传热学知识总结1
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。
传热学知识点总结

传热学知识点总结传热学是研究热量从一个物体或一个系统传递到另一个物体或系统的科学。
它是热力学的一部分,具有广泛的应用领域,包括能源转换、热力学系统设计和工艺优化等。
以下是传热学的一些重要知识点的总结:1.热传导:热量通过直接接触和分子间的碰撞传递。
在固体中,热传导是最主要的传热方式,其传递速率与物质的热导率、温度梯度和传热距离有关。
2.热对流:热量通过流体(液体或气体)的流动传递。
对流传热的速率取决于流体的速度、温度差和传热面积。
3.热辐射:热能以电磁波的形式从热源发出,无需介质介导即可传递热量。
热辐射与物体的温度和表面特性有关,如表面的发射率和吸收率。
4.导热方程:描述了热传导现象,可以用来计算温度随时间和空间的变化。
它与热导率、物体的几何形状和边界条件有关。
5.导热系数:材料的物理性质,描述了材料导热性能的好坏。
较高的导热系数表示材料更好地传递热量。
6.热对流换热系数:描述了流体换热的能力,表示单位面积上的热量传递速率和温度差之间的关系。
7.四能截面:描述了热辐射的性质,反映了物体吸收、反射和透射电磁波的能力。
8.热阻和热导率:用于描述物体或系统中热量传递的难易程度。
热阻与热导率成反比。
9.传热过程中的能量守恒:热量传递过程中,能量守恒定律适用。
传热的总能量输入等于输出。
10.辐射传热公式:根据黑体辐射定律,描述了热辐射的能量传递,常用于计算热源辐射的热量。
11.对流换热公式:根据精细的实验和理论研究,发展了一系列对流换热公式,用于估算流体对流传热。
12.热导率与温度的关系:大多数材料的热导率随温度的升高而增大,但也有一些例外情况。
13. 传热表征:传热通常使用无量纲数值来表征,如Nusselt数、Prandtl数和Reynolds数,它们描述了传热过程中流体的性质和行为。
14.界面传热:当两个物体或系统接触时,它们之间的传热称为界面传热。
界面传热常见的形式包括对流传热和热辐射。
15.传热器件和应用:传热学的知识应用于各种传热器件和系统,如换热器、蒸发器、冷却器等,为工程和科技应用提供了基础。
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。
传热学知识点总结考研真题

传热学知识点总结考研真题一、传热学概念传热学是研究物体之间热量传递的学科,研究热量传递的基本规律和热传递过程的数学模型。
热传递是热量自高温物体传递到低温物体的过程,主要包括传导、对流和辐射三种方式。
二、传热学基本知识1. 热量传递的基本规律热力学第一定律和第二定律规定了热量传递的基本规律。
第一定律要求能量守恒,在热传递中热量从高温物体流向低温物体,使热能分布均匀。
第二定律限制了热量传递的方向,指出热量自热量大者传递到热量小者。
2. 传热的基本方式传导是通过物体内部分子热运动传递热量的方式,是当物体内部温度不均匀时,热量由高温区向低温区传递。
对流是液体或气体中分子受热膨胀上升,冷却后下沉的过程,是传热最常见的方式。
辐射是热能以电磁波的形式传递的方式,适用于真空或无透明物质的热传递。
3. 传热的数学模型传热的数学模型主要采用热传导方程和流体力学方程,通过数学公式和定理来描述传热过程,求解传热问题。
热传导方程描述了传导过程中热量的扩散规律,流体力学方程描述了流体传热过程中的动力学规律。
4. 传热的工程应用传热学在工程中有着广泛的应用,如热工程、制冷空调、化工工程、建筑工程等都离不开传热学的理论和方法。
热传递是很多工程中必不可少的过程,通过传热学的知识和方法可以提高工程的效率和质量。
三、传热学的研究内容1. 传热传质物理基础传热传质物理基础包括热力学、流体力学、传热学、传质学等多个学科知识,主要研究物体间热量传递的基本规律和热量传递过程的数学模型。
此外,也需要涉及热传导、对流传热、辐射传热等传热方式的研究。
2. 传热的数学模型与方法传热学研究中需要建立相应的数学模型,并通过数学方法来解决传热问题。
传热的数学模型可以分为定常传热和非定常传热,通过微分方程和积分方程来描述传热过程,并通过数值计算方法来求解传热问题。
3. 传热的实验方法与技术传热学研究中需要进行大量的实验,通过实验来验证传热理论和模型的正确性。
传热学总结
传热学总结1.热流量:单位时间内通过某一给定面积的热量。
2.热流密度:单位面积的热流密度。
3.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。
4.热对流:由物体的宏观运动和冷热流体的混合引起的流体各部分之间的相对位移引起的传热过程。
5.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作用的热量传递过程。
6.传热系数:单位传热面积上冷热流体温差为1℃时的热流值。
7.辐射传热: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。
8.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。
1.温度场:物体某一时刻各点温度分布的总称。
它是空间和时间坐标的函数。
2.等温面(线):在温度场中,在同一时刻由相同温度的点连接的表面(或线)。
3.温度梯度:等温表面法向上的最大温度变化率。
4.稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。
5.非稳态热传导:物体中每个点的温度随时间变化的热传导过程。
6.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,正比于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积,而热量传递的方向与温度升高的方向相反。
7.热导系数:物性参数,热流密度矢量与温度梯度的比值,数值上等单位温度梯度作用下产生的热流密度矢量的模。
8.保温材料:平均温度不高于350℃时λ≤ 0.12W/(MK)。
9.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。
初始条件:初始时刻的温度分布。
第一类边界条件:物体边界上的温度。
第二类边界条件:物体边界上的热流密度。
第三类边界条件:物体边界与周围流体间的表面传热系数h及周围流体的温度tf。
10.肋效率:肋的实际散热量与假设整个肋表面处于肋底温度时的散热量之比。
肋面总效率:肋侧表面实际散热量与肋侧壁温均为肋基温度的理想散热量之比。
传热学知识点
传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2.导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流(热对流)(Convection)的概念。
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。
4对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
h 是对流换热系数单位 w/(m 2 k) q ''是热流密度(导热速率),单位(W/m 2) φ是导热量W6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数: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、壁面形状大小等传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
(w))(∞-=''t t h q w 2/)(m w t t Ah A q w ∞-=''=φ第一章 导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
傅立叶定律(导热基本定律):dx dT k q x ∂∂-='' )(zT y T x T k T k q ∂∂+∂∂+∂∂-=∇-=''k j i T(x,y,z)为标量温度场nT k q n ∂∂-='' 圆筒壁表面的导热速率drdT rL k dr dT kA q r )2(π-=-= 垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度,方向与温度梯度相反。
传热学知识点
传热学主要知识点1.热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2.导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流(热对流)(Convection)的概念。
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。
4对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的4次方。
[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数: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。
传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
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。
8.实际热量传递过程:常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。
9.复杂传热过程二、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)。
传热学 总结
第一章绪论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:物体粒子微观的热运动而产生的热量传递现象。
4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程。
热对流:流体个部分之间发生宏观相对位移级领热流体的相互掺混。
5.辐射传热:由于热运动产生的,以电磁波形式传递能量的现象。
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。
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.稳态传热过程:物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。
第二章热传导1.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称。
2.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面(或线)。
3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
4.导热系数: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。
导热系数是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。
5.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。
材料的导热能力与吸热能力之比导温系数不但与材料的导热系数有关,还与材料的热容量(或储热能力)也有关;从物理意义看,导热系数表征材料导热能力的强弱,导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小,两者都是物性参数。
6.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。
7.保温(隔热)材料:λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。
8.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。
使两个导热壁面之间出现温差。
接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法,此外,也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。
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传热学知识总结1传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2.导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流(热对流)(Convection)的概念。
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。
4对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数: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[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==状大小等。
传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
8.实际热量传递过程:常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。
9.复杂传热过程第一章 导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
傅立叶定律(导热基本定律):垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度,方向与温度梯度相反。
(1)空隙中充有空气,空气导热系数小,因此保温性好;(2)空隙太大,会形成自然对流换热,辐射的影响也会增强,因此并非空隙越大越好。
(3)由于水分的渗入,替代了相当一部分空气,而且更主要的是水分将从高温区向低温区迁移而传递热量。
因此,湿材料的导热系数比干材料和水都要大。
所以,建筑物的围护结构,特别是冷、热设备的保温层,都应采取防潮措施。
UpsideDownsidexa L L2AA A导热微分方程式的理论基础。
傅里叶定律 + 热力学第一定律热扩散率的概念。
热扩散率(用a 表示)反映了导热过程中材料的导热能力与沿途物质储热能力之间的关系值大,即λ值大或ρc 值小,说明物体的某一部分一旦获得热量,该热量能在整个物体中很快扩散。
热扩散率表征物体被加热或冷却时,物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力在同样加热条件下,物体的热扩散率越大,物体内部各处的温度差别越小。
热扩散率反应导热过程动态特性,是研究不稳态导热的重要物理量。
完整数学描述:导热微分方程 + 单值性条件导热微分方程式描写物体的温度随时间和空间变化的关系;它没有涉及具体、特定的导热过程。
是通用表达式。
对特定的导热过程,需要补充单值性条件,才能得到特定问题的唯一解。
单值性条件包括四项:几何条件、物理条件、时间条件(初始条件)、边界条件。
边界条件。
边界条件说明导热体边界上过程进行的特点反映过程与周围环境相互作用的条件(1)第一类边界条件:规定了边界上的温度(已知任一瞬间导热体边界上温度值;)(2)第二类边界条件:已知物体边界上热流密度的分布及变化规律,第二类边界条件相当于已知任何时刻物体边界面法向的温度梯度值;(3)第三类边界条件:当物体壁面与流体相接触进行对流换热时,已知任一时刻边界面周围流体的温度和表面传热系数。
第二章 稳态导热1值.由第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热量关系式,分[]W 112121A h A A h t t Φf f ++-=λδ析第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热量关系式:为了增加传热量,可以采取哪些措施?(1)增加温差(t f1 - t f2),但受工艺条件限制(2)减小热阻:a) 金属壁一般很薄(d 很小)、热导率很大,故导热热阻一般可忽略b) 增大h 1、h 2,但提高h 1、h 2并非任意的c) 增大换热面积 A 也能增加传热量在一些换热设备中,在换热面上加装肋片是增大换热量的重要手段。
2.在管道外覆盖保温层是不是在任何情况下都能减少热损失?为什么?不是,只有当管道外径大于临界热绝缘直径时,覆盖保温层才能减小热损失接触热阻的概念。
实际固体表面不是理想平整的,所以两固体表面直接接触的界面容易出现点接触,或者只是部分的而不是完全的和平整的面接触 —— 给导热带来额外的热阻,即接触热阻。
5. 热阻: 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:hR 1=λ 对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节第三章 非稳态导热1.非稳态导热的分类。
周期性非稳态导热和瞬态非稳态导热2.Bi 准则数, Fo 准则数的定义及物理意义。
Bi 准则数:/1/h Bi hδδλλ===物体内部导热热阻物体表面对流换热热阻; Fo 准则数:2,a Fo τδ=是非稳态导热过程的无量纲时间。
3.集总参数法的物理意义及应用条件。
忽略物体内部导热热阻、认为物体温度均匀一致的分析方法。
此时,温度分布只与时间有关,与空间位置无关。
应用条件:0.1Bi <4.时间常数的定义及物理意义。
采用集总参数法分析时,物体中过余温度随时间变化的关系式中的ρ具有时间的量纲,称为时间常数。
cV hA/()时间常数的数值越小表示测温元件越能迅速地反映流体的温度变化。
5.非稳态导热的正规状况阶段的物理意义。
当0.2Fo≥时,物体在给定的条件下冷却或加热,物体中任何给定地点过余温度的对数值将随时间按线性规律变化。
物体中过余温度的对数值随时间按线性规律变化的这个阶段,称为瞬态温度变化的正规状况阶段。
6.半无限大物体的概念。
半无限大物体的概念如何应用在实际工程问题中?半无限大物体,是指以无限大的y-z平面为界面,在正x方向伸延至无穷远的物体。
在实际工程中,对于一个有限厚度的物体,在所考虑的时间范围内,若渗透厚度小于本身的厚度,这时可以认为该物体是个半无限大物体。
第四章导热问题数值解法基础1.数值解法的基本求解过程数值解法,即把原来在时间和空间连续的物理量的场,用有限个离散点上的值的集合来代替,通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程,从而获得离散点上被求物理量的值;并称之为数值解。
2.热平衡法的基本思想。
对每个有限大小的控制容积应用能量守恒,从而获得温度场的代数方程组,它从基本物理现象和基本定律出发,不必事先建立控制方程,依据能量守恒和傅立叶导热定律即可。
第五章对流换热分析影响对流换热的主要物理因素.对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的结果。
其影响因素主要有以下五个方面:(1)流动起因; (2)流动状态; (3)流体有无相变; (4)换热表面的几何因素; (5)流体的热物理性质。
2.对流换热是如何分类的?(1)流动起因:自然对流和强制对流;(2) 流动状态: 层流和紊流;(3)流体有无相变: 单相换热和相变换热(4)换热表面的几何因素:内部流动对流换热和外部流动对流换热。
3.对流换热问题的数学描写中包括那些方程?连续性方程、动量微分方程、能量微分方程、对流换热过程微分方程式。
4.边界层概念的基本思想。
流场可以划分为两个区:边界层区与主流区边界层区:流体的粘性作用起主导作用,流体的运动可用粘性流体运动微分方程描述(N-S 方程)主流区:速度梯度为0,t =0;可视为无粘性理想流体;流体的运动可用欧拉方程描述。
5.流动边界层的几个重要特性。
(1) 边界层厚度 d 与壁的定型尺寸L 相比极小,d << L(2) 边界层内存在较大的速度梯度(3) 边界层流态分层流与湍流;湍流边界层紧靠壁面处仍有层流特征,存在层流底层;(4) 流场可以划分为边界层区与主流区6.温度场可以划分为两个区:热边界层区与等温流动区7.数量级分析的方法。
比较方程中各量或各项的量级的相对大小;保留量级较大的量或项;舍去那些量级小的项,方程大大简化。
8.相似理论回答了关于试验的哪三大问题?(1) 实验中应测哪些量(是否所有的物理量都测)?应测量各相似准则中包含的全部物理量,其中物性由实验系统中的定性温度确定。
(2) 实验数据如何整理(整理成什么样函数关系)?实验结果整理成准则关联式。
(3) 实物试验很困难或太昂贵的情况,如何进行试验?实验结果可推广应用于哪些地方?实验结果可推广应用到相似的现象,在安排模型实验时,为保证实验设备中的现象(模型)与实际设备中的现象(原型)相似,必须保证模型与原型现象单值性条件相似,而且同名的已定准则数值上相等。
9.Nu, Re, Pr, Gr 准则数的物理意义。
hlNu λ=,表征壁面法向无量纲过余温度梯度的大小,由此梯度反映对流换热的强弱; Re ul ν=,表征流体流动时惯性力与粘滞力的相对大小,Re 的大小能反映流态;Pr a ν=,物性准则,反映了流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小;32g t l Gr αν∆=,表征浮升力与粘滞力的相对大小,Gr 表示自然对流流态对换热的影响。
第六章 单相流体对流换热及准则关联式1. 对管内受迫对流换热,为何采用短管和弯管可以强化流体的换热?.短管:入口效应。
入口处边界层较薄,对流换热强度较大;弯管:由于离心力作用,产生二次回流,对边界层形成一定扰动。
2. 对管内受迫对流换热,各因素对紊流表面传热系数影响的大小。
0.80.60.40.80.40.2(,,,,,)p h f u c d λρμ--=3. 空气横掠管束时,沿流动方向管排数越多,换热越强,为什么?横掠管束时,前排管子后形成的涡旋对后排管子上的边界层造成一定的扰动作用,有利于换热。
第七章 凝结与沸腾换热1.膜状凝结和珠状凝结的概念. 膜状凝结:沿整个壁面形成一层薄膜,并且在重力的作用下流动,凝结放出的汽化潜热必须通过液膜,液膜厚度直接影响热量传递。
珠状凝结:当凝结液体不能很好的浸润壁面时,则在壁面上形成许多小液珠,此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触,因此,换热速率远大于膜状凝结(可能大几倍,甚至一个数量级)虽然珠状凝结换热远大于膜状凝结,但可惜的是,珠状凝结很难保持,因此,大多数工程中遇到的凝结换热大多属于膜状凝结,因此,教材中只简单介绍了膜状凝结2.为什么冷凝器中的管子多采用水平布置?要增大卧式冷凝器的换热面积,采用什么方案最好?只要不是很短的管子,水平布置较竖直布置管外的凝结表面传热系数大。