传热学知识整理1

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传热学复习资料汇总

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,在物体各局部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,称为外表对流传热,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,称为外表辐射传热,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。

传热学基本知识

传热学基本知识

导热分为两类
稳定导热:温度不随时间而变化的导热 不稳定导热:温度随时间而变化的导热
知识回顾
1
传热学基本知识
热传导
2、傅里叶导热定律
热传导的速率与垂直于热流方向的表面积成正比,与壁面两侧的温差成正比,与壁厚成反比。
QAt1t2
q
Q A
t
Q
t
t R
A
Q 导热量,传热速率 , W;
q 热流密度,W m2
2)流速的影响 流体流速增高时,对流传热系数就大。
3)流体的物理性质对给热系数的影响 导热系数、比热容c、密度越大,动力粘度越小,对流传 热系数越大
1
传热学基本知识
热对流
2)流体有相变发生时
蒸汽的冷凝 液体的沸腾
膜状冷凝 滴状冷凝(传热系数大)
自然对流
泡状沸腾或泡核沸腾(传热系数大)
膜状沸腾
1
蒸汽冷凝时的对流传热
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
1)单层平壁的稳定热传导
计算公式:
Q A t
Q t R
热阻:
R A
当壁面两侧的温度不等时,且热量只沿垂直 于壁面的方向发生变化

q t
1
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
2)多层平壁的稳定热传导
多层平壁是指由几层不同厚度、不同导热系数的材料组成 且其间接触良好的平壁
Q=qm热r热 Q=qm冷r冷 此法仅适于有相变过程
三、平均温度差
用传热速率方程式计算换热器的传 热速率时,因传热面各部位的传热温 度差不同,必须算出平均传热温度差 ⊿t均代替⊿t,
QKAt均
1
1、恒温传热时的平均温度差

高等传热学知识点总结

高等传热学知识点总结

多维、线性齐次,乘积解: t ( x, y, z, ) ψ( x, y, z )( ) 令 ψ( x, y, z) X ( x)Y ( y) Z ( z) ,分别求解,然后相乘
t ( x, y, z, ) Cmnp e a ( m
m 1 n 1 p 1
2
m2 m2 )
X( m , x)Y( m , y)Z(m , z)
多维稳态非齐次:边界非齐 fi (r ) 0 or 方程非齐 0 边界非齐次(方程齐次) :分离变量法
t ( x, y) X ( x)Y ( y) ,参照时间与空间的分离变量法
当多个边界非齐次时,等于各单非齐问题的叠加 方程非齐次:等于相应齐次解+非齐次特解 线性、非齐次、非稳态: 热源函数法:在无限大区域,初始时刻 x=x0 处,作用了 一个 t=t0 的热源,当 0 时,
13
0.14
2 Num 0 . 6 6 4 1 R l e
1 3
Pr
大空间自然对流换热: Nu C (GrPr) C ( Ra)
x z yz z
, 利用
1 H
u H
i 1 i
3

H t 2 i ui
t cp
第二章 分离变量法 分离变量法: 将温度分成只与空间有 t (r , ) ψ(r )( ) , 关的 ψ(r ) 和只与时间有关的 ( ) 的乘积。 对于线性齐次非稳态无内热源问题, t
ห้องสมุดไป่ตู้对流
t y
y w, x
对流换热基本计算式:傅里叶定律 qw
牛顿冷却公式 qc h(tw, x t ) ,t 在内流时取管道截面 平均流体温度,外流时取远离壁面的流体温度。

传热学知识点总结

传热学知识点总结

传热学知识点总结本文将围绕传热学的基本概念、传热方式、传热方程、传热实验和应用等方面进行详细的介绍和总结,以便读者更好地了解传热学的相关知识。

一、传热学的基本概念1. 热量传递热量传递是指物体内部或物体之间由于温度差异而产生的热量的传递过程。

热量的传递方式主要有传导、对流和辐射三种。

2. 传热方程传热方程描述了物体内部或物体之间热量传递的数学关系,是传热学的基础理论。

传热方程一般包括传热率、温度差和传热面积等参数,可以用来计算热量传递的速率和大小。

3. 传热系数传热系数是描述物体材料对热量传递率影响的重要参数,通常用符号h表示。

在物质传热过程中,传热系数的大小直接影响热量的传递速率。

4. 传热表面积传热表面积是指在热量传递过程中热量流经的表面积,是计算热传递速率的重要参数。

传热表面积的大小与物体的形状和大小有关,也与传热方式和传热系数有关。

5. 热传导热传导是一种物质内部热量传递的方式,指的是热量通过物质内部原子、分子之间相互作用的传递过程。

热传导是传热学的基本概念之一。

6. 热对流热对流是一种物体表面热量传递的方式,指的是热量通过流体传递到物体表面,然后再由物体表面传递到其它介质的传热过程。

7. 热辐射热辐射是一种通过电磁波传递热量的方式,是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。

热辐射是传热学的另一个基本概念之一。

二、传热方式1. 传导传热传导传热是指热量通过物质内部的原子、分子的直接作用而传递的方式。

在传导传热过程中,热量的传递是从高温区向低温区进行的,其传热速率与温度差和物质的传热系数有关。

2. 对流传热对流传热是指流体传热传递的方式,包括自然对流和强制对流两种。

在对流传热过程中,流体的流动是热量传递的主要形式,其传热速率与流体的流速、温度差和传热面积有关。

3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波传递热量的方式,是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。

在辐射传热过程中,热量的传递不依赖于介质,而是通过电磁波的辐射进行的。

传热学复习资料(全)

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。

传热学知识整理1

传热学知识整理1

绪 论一、概念1.传热学:研究热量传递规律的科学。

2.热量传递的基本方式:热传导、热对流、热辐射。

3.热传导(导热):物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。

(纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。

)4.热流密度:通过单位面积的热流量(W /m 2)。

5.热对流:由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。

热对流只发生在流体之中,并伴随有导热现象。

6.自然对流:由于流体密度差引起的相对运功c7.强制对流:出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。

8.对流换热:流体流过固体壁面时,由于对流和导热的联合作用,使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。

9.辐射:物体通过电磁波传播能量的方式。

10.热辐射:由于热的原因,物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。

11.辐射换热:不直接接触的物体之间,出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。

12.传热过程;热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。

13.传热系数:表征传热过程强烈程度的标尺,数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度)/(2k m W ⋅。

14.单位面积上的传热热阻:k R k 1=单位面积上的导热热阻:λδλ=R 。

单位面积上的对流换热热阻:h R 1=λ 对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。

15.导热系数λ是表征材料导热性能优劣的系数,是一种物性参数,不同材料的导热系数的数值不同,即使是同一种材料,其值还与温度等参数有关。

对于各向异性的材料,还与方向有关。

常温下部分物质导热系数:银:427;纯铜:398;纯铝:236;普通钢:30-50;水:0.599;空气:0.0259;保温材料:<0.14;水垢:1-3;烟垢:0.1-0.3。

16.表面换热系数h不是物性参数,它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。

17.稳态传热过程(定常过程):物体中各点温度不随时间而变。

传热学基本知识总结

传热学基本知识总结

传热学基本知识总结传热学是研究热能在物质中传递的科学,是物体内部的热平衡和热不平衡的原因和规律的研究。

传热学的基本知识涵盖了传热的基本概念、传热方式、传热导率与传热过程的数学描述等内容。

以下是对传热学基本知识的总结。

一、传热的基本概念1.温度:物体内部分子运动的程度的度量。

温度高低决定了热能的传递方向。

2.热量:物体之间由于温度差异而传递的能量。

热量沿温度梯度从高温区向低温区传递。

3.热平衡:物体内部各点的温度相等,不存在热量传递的状态。

4.热不平衡:物体内部存在温度差异,热量从高温区传递到低温区。

二、传热方式1.热传导:固体内部的分子传递热量的方式,通过分子的碰撞传递热量。

2.对流传热:液体或气体中,由于温度差异而产生的流动传递热量的方式。

3.辐射传热:热能通过电磁波的传播传递热量的方式,无需介质参与。

三、热导率热导率是物体传导热量的能力,用导热系数λ来衡量。

热导率取决于物质本身的性质,与物质的材料、温度有关。

热导率越大,物体传热能力越强。

四、传热数学描述1.热量传递方程:描述物体内部传热过程的数学方程,根据物体内部各点之间的温度差和传热方式的不同可以分为热传导方程、热对流方程和热辐射方程。

2.热导率公式:用来计算物体传热量的数学公式,通常与热导率、温度差、传热面积等物理量相关。

五、传热实例1.热传导:例如铁棒的两端被加热,热量通过铁棒内部分子的传递向另一端传递。

2.对流传热:例如空气中的对流传热,空气受热后变热上升,形成了对流传热。

3.辐射传热:太阳的辐射热量通过空间传递到地球表面,为地球提供能量。

在工程中,传热学常常运用于热工系统的设计和优化。

工程师可以通过对传热方式的研究和对材料热导率的了解,提高传热效率,减少能量损耗。

例如,在电子设备的设计中,通过优化散热结构和选择高热导率的材料,可以有效降低设备的温度,提高设备的工作效率和寿命。

传热学也广泛应用于暖通空调系统、汽车引擎、核反应堆等领域。

传热学基本概念知识点

传热学基本概念知识点

传热学基本概念知识点1傅里叶定律:单位时间内通过单位截面积所传递的热量,正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率2集总参数法:忽略物体内部导热热阻的简化分析方法3临界热通量:又称为临界热流密度,是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值5效能:表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比6对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?对流:指流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。

对流仅能发生在流体中,而且必然伴随有导热现象。

对流两大类:自然对流与强制对流。

影响换热系数因素:流体的物性,换热表面的形状与布置,流速7何谓膜状凝结过程,不凝结气体是如何影响凝结换热过程的?蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,如果凝结液体能很好的润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结。

不凝结气体对凝结换热过程的影响:在靠近液膜表面的蒸气侧,随着蒸气的凝结,蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。

蒸气在抵达液膜表面进行凝结前,必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。

因此,不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。

8试以导热系数为定值,原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例,说明过程中平壁内部温度变化的情况,着重指出几个典型阶段。

首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升,而其余部分则仍保持原来的温度,随着时间的推移,温度上升所波及的范围不断扩大,经历了一段时间后,平壁的其他部分的温度也缓慢上升。

主要分为两个阶段:非正规状况阶段和正规状况阶段9灰体有什么主要特征?灰体的吸收率与哪些因素有关?灰体的主要特征是光谱吸收比与波长无关。

灰体的吸收率恒等于同温度下的发射率,影响因素有:物体种类、表面温度和表面状况。

10气体与一般固体比较其辐射特性有什么主要差别?气体辐射的主要特点是:(1)气体辐射对波长有选择性(2)气体辐射和吸收是在整个容积中进行的11说明平均传热温压得意义,在纯逆流或顺流时计算方法上有什么差别?平均传热温压就是在利用传热传热方程式来计算整个传热面上的热流量时,需要用到的整个传热面积上的平均温差。

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绪 论一、概念1.传热学:研究热量传递规律的科学。

2.热量传递的基本方式:热传导、热对流、热辐射。

3.热传导(导热):物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。

(纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。

)4.热流密度:通过单位面积的热流量(W /m 2)。

5.热对流:由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。

热对流只发生在流体之中,并伴随有导热现象。

6.自然对流:由于流体密度差引起的相对运功c7.强制对流:出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。

8.对流换热:流体流过固体壁面时,由于对流和导热的联合作用,使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。

9.辐射:物体通过电磁波传播能量的方式。

10.热辐射:由于热的原因,物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。

11.辐射换热:不直接接触的物体之间,出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。

12.传热过程;热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。

13.传热系数:表征传热过程强烈程度的标尺,数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度)/(2k m W ⋅。

14.单位面积上的传热热阻:k R k 1=单位面积上的导热热阻:λδλ=R 。

单位面积上的对流换热热阻:h R 1=λ 对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。

15.导热系数λ是表征材料导热性能优劣的系数,是一种物性参数,不同材料的导热系数的数值不同,即使是同一种材料,其值还与温度等参数有关。

对于各向异性的材料,还与方向有关。

常温下部分物质导热系数:银:427;纯铜:398;纯铝:236;普通钢:30-50;水:0.599;空气:0.0259;保温材料:<0.14;水垢:1-3;烟垢:0.1-0.3。

16.表面换热系数h不是物性参数,它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。

17.稳态传热过程(定常过程):物体中各点温度不随时间而变。

例:各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程属稳态传热过程; 非稳态传热过程(非定常过程):物体中各点温度随时间的变化而变化。

例:各种热力设备在启动、停机、工况改变时的传热过程则属非稳态传热过程。

二、解答题和分析题1、热量、热流量与热流密度有何联系与区别?热能:物质所具有的内动能(广延量,物质的微观运动属性)。

单位:焦耳J 。

热量Q :系统与外界依靠温差传递的能量(过程量)。

单位:焦耳J 。

热流(量)φ:指单位时间所传递的热量。

单位:瓦特w 。

热流密度q :通过单位传热面上的热流量。

单位:W /m 2。

相互关系: τφτqA Q == 其中τ是时间2、试用简练的话言说明导热、对流换热及辐射换热三种传递方式之间的联系与区别。

答:导热、对流换热及辐射换热是热量传递的三种方式。

导热主要依靠微观粒子运动而传递热量;对流换热是流体与固体壁面之间的换热,依靠流体对流和导热的联合作用而产生热量传递;辐射换热是通过电磁波传播能量,是物体之间辐射和吸收的综合结果。

一个传热现象往往是几种传热方式同时作用。

3、“热对流”与“对流换热“是否为同一现象?对流换热是否属于基本的传热方式?答:热对流与对流换热是两个不同的概念.属于不同现象,其区别为: ①热对流是传热的三种基本方式之一,而对流换热不是传热的基本方式,②对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用。

由于流体质点间的紧密接触,热对流也同时伴随有导热现象;②对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动(流体与壁面直接接触和宏观运动)。

工程中流体与温度不同的固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热。

4、导热系数、表面换热系数及传热系数的单位分别是什么?哪些是物性参数,哪些与过程有关?5、保温瓶散热过程分析。

热量从保温瓶内的热水散失到周围环境中去的过程包括以下各个环节:(1)热量0q由热水通过自然对流换热传递到内层瓶胆的内壁;(2)通过内层瓶胆的导热,热量1q由内层瓶胆内壁传到其外壁;(3)由内层瓶胆的外壁通过辐射换热把热量2q传递到外层瓶胆的内壁;(4)热量3q由外层瓶胆的内壁通过导热传到其外壁;(5)外层瓶胆的外壁通过辐射换热把一部分热量4q传给外壳内侧;(6)外层瓶胆外壁通过自然对流换热把热量5q传给空气,空气又与外壳内侧发生q传递给外壳内侧;自然对流换热把热量5(7)通过导热,热量6q由外壳内壁传递到其外壁;(8)外壳外侧通过自然对流把一部分热量7q传递给室内空气;(9)外壳外侧与周围物体间进行辐射换热,换热量为8q。

这里要特别指出,保温瓶之所以可以保温的原因主要在于,制造保温瓶时在上述第3个环节上采取了以下削弱传热的措施:1)瓶胆夹层中抽成真空,从而排除了夹层中空气的导热与对流;2)在夹层的两壁上涂有一层辐射黑度ε很小的硝酸银层(即银白色涂层),从而大大减少了夹层两壁面间的辐射换热。

使用保温瓶时,如果不小心破坏了瓶胆下部抽气封口的密封,空气进入夹层后将使保温性能大大下降。

6、用水壶将盛装的开水放在地面上慢慢冷却,开水以哪些方式散发热量?打开水壶盖和盖上水壶盖,开水的冷却速度有何区别?答:水壶与地面间以导热方式传递热量;水壶与周围空气间以自然对流换热方式传递热量,与周围环境以辐射换热方式传递热量;壶嘴以蒸发方式散发热量。

打开壶盖后,开水的蒸发速度加快,开水由此冷却得更快。

7、冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来为什么感到很暖和?并且经过拍打以后,为什么效果更加明显?答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进入更多的空气。

而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小,具有良好的保温性能。

而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。

8、冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风比无风时感到更冷些?答:假定人体表面温度相同时,人体的散热在有风时相当于强制对流换热,而在无风时属自然对流换热(不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时)。

而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。

因而在有风时从人体带走的热量更多,所以感到更冷一些。

9、夏季在维持20℃室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季保持在22℃的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服?答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。

夏季室外温度比室内温度高,因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。

而冬季室外气温比室内气温低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。

因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。

因此,尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃,但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。

根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。

10.夏季在维持20℃的空调教室内听课,穿单衣感觉很舒适,而冬季在同样温度的同一教室内听课却必须穿绒衣。

假设湿度不是影响的因素,试从传热的观点分析这种反常的“舒适温度”现象。

答:夏季人体的散热量为:11、利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大?回答:当其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加热阻,因此,要达到相同的制冷室温度,必然要求蒸发器处于更低的温度。

所以,结霜的冰箱耗电量更大。

12、有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。

为使稀饭凉得更快一些,你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水?为什么?答:从稀饭到凉水是一个传热过程。

显然,稀饭和水的换热在不搅动时属自然对流。

而稀饭的换热比水要差。

因此要强化传热增加散热量,应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。

13、用铝制的水壶烧开水时,尽管炉火很旺,但水壶仍安然无恙。

但一旦壶内的水烧干后,水壶很快就被烧坏。

试从传热学的观点分析这一现象。

答:壶内有水时,水对壶壁起冷却作用,不致烧坏壶壁,水干后,壶壁得不到充分冷却,使壁温接近火焰温度,水壶就会被烧坏。

或:水侧(沸腾)的表面传热系数远大于火焰侧的表面传热系数,没烧干时,壶底更接近水的温度,所以一般不会达到铝的熔点。

14、用一只手握住盛有热水的杯子,另一只手用筷子快速搅拌热水,捏杯子的手会显著地感到热。

试分析其原因。

答:杯中水由于被搅动而强化了与杯壁的传热,使杯壁温度接近水温,所以手会感到杯子变热。

15、北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜,试问树叶上、下表面的哪一面结霜?为什么?答:霜会结在树叶上的表面。

因为清晨,上表面朝向太空,下表面朝向地面。

而太空表面的温度低于摄氏零度,而地球表面温度一般在零度以上。

由于相对树叶下表面来说,其上表面需要向太空辐射更多的能量,所以树叶下表面温度较高,而上表面温度较低且可能低于零度,因而容易结霜。

16、在冬季的晴天,白天和晚上空气温度相同,但白天感觉暖和,晚上却感觉冷。

试解释这种现象。

答:白天和晚上人体向空气传递的热量相同,且均要向温度很低的太空辐射热量。

但白天和晚上的差别在于:白天可以吸收来自太阳的辐射能量,而晚上却不能。

因而晚上感觉会更冷一些。

17、冬季晴朗的夜晚,测得室外空气温度Ta 高于0℃,有人却发现地面上结有一层簿冰,试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。

答:如图所示。

假定地面温度为Te 。

太空温度为sky T ,设过程已达稳态,空气与地面的表面传热系数为h ,地球表面近似看成温度为Te 的黑体,太空可看成温度为sky T 的黑体.则由热平衡:)()(44sky e e a T T T T h -=-σ由于℃,0>Ta 而℃0<sky T ,因此地球表面温度有可能低于0℃,即地面可能结冰。

第二章 稳态热传导一、概念1.温度场:各时刻物体中各点温度的集合。

稳态温度场(定常温度场):物体内各点温度不随时间变化的温度场。

非稳态温度场(非定常温度场):物体内各点温度随时间变化的温度场。

均匀温度场:物体内各点温度相同的温度场。

一维/二维/三维温度场:物体中各点温度只在一个/二个/三个坐标方向变化的温度场。

2.稳态导热过程:物体温度不随时间而改变的导热过程(热流量为常数)对于内燃机气缸壁受燃气冲刷的情况.周期为几分之一秒,温度波动只在很浅的表层,一般作为稳态处理。

准稳态导热过程:物体温度随时间的导数为一个常数,即物体内各点的温度变化率不随时间而改变的导热过程。

非稳态导热过程:物体温度随时间而改变的导热过程(热流量也随时间而改变)3.等温面:温度场中同一瞬间温度相同点组成的面。

4.等温线:等温面上的线。

5.热流线:是一组与等温线处处垂直的曲线,通过平面上任一点的热流线与该点的热流密度矢量相切。

6.导温系数(热扩散率):物体中温度波动的扩散速率。

7.定解条件:是使微分方程获得适合某一特定问题的解的附加条件。

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