传热学资料

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传热学的研究方法主要有:理论分析方法;实验研究方法;比拟(类比)方法;数值计算方法

?在具有连续温度场的物体内,过任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线

的法线方向上。称过点P的最大温度变化率为温度梯度(temperature

gradient).用grad t表示。

?定义为:grad

?温度梯度表明了温度在空间上的最大变化率及其方向,是向量,其正向与热流

方向恰好相反。对于连续可导的温度场同样存在连续的温度梯度场。

?傅里叶定律是在毕渥(Boit)进行大量实验后所得结果的基础上,由傅里叶

(Fourier)归纳得出的。

?数学表达式:

?物理意义:任意时刻τ,各向同性的连续介质中任何地点的局部热流密度(local

heat flux)数值上与该点的温度梯度成正比,方向相反,比例系数λ称为导热系数,它是物质的一个重要热物性参数,表征物质导热能力的大小,其单位为

W/(m·K)。

?适用条件:各向同性介质的稳态和非稳态导热现象。

?定义式:

?导热系数在数值上等于单位温度降度(即lK/m)下,在垂直于热流密度的单位面

积上所传导的热流量。导热系数是表征物质导热能力强弱的一个物性参数。

二、影响因素

?包括:物质的种类及性质、温度、压力、密度以及湿度

?各种物质的导热系数相差很大,其根本原因在于不同的物质其导热机理存在着

差异。一般而言,金属的导热系数最大,非金属和液体次之,气体的导热系数最小。导热系数越大,说明其导热性能越好。由图中可以看出,各类物质导热系数的一般大小顺序。

?例如将一根铁棒一端置于火炉中,另一端很快会感觉烫手,这是由于铁棒的热

扩散率a较大的缘故。而在冬天将手置于温度相同的铁板或木板上时,铁板感觉更冰凉一些,则是由于铁板吸热系数较木板大的缘故

?对于瞬态非稳态导热,a的数值大(λ大或ρc小),意味着在热量传递过程中,

沿途用于使物体温度升高的热量少,而剩余有更多的热量向物体内部传递,致

使物体内各点的温度能较快的升高。可以看出,a值的大小,说明物体在加热

冷却时的各部分温度变化的快慢。

?对于瞬态非稳态导热,a越大,意味着不规则情况阶段和正常情况阶段所需时

间越短,即加热或冷却过程所需时间越短。对于周期性非稳态导热,a越大则

意味着温度波衰减及时间延迟程度越小,传播速度越快。

依据从τ时刻开始,在dτ时间内的能量守恒式:

传热学在机械制造方面的应用

传热学在机械制造方面的应用 [摘要]:传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。传热现象在我们的日常生活中司空见惯,早在人类文明之初,人们就学会了烧火取暖。随着工业革命的到来,蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现,传热研究更是得到了飞速的发展被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。当今世界,国与国之间的竞争是经济竞争.而伴随着经济的高速发展,也带来了资源、人口与环境等重大国际问题,传热学在促进经薪发展和加强环境保护方面起着举足轻重的作用。现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却等。 [关键词]:热传递,传热学,机械领域,发展趋势 1 传热学 传热学概念 通常被称为热科学的工程领域包括热力学和传热学[1]。传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后者只讨论在平衡状态下的系统。这些附加的定律是以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。传热学是研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热学问[2]。 传热学发展 传热学作为学科形成于19世纪[2]。在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情。1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。 在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。稍后,法国的傅里叶运用数理方法,更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式热辐射方面的理论比较复杂。

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。 纯顺流和纯逆流时都可按对数平均温差计算式计算,只是取值有所不同。 12边界层,边界层理论 边界层理论:(1)流场可划分为主流区和边界层区。只有在边界层区考虑粘性对流动的影响,在主流区可视作理想流体流动。(2)边界层厚度远小于壁面尺寸(3)边界层内流动状态分为层流与湍流,湍流边界层内紧靠壁面处仍有层流底层。

《传热学》名词解释总结考试专用

————————————第一章————————————— 1)热量传递的动力:温差 2)热量传递的三种基本传递方式:导热,热对流,热辐射 3)导热:单纯的导热发生在密实的固体中 4)对流换热:导热+热对流 5)辐射换热:概念:物体间靠热辐射进行的热量传递过程称为辐射换热;特点:伴随能量形式的转换(内能-电磁波能-内能),不需要直接接触,不需要介质,只要大于0k就会不停的发射 电磁波能进行能量传递(温度高的大)。 6)温度场:是指某一时刻空间所有各点的温度的总称 7)等温面:同一时刻,温度场中所有温度相同的点连接所构成的面 等温线:不同的等温线与同一平面相交,则在此平面上构成一簇曲线称 (注:不会相交不会中断) 8)温度梯度:自等温面上一点到另一个等温面,以该点的法线温度变化率最大。以该点的法线方向为方向,数值也正好等于这个最大温度变化率的矢量称为温度梯度gradt(正方向朝着温度 增加的方向) 9)热流密度:单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度 10)热流矢量:等温面上某点,已通过该点最大的热流密度的方向为方向,数值上也正好等于沿该方向热流密度的矢量称为热流密度矢量(正方向高温指向低温) 11)傅里叶定律:适用于连续均匀和各项同性材料的稳态和非稳态导热过 12)导热系数比较:金属大于非金属大于液体大于气体,纯物质大于含杂质的。 13)导热系数变化特点:气体随温度升高而升高,液体随温度升高而下降,金属随温度升高而下降,非金属保温材料随温度升高而升高,多孔材料要防潮。 14)导热过程完整的数学描述:导热微分方程+单值性条件。 15)单值性条件:几何条件(大小尺寸)+物理条件(热物性参数+内热源有无等)+时间条件(是否稳态)+边界条件 16)边界条件:第一类边界条件:已知任何时刻物体边界面上的温度值 第二类边界条件:已知任何时刻物体边界面上热流密度 第三类边界条件:已知边界面周围流体温度t和面界面与流体之间的表面传热系数h 17)热扩散率:a,表示物体被加热或被冷却时,物体内部各部分温度趋向均匀一致的能力。——————————第二章——————————————————— 1)圆筒壁的热流密度:温度变化/半径变化不等于常数,单位长度热流密度是常数。 2)临界绝热缘直径:对应于总热阻R1为极小值时的保温层外径称为 3)肋片效率:在肋片表面平均温度下,肋片的实际散热量与假定整个肋片表面都处在肋基温度时的理想散热的比值 4)接触热阻:由于固体表面不平整的面接触,给导热过程带来的额外的热阻。 5)接触热阻影响因素:接触面的挤压压力也大R越小;接触面粗糙程度也大R越大;材料匹配程度越好R越小 ——————————第三章—————————————————— 1)非稳态导热分类:周期性非稳态导热,瞬态非稳态导热。 2)瞬态非稳态导热:物体的温度随时间不断升高或降低,经历相当长时间后,物体的温度逐渐趋近于周围介质的温度,最终达到热平衡。 瞬态导热温度变化特点:分三个阶段:不规则情况阶段,正常情况阶段,建立新的稳态阶段。 瞬态导热热流变化规律:不规则情况阶段中q1(墙内表面温度升高,对流换热减少)急剧减小,q2保持不变(温度还没有从内表面传到外表面);正常情况阶段中q1逐渐减小,q2逐渐增大;

传热学考研知识点总结(良心出品必属精品)

传热学考研知识点总结 对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?如下是小编整理的传热学考研知识点总结,希望对你有所帮助。 传热学考研知识点总结§1-1 “三个W” §1-2 热量传递的三种基本方式§1-3 传热过程和传热系数 要求:通过本章的学习,读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的计算,能对工程实际中简单的传热问题进行分析。作为绪论,本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化,具体更深入的讨论在随后的章节中体现。本章重点: 1.传热学研究的基本问题物体内部温度分布的计算方法热量的传递速率增强或削弱热传递速率的方法 2.热量传递的三种基本方式 (1).导热:依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。傅立叶导热公式: (2).对流换热:当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。牛顿冷却公式: (3).辐射换热:任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力,辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能直线传播,所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。黑体热辐射公式:实际物体热辐射: 传热过程及传热系数:热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。最简单的传热过程由三个环节串联组成。 传热学研究的基础 傅立叶定律 能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律四次方定律本章难点 1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同,但却可以同时存在于一个传热现象中。 2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程,且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。 思考题: 1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和,经过拍打以后,效果更加明显。为什么? 2.试分析室内暖气片的散热过程。 3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。试用传热学观点解释原因。 4.从教材表1-1给出的几种h数值,你可以得到什么结论? 5.夏天,有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起,一个表面已结霜,另一个则没有。请问哪个容器的隔热性能更好,为什么? §2-1 导热的基本概念和定律§2-2 导热微分方程§2-3 一维稳态导热§2-4伸展体的一维稳态导热 要求:本章应着重掌握Fourier定律及其应用,影响导热系数的因素及导热问题的数学描写——导热微分方程及定解条件。在此基础上,能对几种典型几何

国电集团招聘考试2-8-热能工程与动力类专业知识点--传热学知识点讲义整理解剖

传热学知识点 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c 7.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:λ δλ=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

传热学重点汇总

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 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。 16试说明管槽内强制对流换热的入口效应。流体在管内流动过程中,随着流体在管内流动局部表面传热系数如何变化的?外掠单管的流动与管内的流动有什么不同 管槽内强制对流换热的入口效应:入口段由于热边界层较薄而具有比较充分的发展段高的表面传热系数。 入口段的热边界层较薄,局部表面传热系数较高,且沿着主流方向逐渐降低。充分发展段的局部表面传热系数较低。 外掠单管流动的特点:边界层分离、发生绕流脱体而产生

回流、漩涡和涡束。 19为什么二氧化碳被称作“温室效应”气体? 气体的辐射与吸收对波长具有选择性,二氧化碳等气体聚集在地球的外侧就好像给地球罩上了一层玻璃窗:以可见光为主的太阳能可以达到地球的表面,而地球上一般温度下的物体所辐射的红外范围内的热辐射则大量被这些气体吸收,无法散发到宇宙空间,使得地球表面的温度逐渐升高20试分析大空间饱和沸腾和凝结两种情况下,如果存在少量不凝性气体会对传热效果分别产生什么影响?原因? 对于凝结,蒸气中的不可凝结气体会降低表面传热系数,因为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。 大空间饱和沸腾过程中,溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾传热得到某种强化,这是因为,随着工作液体温度的升高,不凝结气体会从液体中逸出,使壁面附近的微小凹坑得以活化,成为汽泡的胚芽,从而使q~Δt沸腾曲线向着Δt 减小的方向移动,即在相同的Δt下产生更高的热流密度,强化了传热。 21太阳能集热器的吸收板表面有时覆以一层选择性涂层,使表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍。请问这

传热学浅谈

水质与传热 水质科学与技术是我的专业,传热学是我所学的课程,而我们更习惯于以专业的角度来了解和分析传热学,亦或者说,我们更关注传热学中那些关于水质的我们感兴趣的部分,因此,自然地,我所着眼探究的便是本专业水质科学与本课程传热学之间的联系,相信不管是对于传热课的学习还是对于专业知识的拓展都会是大有裨益的。 我们知道传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。但实际工业生产中,往往热量的传递并不单纯的以某一种方式传递,而是以上面三种基本方式的组合方式进行传热,其中最具代表性的就是对流换热了,而这也是与我们水质能产生紧密联系的部分,因为在工业生产实际中,很多情况下,水以及水蒸气都被广泛采用作为传热的工质,所以作为传热的重要介质,水的某些特性必然会在某种程度上对传热的过程造成影响。 任何一门理论,只有结合实际方才有其研究的必要,同时也不会使其成为只限于书本的死知识。就我们学习传热学而言,我们专业的学习应用方向和本课程的学习目的都是为电厂服务的,所以我们应该联系实际中电厂中具体问题来说明和探究我所写作的题目------水质和传热之间的关系。 在电厂中,其核心是发电系统,其中由于水电站和风电所涉及的更多的是机械能直接发电,与我们所要讨论的核心------热能关联不大,我们把注意力放在以热能发电的火电厂和核电站上。这两种电厂大致的发电系统模式和发电机理是一致的,唯一的不同是产生热能的

源头不同,前者是利用煤的燃烧产生热能,而后者则是将核能转化为热能,这也使两种发电系统中拥有锅炉和反应堆这两种完全不同的热能产生装置,但这些不同点不是我们传热所关注的,我们以纯粹探究传热的眼光只会看到他们都放出了热,我们只关心这放出的热能,是如何在整个发电系统中传递,这便是我们传热所研究的对象,而由于在目前火电厂和核电站都是采用水作为工质,那么水必然会影响到整个过程的传热问题,事实上,我们水质所研究的原本也就是涉及传热的某些问题。具体到电厂的发电系统,传热学在两大传热设备中有着深刻广泛的体现和应用,即锅炉和冷凝器。 前面说到不论是火电还是核电,当他们在锅炉里或反应堆中产生热能后,后续过程将是依靠工质------水来将热能吸收转而依靠水的流动性,将这部分热能带往系统中的汽轮机发电。那么这水吸收锅炉中煤释放的热能过程即为我们所关注的传热问题。 我们知道整个发电系统是一个能量转化的系统,我们是要将较低品质的热能最终转变成高品质的电能,由热力学第二定理我们知道这两者之间的转换是有效率的,是需要以耗散一部分热能为代价才能进行的过程,事实上,在电厂发电的实际过程中,这种效率存在而且很低,这意味着我们所燃烧的煤释放的热能很大一部分都做了无用功,在能源日益紧缺的今天,这显然不是我们所希望看到的,于是我们致力于怎样提高电厂的发电效率,使在使用等量的煤的情况下发出更多的电。而提高锅炉的热效率,无疑有助于这一目的的实现,而在改善锅炉的热效率中,我们一方面是要改善燃烧使煤的化学能充分转化为

传热学知识点资料讲解

常用的相似准则数:①努谢尔特:Nu=aL/λ分子是实际壁面处的温度变化率,分母是原为l的流体层导热机理引起的温度变化率反应实际传热量与导热分子扩散热量传递的比较。Nu大小表明对流换热强度。②雷诺准则Re=WL/V Re大小反映了流体惯性力和粘性力相对大小。Re是判断流态的。③格拉小夫准则Gr=gβ△tL3/V2 Gr的大小表明浮升力和粘性力的的相对大小,Gr表明自然流动状态兑换热的影响。 ④普朗特准则: Pr=V/a Pr表明动量扩散率与热量扩散率的相对大小。 辐射换热时的角系数:①相对性②完整性③可加性 热交换器通常分为三类:间壁式、混合式和回热式,按传热表面的结构形式分为管式和板式间壁式热交换器按两种流体相互间的流动方向热交换器分为分为顺流,逆流,交叉流。 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。传热学考研总结 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 4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 5对流换热是怎样的过程,热量如何传递的? 对流换热:指流体各部分之间发生宏观运动产生的热量传递与流体内部分子导热引起的热量传递联合作用的结果。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(不依靠泵或风机等外力作用,由于流体内部密度差引起的流动)与强制对流(依靠泵或风机等外力作用引起的流体宏观流动)。 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,流动起因(自然、强制),流动状态(层流、湍流),有无相变。 6何谓凝结换热和沸腾换热,影响凝结换热和沸腾换热的因素? 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,将汽化潜热传递给壁面的过程称为凝结过程。 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。 如果凝结液体不能很好地润湿壁面,在壁面上形成一个个小液珠,这种凝结方式称为珠状凝结。 液体在固液界面上形成气泡引起热量由固体传递给液体的过程称为沸腾换热。 按沸腾液体是否做整体流动可分为大容器沸腾(池沸腾)和管内沸腾;按液体主体温度是否达到饱和温度可分为饱和沸腾和过冷沸腾。 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。 影响凝结换热的因素:不凝结气体、蒸汽流速、管内冷凝、蒸汽过热度、液膜过冷度及温度分布非线性。 影响沸腾换热的因素:不凝结气体(使沸腾换热强化)、过冷度、重力加速度、液位高度、管内沸腾。 7强化凝结换热和沸腾换热的原则? 强化凝结换热的原则:减薄或消除液膜,及时排除冷凝液体。 强化沸腾换热的原则:增加汽化核心,提高壁面过热度。 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?

传热学复习指南 习题80概述

第一部分:必背的公式 1. 通过单层平壁稳态导热热流量的计算公式 λ) δ/() (21A t t Aq w w -= =Φ 2. 通过单层圆筒壁稳态导热热流量的计算公式 )/ln(21 ) (1221r r l t t Aq w w λ π-= =Φ 3. 牛顿冷却公式 t Ah ?=Φ 4. 对于两个漫灰表面组成封闭系统的辐射换热计算 )(11 1212,112 222,111112 12,1b b s b b E E X A A X A A E E -=-++--= Φεεεεε 其中的特例: (1)表面1的面积A 1远远小于表面2的面积A 2,且X 1,2=1,如一个物体被一个空间包容的情况。 )(21112,1b b E E A -=Φε (2)表面1的面积A 1等于表面2的面积A 2,且X 1,2=1,如两块相近的平行平板之间的辐射换热。 1 11) (2 12112,1-+-= Φεεb b E E A 5. 传热方程式 )(21f f t t Ak -=Φm t Ak ?=Φ 6. 换热器计算的基本公式 m t kA ?=Φ

简单顺流和逆流:??? ? ?????-?= ?min max min max ln t t t t t m ,复杂布置情况:逆)(m m t t ?=?ψ )(' '1'111t t c q m -=Φ )('2''222t t c q m -=Φ 第二部分:必背的物理概念表达式或定义式 1. 导热的傅立叶定律数学表达式 n n t gradt q ??-=-=λ λ 在直角坐标系中,x 坐标方向上,x t q ??-=λ或x t A Φ??-=λ 2. 肋片效率 理想 实际ΦΦ= f η 肋片的理想散热量是指整个肋片均处在肋根温度下的散热量。 3. 毕渥数、傅立叶数和时间常数的表达式 λ hl Bi = ,2 l a Fo τ= ,λ ) /(A V h Bi V = , 2 )/(A V a Fo V τ= hA Vc c ρτ= 4. 对流换热中表面传热系数与流体温度场的关系式 x y x w x y t t t h ,0,=∞??-- =λ 5. 对流换热中常见准则数及其物理意义 (1) 努赛尔准则数λ/hl Nu =,壁面上流体的无量纲温度梯度。 (2) 普朗特数 a /Pr ν=:动量扩散厚度与热量扩散厚的对比。 (3) 雷诺数 ν/Re ul =:惯性力与粘性力之比的度量。

有限时间热力学概论及应用浅谈

有限时间热力学概论及应用举例 摘要:有限时间热力学所得结果具有普适性,其研究结果已成为热物理学的一个重要基础。许多学者利用有限时间热力学方法对单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型进行了大量研究,获得了一些比经典热力学对于工程设计和优化更具有实际指导意义的新结论。综述了有限时间热力学的概念由来、发展近况、以及利用有限时间热力学理论对不同传热规律下单级和多级正、反向两热源热力循环最优性能和最优构型研究的最新进展,包括不同传热规律下内可逆和不可逆卡诺热机、制冷机和热泵循环的最优性能研究进展,蒸汽压缩式热泵的分析及优化研究,余热驱动内可逆VM循环热泵的分析优化及研究。 关键词:CA效率;分析与优化;正反向循环;有限时间热力学 0 有限时间热力学概念的诞生 自70年代中期以来,以寻求热力过程的性能极限、达到热力学优化为目标的研究工作在物理学和工程学领域均取得了进展。在物理学领域被称为/有限时间热力学或/内可逆热力学,而在工程学领域被称为/熵产生最小化或/热力学优化理论[1~3]。两者的根本点是一致的,即以热力学与传热学、流体力学和其他传输过程基本理论相结合促使热力学发展为基本特征,在有限时间和有限尺寸约束条件下,以减少系统不可逆性为目标,优化存在传热、流体流动和传质不可逆性的实际热力系统性能[4~6]。本文统一称之为/有限时间热力学。 卡诺定理,它确定了工作于T且和T L 温度间的一切热机所能达到的效率界限。这个界限就是著名的卡诺效率 H L c T T - =1 η)1(但是,实际上存在热阻,要使循环可逆运行,要求循环的等温部分必须以无限缓慢的速度进行,因而循环的周期趋于无限,循环的输出功率为零。任何一台实用热机,都要求有一定的输出功率,都必须使循环在有限时间内运行。此外,实际上还存在热漏、摩擦等不可逆因素,也会使循环的效率降低。所以自古至今,还没有一台热机能达到理想的可逆效率界限,而且一般相差甚远。 经典热力学理论还发展了另一条讨论过程性能界限的途径,这就是引进了热力势的概念。传统的热力势是个态函数,两个状态之间的势差,正是系统在一定的约束条件下从一状态到另一状态所能作出的最大功。例如,初末两态间的吉布斯函数差一游,就

最新传热学知识点

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W 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

(整理)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。 [] W )(∞-=t t hA Φw [] 2m W )( f w t t h A Φq -==

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。

传热学重点知识复习资料合集

传热学重点知识复习资料合集 一、名词汇总概述 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.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。 4.导热原理: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。 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。 15.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。 16.稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。17.非稳态导热:物体中各点温度随时间而改变的导热过程。18.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。 19.保温(隔热)材料:λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。 20.肋效率:肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。 21.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。

传热学论文

地球的温室效应分析:原因及其对策 内燃1301赵坤 摘要:地球自有人类出现至今,已为人类的生存提供了维持生命所必须的条件,但人类社会的发展和对地球的开发利用,使得地球正遭受着毁灭性破坏。工业化革命以来,人类的活动增加了大气中的温室气体,导致了地球升温,全球气候不断恶化…… 关键词:全球变暖温室效应二氧化碳对策 何为温室效应 温室效应,是指“大气中的温室气体通过对长波辐射的吸收而阻止地表热能耗散,从而导致地表温度增高的现象”。温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。大气中的二氧化碳浓度增加,阻止地球热量的散失,使地球发生可感觉到的气温升高,这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系,吸收地球释放出来的红外线辐射,就像“温室”一样,促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。 温室效应的一般机理 温室效应是由太阳——大气——地球系的物理学相互作用造成的,包含以下关键因素。 (1)太阳的温度大约为5800K它外发射光线,产生许多波长的光,波谱范围从紫外线到红外线,在550μm左右的可见光部分最大。 (2)这些光线的大部分通过大气传到地面,其中一部分被陆地或海洋表面吸收。 (3)地球表面也发射辐射,地球辐射的波长范围从接近红外线区域到远离红外线区域,峰值大约为10μm,比太阳光的波长长得多。如果没有大气存在,这个通量将与太阳入射通量平衡。 (4)无云的大气层对太阳光是相当透明的,但对于地球的红外辐射的透明程度则小得多,因此,大气被加热了,随后地球表面也显著增暖。 (5)大气中含有吸收红外辐射的所谓“温室气体”,包括水汽、二氧化碳、甲烷、氧化氮、臭氧和一些浓度更低但仍强烈吸引红外辐射的气体,如氯氟烃类。所有这些温室气体都在一个或多个狭窄的波长范围内吸收红外辐射,形成红外吸收带。由于含有自然吸收红外辐射气体的大气造成了大气的整个较低部分变暖,升温幅度超过30K,这一现象常常被称为自然温室效应。这种增温还可以被认为是由于发射红外辐射的有效高度增加而产生的。大气低层对于红外辐射不再是透明的,所以地球向外辐射就从更高的高度上发射,结果使得地球表面变得更暖。 温室效应加剧的原因 人类活动使温室气体含量增加 大气中的温室气体,主要有六种,包括:二氧化碳、一氧化二氟烃类物质。关于每种温室气体含量增加的原因,具体分析如下: (1)二氧化碳(CO2)。在对大气释放CO2方面,最重要的人类活动是交通、电力等部门对化石燃料的消耗,全球每年因此接受到的碳量19世纪中期为1亿吨左右,到本世纪80年代已达57亿吨。CO2增加的另一个原因是地球陆地植物系

传热学知识点总结

Φ-=B A c t t R 1211k R h h δλ=++传热学与工程热力学的关系: a 工程热力学研究平衡态下热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律, 传热学研究过程和非平衡态热量传递规律。 b 热力不考虑热量传递过程的时间,而传热学时间是重要参数。 c 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。 传热学研究内容 传热学是研究温差引起的热量传递规律的学科,研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法。 热传导 a 必须有温差 b 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,不发生宏观的相对位移 d 没有能量形式的转化 热对流 a 必须有流体的宏观运动,必须有温差; b 对流换热既有对流,也有导热; c 流体与壁面必须直接接触; d 没有热量形式之间的转化。 热辐射: a 不需要物体直接接触,且在真空中辐射能的传递最有效。 b 在辐射换热过程中,不仅有能量的转换,而且伴随有能量形式的转化。 c .只要温度大于零就有.........能量..辐射。... d .物体的...辐射能力与其温度性质..........有关。... 传热热阻与欧姆定律 在一个串联的热量传递的过程中,如果通过各个环节的热流量相同,则各串联环节的的总热阻等于各串联环节热阻之和(I 总=I1+I2,则R 总=R1+R2) 第二章 温度场:描述了各个时刻....物体内所有各点....的温度分布。 稳态温度场::稳态工作条件下的温度场,此时物体中个点的温度不随时间而变 非稳态温度场:工作条件变动的温度场,温度分布随时间而变。 等温面:温度场中同一瞬间相同各点连成的面 等温线:在任何一个二维的截面上等温面表现为 肋效率:肋片的实际散热量ф与假设整个肋表面...处于肋基温度....时的理想散热量ф0 之比 接触热阻 Rc :壁与壁之间真正完全接触,增加了附加的传递阻力 三类边界条件 第一类:规定了边界上的温度值 第二类:规定了边界上的热流密度值 第三类: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..... 。 导热微分方程所依据的基本定理 傅里叶定律和能量守恒定律 傅里叶定律及导热微分方程的适用范围 适用于:热流密度不是很高,过程作用时间足够长,过程发生的空间尺度范围足够大 不适用的:a 当导热物体温度接近0k 时b 当过程作用时间极短时c 当过成发生的空间尺度极小,与微观粒子的平均自由程相接近时

生活中的传热学

硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业 查阅相关资料,回答以下问题: 1、一滴水滴到120度和400度的板上,哪个先干?试从传热学的角度分析? 答:在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△t=t w–t s=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。 2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,为什么? 答:是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。 3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。为什么? 答:这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉,而内壁的热又一下子传不出来,外壁冷却很快的收缩,内壁却还很热,没什么收缩,加以陶瓷特别脆,所以往往裂开。 或者:烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。 4、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。为什么? 答:因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。 5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。为什么?答:因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。 6、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。为什么?答:这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。 7、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。 因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 答:这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 8、某些表演者赤脚踩过炽热的木炭,从传热学角度解释为何不会烫伤?不会烫伤的基本条件是什么? 答:因为热量的传递和温度的升高需要一个过程,而表演者赤脚接触炽热木炭的时间极短,因此在这个极短的时间内传递的温度有限,不足以达到令人烫伤的温度,所以不会烫伤。基本条件:表演者接触炽热木炭的时间必须极短,以至于在这段时间内所传递的热量不至于达到灼伤人的温度 9、我们许多人都喜欢在冬天有暖暖阳光时晒被子,我们都会深有体会,冬天经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来会觉得很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显。为什么?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。 10、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。 11、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。为什么?

工程的热力学与传热学课程的总结与体会

工程热力学与传热学 题目:工程热力学与传热学课程总结与体会院系:水利建筑工程学院给排水科学与工程班级:给排水科学与工程一班 姓名:张琦文 指导老师:姚雪东 日期:2016年5月1日 认识看法地位作用存在问题解决措施未来 发展展望

传热学在高新技术领域中的应用 摘要: 热传递现象无时无处不在【2】它的影响几乎遍及现代所有的工业部门【1】也渗透到农业、林业等许多技术部门中。本文介绍了航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域在不同程度上应用传热研究的最新成果。可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识【1】而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于 应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。 前言:通过对传热学这门课程的学习,了解了传热的基本知识和理论。发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题更是与机械制造这门学科息息相关。传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。传热现

象在我们的日常生活中司空见惯。早在人类文明之初人们就学会了烧火取暖。随着工业革命的到来,蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现,传热研究更是得到了飞速的发展,被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。当今世界国与国之间的竞争是经济竞争,而伴随着经济的高速发展也带来了资源、人口与环境等重大国际问题。传热学在促进经薪发展和加强环境保护方面起着举足轻重的作用。20世纪以前传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却,等离子工艺中带电粒子的传热特性。核工程中有限空间的自然对流,动力和化工机械中超临界区换热,小温差换热,两相流换热,复杂几何形状物体的换热湍流换热等。随着激光等新的实验技术的引入和计算机的应用,为传热学的发展提供了广阔前景。 传热学是研究热量传递规律的一门学科,生产部门存在的多种多样的热量传递问题都可以用传热学来解决,这些部门包括能源、化工、冶金、建筑、机械制造、电子、制冷、

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