传热学复习资料

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传热复习

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《传热学》概论一、名词解释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,在物体各部分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,称为表面对流传热,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,称为表面辐射传热,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。

二、填空题1.热量传递的三种基本方式为、、。

(热传导、热对流、热辐射)2.热流量是指,单位是。

热流密度是指,单位是。

(单位时间内所传递的热量,W,单位传热面上的热流量,W/m2)3.总传热过程是指,它的强烈程度用来衡量。

(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,总传热系数) 4.总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为。

(Rt=1/K)5.稳态传热过程是指。

传热学概念复习资料.

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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。

传热学复习提纲 标准版

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.1.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。

2.临界热绝缘直径: 临界热绝缘直径dc是指对应于总热阻RL为极小值时的保温层外径,只有当管道外径d2大鱼临界热绝缘直径dc时,覆盖保温层才肯定有效地起到减少热损失的作用。

3.速度边界层:在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。

4.温度边界层:在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。

5.定性温度:确定换热过程中流体物性的温度。

6.特征尺度:对于对流传热起决定作用的几何尺寸。

7.相似准则:(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra):由几个变量组成的无量纲的组合量。

8.珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(θ>90˚)时,凝结液在壁面上形成许多液滴,而不形成连续的液膜。

9.膜状凝结:当液体能润湿壁面时,凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角)θ<90˚,凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。

10.核态沸腾:在加热面上产生汽泡,换热温差小,且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度,汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。

11.膜态沸腾:在加热表面上形成稳定的汽膜层,相变过程不是发生在壁面上,而是汽液界面上,但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数,因此表面传热系数大大下降。

12.热辐射:由于物体内部微观粒子的热运动状态改变,而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。

13.吸收比:投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。

14.反射比:投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。

15.穿透比:投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。

16.黑体:吸收比α= 1的物体。

17.白体:反射比ρ=l的物体(漫射表面)18.透明体:透射比τ= 1的物体19.灰体:光谱吸收比与波长无关的理想物体。

20.黑度:实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值,即物体发射能力接近黑体的程度。

传热学复习资料(全)

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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。

传热学复习资料(5套)

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一、选择题1、下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动(A)A导热2、在稳态传热过程中,传热温差一定,如果希望系统传热量增大,则不能采用下列哪种手段(A)A增大系统热阻 B 增大传热面积C增大传热系数 D增大对流传热系数3、温度梯度表示温度场内的某一点等温圈上什么方向的温度变化率(B)法线方向4、下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的。

(D) A 防止热量或冷量的消失B提高热负荷 C防止烫伤D保持流体温度5、流体纯自然对流传热的准则方程可写为(B)B Nu=f(Gr,Pr)6、流体掠过平板对流传热时,在下列边界层各区中,温度降主要发生在哪个区(C)C 层流底层7、由炉膛火焰向木冷壁传热的主要方式(A)A 热辐射8、将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空,其目的是(D)D减少导热与对流传热9、下述几种方法中,强化传热的方法是哪一种(C)C加肋片10、若冷热流体的温度给定,传热器热流体侧结垢后传热壁面的温度将如何改变(B)B减少11、热量传递的三种基本方式(A)A导热、热对流、辐射12、无量纲组合用于对于换热时称为(C)准则 C Nu13、对流换热与以(B)作为基本计算式 B 牛顿冷却公式14、下述几种方法中,强化传热的方法是(C) C增大流速15、当采用加肋片的方法增强传热时,将肋片加在(B)时最有效 B换热系数较小一侧16、下列各参数中,属于物性参数的是(D)导温系数17、某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温,为了达到较好的保温效果,应将(B)材料放在内层 B导热系数较小的18、物体能够发射热辐射的基本条件是(A)A温度大于0K19、下述哪种气体可以看作热辐射透明体(B)反射比=1 B 空气20、灰体的吸收比与投射辐射的波长分布(A)A无关21、在稳态导热中,决定物体内温度分布的是(B)B导热系数22、下列哪个准则数反应了流体物性对对流换热的影响(C) C普朗特数23、在稳态导热中,决定物体内温度分布的是(B) B导热系数24、单位面积的导热热阻单位为(B) B K/W25、绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数(C)自然对流 C 大于26、对流换热系数为100W/(㎡·K),温度为20℃的空气流经50℃的壁面,其对流换热的热流密度为(D)D 3000W/㎡q=h(t2-t1)27、流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热。

《传热学》复习

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《传热学》复习一、思考题1、 试述导热系数、对流换热系数、传热系数的物理意义。

2、 试说明物体内的等温线为何不能相交?热流线能否相交?3、 有一正圆台的四周绝热,顶面温度高于底面,试作出定性等温面与热流线。

4、 一条暴露在大气中的热管道与外界通过哪些方式进行传热?5、 内径相同时,同种材料的厚壁管是否一定比薄壁管的热损失小?试举例说明。

6、 设冬天室内温度为1f T ,室外温度为2f T ,试针对下列情况画出从室内经砖墙到室外的温度分布示意曲线:(1) 室外平静无风;(2) 室外挂大风,冷空气以较大流速吹过砖墙表面;(3) 如果再考虑砖墙与周围环境之间的辐射换热,则温度分布将如何变动?为什么?7、 在夏天,室内保持20℃的室温,穿短裤、凉鞋和衬衫也感到舒服,而到冬天,室内保持同样温度,这时人们穿厚的运动衫才能感到舒服。

试说明原因。

8、 说明下列各式所描述的物理现象:(1)02=∇T ; (2)022=Φ+ dxT d k ; (3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=∂∂2222y T x T a t T 9、 试说明固体导热第三类边界条件式()wf w n T k T T h ∂∂-=-中各项的含义,并说明在什么情况下,第三类边界条件可变为第一类边界条件。

10、 试述非稳态导热差分方程式的稳定性判据。

11、 试比较一维稳态导热和一维非稳态导热的差分方程式。

非稳态导热和稳态导热的差分方程式的求解有何区别?12、 平板、圆管、圆球及翅片各在什么情况下可以按一维稳态导热计算?13、 在推导圆筒壁稳定导热的计算式时作了哪些假设?为什么在运用傅里叶定律中不用热流密度来表示?14、 某热力管道采用两种不同材料的组合保温层,两层厚度相等,第二层的算术平均直径两倍与第一层的算术平均直径,而第二层材料的导热系数仅为第一层材料的一半。

如果把两层材料相互调换,其他情况不变,问每米长管道热损失将如何变化?15、 一厚度为δ的无限大平板,其导热系数k 不变,平板内具有均匀内热源Φ,平板一侧绝热,另一侧与温度为T f 的流体对流换热,换热系数为h ,试写出这一稳定导热过程的完整数学描述。

传热学复习资料汇总

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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,在物体各部分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,称为表面对流传热,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,称为表面辐射传热,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。

(完整版)传热学复习提纲

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CH1 绪论1 热能传递的三种方式是、和,各自的物理机理是什么?2 换热方式分析:图1-3,习题4、7。

3 区别概念:热流量与热流密度,热对流与对流传热,热辐射与辐射传热,传热过程,传热过程热阻与面积热阻。

4 表1-3 热量传递的速率方程。

5 习题10、12、18、21、31、32。

CH2 稳态热传导1 概念:温度场、等温面(线)及其特点。

2 傅立叶定律的文字表述、一般形式的数学表达式。

3 导热系数的定义,其数值大小取决于,一般来讲λ金属λ非金属,λ金属λ液体λ气体。

4 保温材料的定义是。

5 了解三维非稳态导热微分方程式的一般形式,在稳态、一维稳态无内热源、一维稳态有内热源、二维稳态、非稳态、集中参数法(零维非稳态)、一维非稳态等条件下的具体方程形式。

6 定解条件包括初始条件和边界条件,常见的三类边界条件分别是。

7 热扩散率又叫,其表达式是。

8 理解肋片温度场数学描写的导出方法:导热微分方程+折算内热源法和能量守恒法(重点)。

9 肋效率的定义。

10 接触热阻的定义及减小接触热阻的方法。

11 表2-3 一维稳态导热部分分析解汇总(重点热阻表达式)12 例题2-4、2-6(重点分析和讨论);13使用串连热阻叠加的原则和在换热计算中的应用:习题3、4、6、9、14、16、18、34、51。

14需要在蒸汽管道上加装1根温度计测温套管,可供选作套管材料的有外径×厚度为φ10×1和φ10×2(单位:mm)的铜管、铝管和钢管,其中引起测温误差最小的材料应是规格为的CH3 非稳态热传导1 非稳态导热的两个阶段及各自的特点是什么?图3-22 Bi数的定义式及物理意义,不同情况特征长度选取,Bi的大小对平板中温度分布有何影响(图3-4)?与Nu数的区别是。

3 Fo数的物理意义和表达式分别是。

4 时间常数的表达式。

5 集中参数法的适用条件,温度分布计算公式是。

6 例3-2(注意解题步骤)、例3-12热电偶的时间常数;习题6、12、15。

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一、名词解释1、导热系数:2、集总参数法:3、肋效率:4、膜状凝结:5、传热系数:6、热对流:7、珠状凝结:8、有效辐射: 二、简答题1、试用传热学术语说明导热问题常见的三类边界条件。

2、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么?3、简述毕渥数的物理意义,0→Bi 及∞→Bi 各代表什么样的换热条件?4、P r 数的物理意义是什么?试比较P r <1、P r >1和P r =1时,速度边界层与温度边界层厚度的相对大小。

5、热扩散系数是表征什么的物理量?它与导热系数的区别是什么?6、空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,换热强度降低,为什么?7、分别写出N u 、R e 、B i 数学表达式,并说明其物理意义。

8、试从管内强制对流换热的实验关联式4.08.0Pr Re 023.0=Nu 出发,分析强化对流换热的有效措施。

三、计算1、有一厚为20mm 的大平壁,导热系数为1.3W/(m ·K)。

为使每平方米壁面的热损失不超过1500W ,在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12W/(m ·K)的保温材料。

已知复合壁两侧温度分别为700℃及50℃,试确定此时保温层的厚度。

2、用热线风速仪测定气流速度的试验中,将直径为0.1mm 的电热丝与来流方向垂直放置,来流温度为25℃,电热丝温度为55℃,测得电加热功率为20W/m 。

假定除对流外其它热损失可忽略不计。

试确定此时的来流速度。

(15分) 已知空气的物性参数:温度25t =℃时,0.0263λ= W/(m ·K),615.5310v -=⨯m 2/s ,Pr 0.702= 温度40t =℃时,0.0276λ= W/(m ·K),616.9610v -=⨯m 2/s ,Pr 0.699= 温度55t =℃时,0.0287λ= W/(m ·K),618.4610v -=⨯m 2/s ,Pr 0.697= 已知关联式:13Re Pr n Nu C =,其中C 和n 的值从下表中查取:Re C n 0.4~4 0.989 0.330 4~40 0.911 0.385 40~4000 0.683 0.466 4000~400000.1930.61840000~400000 0.0266 0.8053、用裸露的热电偶测定圆管中气流的温度,热电偶的指示值1170t =℃,已知管壁温度90w t =℃,气流对热接点的对流传热表面传热系数为50h =W/(m 2·K),热接点表面的发射率0.6ε=。

试确定气流的真实温度及测温误差,采用什么措施能减小测温误差。

(4、锅炉炉墙由三层平壁组成,内层是厚度10.23δ=m ,1 1.20λ=W/(m ·K)的耐火砖层;外层是厚度30.24δ=m ,30.60λ=W/(m ·K)的红砖层;两层中间填以厚度20.05δ=m ,20.095λ=W/(m ·K)的石棉隔热层。

炉墙内侧烟气温度1511f t =℃,烟气侧对流换热系数135h =W/(m 2·K);锅炉炉墙外侧空气温度222f t =℃,空气侧对流换热系数115h =W/(m 2·K)。

试求通过该炉墙的热损失和炉墙内外壁面的温度1w t 和2w t 。

5、在一个摩托车引擎的壳体上有一个高2cm ,长12cm 的散热片(长度方向系与车身平行)。

散热片表面温度为120℃。

如果车子在20℃的环境中逆风前进,车速为30km/h ,而风速为2m/s ,试计算此时肋片的散热量(风速与车速相平行)。

(15分)可选用:3/12/1332.0re x P R Nu =;3/12/1664.0re x P R Nu =;3/15/4)871037.0(r e P R Nu -=6、试证明:在两个平行平板之间加上n 块遮热板后,辐射换热量将减小到无遮热板时的 )1/(1+n 。

假设各板均为漫灰表面,且发射率相同,皆为ε,板的面积皆为A 。

大气压力(Pa p 51001325.1⨯=)下干空气的热物理性质 温度 (℃) 导热系数λ()/(K m W ⋅) 粘度系数 )/(2s m ν普朗特数 Pr 120 0.0334 25.45×10-6 0.686 70 0.0296 20.02×10-6 0.694 200.025915.06×10-60.703《传热学》一、名词解释1、导热系数的定义式由傅里叶定律的数学表达式给出,其定义式为:→→∂∂=n xt qλ,数值上它等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。

它表示在单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度,它表征了物质导热本领的大小。

2、忽略物体内部导热热阻的简化分析方法称为集总参数法。

3、是肋片实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量比值,它表征肋片散热有效程度的标志。

f η=实际散热量假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量4、蒸气与低于饱和温度的壁面接触时,如果能够很好地润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结。

(膜状凝结时,壁面总是被一层液膜覆盖着,凝结放出的相变热(潜热)必须穿过液膜才能传到冷却壁面上。

)5、传热系数在数值上等于冷、热流体间温差1t ∆=℃、传热面积1A =m 2时的热流量的值,是表征传热过程强烈程度的标尺。

6、热对流是指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。

7、当凝结液体不能很好的润湿壁面时,凝结液体在壁面上形成一个个的小液珠,称为珠状凝结。

8、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 。

它不仅包括表面的自身辐射E ,而且还包括投入辐射G 中被表面发射的部分G ρ,即G E J ρ+= 二、简答题1、 答:第一类边界条件:规定了任意时刻边界上的温度分布。

0τ>时 1()w t f τ=第二类边界条件:规定了边界上的热流密度值。

0τ>时 2()tf xλτ∂-=∂w () 第三类边界条件:规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数h 及周围流体的温度f t 。

()w f th t t xλ∂-=-∂w () 2、答:采用空心砖较好,因为空心砖内部充满着空气,而空气的导热系数相对较小,热阻较大,空心砖导热性较之实心砖差,同一条件下空心砖房间的散热量小保温性好。

3、答:毕渥数表征固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。

0→Bi 说明传热热阻主要在边界上,内部温度趋于均匀,可以用集总参数法进行分析求解;∞→Bi 说明传热热阻主要在内部,可以近似认为壁温就是流体温度,转化成第一类边界条件下的解。

4、答:普朗特数,Pr aν=,它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小,反映了流体动量传递能力与热量传递能力的相对大小,也体现了速度边界层与温度边界层的相对厚薄。

①Pr 1<时,t δδ>;②Pr 1=时,~t δδ;③Pr 1>时,t δδ<。

5、答:热扩散率取决于导热系数λ和c ρ的综合影响;而导热系数是反映物体的导热能力大小的物性参数。

一般情况下,稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数,但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数,还取决于物体的导温系数。

6、空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,气流扰动越强,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,凝结液膜越厚,凝结换热热阻越大,换热强度降低。

7、答:(1)努塞尔(Nusselt)数, hlNu λ=,它表示壁面上无量纲温度梯度的大小;(2)雷诺(Reynolds)数, Re u lv∞=,它表示惯性力和粘性力的相对大小; (3)毕渥(Biot )数,hlBi λ=,它表示固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比(λ为固体导热系数)8、答:由关联式0.80.40.023RePr Nu =可得),,,,,(4.08.04.06.02.08.0--=ηρλp c d u f h ,增加对流传热表面传热系数即可强化换热,因此由对流传热表面传热系数的关系式可以看出流速u 、密度ρ、导热系数λ、比热容 p c 对对流传热系数起到正的影响,即增加上述四者数值可以强化换热,另外由于直径d 和粘度系数η对对流传热系数起到负的影响,因此减小这两者也能增强换热。

三、计算题1.解:按tt q R ∆=∑12.03.1102032211δλδλδ+⨯=+=-∑t R 因此有:12.03.110205070015003δ+⨯-=- 得:m 05011.0=δ2、解:本题为空气外掠圆柱体强制对流换热温度。

由题意20lΦ=W/m ,由牛顿冷却公式()()l w f w f hA t t h d t t πΦ=-=-()3/()20/0.11055252123.14l w f h h d t t ππ-⎡⎤=Φ-=⨯⨯⨯-=⎣⎦W/(m 2·K) (3分) 定性温度: ()()1125554022m w f t t t =+=+=℃ 选取温度为40℃时的空气物性值:温度40t =℃时,0.0276λ= W/(m ·K),616.9610v -=⨯m 2/s ,Pr 0.699= (3分)由此得:32123.140.1107.690.0276hdNu λ-⨯⨯=== (3分) 假设Re 数之值范围在40~4000,有给定的表中的数据有:13Re Pr nNu C =,其中C=0.683,n=0.466 (3分)即:10.46637.690.683Re0.699=⨯⨯得 R e 233.32= 符合上述假设范围故6316.9610Re 233.3239.570.110v u d -∞-⨯==⨯=⨯m/s (3分) 3、 解:当热电偶读数稳定后,热接点单位面积与流道的辐射传热应德育高温气体对他的对流传热,热接点与流道的辐射传热属于12/0A A →的情形,因此对单位面积有()()1,1b b w f E E h t t ε-=- (6分)由此可得44440110.6 5.6717027390273170184.410010050100100w f C T T t t h ε⎡⎤⎡⎤⨯++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-=+-=⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦℃因此真实温度为184.4℃ (3分) 测温误差为184.4170100%7.8%184.4-⨯= (3分)由上述计算式可以看出,为了减少测温误差,可以采用减小热接点的发射率(即增加辐射的表面热阻),增加气流的对流传热表面传热系数来实现。

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