总复习1大工传热学资料
传热学概念复习资料.
1.传热学是研究由温差引起的热量传递规律的科学。
2.热传递分为稳定热传递（温度不随时间的变化热变化）和不稳定热传递（温度随时间的变化热变化）3.热传导: 它是不同温度的物体之间通过直接接触或同一物体不同温度的各部分之间，当没有宏观相对位移时,由分子原子电子等微观粒子的热运动来传递热量的过程。
热对流: 它是物体间不同温度的各部分之间由流体微团宏观相对唯一来传递热量的过程热辐射: 由于热的原因而向外发出辐射的过程。
4.对流换热过程；运动着的流体与固体壁面之间的热传递过程5.传热过程：热量从壁面一侧流体传给壁面另一侧流体的过程6.综合换热：对流换热和辐射换热同时存在的过程7.温度场:温度场是各时刻物体中各点温度分布的总称。
8.温度场按物体中个点的温度是否随时间变化分为非稳态温度场（随时间变化）和稳态温度场（不随时间变化）9.等温面：温度场中，同意瞬间温度相等的点连成的面成为等温面。
等温线等温面与任意平面的交线为等温线。
注：等温线是不可能相交的，它只能是封闭曲线或者终止于物体的边界线上。
10.导温系数α也称为热扩散系数或热扩散率，它象征着物体在被加热或冷却是其内部各点温度趋于均匀一致的能力。
Α大的物体被加热时，各处温度能较快的趋于一致。
11.肋片效率：实际的肋片换热量/整个肋片壁面的温度等于肋根温度时的换热量。
速度边界层：现定义贴近壁面的具有明显速度梯度的那一层流体为速度边界层。
12.热边界层：定义贴近壁面的具有明显温度梯度的那一层流体为热边界层。
13.定型尺寸：应该选择对换热系数影响最大的尺寸作为定型尺寸。
14.定型温度的选择：确定流体物性的温度，从而把物性当作常量处理。
15.凝结：工质由气态变为液态的过程叫凝结。
17、膜状凝结：如果能够湿润，他就在壁面上形成一层液膜，并受重力作用而向下流动，称为膜状凝结。
18、珠状凝结：这些滚入的液珠冲掉了沿途所有的液珠，于是蒸汽又在这些裸露的冷壁面重新凝结，在凝结核心处形成小液珠，这称之为珠状液珠。
传热学-总复习
q w/(m.k) gradt
2.3 一维稳态导热
2.3.1 平壁稳态导热 • 大平壁：平壁宽度和长度尺寸远大于厚度的一类 平壁（至少8倍） • 平壁导热可以忽略四侧边缘的散热，平壁内部的 温度分布只有在厚度上有变化，是一维导热 • 1）无内热源单层平壁的稳态导热 • 热流密度
0 0
hA cV
d
Qτ hAθ
0
hA cV
Q cV0 (1 e
hA cv
)
Q cV0 (1 e BiV FoV )
0 τ
Q hA0e
τ
例题1
钢球的换热过程如下：钢球直径：d1=50mm；钢球初始温 度：t0=450℃；空气温度：t1=30℃；钢球表面传热系数：
长圆筒稳态导热
长圆筒是指圆筒半径小于其长度1/10以上的圆筒。
• 内外壁均保持恒定的温度，可忽略轴向导热，热 量只沿径向传递，是一维稳态导热。
• 工业上的管道、圆筒设备、保温层在内外壁之间 的导热现象多是此类。 • 1）无内热源单层长圆筒的稳态导热 长度为l,内、外半径为r1和r2, 内、外表面温度恒定 为tw1和tw2，tw1>tw2,材料的导热率为λ, 无内热源。
热流量 一定时间内到导热量
习题
一砖墙的表面积为12m2，厚260mm，平均导热系
数为1.5w/(m.k)，设面向室内的表面温度为25°，
外表面温度为-5°，试确定此砖墙每小时向外界散 失的热量。
1）无内热源多层平壁的稳态导热
• 热流量 • 热流密度
• 接触面温度
习题
• 一烘箱的炉门由两种保温材 料 A 及 B 组 成 ， 且 δA = 2δB 。 已 知λA =0.1W /(m.K) , λB = 0.06W /(m.K),烘箱内空气温度 tw1 =400 ℃ 。 为安全起见，希望烘箱炉门的外表 面温度不得高于 50℃。散热的热 流密度为500W/m2,设可把炉门导热 作为一维问题处理，试决定所需保 温材料的厚度。
传热学复习
传热学 Heat Transfer
1.2.3 热辐射 (thermal radiation)
1.定义
辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式； 能量的方式 辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式； 热辐射：物体由于热的原因向外发出的辐射； 热的原因向外发出的辐射 热辐射：物体由于热的原因向外发出的辐射； 辐射传热(radiative heat transfer)：物体之间以辐射 的形式进行的热量交换。 的形式进行的热量交换。 特点： 特点： 辐射能的传递不需要介质存在， 1）辐射能的传递不需要介质存在，真空中传递得最 有效； 有效；
CECT
传热学 Heat Transfer
2.2 导热微分方程式及定解条件
1. 导热微分方程的基本形式 推导：根据能量守恒定律、 推导：根据能量守恒定律、傅立叶定律
∂t ∂ ∂t ∂ ∂t ∂ ∂t & ρc = (λ ) + (λ ) + (λ ) +Φ ∂τ ∂x ∂x ∂y ∂y ∂z ∂z
CECT
传热学 Heat Transfer
1.2.4 传热过程与传热系数
传热过程： （ 1 ） 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的过程称 体通过壁面传到另一侧流体中的过程 称 几个环节常互相串联， 为传热过程 。几个环节常互相串联，同 一环节中可能有几种方式起作用。 一环节中可能有几种方式起作用。 暖气片： 暖气片：热水
∂t =0 ∂n
CECT
传热学 Heat Transfer
3.温度梯度 3.温度梯度 ①梯度：指向变化最剧烈的方向(向量,正向朝着 梯度：指向变化最剧烈的方向(向量, 增加方向) 增加方向) 温度梯度( ②温度梯度(某点所在等温线与相邻等温线之间的温 差与其法线间距离之比取极限) 差与其法线间距离之比取极限)
传热学复习资料（全）
传热学复习资料（全）0.2.1、导热（热传导） 1 、概念定义：物体各部分之间不发⽣相对位移或不同物体直接接触时，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量传递称导热。
如：固体与固体之间及固体内部的热量传递。
3、导热的基本规1 ）傅⽴叶定律 1822 年，法国数学家如图所⽰的两个表⾯分别维持均匀恒定温度的平板，是个⼀维导热问题。
考察x ⽅向上任意⼀个厚度为dx 的微元层律根据傅⾥叶定律，单位时间内通过该层的热流量与温度变化率及平板⾯积A 成正⽐，即式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反。
2 ）热流量单位时间内通过某⼀给定⾯积的热量称为热流量，记为，单位 w 。
3 ）热流密度单位时间内通过单位⾯积的热量称为热流密度，记为 q ，单位 w/ ㎡。
当物体的温度仅在 x ⽅向发⽣变化时，按傅⽴叶定律，热流密度的表达式为:说明：傅⽴叶定律⼜称导热基本定律，式（1-1）、（1-2）是⼀维稳态导热时傅⽴叶定律的数学表达式。
通过分析可知：（1）当温度 t 沿 x ⽅向增加时，＞０⽽ q ＜０，说明此时热量沿 x 减⼩的⽅向传递；（2）反之，当 <0 时， q > 0 ，说明热量沿 x 增加的⽅向传递。
4 ）导热系数λ表征材料导热性能优劣的参数，是⼀种物性参数，单位： w/(m ·℃ )。
不同材料的导热系数值不同，即使同⼀种材料导热系数值与温度等因素有关。
5) ⼀维稳态导热及其导热热阻如图1-3所⽰，稳态 ? q = const ，于是积分Fourier 定律有：dxdt Aλ-=Φ⽓体液体⾮⾦属固体⾦属λλλλ>>>导热热阻,K/W 单位⾯积导热热阻，m2· K/W 0.2.2、热对流1 、基本概念1) 热对流：流体中（⽓体或液体）温度不同的各部分之间，由于发⽣相对的宏观运动⽽把热量由⼀处传递到另⼀处的现象。
传热学》课程总复习
第一部分 方法、计算、概念的重点
问题的归类，示意图，数学模型（守恒方程，本构方 程）
热计算热电比拟思想及各种热阻表达形式 准则数的定义及物理意义 换热强化的原则及具体措施
第二部分 导热概念
影响导热系数（热导率）的因素和规律 导热微分方程及各项物理意义 导温系数（热扩散系数） 肋片（伸展体） Bi、Fo 初始状况，正规状况 集总参数法、时间常数
Re、Gr、Nu、Pr 动量微分方程、能量微分方程各项物理意义； 速度（流动）边界层、温度（热）边界层及其相互关系； 表面传热系数的物理意义； 相似理论 相似分析法 沸腾曲线、临界热负荷（对控制热流、控制温度加热方
式的意义）；
第五部分 对流换热计算
流体在管道内作强迫对流换热； 流体外绕壁面作强迫对流换热； 自然对流换热； 蒸汽膜状凝结换热； 核态沸腾区换热； 稳定模态沸腾区换热；
导热的基本理论
傅里叶定律
温度场概念
温度梯度 金属导热系数非金属 Nhomakorabea液体
气体
导热微分方程
直角坐标系
导温系数
柱坐标系
第三部分 导热问题数学描写与计算
傅里叶导热定律 一维平板稳态导热 一维圆筒稳态导热 多层计算（第一类、第三类边界条件） 变截面、变导热系数 肋片的数学描述 集总参数法
第四部分 对流换热概念
不要求背记经验公式，但应熟练、正确、灵活地使用
第六部分 辐射换热概念
吸收、反射和透射； 黑体与灰体； 普兰克定律； 兰贝特定律； 斯蒂芬-波尔兹曼定律 基尔霍夫定律； 气体辐射特性、贝尔定律； 实际物体的黑度、辐射力与吸收率；
第七部分 辐射换热计算
维恩位移定律； 斯蒂芬-波尔兹曼定律； 角系数计算； 两表面，三表面组成的封闭系统（辐射换热净热量法
传热学基础复习资料
传热学基础一、填空题1、传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。
热传导、热对流、热辐射2、传热过程可分为不随时间变化的和随时间变化的。
稳态传热、非稳态传热3、对流换热实质是和两种传热机理共同作用的结果。
热对流、导热4、某瞬时物体内部各点温度的集合称为该物体的，其同温度各点连成的面称为，其法线方向上温度的变化率用表示。
温度场、等温面、温度梯度5、当物质的种类一定时，影响导热系数大小的外因主要是和。
6、表示物体的蓄热量与界面上换热量的比值称为。
时间常数7、在湍流传热时，热阻主要集中在，因此，减薄该层的厚度是强化的重要途径。
层流内层、对流传热8、对流传热系数的主要影响因素有（1） （2） （3）（4） （5） 。
流体的种类和相变化的情况；流体的性质；流体流动的状态；流体流动的原因；穿热面的形状、分布和大小9、无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe 0.8Pr n公式中，n 是为校正 的影响。
当流体被加热时，n 取 ，被冷却时n 取 。
热流方向、0.4、0.310、努塞尔特准数Nu 表示 的准数，其表达式为 ，普兰特准数Pr 表示 的准数，其表达式为 。
对流传热系数、λαl Nu =、物性影响、λμP C =Pr 11、蒸汽冷凝有 和 两种方式。
膜状冷凝、滴状冷凝12、双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1λ和2λ，其对应的温度差为1t ∆和2t ∆，若1t ∆>2t ∆，则1λ和2λ的关系为 。
1λ<2λ二、简答题1、何谓热对流？何谓对流传热？对流换热又可分为哪两大类？答：热对流是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递。
通常，对流传热是指流体与固体壁面间的传热过程，它是热对流和热传导的结合。
它又可分为强制对流和自然对流两类。
2、请简述辐射换热区别于导热和热对流方式最主要的特征。
它是唯一一种非接触的传热方式；它不仅产生能量转移，而且还伴随着能量形式的转换，即发射时从热能转换为辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。
《热力学与传热学》综合复习资料.doc
《热力学与传热学》综合复习资料第一部分工程热力学一、判I断题（判断下列说法是否正确，并说明理由）1、闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统。
（错）2、某种理想气体经过一个不可逆循环后，其嫡的变化值大于零。
（错）3、功的数值仅仅取决于工质的初态和终态，与过程无关。
（错）4、理想气体吸热后，温度一定升高。
（错）5、工质的炳增就意味着工质经历一个吸热过程。
（错）6、在温限相同的情况下，卡诺循环的热效率最高。
（对）7、摩尔气体常数R的数值随气体的种类不同而不同。
（错）8、对于一种确定的理想气体，（Cp-Cv）一定为一定值。
（对）9、工质进行膨胀时必须对工质加热。
（错）10、已知湿蒸汽的压力和温度，就可以确定其状态。
（错）11、系统由某一状态变化到另一状态，在这两状态之间所有过程所作的膨胀功都相等。
（错）12、理想气体不论经历什么样的过程，其粉增均可用计算。
（错）13、没有能量耗散的准平衡过程为可逆过程。
（对）14、无论可逆与否，工质经历了一个循环后，其炳不变。
（对）15、热效率公式不仅适用于卡诺循环，也表示两恒温热源Ti、T2间可逆循环的热效率。
（对）16、循环净功越大，则循环的热效率也愈大。
（错）17、不可逆过程的炳变无法计算。
（错）18、经过一个不可逆循环后，工质炳的变化为零。
（对）19、绝热节流前后工质的嬉值相等。
（对）20、若容器中气体的绝对压力没有改变，则其压力表的读数就不会改变。
（错）21、气体膨胀时一定对外作功。
（错）22、比热容仅仅是温度的单值函数。
（错）23、在温度同为Ti的热源和同为R的冷源之间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
（对）24、工质进行膨胀时必须对工质加热。
（错）25、卡诺循环的热效率可以等于1。
（错）26、工质的嫡增加意味着工质经历一个吸热过程。
（错）27、由于Q和W都是过程量，故其差值（Q-W）也是过程量。
传热学-总复习
湘 潭 大 学
4、分析 （1） 辐射特点（与对流和导热相比） 辐射特点（与对流和导热相比） （2） 一般意义的辐射与阳光辐射的区别 （3） 黑体与黑色物体的区别，白体与白色物体的区别 黑体与黑色物体的区别， （4） 基尔霍夫定律的条件 （5） 黑度对辐射换热系数的影响 （6） 减少辐射换热的方法 （7）与固体液体辐射相比，气体辐射特性 与固体液体辐射相比，
热流密度： （2-33） 33） 热流密度：
湘 潭 大 学
（5） 等截面直肋（肋端绝热） 等截面直肋（肋端绝热） 温度分布： 35） 温度分布： （2-35） 热量： （2-37） 37） 热量： 肋效率： 38） 肋效率： （2-38） （6） 二维稳态导热：形状因子法 二维稳态导热： （7）稳态导热的数值解法 （8）导热问题差分方程建立： 导热问题差分方程建立： ①差分替代微分（泰勒级数法） 差分替代微分（泰勒级数法） ②控制容积法（热平衡法） 控制容积法（热平衡法） 表2-3
湘 潭 大 学
3、对流换热计算 、 （1）外掠平板： ）外掠平板： ①层流：（ 层流：（5-16） ：（ ） ②紊流：（ 紊流：（5-41）～（ 5-43） ：（ ）～（ ） ：（6-4） 注意考虑各种修正） （2）管内受迫对流 ：（ ） （注意考虑各种修正） ） （3）外掠单管和管束： （6-13） 和（6-14） ）外掠单管和管束： ） ） （4）自然对流： ）自然对流： ①无限空间： （6-16） 无限空间： ） ②有限空间： （6-22） 有限空间： ） （5）混合对流换热： （6-23） ）混合对流换热： ）
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五、换热器传热计算与分析
1、概念 传热系数（表面传热系数、 传热系数（表面传热系数、辐射换热表面传热系 数、复合换热表面传热系数）、肋片总效率、肋化系 复合换热表面传热系数）、肋片总效率、 ）、肋片总效率 数、传热效能、壳程数、管程数、污垢热阻。 传热效能、壳程数、管程数、污垢热阻。
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第8章 热辐射基本定律和辐射特性
1. 热辐射的基本概念 2. 黑体辐射的基本定律 3. 实际物体的辐射特性 4. 基尔霍夫定律
20
重点掌握： （1）黑体、灰体、吸收比、发射比、透射
比、发射率、辐射力、辐射强度、有效辐 射等热辐射的基本概念； （2）黑体辐射的基本定律； （3）实际物体的辐射特性，基尔霍夫定律
导热的基本定律：傅里叶定律
Φ A dt W
dx
q Φ dt
A
dx
W m2
26
q
tw1 tw2
t r
Φ
tw1 tw2
t R
A
R
A
r
导热热阻 单位导热热阻
要求会用热阻方法求换热量
t
dx
tw1
dt
Q
tw2
0
tw1
Q
A
x
tw2
图1-2 导热热阻的图示
27
对流换热：基本计算公式——牛顿冷却公式
Φ hA(tw t f ) W
q Φ A h(tw t f ) W m2
— 热流量[W]，单位时间传递的热量
q — 热流密度 W m2
h
—
表面传热系数
W
(m2 K)
A — 与流体接触的壁面面积m2
tw — 固体壁表面温度 oC
t f — 流体温度 oC
28
表面传热系数
h Φ ( A(tw t f )) W (m2 K)
21
第9章辐射换热的计算
1. 角系数 2. 两表面封闭系统的辐射传热 3. 多表面系统的辐射传热 4. 气体辐射的特点，计算不要求 5. 辐射传热的控制，遮热板
22
重点掌握： （1）角系数的定义及性质、角系数计算的 代数法；
（2）辐射热阻的概念，黑体和灰体表面组成 的简单封闭空腔内辐射换热的计算方法。
AT 4
真实物体则为： AT 4
31
1-2 传热过程和传热系数
1 传热过程:两流体间通过固体壁面进行的换热 2 传热过程包含的传热方式：导热、对流、热辐射
图1－4 墙壁的散热
32
3 一维稳态传热过程中的热量传递 忽略热辐射换热，则
左侧对流换热热阻
Rh1
1 Ah1
固体的导热热阻
R
A
右侧对流换热热阻
23
第10章 传热过程分析与换热器
1.传热过程 2 换热器 3 平均温差的计算 4.间壁式换热器的热计算
24
重点掌握： （1）传热过程和传热系数的概念，掌握肋 壁传热的计算方法，了解传热的强化与削 弱方法。 （2）了解换热器的类型与构造，掌握换热 器热计算的对数平均温差法。
25
第1章 绪论
三种基本的传热方式：导热、对流和热辐射
4. 两灰体间辐射换热量
1,2
1 1 1 A1
Eb1 Eb2 1
A1 X 1,2
12 2 A2
7
第1章 绪论
1. 热量传递的三种基本方式 2. 传热过程和传热系数
8
第1章 绪论
重点掌握： 热传导、热对流、热辐射三种热量传递基本 方式及传热过程的特点。
9
第2章 稳态热传导
1. 导热基本定律 2. 导热问题的数学描写 3. 典型一维稳态导热问题的分析解 4. 肋片 5. 有内热源的一维导热
15
第5章 对流换热的理论基础
重点掌握：
（1）对流换热的牛顿冷却公式； （2）边界层的概念与特点及其对求解对流
换热问题的意义
16
第6章 单相对流换热的实验关联式
1. 相似原理及其应用 2. 单相强制对流换热实验关联式－内部、外部 3. 自然对流换热－大空间
17
第6章 单相对流换热的实验关联式
重点掌握：
5
证明
1. 导热问题数学描述 2. 等截面直肋导热 3. 集总参数问题数学描述 4. 稳态、非稳态导热节点差分方程式 5. 对流传热问题能量方程式 6. 边界层对流传热问题数学描述 7. 相似原理－准则关联式
6
1. 兰贝特定律
Ib
Eb
2. 基尔霍夫定律
3. 角系数
A1X1,2 A2 X 2,1
10
第2章 稳态热传导
重点掌握： 温度场、温度梯度、热流密度等基本概 念；傅里叶定律；不同材料导热系数的量 级；直角坐标系下导热微分方程式及其推 导方法；通过平壁、圆筒壁、肋壁稳态导 热的计算方法；非稳态导热过程的特点、 非稳态导热计算的集总参数法。
11
第3章 非稳态热传导
重点掌握：非稳态导热过程的特点、 零维问题－集中参数法。
12
第4章 热传导问题的数值解
1. 数值求解的基本思想 2. 内节点离散方程的建立 3. 边界节点离散方程的建立 4. 非稳态导热问题数值解
13
第4章 热传导问题的数值解
重点掌握： 列节点差分方程（物理法）
－内节点，边界节点
14
第5章 对流换热的理论基础
1. 对流传热概述 2. 对流换热问题的数学描述 3. 边界层问题的数学描写 4. 外掠等温平板层流换热分析解
—— 当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时 间内所传递的热量
影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等
t
t
Φ
1 (hA)
Rh
q t t
1h
rh
29
对流换热热阻：
Rh 1 (hA) [ oC ]
30
3 热辐射
黑体辐射的控制方程： 斯忒藩－玻耳兹曼定律
（1）相似原理的主要内容及相似原理指导下的实 验研究方法；
（2）对流换热特征数(Nu、Re、Pr、Gr)的表达 式及其物理意义；
（3）管内和外掠圆管束的强制对流换热及大空间 自然对流换热的特点、影响因素，会利用特征 数关联式计算上述对流换热问题。
18
第7章 相变对流换热
重点掌握：
1. 凝结传热的模式，影响因素及传热强化 2. 沸腾传热的模式，影响因素及传热强化
Rh2
1 Ah2
图1－5 一维稳态传热过程
33
上面传热过程中传递的热量为：
Φ (t f 1 t f 2 ) Rh1 R Rh2
(t f 1 t f 2 )
复
习
1
考试时间：第十七周 考试周 考试地点：待定 答疑时间：6月14日，第十六周
星期五，9:00-11:30,14:00-16:30 答疑地点：综合实验2号楼423、419A。
2
平时成绩：20％ 期末考试：80％
3
题型
1. 简答题 2. 证明 3. 计算题
4
简答：
P23 . 1,3,5,6 P88. 1,3,4 P151. 1,2,6 P185. 1,2,6 P224. 1,2,5 P286. 1,4,9 P338. 1,5,8 P387. 1,3,4,6,7,8 P445. 1,4,5,7,8,9