传热学名词解释及简答题资料讲解

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。

2. 传热系数：在数值上等于冷、热流体间温差厶t=「C、传热面积A=1m2时的热流量的值，它表征传热过程的强烈程度。

3. 传热过程：热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧的低温流体的过程。

4. 温度场：指各个时刻物体内各点温度组成的集合，又称温度分布。一般的，物体的温度场是时间和空间的函数。

5. 等温面：同一瞬间，温度场中所有温度相同的点所组成的面。

6. 等温线：在任何一个二维截面上，等温面表现为等温线。

7. 温度梯度：在温度场中某点处沿等温面的法向的最大方向导数，t。

8. 热流量：单位时间内通过某一给定面积的热量。记为?。

9. 热流密度：通过单位面积的热流量。记为q。

10. 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。

11. 表面传热系数：单位面积上，流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的能量。

12. 对流传热：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。

13. 自然对流：由于流体冷、热各部分的密度不同而引起流体的流动。

14. 强制对流：流体的流动是由于水泵、风机或者其他压差作用所造成。

15. 沸腾传热（凝结传热）：液体在热表面上沸腾（及蒸汽在冷表面上凝结）的对流传热。

16. 入口段和充分发展段：流体从进入管口开始，需经历一段距离，管断面流速分布和

流动状态才能达到定型，这一段距离通称进口段。之后，流态定型，流动

达到充分发展，称为流动充分发展段。

17. 自模化现象：自然对流紊流的表面传热系数与定型尺寸无关的现象。

18. 辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式。

19. 热辐射：物体会因各种原因发出辐射能，其中因热的原因而发出辐射能的现象称~。

20. 辐射传热：辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射的方式进行的物体间的热量传递。

21. 黑体：指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。

22. 傅里叶导热定律：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。23. 保温材料：国家标准规定，凡平均温度不高于350 C,导热系数不大于

0.12w/（m永）的材料。

24?热扩散率（热扩散系数/导温系数）：a ，表示物体被加热或冷却时，物

体内各部分温度趋向均匀一致的能力。a越大，表示物体内部温度扯平的能力越大，材料中温度变化传播的越迅速。

25?接触热阻：两个名义上互相接触的固体表面，实际上接触仅发生在一些离散的面积元上，在未接触截面之间的间隙中充满空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层。这种情况下与两固体表面真正完全接触相比，增加了附加的传递阻力。

26. 肋效率f'：衡量肋片散热有效程度的指标，定义为在肋片表面平均温度t m下, 肋片的实际散热量?与假定整个肋片表面处在肋基温度t o时的理想散热量0的比值。

27. 肋面总效率：

28. 形状因子S:将有关涉及物体几何形状和尺寸的因素归纳在一起。形状因子仅

适用于计算发生在两个等温表面之间的导热热流量。形状因子S是有量纲的物理

量，其单位是m。S（t1 -t2）

29.蓄热系

S” T ，当物体表面温度波振幅为2时，导入物体的最大数：

热流密度。S越大感觉越冰冷。

30. 非稳态导热：物体的温度随时间而变化的导热过程。

31. 特征数（准则数）：表征某一类物理现象或者物理过程特征的无量纲数。

32. 特征长度：出现在特征数定义式中的几何尺度。

33. 集中参数法：当Bi<0.1时，可以近似的认为物体的温度是均匀的，这种忽略物体内部导热热阻，认为物体温度均匀的分析方法。

34. 时间常数c: c 一，具有时间的量纲，时间常数的数值越小表示测温元

件越能迅速反映出流体的温度变动。

35. 吸热系数：.、c ，它的大小代表了物体向与其接触的高温物体吸热的能力。

36. 流动边界层（速度边界层）：在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层。

37. 温度边界层（热边界层）：固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层。

38. 流动边界层厚度通常规定达到主流速度的99%处的距离y为~。

39. 定性温度：确定特征数中流体物性的温度。

40. 比拟理论：指利用两个不同物理现象之间在控制方程方面的类似性，通过测

定其中一种现象的规律而获得另一种现象基本关系的方法。

41. 毕渥数Bi：Bi hl，固体内部导热热阻和界面上换热热阻之比。（入为固体的

导热系数）精品文档

42. 傅里叶数Fo ： Fo 二，表征非稳态过程进行深度的无量纲时间，这一无量 I 2

纲时间越大，热扰动就越深入的传播到物体内部，因而物体内各点的温度越接近周围介质的温度。

44. 体胀系数v :它是定压下与温度变化相对应的密度相对变化的度量。 45. 努塞尔数Nu : Nu -，壁面上流体的无量纲温度梯度。（入为流体的导热系数）从对流换热微分方程产生。

46. 普朗特数Pr ： Pr 』-，动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度。 a

47?雷诺数Re ： Re 丛，惯性力与粘性力之比的一种量度，从动量微分方程产生。 48.斯坦顿数St : St 业，一种修正的Nu 数，或视为流体实际的换热热流密 RePr

度与流体可传递的最大热流密度之比。

49?贝克莱数Pe ： Pe RePr ，从能量微分方程产生。

50?热边界条件：当流体在管内被加热或冷却时，加热或冷却壁面的热状况称为~ 51. 膜状凝结：如果凝结液体能很好地润湿壁面，它就能在壁面上铺展成膜。

52. 珠状凝结：当凝结液不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个的小液珠。

53. 饱和沸腾：大容器沸腾中流体主要部分的温度等于响应压力下的饱和温度，则这种沸腾称为~。

54. 过冷沸腾：若大容器沸腾中流体主要部分的温度低于响应压力下的饱和温度，则这种沸腾称~。

55. 大容器沸腾：加热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。

43.格拉晓夫数Gr ： Gr gl 3 v t

2 ，

浮升力与粘性力之比的一种量度。

56. 镜体（白体）：能全部反射外来射线的物体。

57. 绝对透明体（透明体）：能被外来射线全部透射的物体。

58. 辐射力E: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。

59. 光谱辐射力E b ：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在包含波长入在内的单位波长内的能量。

60. 定向辐射强度：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。

61. 定向辐射力：单位时间，单位辐射面积在某一方向的单位立体角内的辐射能称该方向的~。

62. 黑度（发射率）：实际物体的辐射力E总是小于同温度下黑体的辐射力Eb,两者的比值称~。

63. 投入辐射：单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的辐射能。

64. 有效辐射：单位时间内离开表面单位面积的总辐射能。

65. 光谱吸收比：物体吸收某一特定波长辐射能的百分数。

66. 光谱发射率：表示实际物体的光谱辐射力 E 与同温度下黑体的光谱辐射力

E b 的比值。

67. 漫射表面：通常把服从兰贝特定律的表面称~,即该表面的定向辐射关系与方向无关。

68. 灰体：在热辐射分析中,把光谱吸收比与波长无关的物体称为~。

69. 角系数：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。

70?兰贝特定律：黑体表面具有漫辐射的性质，在半球空间各个方向上的定向辐射强度相等，即说明黑体在任何方向上的定向辐射强度与方向无关。服从兰贝特定律的辐射，在半球空间不同方向的单位立体角内的辐射能数值不等，其值正比于该方向与辐射面法线方向夹角的余弦，所以兰贝特定律又叫余弦定律。

71. 基尔霍夫定律：热平衡时，任意物体对黑体投入辐射的吸收比等于同温度下该物体的发射率。

72. 重辐射面：辐射传热系统中，这种表面温度未定而净的辐射传热量为零的表面。

73. 遮热板：插入两个辐射传热表面之间用以削弱辐射传热的薄板（如：屋顶隔热板，遮阳伞）。

74. 肋化系数：A0，加肋后的总表面积与内侧未加肋时的表面积之比。

A i

75. 换热器（换热交换设备）：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。

1. 安装新空调时，在冲灌制冷剂之前，通常要对系统抽真空，试叙述这样做的理由。

两个理由：一是残留的空气会改变制冷剂的物性；二是残留的空气可能会在管道里形成气泡，影响对流换热。

2. 判断：温度梯度是沿等温面法线方向的矢量，它的正方向是朝着温度升高的方向。对

3. 冬天时节，如果白天晒被子，晚上人盖着睡觉会感到暖和一些，是由于晒被子使被子蓬松，里面有许多的空气气隙，而空气的导热系数要比被子本身的导热系数小许多，使得总的导热系数下降，有利于保温。

4. 纯导热存在于（不透明的固体）中。

5. 简述影响导热系数的因素

导热系数不仅与物质的种类有关，还与物质的物理结构和状态有关。温度、多孔材料的含水量、疏松物质的折合密度等都影响材料的导热系数。对各项异性的材料，还与方向有关。

6. 黑体的性质：1）、同温度下辐射力最大；2）、吸收比为1；3）、其辐射力与绝对温度的四次方成正比；4）、单色辐射力服从普朗克定律；5）、定向辐射强度与方向无关。

7. 举例：隔热保温措施，并且用传热学的理论阐明其中的原理。

1）在热力管道上敷设保温材料，以增加传热热阻，减少管道散热；

2）保温材料外敷设防水材料，以避免受潮而降低保温效果；

3）保温层外采用低发射率材料，以降低辐射换热热量；

4）对于管道保温，将导热系数小的材料包在内层，以增加保温层热阻；

5）采用遮热板，增加系统辐射热阻，以减少高温物体的辐射散热。

8. 采用温度计套管测量气体温度时，辐射和导热会引起测温误差，请提出提高测温精度的措施。

1）采用导热系数小的材料作套管，尽量增加套管高度，并减小套管的壁厚，从而降低套管顶端与根部之间的导热量；

2）强化套管与流体间的对流换热，从而降低套管顶端与气体的温差；

3）在气体测量段或者气体容器外部进行保温处理和减小套管表面黑度，从而降低套管与气体容器壁面的辐射换热量；

4）降低温度计探头与套管内壁的接触热阻，如采用导热油、水银、导热硅胶等。

9. 判断：任何物体都在不断的发射热射线。对

10. 判断：傅里叶导热定律只适用于稳态导热。错

11. 试指出导热系数入、对流换热表面传热系数h及传热过程传热系数k的区别。

导热系数入是材料传导热量能力的度量，是物性参数，其单位是W/（m K）；对流换热表面传热系数h 是对流换热过程中对流换热强弱的度量，它与流体的物性参数、流动状态等因素有关，不是流体的物性参数，其单位是W/（m2 K）；传

热过程是指高温流体通过对流换热，将热量传递到壁面另外一侧的低温流体的过程。传热过程的传热系数k包含了冷热两侧流体与壁面对流换热系数和壁面内壁导热系数的综合作用，其单位是W（/ m2 K）。

12. 热对流时，能量与（质量）同时转移。

13. 三种热传导方式的特点：

A. 热传导

1）导热依靠微观粒子（分子，原子，电子等）的无规则热运动，物体之间不发生宏观相对位移；

2）导热是物质的固有本质，在气体，液体和固体中存在。

B. 热对流

在宏观运动，在气体，液体中进行，

C热辐射

1）物体温度大于OK,就有辐射传热；

2）不依靠任何介质在真空中传播，有能量形式的变化。

14. 什么是串联热阻叠加原则,它在什么前提下成立？以固体中的导热为例,试讨论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。

在一个串联的热传递过程中, 如果通过各环节的热流量都相等, 则总热阻等于各环节热阻之和, 这就是串联热阻叠加原则。其前提是通过各环节的热流量必须相等。当存在内热源或者热汇时, 就会使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。

15. 一水平夹层内充满流体,试分析上下表面冷热状态颠倒时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？

热面在上,冷面在下时,夹层中流体不易对流,热量通过夹层时以导热为主,而冷面在上, 热面在下时, 热量通过夹层时以对流为主。要测定夹层中流体的导热系数,应采用热面在上的布置形式。

16. 导热、对流传热、热辐射的区别

1 ）导热、对流两种热量传递方式,只在有物质存在的条件下才能实现。而热辐精品文档射不需要中间介质，可以在真空中传递，而且在真空中辐射能的传递最有效；

2）物体温度>0k 时，就有辐射能发射；在辐射传热过程中，不仅有能量的转移，而且伴随有能量形式的转换。即在发射时，从热能转换为辐射能；在吸收时，由辐射能转换为热能；

3）辐射传热是一种双向传热过程，即不仅高温物体向低温物体辐射热能，而且低温物体也向高温物体辐射热能；

4）物体的辐射能力与温度有关，同一温度下不同物体的辐射与吸收本领也不大一样。17. 解释现象：某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20 度，但感觉却不同。

这是因为冬夏两季室外温度不同，在对流传热的作用下，导致冬夏两季墙壁的温度是不同的。考虑辐射传热，人体与墙壁之间进行辐射传热，由于冬天的壁温较低，所以冬天人体与墙壁之间的辐射传热量更大。所有尽管冬夏两季室内温度都是20 度，但是人的感觉是不一样的。

18. 对流传热和热对流有何本质上的区别？

对流传热不是基本的传热方式。它是流体与相互接触的固体表面之间的热能传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果；而热对流时由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热能传递现象，热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。

19. 判断：流体发生热对流时，必然会伴有导热。对

20. 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，超过这个高度之后，肋片的导热热流反而会下降。试分析这一观点的正确性。

这个观点是不正确的。计算公式表明，肋片散热量与mH 的双曲正切成正比，而双曲正切是单调增加函数，所以散热量不会随高度增加而下降。且随着H 增加，精品文档

th（mH）1，而当th（mH）=1 后，其值为无限长细长杆的散热量。

21. 对于无限大平板的一维稳态导热问题，试说明在三类边界条件中，两侧面边界条件的哪些组合可以使平板中的温度场获得确定的解？

两侧面不能全为第二类边界条件，因为对于稳态无内热源的情况，平壁两侧热流密度相等，对于稳态有内热源的情况，两侧热流必须与内热源平衡，所以两侧热流密度并不相互独立，其他情况对边界条件没有限制。

22. 导热微分方程所依据的基本定律

傅里叶定律和能量守恒定律

23. 常物性、无内热源的稳态导热方程2t 0 中，不包含任何物性量，这是否说

明导热物体中的温度分布与导热物体的物性无关，为什么？

若有一侧的边界条件是第三类边界条件，则平壁内的温度分布与物性参数有关。否则，在无内热源稳态的情况下，平壁内的温度分布与材料的物性参数无关。实际上，若有一侧为第二类边界条件，壁温为均匀分布。

24. 对于球层绝热，有无“临界热绝缘直径”问题？

同样有，因为对流热阻和导热热阻均与半径有关，且两者随半径变化规律相反，故存在极值。

25. 判断：湿材料的导热系数可以比谁的导热系数还要大。对

26. 判断：电线上包有的绝缘层可以起到帮助散热的作用。错

27. 判断：导热微分方程是导热的普遍规律的数学描写，所以它对任意物体的内部和边界都适用。对

28. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？

要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数在形状上要降

低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热

30. 试说明“无限大”平板的物理概念，并举出一两个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题。

所谓“无限大”平板，是指其长度尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面流动。如薄板两侧均匀加热

或冷却、炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。

31. 什么是“半无限大”的物体？半无限大物体的非稳态导热存在正规状况阶段么？所谓“半无限大”物体是指平面一侧空间无限延伸的物体。因为物体向纵深无限延伸，初始温度的影响永远不会消除，所以半无限大物体的非稳态导热不存在正规状况阶段。

32. 推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似，为什么前者得到的是精确描写，后者解出的却是近似解。

差分方程与微分方程的主要区别是前者用有限小量代替了后者的无限小量，前者用各离散点参数代替了后者的连续参数。实际上物体中的物理参数是时间和空间的连续函数，所以说微分方程解是精确解，而差分方程解是近似解。

33. 什么是显式格式？什么是显式格式计算中的稳定性问题？什么是隐式格式？

在非稳态导热的差分分析中，取温度对时间的向前差分，使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布，而不必联立方程求解，这样的差分格式称显式格式。在显式计算中，时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性，

选择得不适当会使温度产生震荡，而不收敛于某一数值，这是不符现实的。

对于隐式格式来说，节点n 的下一时刻的温度是用自身节点和当前时刻以及相邻节点的下一时刻温度来表示的，因此必须一次列出全部待求节点差分方程并联立

求解。 cV hA

34. 分析显式差分和隐式差分格式的稳定性特性。

在应用显式差分格式计算时，一旦x选定，T的选择就不能是任意的，要受到

稳定性条件式Fo -的限制。

隐式差分格式：因为它是联系求解节点离散方程组得出各节点温度，所以这种计算时无条件稳定的，x和可以任意独立的选取而不受限制。但计算工作量较大。

35. 什么是内部流动？什么是外部流动？

所谓内部流动是指流体流过与之换热的管壁内部，其流动边界层与热边界层不能自由发展，最后汇合于管道中心。而外部流动指的是换热壁面上的流动边界层和热边界层可以自由发展，存在一个边界层外的区域。

36. 对于外掠管束的换热，整个管束的平均表面传热系数只有在流动方向管排数大于一定值后才与排数无关，试分析原因。

原因是上游排管尾流扰动对后排管传热的影响知道一定排数后才能消失。

37. 什么叫大空间自然对流换热？什么叫有限空间自然对流换热？这与强制对流中的外部流动及内部流动有什么异同？

所谓大空间指的是边界层可以自由生长的空间，而有限空间指的是边界层相互干扰的空间，与强制对流相比，除流动的成因不同外，就边界层的生长方式而言，大空间类似于外部流动，有限空间类似于内部流动。

38. 对于热流密度可控及壁面温度可控的两种换热情形，分别说明控制热流密度小于临界热流密度及温差小于临界温差的意义，并针对上述两种情形分别举出一个工程应用实例。对于热流密度可控的设备，如电加热器，控制热流密度小于临界热流密度，是为了防止设备被烧毁，对比壁温可控的设备，如冷凝蒸发器，控制温差小于临界温

差，是为了防止设备换热量下降。

39. 从换热表面的结构而言，强化凝结换热的基本思想是什么？强化沸腾换热的基本思想是什么？

从换热表面的结构而言，强化凝结换热的基本思想是尽量减薄粘滞在换热表面上液膜的厚度，强化沸腾换热的基本思想是尽量增加换热表面的汽化核心数。

40. 定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的？

定向辐射强度与空间方向无关并不意味着黑体辐射能在半球空间各个方向均匀分布，因为辐射强度是指单位可见辐射面积的辐射能，在不同方向，可见辐射面积是不同的，即定向辐射力是不同的。

41. 管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，（横向）冲刷方式换热更为强烈，这可以解释为（横向冲刷边界层厚度相对纵向冲刷薄，而且绕流脱体会强化换热）。

42. 试比较竖壁上自然对流与膜状凝结的异同。

1）都是竖壁表面与流体的换热，自然对流主要作用力为浮升力和粘性力，膜状凝结的主要作用力为中立和粘性力。

2）都存在层流和湍流两种流态，其中自然对流是气体的流动状态；膜状凝结指的是液膜凝结液的流动状态。

43. 判断：对细长管外的凝结换热来说，水平放置比垂直放置好。错

44. 判断：竖壁层流膜状凝结时，壁越高，凝结表面传热系数越大。对

45. 沸腾换热时，管子应尽量（水平布置），以免出现汽水分层。

46. 换热器热力计算主要基于（热平衡方程式和传热方程式）。

47. 以等截面直肋为例，试用热阻的概念简要说明在什么条件采用肋化表面可以得到强化换热的效果，何时得不到强化换热的效果（仅考虑一侧壁面与流体间的精品文档

换热）。

设置肋片使导热热阻增加较少，而换热热阻降低较多，使总热阻下降，起到强化传热的作用。但当外径小于临界直径时，增加保温层厚度反而会强化传热。因此，理论上只有当肋化系数与肋面总效率的乘积小于1 时，肋化才会削弱传热。

48. 试述-NTU 法与平均温差法相比所具有的优点。

在-NTU 中t '对'传热系数k 的影响是通过定性温度来体现的，显然远不如对流平衡热量或平均温差影响那么大，在这点上-NTU 法有一定优越性。