v K m W K kg kJ Cp m kg ??==?=?=?==--/104.601,93.3Pr /10608.0),/(642.0),/(174.4,/2.9906 263μλρ
15=w t ℃时：46 3 1095.310 608.010202.1Re ?=???===--v d d υμρυ为紊流流动 则λ hd Nu n = =Pr Re 023.08 .0因为是被加热，所以n 取0.4 K m W h h ?=????=??-24.08.043 /1.607193.3)1095.3(023.0642 .01020 （2） 定性温度452 ' ''=+= f f f t t t ℃，物性参数与（1）相同，因为是被冷却，所以n 取 0.3 λ hd Nu = =3.08.0Pr Re 023.0 K m W h h ?=????=??-23.08.043 /5.529493.3)1095.3(023.0642 .01020 h 不同是因为：一个是被加热，一个是被冷却，速度分布受温度分布影响，Nu 不同。 5-11解：设暂取入口水温度为定性温度 60=t ℃时，物性参数为： 8 .16256415.0Re 99 .2Pr /10478.0,/109.65,/179.4,/1.9832623=?===?=??=?==-ρ πλρdv v ud s m v K m W K kg kJ Cp m kg 所以为紊流。 K m W h hd Nu ??=?= =233.08.0/1097.1Pr Re 023.0λ 由热平衡关系式4.42)(4 1)('''''2 =?-= -f f f m f w t t t Cp u d t t dl h ρππ℃ 2.512 ' ''=+= f f f t t t ℃ 查物性参数： K m W m kg s m v K kg kJ Cp ?===?=?=-/6493.0474 .3Pr ,/5.987,/10547.0,/175.4326λρ 9.14142Re =为紊流 K m W h ?=?2/15.1815 4.43''=f t ℃ 7.512 ' ''=+=f f f t t t ℃ 则s t L d b l t t t dl h s s w f 3363)41()(2 2 =?- =-πρπ 5-15解：定性温度102 20 0=+=m t ℃
传热学复习要点
传热学复习要点 1-3节为导热部分 1.导热理论基础(分稳态导热和非稳态导热) (1)导热现象的物理本质及在不同介质中的传递特征. 依靠分子,原子和自由电子等微观粒子热运动进行的热量传递. 气体中为分子,金属中为电子,非导电固体和液体中为晶格 (2)温度场的空间时间概念. 表达式:t=f(x,y,z, τ)空间用x,y,z表示.时间用τ. 稳态: 非稳态: (3)温度梯度的概念和表达式. 定义: 两等温面温差与其法线方向距离的比值极限.. 表达式: (4)傅立叶定律的概念及其表达式.----导热基本定律 定义: 表达式: 适用范围:只适用于各向同性的固体材料. (5)导热系数的定义,物理意义和影响因素. 表达式: 物理意义:表征物体导热能力的大小.影响因素: (6)物性参数为常数时的导热微分方程式在各种不同条件下的数学表达. 导热微分方程---由傅立叶定律和热一律导出. 导热微分方程表达式: 无内热源: 稳态温度场: 无内热源且为稳态温度场: (7)导温系数的表达及其物理意义,与导热系数的区别. 导温系数a定义: a=λ/cρ; 物理意义:表示物体加热或冷却时,物体内部各部分温度趋于一致的能力. (8)导热过程单值性条件和数学表达. 单值性条件包括4个:几何条件;物理条件;时间条件;边界条件; 其中边界条件分3类: ①第一类边界条件:已知边界面温度. ②第二类边界条件:已知边界面热流密度.. ③第二类边界条件:已知边界面与周围流体间的表面传热系数及周围流体温度tf. 牛顿冷却公式: 1
2.稳态导热--t=f(x,y,z) (1)通过单层平壁,多层平壁和复合平壁的导热计算式及温度分布, 热阻概念及其表达式和运用. A: 第一类边界条件: 在无内热源,常物性条件下 1)单层平壁,高度h>>厚度δ，即为无限大平壁. 因是一维导热,所以温度分布为线性分布.t=tw1-(tw1-tw2)x/δ; 热流密度q=tw1-tw2/(δ/λ)=Δt/Rt. 热阻Rt: Rt=Δt/q. 2)多层平壁: 温度分布为折线.. B: 第三类边界条件: 厚度δ,无内热源,常物性 单层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2) Rt=1/h1+δ/λ+1/h2 多层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2) C: 复杂的平壁导热:(串连加并联) RA与RB串连: R=RA+RB; RA与RB并连: R=1/(1/RA+1/RB). D: 导热系数为t的函数:λ=λ0(1+bt) t= q= 此时,温度分布为二次曲线. (2)通过单层圆筒壁和多层圆筒壁的导热及温度分布,热阻表达式和运用. 工程上长度l>>厚度δ的称为圆筒壁导热. 1)第一类边界条件:内径为r1,外径为r2 单层: 边界条件: t= q= 温度分布为曲线分布. 多层:q= 1)第三类边界条件: 单层: 多层: (3)临界热绝缘直径的物理概念和如何确定合理的绝热层厚度. 当绝热层外径=dx时,总热组最小,散热量最大.这一直径称为临界~~ Dx=dc=2λins/h2. 说明:外径d2
工程热力学与传热学总结与复习
一、基本要求 严格遵守考试纪律，绝不做任何有作弊嫌疑的动作。 二、考试需要携带的物品 相关身份证件、笔、计算器 三、复习要点 （一）基本概念（红色粗体部分是热力学与传热学最基本的概念，要求掌握其定义、物理意义、表达式、单位） 第一章基本概念 工质、热源、热力系统、外界（环境）、闭口系统、开口系统、绝热 系统、孤立系统、平衡状态、热力状态、状态参数、基本状态参数、 压力（Pa, mmH2O, mmHg，atm, at换算）、温度、比体积、密度、 状态公理、状态方程式、准平衡过程、可逆过程、不可逆过程、功、膨胀功、热量、比熵、熵、定熵过程 第二章热力学第一定律 储存能、热力学能、稳定流动、焓、比焓、流动功、技术功 第三章理想气体的性质和热力过程 理想气体、状态方程式、气体常数、摩尔气体常数、热容、比热容、 过程方程式、多变指数 第四章热力学第二定律 自发过程、热力循环、正向循环、逆向循环、动力循环、循环热效率、制冷系数、供热系数、克劳修斯积分等式、克劳修斯不等式、熵流、熵产、闭口系统熵方程
第五章水蒸气与湿空气 饱和状态、饱和液体、饱和蒸气、饱和温度、未饱和水、饱和水、湿 （饱和）蒸汽、干度、干（饱和）蒸气、汽化潜热、过热蒸气、饱和水线（下界线）、干饱和蒸汽线（上界线）、临界点、未饱和湿空气、饱和湿空气、露点（温度）、绝对湿度、相对湿度、含湿量。 第六章 蒸汽动力装置、蒸汽动力循环、郎肯循环（循环的过程构成及主要装置）、提高蒸汽动力循环效率的途径。 第八章 导热、一维稳态导热、热流量、热导率（导热系数）、导热热阻（平壁）、热流密度、热对流、对流换热、表面传热系数、对流换热热阻、热辐射、辐射换热、传热过程、传热热阻、传热系数 第九章 温度场、非稳态温度场、稳态温度场、稳态导热、等温线、等温面、 温度梯度、热量密度矢量、热导率、保温材料、热扩散率（导温系数）、单值性条件、边界条件、导热热阻（圆筒壁）、傅里叶数、毕渥数、特征数、集总参数法、特征长度、时间常数。 第十章 平均表面传热系数、局部表面传热系数、对流换热影响因素、特征长度（定型尺寸）、流动边界层、边界层区、主流区、层流边界层、湍流边界层、层流底层、缓冲层、临界距离、临界雷诺数、热边界层、普朗特数、特征数关联式、努塞尔数、平均努塞尔数、相似原理、管内强迫对流换热的特点及
工程热力学与传热学试题及答案样本
《工程热力学与传热学》 一、填空题（每题2分，计20分） 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式能量互换，那么这个热力系统一定是( ） 2.抱负气体比热容只与( ）参数关于。 3.若构成热力系统各某些之间没有热量传递，热力系统将处在热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 4.若构成热力系统各某些之间没有相对位移，热力系统将处在力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。 6.湿空气压力一定期，其中水蒸气分压力取决于( ）。 7. 再热循环目是( ）。 8. 回热循环重要目是( ）。 9.热辐射可以不依托( ），在真空中传播。 10. 流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与( ）过程无关。 二. 判断题（每题1分，计20分） 1.孤立系统热力状态不能发生变化；（） 2.孤立系统就是绝热闭口系统；（） 3.气体吸热后热力学能一定升高；（） 4.只有加热，才干使气体温度升高；（） 5.气体被压缩时一定消耗外功；（）
6.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（） 7.流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历过程无关；（） 8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两某些构成。（） 9.抱负气体绝热自由膨胀过程是等热力学能过程。（） 10.对于拟定抱负气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv大小与气体温度无关。（） 11.一切可逆热机热效率均相似；（） 12.不可逆热机热效率一定不大于可逆热机热效率；（） 13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变等于可逆过程熵变；（） 14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变不不大于可逆过程熵变；（） 15.不可逆过程熵变无法计算；（） 16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（） 17.封闭热力系统发生放热过程，系统熵必然减少。（） 18.由抱负气体构成封闭系统吸热后其温度必然增长；（） 19.懂得了温度和压力，就可拟定水蒸气状态；（） 20.水蒸气定温膨胀过程满足Q=W；（） 三. 问答题（每题5分，计20分） 1. 阐明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程关系。
传热学复习提纲
传热学复习提纲 一、绪论 1、热传导: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 观粒子的热运动而产生的热能传递称为 热传导（导热）。傅里叶定律 单位时间内通过某一给定面积的热量称 为热流量，∮，单位为W。单位时间 内通过单位面积的热流量称为热流密度 q,单位为W/㎡。 2、热对流：由于流体的宏观运动而引起的 流体各部分之间发生相对位移，冷、热 流体相互掺混所导致的热量传递过程。 牛顿冷却公式：q=h△t 。表面传热系 数h（对流换热系数）物理意义：当流 体与壁面温度相差1度时，每单位壁面 面积、单位时间内传递的热量。 3、热辐射：因热的原因而发出辐射能的现 象。黑体：指能吸收投入到其表面上的 所有热辐射能量的物体。黑体的吸收本 领和辐射本领在同温度的物体中是最大 的。 4、传热过程：热量由壁面一侧的流体通过 壁面传到另一侧流体中去的过程。 传热系数k,物理意义：冷热流体间温差 △t=1 ℃、传热面积A=1m2 时的热流 量的值，表征传热过程强烈程度的标尺。 5、热阻1/k 串联热阻叠加原则：在一个 串联的热量传递过程中，如果通过各个 环节的热流量相同，则各串联环节的总 热阻等于各串联环节热阻之和。 二、导热基本定律——傅里叶定律 1、傅里叶定律：在导热过程中，单位时间 内通过给定截面的导热量，正比于垂直 该截面方向上的温度变化率和截面面 积，而热量传递的方向则与温度升高的 方向相反。 2、定解条件a、规定了边界上的温度值， 第一类边界条件，b、规定了边界上的热 流密度值，第二类边界条件，c、规定了 边界上物体与周围流体之间的表面传热 系数h及周围流体的温度，第三类边 界条件。三、非稳态热传导 1、集中参数法：当固体内部的导热热 阻远小于其表面的传热热阻时，任 何时刻固体内部的温度都趋于一 致，以致于可以认为整个固体在同 一个瞬间均处于同一温度下。忽略 物体内部导热热阻的简化分析方法 就称为集中参数法。 2、毕渥数物理意义：固体内部单位 导热面积上的导热热阻与单位表面 积上的换热热阻之比。 四、热传导问题的数值解法 1、热平衡法列节点方程（167页） 五、对流传热的理论基础 1、对流传热的影响因素：（1）流体流 动的起因（2）流体有无相变（3） 流体的流动状态(4)换热表面的几 何因素（5）流体的物理性质 2、对流传热的研究方法（1）分析法（2） 实验法（3）比拟法（4）数值法 3、边界层及其厚度的定义 在固体表面附近流体速度发生剧烈 变化的薄层称为流动边界层（速度 边界层）。达到主流速度的99%处的 距离y为流动边界层的厚度，记为 δ。 4、温度边界层（热边界层）及其厚度 定义 固体表面附近流体温度发生剧烈变 化的这一薄层称为温度边界层（热 边界层），其厚度记为δt 。对于外 掠平板的对流传热，一般以过余温 度为来流温度的99%处定义为 外边界。 5、普朗特数的物理意义：表征流动边 界层与热边界层的相对大小。 六、单相对流传热的实验关联式 1、相似的定义：对于两个同类的物理 现象，如果在相应的时刻及相应的 地点上与现象有关的物理量一一对 应成比例，则称此两现象彼此相似。 2、相似原理基本内容：（1）相似物理 现象间的重要特性——同名相似特 1/ 2