总传热系数的物理意义
食品工程原理名词解释和简答题
1.1.位能：由于流体在地球重力场中处于一定的位置而具有的能量。
若任选一基准水平面作为位能的零点，则离基准垂直距离为Z的流体所具有的位能为mgz。
2.动能：由于运动而具有的能量。
若流体以均匀速度u流动，则其动能为mv2/2.若流动界面上流速分布不均，可近似按平均流速进行计算，或乘以动能校正系数。
3.内能：物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。
对于不克压缩流体，其内能主要是流体的分子动能，对于可压缩流体，其内能既有分子动能，也有分子位能，如果单位质量流体所含的内能为e，则质量为m的流体所具有的内能E=me。
在热力计算时，我们对某一状态下的内能变化值。
4.流动功：如果设备中还有压缩机或泵等动力机械，则外接通过这类机械将对体系做功，是为功的输入，相反也有体系对外做功的情形，是为功的输出，人为规定，外界对体系做功为正，体系对外界做工为负。
5.汽蚀：水泵叶轮表面受到气穴现象的冲击和侵蚀产生剥落和损坏的现象。
吸上真空高度达最大值时。
液体就要沸腾汽化，产生大气泡，气泡随液流进入叶轮的高压区而被压缩，于是气泡又迅速凝成液体，体积急剧变小，周围液体就以极高速度冲向凝聚中心，造成几百个大气压甚至几千个大气压的局部应力致使叶片受到严重损伤。
6.汽蚀余量：指泵吸收入口处单位液体所具有的超过气化压力的富余能量，7.泵的工作点：泵的特性曲线与某特定管路的特性曲线的交点。
1.雷诺准数：Re=dup/u;是惯性力和黏性力之比，是表示流动状态的准数2努赛尔特准数：Nu:表示对流传热系数的准数3普兰特准数：Pr:表示物性影响的准数4格拉斯霍夫准数：Gr:表示自然对流影响的准数5粘度：液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子；运动黏度是流体的动力黏度与流体的密度之比6热传导：是通过微观粒子（分子·原子·电子等）的运动实现能量传递；热对流：指流体质点间发生相对位移而引起的热量传递过程；热辐射：指物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程7水分结冰率：食品冻结过程中水分转化为冰晶体的程度；最大冰晶生成区：水分结冰率变化最大的温度区域（-1~5摄氏度）8形状系数：表证非球形颗粒与球形颗粒的差异程度。
传热学-常考名词解释和简答题
热阻：反映阻止热量传递的能力的综合参量。
肋效率：征肋片散热的有效程度。
肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下得散热量之比。
接触热阻：在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气，与两个固体便面完全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。
换热器的污垢热阻：换热器在运行中积起的垢层的导热阻力，它所表现出来的一个当量的热阻值。
491导热系数：物体中单位温度降单位时间通过单位面积的导热量。
热边界层及厚度：在对流传热条件下,主流与壁面之间存在着温度差,在壁面附近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈的变化,而在此薄层之外,流体的温度梯度几乎为零,此薄层称为温度边界层.定性温度：定性温度为流体的平均温度。
汽化核心：加热表面能产生气泡的地点。
黑度：实际辐射力E和同温度下黑体的辐射力Eb之比黑体指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。
灰体：对于各种波长的电磁波的吸收系数为常数且与波长无关的物体，其吸收系数介于0与1之间的物体。
有效辐射：有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能，记为J。
投射辐射：单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的总辐射能。
重辐射面：表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。
简单逆流式换热器：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，称为定向辐射强度。
膜状凝结：如果凝结液体很好地润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式就称为膜状凝结。
珠状凝结：当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成以个个的小液珠，称为珠状凝结。
热扩散率：定义式为a=λ/ρc，它表示物体在加热或冷却中，温度趋于均匀一致的能力。
这个综合物性参数对稳态导热没有影响，但是在非稳态导热过程中，它是一个非常重要的参数。
定向辐射强度：指垂直于辐射方向的物体单位表面积在单位时间、单位立体角内向外发射出的辐射能量。
是一表征物体表面沿不同方向发射能量的强弱的物理量。
传热-传热系数
（3）若为金属薄管，清洁流体
111
重点
K o i
计算
A、管内、外对流传热系数分别为50W/(m2.K) 、1000W/(m2.K) 忽略管壁热阻和污垢热阻，计算总传热系数。 47.6 B、管内、外对流传热系数分别为100W/(m2.K) 、1000W/(m2.K) 忽略管壁热阻和污垢热阻，计算总传热系数。 90.9 C、管内、外对流传热系数分别为50W/(m2.K) 、2000W/(m2.K) 忽略管壁热阻和污垢热阻，计算总传热系数。 48.8
式中，K — 总传热系数，W/（m2·K）
注意： K 与 A 对应，选Ai、Am 或 A0
工程上习惯以管外表面积作为计算的传热面积，即取 A = A0
1 1 1 KodAo 0dA0 dAm idAi
同乘 dAo
1 1 do do K0 0 dm idi
4、污垢热阻
实际计算热阻应包括壁两侧污垢热阻：
六、工业热源与冷源
1）工业上传热过程有3种情况 1、一种工艺流体被加热或沸腾，另一侧使用外来
工业热源，热源温度应高于工艺流体出口温度 2、一种工艺流体被冷却或者冷凝，另一侧使用外
来工业冷源，冷源温度低于工艺流体的出口温度 3、需要冷却的高温工艺流体同需要加热的低温工
艺流体之间进行换热，节约外来热源与冷源降低 成本。
6、 壁温计算
管壁较薄，忽略其热阻，稳态传热：
q T tw
1
o
Rso
tw t
1
i
Rsi
结论：壁温接近对流传热系数大的一侧流体温度
五、计算示例与分析
例 4-12（设计型计算） 例 4-13 （操作型计算，试差） 例 4-14 （操作型计算）
例 4-12
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答3传热
第三章 传 热1、传热基本方式有几种，各有什么特点？答：根据传质机理的不同，可将热量传递方式分为三种。
(1) 热传导热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分，或传递到与之接触的另一物体的过程称为热传导，又称导热。
特点：没有物质的宏观位移(2) 对流传热流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。
自然对流:流体中各处的温度不同引起的密度差别，导致轻者上浮，重者下沉，流体质点产生相对位移强制对流：因泵或搅拌等外力所致的质点强制运动(3) 热辐射物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射。
热辐射不仅有能量的传递，而且还有能量形式的转移，不需要任何物质作媒介。
2、圆筒壁与平壁导热速率计算式有什么区别？答： 平壁热传导的导热速率公式：圆筒壁的导热速率公式：3、简述对流传热机理。
答：对流传热是指流动流体与固体壁面的热量传递过程，故对流传热与流体的流动状况密切相关。
对流传热包括强制对流（层流和湍流）、自然对流、蒸汽冷凝和液体沸腾等形式的传热过程。
它们的机理各不相同。
对强制湍流的情况分析如下。
当湍流的流体流经固体壁面时，将形成湍流边界层，边界层由邻近壁面处的层流内层、离开S b t t Rt Q λ21-=∆==热阻推动力12211221ln 1)(2ln )(2r r t t L r r t t L Q λπλπ-⋅=-⋅⋅=壁面一定距离处的缓冲层和湍流核心三部分组成。
假定壁面温度高于流体温度，热流便由壁面流向流体中。
在层流内层中，由于在传热方向上并不发生流体质点的移动和混合，因此其传热方式是热传导。
因流体的导热系数较小，虽然该层很薄，但热阻很大，故通过该层的温度差较大。
在缓冲层内，热对流和热传导均起作用，该层内温度发生缓慢的变化。
在湍流主体中，由于流体质点在传热方向上移动和混合，传热主要是热对流方式。
在湍流主体中温度较为均匀，热阻很小。
4、牛顿冷却定律形式，使用中应注意的问题。
答：为工程计算的需要，采用平均对流传热系数来表达整个换热器的对流传热速率， 牛顿冷却定律是一种推论，假设Q ∝∆t 。
导热系数和传热系数的比较
（1）分析法，对描写某一类对流传热问题的偏微分方程及 相应的定解条件进行数学求解，从而获得速度场和温度 场的分析解的方法。
三、测定及影响因素
（2）实验法，在相似原理指导下进行实验研究， 是目前获得表面传热系数的主要途径。 （3）比拟法，通过研究动量传递及热量传递的共 性或类似特性，以建立起表面传热系数与阻力系 数间的相互关系的方法。 （4）数值法，在求解导热系数的基础上，增加对 流项的离散及动量方程中的压力梯度项的数值处 理，从而获得表面传热系数的方法。
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四、化学工程中的问题
这一热量又通过固体壁导热传递给低温侧壁面，最后以 对流换热方式由冷流体把热量从低温侧壁面带走。因此， 传热过程通常都可简化成串联的3个基本环节：对流换 热—导热—对流换热。 3个串联环节的分热阻之和组成传热过程的总热阻。因此， 传热系数可表示为
四、化学工程中的问题
1 K d0 1 δ d0 α 0 λd m α i d i
三、测定及影响因素
的量级
空气中
水中
油类中
自然对流： 5 ~ 25W / m 2 K 2 强制对流： 20 ~ 100 W / m K 自然对流： 200 ~ 1000 W / m2 K W / m2 K 强制对流： 1000~ 15000 2 蒸汽冷凝： 5000 ~ 15000 W / m K 2 水沸腾： 2500~ 25000 W / m K 强制对流： 50 ~ 1500 W / m2 K 2 蒸汽冷凝： 500 ~ 2000 W / m K
傅立叶定律适用于所有物质，不管它处于什么状 态（固体、液体或者气体）。
二、公式
2、对流传热系数
牛顿冷确定律
Q=α(tw-t)A
传热系数的物理意义
传热系数的物理意义摘要：一、传热系数的概念二、传热系数的物理意义三、传热系数的影响因素四、传热系数的应用正文：传热系数是一个重要的热传导参数，它用于描述热量在物体间的传递能力。
在热传导过程中，传热系数反映了热量传输的快慢，具有很强的实用价值。
传热系数的物理意义主要有以下几点：1.传热系数表示了单位时间内，单位厚度的物体在单位温度差下传递的热量。
这个参数可以用公式Q=k*A*ΔT来表示，其中Q表示热量，k表示传热系数，A表示传导面积，ΔT表示温度差。
2.传热系数反映了热传导过程中的材料特性。
不同的材料具有不同的传热系数，这是由于材料内部的微观结构、密度、导热性能等因素决定的。
一般来说，金属材料的传热系数较大，非金属材料（如玻璃、塑料等）的传热系数较小。
3.传热系数在工程领域具有广泛的应用。
在建筑节能、工业热交换、能源利用等领域，传热系数的研究和应用有助于提高热能利用效率，降低能源消耗。
传热系数的影响因素主要包括：1.材料的性质：不同材料的热导率（传热系数）不同，金属材料的热导率通常较高，而非金属材料的热导率较低。
2.温度差：温度差越大，传热系数越大。
这是因为热量传输的速度与温度差成正比。
3.传导面积：传导面积越大，传热系数越大。
这是因为传导面积的增大意味着热量传递的路径更长，热量传输的速度更快。
4.热阻：热阻是传热过程中的阻力，它与传热系数成反比。
降低热阻可以提高传热系数。
在实际应用中，传热系数的研究和控制具有重要意义。
例如，在建筑节能领域，选用高传热系数的材料可以提高墙体的保温性能；在工业热交换设备中，优化传热系数可以提高热能利用效率，降低能耗。
总之，传热系数是一个具有广泛应用和重要意义的物理参数。
传热复习题(二)参考答案
《传热技术》复习题(一)参考答案一、 填空题1、对流传热的热阻主要集中在 滞流内层 ，因此，强化对流传热的重要途径是 减薄滞流内层的厚度 。
2、传热的三种基本形式分别是 热传导 、 热对流 和 热辐射 。
3、构成列管式换热器的主要零部件有 管板 、 管束 、 外壳 、 折流板 等。
4、物体的黑度越高，则其发射能力越 大 ；而其吸收能力越 强 。
5、逆流传热时，热流体的出口温度T 2可以降低至接近冷流体的 进口温度_；而并流传热时，T 2只能降低至接近冷流体的 出口温度 。
6、金属的导热系数大都随其纯度的增加而增大。
（T ）7、稳定传热即恒温传热。
（F ）8、传热效率随传热单元数的增加而 增加 ，但最后趋于一定值。
9、单层平壁热传导的计算公式为)(21t t b SQ -=λ，其中推动力为21t t -，热阻为b/S 。
10、二、 选择题1、下列准数中表示物性对对流传热系数的影响的是( C )。
A.雷诺数B.努塞尔数C.普兰特数D.伽利略数2、传热过程中当两侧流体的对流传热系数都较大时，影响传热过程的将是（D ）。
A.管壁热阻； B 管外对流传热热阻；C 管内对流传热热阻；D污垢热阻3、对于传热系数K下述说法中错误的是（ C ）。
A．传热过程中总传热系数K实际是个平均值；B．总传热系数K随着所取的传热面不同而异；C．总传热系数K用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；D．要提高K值，应从降低最大热阻着手4、关于辐射传热，下述几种说法中错误的是（A ）。
A．除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；B．热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；C．热射线和可见光一样，都服从折射定律；D．物体的温度不变，其发射的辐射能也不变5、下列准数中表示对流传热系数的准数是__A __。
A.普朗特数；B.努塞尔数；C.雷诺数；D.欧拉数6、冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90°C，出口温度为50°C，冷水进口温度为15°C，出口温度为53°C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的 A 。
传热系数 定义
传热系数定义传热系数是热传递过程中一个重要的物理量，用来描述物体的导热性能。
它是指单位时间内通过单位面积的物体的热量传递量与温度差之比。
传热系数的大小决定了热量在物体中的传递速度和效率，对于热工领域的许多问题都具有重要的意义。
在工程实践中，传热系数是一个非常关键的参数。
它的大小与物体的导热性能有直接关系，导热性能好的物体具有较大的传热系数，热量能够更快地传递出去。
而导热性能差的物体传热系数较小，热量传递较慢。
因此，了解和掌握传热系数的概念和计算方法对于热工工程的设计和优化具有重要的意义。
传热系数的计算可以根据不同的传热方式进行。
常见的传热方式有三种：传导、对流和辐射。
传导是指物体内部的热量传递，主要取决于物体的导热性能。
对流是指物体表面与流体的热量传递，主要取决于流体的流动状态和物体的表面特性。
辐射是指物体与周围环境之间的热量传递，主要取决于物体的表面温度和辐射特性。
在传导传热中，传热系数可以通过导热性能和物体几何形状来计算。
导热性能越好，传热系数越大。
物体的几何形状也会对传热系数产生影响，比如孔隙率较大的材料传热系数较小，而孔隙率较小的材料传热系数较大。
在对流传热中，传热系数可以通过流体的流动状态和物体的表面特性来计算。
流体的流动状态越好，传热系数越大。
物体的表面特性也会对传热系数产生影响，比如表面粗糙度较大的物体传热系数较小，而表面粗糙度较小的物体传热系数较大。
在辐射传热中，传热系数可以通过物体的表面温度和辐射特性来计算。
物体的表面温度越高，传热系数越大。
物体的辐射特性也会对传热系数产生影响，比如表面发射率较大的物体传热系数较小，而表面发射率较小的物体传热系数较大。
传热系数是描述物体导热性能的重要参数，它的大小决定了热量传递的速度和效率。
了解和掌握传热系数的概念和计算方法对于热工工程的设计和优化具有重要的意义。
在实际应用中，我们需要根据具体问题选择合适的计算方法，并考虑物体的导热性能、几何形状、流动状态、表面特性和辐射特性等因素，以获得准确的传热系数值。
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总传热系数的物理意义
总传热系数（Overall heat transfer coefficient）是指在一个传热
过程中各种传热方式的综合影响，表示单位面积上的总传热量与总温差之比。
总传热系数的物理意义主要体现在以下几个方面：
1. 总传热系数反映了传热过程中的阻力和热导率等参数的综合影响。
传热过程中，不同的传热方式具有不同的传热特性，包括对流传热、辐射传热和传导传热等。
总传热系数可以将各种传热方式的影响整合起来，综合考虑了传热面的材料特性、流体性质、传热表面形状等因素，从而提供了衡量传热性能的综合指标。
2. 总传热系数揭示了传热过程中的傅里叶定律。
根据傅里叶定律，传热量正比于传热面上的温度差。
总传热系数是传热量与温度差之比，反映了单位面积上的传热量。
通过总传热系数，可以确定传热过程中的传热速率。
3. 总传热系数还可用于设计和优化传热设备。
在传热设备的设计过程中，需要确定传热系数的大小以及对应的传热面积，以满足传热要求。
总传热系数的物理意义在于提供了一个基础参数，可以作为传热设备设计和优化的参考依据。
总的来说，总传热系数是描述传热过程中传热性能的重要指标，它综合考虑了传热方式的影响以及传热过程中的傅里叶定律，具有重要的物理意义。