传热学复习资料终结篇

1.试写出普朗克定律,兰贝格定律的数学表达式,并说明其物理意义及数学表达式中各符号的意义与单位。

答:(1)、普朗克定律:E bλ=C 1λ−5e C 2λT −1;物理意义:单位时间内单位表面积向其上的半球空间的所有方向辐射出去的在包含波长λ在内的单位波长内的能量称为光谱辐射力,记为E b λ单位为W/(m 2×m )或W/(m 2×μm )E b λ----黑体光谱辐射力,W/m 3;λ-----波长,m ;T------黑体热力学温度,ke-----自然对数的底; C1---第一辐射常量,3.7419×10-16W ·m 2C2---第二辐射常量1.4388×10-2m ·k(2)、兰贝特定律:dΦ(θ)dAd Ωcos θ=I ;物理意义:面积为的dA 的黑体微元面积内围绕空间结构角θ方向的微元立体角d Ω内辐射出去的能量为d Φ(θ);I---常数,与θ方向无关;d Φ(θ)--辐射出去的能量,WdAcos θ---可以视为从θ方向看过去的面积称为可见面积,m2d Ω----微元立体角,sr2.试阐述导热、对流传热及辐射传热三种传递方式之间的联系与区别?答:导热和对流的区别在于:物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象,称为导热;对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。

联系是:在发生对流换热的同时必然伴生有导热。

导热、对流这两种热量传递方式,只有在物质存在的条件下才能实现,而辐射可以在真空中传播,辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。

3.试写出以热流密度表示的傅里叶定律、牛顿冷却定律及斯忒藩-玻尔兹曼定律的数学表达式,并写出表达式中各符号的意义与单位。

答:①傅里叶定律:dxdt λ-=q ,其中,q--热流密度;λ--导热系数---表征材料导热能力的大小,是一种物理参数,与材料种类和温度有关;dx dt ---沿x 方向的温度变化率----表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。

②牛顿冷却公式:q=h(t w -t f ),其中q--热流密度;h----表面传热系数---当流体与壁面温度相差1°时,每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量;t w---固体表面温度;t f ---流体的温度。

③斯忒藩-玻尔兹曼定律:q=σT 4,其中,q--热流密度;σ---斯忒藩-玻尔兹曼常数;T---辐射物体的热力学温度。

4.由对流换热微分方程式表明,在边界值上垂直于壁面的热量传递完全依靠导热,那么在对流换热过程中流体的流动起什么作用?答:(1)、在描述对流换热的能量微分方程中,对流项含有流体速度,即要获得流体的温度场,必须先获得速度场,只有流体流动,才能建立流动速度场;(2)、流体流动可带来热量,亦可带走热量,流动与换热密不可分。

5.家用热水器,瓶胆的两层玻璃之间抽成真空,内胆外壁及外胆内壁涂了发射率很低的银。

试应用传热学的理论分析热水瓶具有保温作用的原因。

如果不小心破坏了瓶胆上抽气口的密封,这会影响保温效果吗?答:由于瓶胆的两层玻璃间抽成真空,真空使通过导热的热损失降到最低,真空情况下不存在对流换热。

涂了反射率很低的银,减少了热辐射换热。

抽气口破坏极大地影响保温效果。

6.试画出大容器沸腾的q-△t曲线,并对热流密度可控及壁面温度可控的两种情形,分别说明控制热流密度小于临界流体密度及温差小于临界温差的意义。

对于依靠控制热流密度来改变工况的加热设备,一旦热流密度超过峰值,工况将沿q max 点的虚线跳至稳定膜态沸腾线,温度将猛升至1000度,可能导致设备的烧毁,所以必须严格监视和控制热流密度,确保在安全工作范围之内。

对于壁温可控的设备,一旦q超过转折点之值,就可能导致膜态沸腾,在相同的壁温下使热量大大减少。

7. 用套管温度计测量容器内的热流密度,为了减小测量误差,套管材料是选用铜还是不锈钢?说明原因。

答:由于套管温度计的套管可视为一维截面直肋,要减小测量误差(即使套管顶部温度尽量接近流体温度)应尽量减小沿套管长度流向容器壁面的热量,即增大该方向热阻,所以应用导热系数小的不锈钢。

8.试写出Nu、Pr、Gr、Re数的数学表达式,说明各数的物理意义。

,它表示表面上无量纲温度梯度的大小。

答:(1)努塞尔数,Nu=hlλ,它表示惯性力和粘性力的相对大小。

(2)雷诺数, Re=ulv(3)普朗特数,Pr=v,它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。

a,它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。

(它表示无量纲热阻) (4)毕渥数,B i=ℎlλ(5)格拉小夫数,Gr=g l 3a∆tv2,是流体浮升力与粘性力之比的度量10.定性说明速度边界层厚度与热边界层厚度之间的关系?答:在同一位置上热边界层厚度与速度边界层厚度的相对大小与流体的普朗特数p r有关,也就是与流体的热扩散特性和动量扩散特性的相对大小有关。

当普朗特数很小时,p r〈1(液态金属),热边界层厚度〉速度边界层厚度,对于空气,两者大致相同p r〈1(高Pr的油类),速度边界层厚度〉温度边界层厚度11.层流<紊流;水>空气;直管<弯管;光滑管<粗糙管;层流入口段>层流充分发展段13.试画出大容器沸腾的q-△t曲线,并说明在q-△t曲线中为什么稳定模态沸腾部分的曲线会随△t的增加而迅速上升?图同6此时Δt>200℃,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,而是在气液界面上,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降低,而此时壁面温度远高于饱和温度,因此需考虑汽膜内的辐射换热,所以换热强度又能有所提高。

14.在你学过的对流传热中,表面传热系数计算中显含传热温差的有那几种传热方式,不显含传热温差的有那几种传热方式,不显含传热温差是否意味着与温差没有关系?答:表面传热系数计算中显含传热温差的有凝结换热和沸腾换热,对立换热。

不显含传热温差:湍流膜状凝结换热、有限空间自然对流换热,大空间自然对流换热、内部强制对流换热。

不显含传热温差并不意味着与温差没有关系,只是温差的影响隐含在公式适用范围和物件计算中。

15.什么收光谱吸收比?在不同光源照耀下,物体常呈现不同的颜色,如何解释?答:物体在对对某一特定波长的辐射能所吸收的百分数,也叫单色吸收比。

光谱吸收比随波长的变化体现了实际物体的选择吸收的特性。

物体的颜色是物体对光源某种波长的强烈反射,不同光源的光波不同,所以物体呈现不同的颜色。

16.对于一般物体,吸收比等于发射率在什么条件下才成立?答:(1)整个系统处于热平衡状态;(2)若物体的吸收比和发射率与温度有关,则二者只有处于同一温度下的值才能相等;(3)投入辐射源必须是同温度下的黑体。

17。

从传热表面的结构而言,强化凝结换热的基本思想是什么?强化沸腾换热的基本思想是什么?答:,强化凝结换热的基本思想是尽量减薄粘滞在换热表面上液膜的厚度,强化沸腾换热的基本思想是尽量增加换热表面的汽化核心数17.用铝制的水壶烧开水时,尽管炉火很旺,但水壶仍然安然无恙。

而一旦壶内的水烧干后,水壶很快就烧坏。

试从传热学的观点分析这一现象答:当壶内有水时,可以对壶底进行很好的冷却(水对壶底的对流换热系数大),壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高;当没有水时,和壶底发生对流换热的是气体,因为气体发生对流换热的表面换热系数小,壶底的热量不能很快被传走,故此壶底升温很快,容易被烧坏。

18.对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容?既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解,那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义?答:对流换热问题完整的数字描述应包括:对流换热微分方程组及定解条件,定解条件包括,(1)初始条件(2)边界条件(速度、压力及温度)建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系,每一种关系都必须满足动量,能量和质量守恒关系,避免在研究遗漏某种物理因素19.试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。

对流换热过程微分方程式与导热过程的第三类边界条件表达式两者有什么不同之处? 答:(1)①第一类边界条件:②第二类边界条件:③第三类边界条件:(2)对流换热过程微分方程式:h =−λΔt ðt ðy |y =0导热过程的第三类边界条件表达式为:不同之处:对于微分换热方程,h 是未知数,λ为流体的导热系数;导热过程第三类边界条件表达式,h 作为已知的边界条件给出,λ为固体的导热系数。

20.在气温为10度的房间内用细绳掉一块直径均匀的圆柱冰块,过一段时间后,冰块的形状会发生哪些变化?冰块会在绳上完全融化吗?答:由题意知,该冰柱的融化过程相当于竖圆柱的自然对流换热。

根据竖壁自然对流换热的机理,由于冰柱壁面温度低于周围空气温度,故流体贴壁向下流动,边界层上部薄而下部厚。

局部对流换热系数上部较大而下部较小,因此,虽然冰柱整个会慢慢融化,但上部融化较快,其形状会变得上部细、下部粗,不等在绳上全部融化就会掉在地上22)(01ττf t w =>时,)()(02τλτf x t w =∂∂->时)()(f w w t t h x t -=∂∂-λ)()(f w w t t h x t -=∂∂-λ图中:q1——从咖啡到瓶内胆的自然对流;q2——通过瓶内胆的导热;q3——从瓶内胆到空气的自然对流;q4——从空气到外壳的自然对流;q5——瓶内胆外表面与外壳内表面之间的辐射换热;q6——通过外壳的导热;q7——从外壳到室内空气的自然对流;q8—外壳外表面与环境之间的辐射换热。

设计优质保温容器的指导意见:(1)采用镀铝(低发射率)的瓶和外壳,以降低净辐射换热;(2)把空气隔层抽成真空,或用填料抑制自然对流23.“表面传热系数h与流体速度场无关”,判断说法的正确性?简述其原因。

答:这种说法不正确。

因为在描述流动的能量微分方程中,对流项含有流体速度,即要获得流体的温度场,必须先获得其速度场,“流动与换热密不可分”,因此表面传热系数必与流体速度场有关。

24对于附图所示的两种水平夹层,试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同?如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数,应采用哪一种布置?解:(1)中热量交换的方式主要为热传导。

(2)热量交换的方式主要有热传导和自然对流。

所以如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数,应采用(1)布置。

25.试从沸腾过程分析,为什么总电加热器时当加热功率q>qmax时易发生壁面被烧毁的现象,而采用蒸汽加热则不会。

热线法”测气体导热系数控制误差:设法维持钨丝温度为恒定;为减少气体对流传热的影响,测量应在低气压条件下进行答:用电加热时,加热方式是控制表面的热流密度,而采用蒸汽加热则是避免温度可控的情形。

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传热学知识点总结材料(20201222234105)

传热学知识点总结材料(20201222234105)

第一章§-1 “三个W ”§-2热量传递的三种基本方式§-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(有哪些热量传递方式和环节)。

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。

由于电磁波只育請线传播,所以只有两个物体相互看得见的咅盼才能发生辐射换热。

黑体热辐射公式:实际物体热辐射:3. 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。

4. 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(串联或并联)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,你可以得至M十么结论?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。

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。

传热学知识点总结

传热学知识点总结

第一章§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有哪些热量传递方式和环节..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:3.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..4.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;但却可以串联或并联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;为什么第二章导热基本定律及稳态导热§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;能对几种典型几何形状物体的一维稳态导热问题用分析方法确定物体内的温度分布和通过物体的导热量.. 本章重点: 1.基本概念温度场 t =fx ;y ;z ;τ;稳态与非稳态;一维与二维 导热系数λ2.导热基本定律:可以认为是由傅立叶导热公式引深而得到;并具有更广泛的适应性.. (1) 可以应用于三维温度场中任何一个指定的方向 (2) 不要求物体的导热系数必须是常数 (3) 不要求沿x 方向的导热量处处相等 (4) 不要求沿x 方向的温度梯度处处相等 (5) 不要求是稳态导热3.导热微分方程式及定解条件1导热微分方程式控制了物体内部的温度分布规律;故亦称为温度控制方程只适用于物体的内部;不适用于物体的表面或边界..受到坐标系形式的限制..其推导依据是能量守恒定律和傅立叶定律.. 2定解条件定解条件包括初始条件和边界条件.. 第一类边界条件给定边界上的温度值 第二类边界条件给定边界上的热流密度值 第三类边界条件给定边界对流换热条件 3求解思路求解导热问题的思路主要遵循“物理问题 数学描写 求解方程 温度分布 热量计算” 4.一维稳态导热问题的解析解 1如何判断问题是否一维 2两种求解方法对具体一维稳态无内热源常物性导热问题;一般有两种求解方法:一是直接对导热微分方程从数学上求解;二是利用fourier 定律直接积分..前者只能得出温度分布再应用fourier 定律获得热流量.. 3温度分布曲线的绘制对一维稳态无内热源导热问题;当沿热流方向有面积或导热系数的变化时; 依此很容易判断温度分布.. 本章难点:本章难点是对傅立叶导热定律的深入理解并结合能量守恒定律灵活应用;这是研究及解决所有热传导问题的基础.. 思考题:1.如图所示为一维稳态导热的两层平壁内温度分布;导热系数λ均为常数..试确定: 1q 1;q 2及q 3的相对大小;2 λ1和λ2的相对大小..2.一球形贮罐内有-196 的液氦;外直径为2m;外包保温层厚30cm; 其λ= 0.6w/m.k..环境温度高达40 ;罐外空气与保温层间的h=5w/m 2.k 试计算通过保温层的热损失并判断保温层外是否结霜..3.试推导变截面伸展体的导热微分方程;并写出其边界条件..假设伸展体内导热是一维的..第三章 非稳态导热§3-1非稳态导热的基本概念 §3-1集总参数法§3-3非稳态导热过程的微分方程分析要求:通过本章的学习;读者应熟练掌握非稳态导热的基本特点;集总参数法的基本原理及其应用;一维非稳态导热问题的分析解及海斯勒图的使用方法..读者应能分析简化实际物理问题并建立其数学描写;然后求解得出其瞬时温度分布并计算在一段时间间隔内物体所传递的导热量.. 本章重点;一.非稳态导热过程1.实质:由于某种原因使物体内某点不断有净热量吸收或放出;形成了非稳态温度场..2.一维非稳态导热的三种情形:见教材图3-3.. 3.Bi;Fo 数的物理意义 二.集总参数法1.实质:是当导热体内部热阻 忽略不计即Bi 0时研究非稳态导热的一种方法..判别依据:Bi<0.1M..2.时间常数3.几点说明:导热体外的换热条件不局限于对流换热..建立导热微分方程的根本依据是能量守恒定律;由Bi 数的定义;若h 或特征长度d 未知时;事先无法知道Bi 数的大小;此时先假设集总参数法条件成立;待求出h 或d 之后;进行校核.. 三.一维非稳态导热分析解1.前提:一维、无内热源、常物性;Bi 或有限大..2.非稳态导热的正规状况阶段:当Fo>0.2以后;非稳态导热进入正规状况阶段..此时从数学上表现为解的无穷级数只需取第一项;从物理上表现为初始条件影响消失;只剩下边界条件和几何因素的影响.. 本章难点:1.对傅立叶数Fo 和毕渥数Bi 物理含义的理解..2.集总参数法和一维非稳态导热问题分析解的定量计算.. 思考题:1.两个侧面积和厚度都相同的大平板; 也一样;但导温系数a 不同..如将它们置于同一炉膛中加热;哪一个先达到炉膛温度2.两块厚度为30mm 的无限大平板;初始温度20℃;分别用铜和钢制成;平板两侧表面温度突然上升到60℃;试计算使两板中心温度均上升到56℃时;两板所需时间比..已知a 铜=103;a 钢=12.910-6m 2/s..3.某同学拟用集总参数法求解一维长圆柱的非稳态导热问题;他算出了Fo 和Bi 数;结果发现Bi 不满足集总参数法的条件;于是他改用Fo 和Bi 数查海斯勒图;你认为他的结果对吗;为什么4.在教材图3-6中;当 越小时; 越小;此时其他参数不变时 越小..即表明 越小;平板中心温度越接近流体温度..这说明 越小时物体被加热反而温升越快;与事实不符;请指出上述分析错误在什么地方..5.用热电偶测量气罐中气体的温度;热电偶初始温度20℃;与气体表面h=10w/m 2.k;热电偶近似为球形;直径0.2mm..试计算插入10s 后;热电偶的过余温度为初始过余温度的百分之几 要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%;至少需要多长时间 已知热电偶焊锡丝的 =67w/m.k; ρ=7310kg/m 3;c=228J/kg.k..第五章 对流换热§5-1 对流换热概说§5-2 对流换热的数学描写§5-3 对流换热边界层微分方程组§5-4 相似理论基础§5-5 管内受迫流动§5-6 横向外掠圆管的对流换热§5-7 自然对流换热及实验关联式要求;通过本章的学习;读者应从定性上熟练掌握对流换热的机理及其影响因素;边界层概念及其应用;以及在相似理论指导下的实验研究方法;进一步提出针对具体换热过程的强化传热措施..本章主要从定量上计算无相变流体的对流换热;读者应能正确选择实验关联式计算几种典型的无相变换热管槽内强制对流;外掠平板、单管及管束强制对流;大空间自然对流的表面传热系数及换热量..本章重点:一.对流换热及其影响因素对流换热是流体掠过与之有温差的壁面时发生的热量传递..导热和对流同时起作用..表面传热系数h是过程量..研究对流换热的目的从定性上讲是揭示对流换热机理并针对具体问题提出强化换热措施;从定量上讲是能计算不同形式的对流换热问题的h及Q..对流换热的影响因素总的来说包括流体的流动起因、流动状态、换热面几何因素、相变及流体热物性等..亦说明h是一复杂的过程量;Newton冷却公式仅仅是其定义式..二.牛顿冷却公式三.分析法求解对流换热问题的实质分析法求解对流换热问题的关键是获得正确的流体内温度分布;然后利用式5-3求出h;进而得到平均表面传热系数..四.边界层概念及其应用速度和温度边界层的特点及二者的区别..温度边界层内流体温度变化剧烈;是对流换热的主要热阻所在..数量级对比是推导边界层微分方程组常用的方法..基于:五.相似原理对流换热的主要研究方法是在相似理论指导下的实验方法..学习相似理论;应充分理解并掌握三个要点:如何安排实验应测的量;实验数据和整理方法;所得实验关联式推广应用的条件..准则数一般表现为相同量纲物理量或物理量组合的比值;在具体问题中表示的并不是其比值的真正大小;而是该比值的变化趋势..传热与流动中常见的准则数Re、Pr、Nu、Gr、Bi、Fo;其定义和物理意义是应该熟练掌握的..六.无相变对流换热的定量计算注意:判断问题的性质选择正确的实验关联式三大特征量的选取:、、牛顿冷却公式对不同的换热;温差和换热面积有区别实际问题中常常需要使用迭代方法求解;计算结束时应校核前提条件是否满足.. 或则 ;需先假定流态;最后再校核对流换热常常与辐射换热同时起作用;尤其在有气体参与的场合..本章难点:对流换热机理和过程的理解相似原理和相似准则数意义的理解定量计算思考题;1.管内强制对流换热;为何采用短管或弯管可以强化流体换热2.其它条件相同时;同一根管子横向冲刷与纵向冲刷比;哪个的h 大;为什么3.在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验;到太空中是否仍有效 为什么4.由 式中没有出现流速; h 与流体速度场无关;这样说对吗5.一般情况下粘度大的流体其Pr 也大..由 可知;Pr 越大;Nu 也越大;从而h 也越大;即粘度大的流体其h 也越高;这与经验结论相悖;为什么6.设圆管内强制对流处于均匀壁温t w 的条件;流动和换热达充分发展阶段..流体进口t f `;质量流量为q m ;定压比热容为c p ;流体与壁面间表面传热系数为h..试证明下列关系式成立: 式中P 为管横截面周长;t f x 指流体在截面x 处平均温度.. 7.初温为35 ℃流量为1.1kg/s 的水;进入直径为50mm 的加热管加热..管内壁温为65 ℃ ;如果要求水的出口温度为45 ℃ ;管长为多长 如果改用四根等长、直径为25mm 的管子并联代替前一根管子;问每根管子应为多长第六章 凝结与沸腾换热凝结换热现象膜状凝结分析解及实验关联式 影响凝结换热的因素 沸腾换热现象 沸腾换热计算式 影响沸腾换热的因素要求:通过本章的学习;读者应从定性方面掌握凝结和沸腾两种对流换热方式的特点、影响因素和强化措施;尤其是膜状凝结的影响因素和大容器饱和沸腾曲线..从定量上应掌握竖壁、水平单管和管束的膜状凝结工程计算;以及大容器核态沸腾及临界热流密度的计算.. 本章重点: 一.凝结换热 1.现象与特点产生条件是壁面温度<蒸气饱和温度..珠状凝结和膜状凝结的特点、热量传递规律;h 珠状>>h 膜状;但不能持久..2.竖壁膜状凝结分析解Nusselt 分析解基于9条假设;视液膜内只有纯导热..因此要获得局部表面传热系数;只需获得该处液膜厚度..3.膜状凝结的工程计算流态判别Re 迭代法;关联式;注意特征长度和定性温度 4.影响因素掌握膜状凝结诸影响因素;尤其是不凝性气体和蒸气流速的影响机理.. 5.凝结换热的强化当凝结热阻是传热过程主要分热阻时;强化效果较好..强化的原则主要是破坏或减薄液膜层;或加速液膜的排泄.. 二.沸腾换热 1.特点饱和沸腾和过冷沸腾;大容器沸腾和强制对流沸腾;沸腾与蒸发..汽化核心数是衡量强化沸腾的重要参数..2.大容器饱和沸腾曲线曲线形式;随着 t ;四个不同区域的换热规律和特点..核态沸腾是工业中理想的工作区域;其温差小;换热强..3.沸腾换热的两种加热方式控制壁温改变壁温t w 与液体饱和温度t s 之差 t=t w -t s ;q 的大小受沸腾侧影响很大.. 控制热流改变壁面处的热流密度q;q 取决于外部施加的条件;而与h 无关.. 4.临界热流密度q m a x 的意义对热流可控:使q< q m a x ;保证设备安全运行不致烧毁 对壁温可控:使 t< t c ;保证设备有较高的传热效率 5.沸腾换热的工程计算计算公式的拟合误差一般较大;因为沸腾换热机理复杂;受加热表面影响很大.. 6.汽化核心结合汽化核心概念理解沸腾换热机理;结合大容器饱和沸腾曲线了解气泡的生成、长大、脱离、破裂等规律7.沸腾换热影响因素和强化沸腾换热影响因素就是气泡生长运动的影响因素..强化沸腾换热的主要出发点是增加壁面汽化核心数;基本手段是沸腾表面的特殊加工.. 本章难点:凝结与沸腾换热机理和过程的理解 层流膜状凝结Nusselt 简化分析的理解 沸腾换热中烧毁点的理解 思考题:1.竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数将如何变化 为什么2.为什么蒸气中含有不凝性气体会影响凝结换热的强度3.两滴完全相同的水在大气压下分别滴在表面温度为120和400 的铁板上;哪块板上的水先被烧干 为什么4.在电厂动力冷凝器中主要冷凝介质是水蒸气;制冷系统的冷凝器中介质是氟利昂蒸气..在工程实际中常常要强化制冷设备中的凝结换热;而不强化电力设备中的;为什么5.压力为1.013 105Pa 的饱和水蒸气;用壁温为90 的水平铜管来凝结..方案一是用一根直径为10cm 的铜管;方案二是用10根直径为1cm 的铜管..其他条件都相同;哪个方案产生的凝液量多6.一竖管;管长为管径的64倍..为使管子竖放与平放的凝结表面传热系数相等;必须在竖管上安装多少个泄液盘 设相邻泄液盘之间距离相等..第七章 热辐射基本定律及物体的辐射特性§7-1 热辐射的基本概念 §7-2 黑体辐射基本定律 §7-3 实际物体的发射特性 §7-4 实际物体的吸收特性 要求:本章重点是了解热辐射的特点;掌握热辐射的一些基本概念;学习并理解描写黑体辐射的几个基本定律..理解基尔霍夫定律的含义及其作用;了解灰体与黑体、特别是灰体与实际物体的差异.. 本章重点:一.热辐射和黑体辐射 1.热辐射1热辐射指物体由于热的原因发射电磁波的过程..对工程实际的大多数问题来说;热辐射特性主要是红外线的特性;因此不能用可见光的理论来解释..2固体和液体的辐射和吸收是在物体表面上进行;而气体却在整个容积中进行..由此对固体和液体在研究发射和吸收特性时;均只研究半球空间..3黑体的定义是吸收比为1的物体;它是研究辐射换热最重要的简化模型..实际物体的辐射与吸收都以黑体为参照对象 ..在相同温度的物体中;黑体的辐射能力和吸收能力都是最大的..4“漫射体”和“灰体”是辐射换热研究中另外两个重要模型..漫射体是指辐射特性与方向无关的物体;灰体是指单色吸收比 与波长无关的物体.. 2.斯蒂芬-玻尔兹曼S-B 定律Eb= T 4 w/m23.普朗克Planck 定律和维恩Wien 位移定律Planck 定律描述黑体的E b 随 变化的规律..E b =f ;T;某一T 的曲线与横轴之间的面积代表了该T 下的E b ;并且T 越高;曲线的峰值越往短波方向移动..T m =常数就是Wien 位移定律.. 4.兰贝特Lambert 定律Lambert 定律描述的是黑体辐射能量在半球空间不同方向上的分布规律..应注意此时是指半球空间某一指定方向全部波长能量的分布规律;在不同方向上能量的比较;只有在相同立体角的基础上才有意义..Lambert 定律表明;虽然黑体辐射沿半球空间各方向的能量不相同沿表面法线方向最大;切线方向最小;但定向辐射强度却相同;这是由于定向辐射力的定义中强调的是辐射表面的面积;而定向辐射强度中用到的是可见辐射面积;所以表面法线方向可见辐射面积最大;其辐射能亦最大;切线方向可见面积为零;则辐射能也为零..黑体的定向辐射强度=常数..具有这种特性的表面即为漫射表面..漫射表面并非一定是黑体表面.. 5.黑体辐射函数F b 0- 表示某一T 下物体在0- 波长范围内黑体辐射能占同T 下黑体辐射力的百分比..它用来计算黑体或实际物体的辐射..见教材例7-4;7-5.. 二. 实际物体的辐射特性灰体和漫射体是实际物体的两种有效简化..1物体的发射率只取决于其表面特性;与外界条件无关 2对同种材料而言一般有 粗糙面> 磨光面; 氧化表面> 非氧化面3光滑表面的 =0.95 n ;粗糙表面的 =0.98 n ..工程中一般假定 = n = ;但高度磨光金属表面 =1.2 n4实际物体辐射力并非严格与T 4呈正比;但通常仍用T 4表示;而把其它复杂因素归于 中..5实际物体在表面法线方向大约 =0~60°范围内的定向发射率均保持常数;而表面发射的辐射能绝大部分集中在这一区域;因此通常认为金属和非金属表面为漫射表面.. 三. 实际物体的吸收特性实际物体的吸收特性远比其发射特性复杂;吸收比不仅取决于自身表面特性;还对投入辐射的波长具有选择性..灰体是对实际物体的吸收比进行抽象简化后的理想模型;它的 =常数..对灰体的理解;只要在所研究的辐射能覆盖的波长范围内 常数即可;而不必追求对所有波长都严格成立四. 基尔霍夫Kirchhoff 定律Kirchhoff 定律将实际物体的发射率与吸收比联系起来.. T= T 要求该物体在与黑体处于热平衡时成立..对漫射灰体而言;则恒有 T= T;而不需要附加条件.. 1 Kirchhoff 定律的三种不同表达式及其成立条件2研究有太阳辐射的情形时;不可随意利用 = 这一条件;因为太阳辐射不能作为灰体3对漫灰表面 T= T;表明同温度下黑体辐射力最大;善于发射的物体必善于吸收;对黑体 = =1 4引入Kirchhoff 定律后;物体的 与 被联系在一起;由于物体的 只取决于自身的温度及表面状况;一般文献中只给出 的数据.. 本章难点:对辐射强度定义的理解; 对Lambert 定律意义的认识引入漫灰表面的原因、作用和适用条件 Kirchhoff 定律的成立条件 思考题:1.解释下列名词:定向辐射强度、立体角、光谱发射率、灰体、漫射表面2.北方深秋的清晨常有霜降;试问树叶上、下表面的哪一面结霜 为什么3.“善于发射的物体必善于吸收”;即物体辐射力越大其吸收比也越大;你认为对吗4.窗玻璃对红外线几乎不透明;为什么隔着玻璃晒太阳会感到暖和5.选择太阳能集热器的表面涂料时;其 的最佳曲线应是怎样的 取暖用的辐射采暖片也应该用这种涂料吗6.白天;投射到水平屋顶上的太阳照度G s =1100w/m 2;室外空气t f =27 ;有风吹过时空气与屋顶的h=25w/m 2K;屋顶下表面绝热;上表面发射率 =0.2;对太阳辐射的吸收比 S =0.6;求稳定状态下屋顶的温度..设太空温度为绝对零度..7.一个100W 的灯泡在工作时;钨丝温度为2778K;钨丝表面黑度为0.3..求其发光效率..第八章 辐射换热计算§8-1 角系数§8-2 两固体表面间的辐射换热 §8-3 多表面系统的辐射换热 §8-4 辐射换热的强化与削弱 §8-5 气体辐射 要求:本章要求掌握角系数的定义、性质及计算方法..重点是利用代数分析法计算角系数..还要求读者熟练运用有效辐射概念及辐射网络图对两漫灰表面及三个漫灰表面组成的封闭腔系统进行辐射换热的计算..理解辐射换热强化与削弱的原理、遮热板的原理及应用.. 本章重点: 一.角系数1.角系数反映的是能量分配的关系;与物体发射辐射在空间不同方向的分布、两物体的几何形状及物体间距离有关..2.漫发射体对其它物体的角系数是纯几何参数..3.角系数的相对性、完整性和可加性是求角系数的基本关系式.. 二.物体间的辐射换热计算1.用漫灰体代替实际物体;辐射换热计算大为简化..因为:角系数是纯几何参数且 = ..2.投入辐射G 和有效辐射J一个辐射面的投入辐射是辐射系统中所有其它辐射面投向该面的热辐射总和..一个辐射面的有效辐射是离开这个面的所有热辐射;包括本身热辐射及反射热辐射本身热辐射只与该辐射面的特性有关;反射热辐射与其所在的辐射系统有很大关系.. 一个辐射面J-G 的大小决定了该面是吸收热量或放出热量.. 3.表面辐射热阻和空间辐射热阻表面辐射热阻表示一个物体参与辐射换热能力与黑体的差别..其大小与表面的辐射特性 吸收特性 都有关系;只是在 = 时有较为简单的表达式..空间辐射热阻表示两个辐射面由于空间位置所引起的辐射换热能力的减小;其大小只与两表面间的空间结构有关.. 4.等效网络图法辐射网络画好后;建立热辐射方程主要依据两个原理:其一是能量守恒;即流入某一节点的热量之代数和为零;其二是辐射热流率等于辐射驱动力除以辐射热阻的原理.. 重辐射面和黑体的区别:虽然看起来二者都有J=E b ..对重辐射面来说J=E b 是一个浮动热势;它与其它表面的J 及空间热阻有关..而对黑体表面来说; J=E b 是源热势;不依赖于其它表面..二者在网络图上亦有区别..5.辐射换热计算的要求我们所讨论的辐射换热计算是基于如下前提的: 1封闭腔模型 2稳态换热3所有表面不透明;但表面被透热介质隔开 4表面具有漫灰性质5每一表面的有效辐射J 是均匀的.. 6不计对流换热三.辐射换热的强化与削弱1.遮热板的原理:加入一块遮热板增加了两个表面热阻和一个空间热阻;因此辐射换热降低2.遮热板的应用:教材例8-9;8-10 四.气体辐射特点气体辐射对波长的选择性;容积性;不同气体辐射本领有差异..“温室效应”现象的解释 辐射换热名词术语汇总黑体、灰体、漫射体、封闭腔、重辐射面辐射力E 、光谱辐射力E 、发射率黑度 、定向辐射强度L 、有效辐射J 、投入辐射G 吸收比 、反射比 、穿透比 、光谱吸收比 、黑体辐射函数F b 0-S-B 定律、Planck 定律、Wien 位移定律、Lambert 定律、Kirchhoff 定律 角系数X i ;j 、角系数性质表面的净辐射换热量 i 、辐射换热量 i ;j 、表面辐射热阻、空间辐射热阻 遮热板、透热介质 立体角 、网络法 思考题:1.试解释下列名词:有效辐射;表面辐射热阻;重辐射面;遮热板2.黑体和重辐射面都有J=E b ..是否意味着二者有相同的性质3.在太阳系中地球和火星距太阳的距离相当;为什么火星表面温度昼夜变化要比地球大得多4.试求下列各图情形中的X 1;25.一直径为0.8m 的薄壁球形液氧贮存容器;被另一个直径为1.2m 的同心薄壁容器所包围..两容器表面为不透明的漫灰表面;黑度均为0.05;两容器表面之间是真空的..如果外表面的温度为300K;内表面温度为95K;试求由于蒸发使液氧损失的质量流量..液氧的蒸发潜热为 ..第九章 传热过程与换热器§9-1 复合换热过程§9-2 传热过程分析和计算 §9-3 传热的增强与削弱 §9-4 换热器§9-5 换热器的热计算要求:通过本章学习;从定量上应熟练掌握复合换热的分析计算、传热过程的分析计算、对数平均温差计算、间壁式换热器的设计和校核计算..从定性角度应掌握传热过程的热阻分析方法、临界热绝缘直径的含义、综合传热问题的分析方法.. 本章重点:。

传热学总复习

传热学总复习

一、热量传递的三种基本方式--导热、对流、热辐射: 1、概念:1)基本概念:ⅰ)、导热的概念:物体各部分之间不发生相对位移,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。

ⅱ)、对流的概念:指由于流体的宏观运动,从而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过程 ⅲ)、热辐射:物体因热的原因发出辐射能的现象2)、传热的机理:ⅰ)导热依靠微观粒子的热运动:分子、原子的相互碰撞、晶格的振动等ⅱ)对流依靠流动的宏观运动:流体的相互位移或掺混ⅲ)热辐射:发射电磁波 2、热量传递的三个基本公式 1)导热的傅里叶定律(一维):Φ-热流量(单位时间通过某一给定面积的热量),单位W q —单位时间内通过单位面积的热流量,单位W/m2 2) 对流换热的牛顿冷却定律: Ⅰ、对流换热:对流伴随有导热的现象 Ⅱ、牛顿冷却定律流体被加热时: 流体被冷却时: h —表面传热系数,与过程有关。

单位W/m2.K 3、热辐射(斯忒藩-玻尔兹曼定律): (σ-斯忒藩-玻尔兹曼常量(黑体辐射常数)σ=5.67×10-8 W/(m2.K4) 实际物体热辐射量: 二、传热过程:1、 传热过程的概念:热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。

2、传热过程热流量的计算:3、传热系数(单位W/m2.K):三、热阻:串联环节的总热阻等于各分热阻之和,且稳态时, 各环节的热流量相等。

第二章 导热基本定律及稳态导热一、温度场、等温面、等温线、温度梯度的意义等温线的特点:物体中的任一条等温线要么形成一个封闭的曲线,要么终止在物体表面上,而不会与另一条等温线相交。

温度梯度:空间某点的温度的变化率。

二、导热的基本定律、意义 1)(1dxdt λAΦ--=dxdt A q λ-=Φ=t Ah t t Ah f w ∆=-=Φ)(t Ah t t Ah w f ∆=-=Φ)(4T A σ=Φ4T A σε=ΦtAk h h t t A f f ∆=++-=Φ212111λδ21111h h k ++=λδ2121222*********Ah A Ah t t Ah t t A t t Ah t t f f f w w w w f ++-=-=-=-=Φλδλδn nt gradt ∂∂=∂t1、导热基本定律(傅里叶定律):2、傅里叶定律的意义:揭示了连续温度场内每一点的温度梯度与热流量间的联系。

传热学-总结及复习提要

传热学-总结及复习提要
2
导热
一 导热的定义及特点
1. 定义 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热运动而 进行的热量传递现象。
2. 特点
3
导热
二 傅立叶(Fourier)导热定律
1. 一般表达式
关键
关键
q gradt t n
A
n
q ( t i) ( t j) ( t k)
x
y
z
2. 物理含义
4
导热
三 导热系数(conductivity)
1. 含义
q/gradt
2. 四种典型物质的导热系数值
铜(copper) 钢(steel) 水(water) 空气(air)
400 40 0.6 0.026
WmK
5
导热
四 导热微分方程
c t ( t ) ( t ) ( t ) Φ x x y y z z
电气工程
26
传热过程与换热器
二 换热器的型式及平均温差
• 换热器的定义、型式、特点 • 简单顺流和逆流的平均温差的计算
tm

tmax tmin ln tmax
tmin
tmax max t', t'' tmin min t', t''
27
传热过程与换热器
• 简单顺流和逆流的定性温度分布 温差大的地方温度变化剧烈
14
对流传热
⑥ 各种流动型式的物理特点
2. 实验关联式
① 外部流动 ② 内部流动 ③ 自然对流
• 三大基本量的选取 • 适用范围 • 修正(为什么?)
④ 混合对流(概念性理解)

传热学复习资料终结篇

1.试写出普朗克定律,兰贝格定律的数学表达式,并说明其物理意义及数学表达式中各符号的意义与单位。

答:(1)、普朗克定律:E bλ=C1λ−5e C2λT ⁄−1;物理意义:单位时间内单位表面积向其上的半球空间的所有方向辐射出去的在包含波长λ在内的单位波长内的能量称为光谱辐射力,记为E b λ单位为W/(m 2 ×m )或W/(m 2 ×μm )E b λ----黑体光谱辐射力,W/m 3 ;λ-----波长,m ;T ------黑体热力学温度,ke -----自然对数的底; C1---第一辐射常量,3.7419×10-16W ·m 2C2---第二辐射常量1.4388×10-2 m ·k(2)、兰贝特定律:dΦ(θ)dAdΩcos θ=I ;物理意义:面积为的dA 的黑体微元面积内围绕空间结构角θ方向的微元立体角d Ω内辐射出去的能量为d Φ(θ);I ---常数,与θ方向无关;d Φ(θ)--辐射出去的能量,WdAcos θ---可以视为从θ方向看过去的面积称为可见面积,m2d Ω----微元立体角,sr2.试阐述导热、对流传热及辐射传热三种传递方式之间的联系与区别?答:导热和对流的区别在于:物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象,称为导热;对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。

联系是:在发生对流换热的同时必然伴生有导热。

导热、对流这两种热量传递方式,只有在物质存在的条件下才能实现,而辐射可以在真空中传播,辐射换热时不仅有能量的转移还伴有能量形式的转换。

3.试写出以热流密度表示的傅里叶定律、牛顿冷却定律及斯忒藩-玻尔兹曼定律的数学表达式,并写出表达式中各符号的意义与单位。

答:①傅里叶定律:dxdt λ-=q ,其中,q --热流密度;λ--导热系数---表征材料导热能力的大小,是一种物理参数,与材料种类和温度有关;dx dt ---沿x 方向的温度变化率----表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。

传热学知识点及思考题小结(汇编)

传热学知识点及思考题小结(汇编)第一篇:传热学知识点及思考题小结1.夏季在维持20℃的室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季在保持22℃的室内工作时,却必须穿绒衣才觉得舒服。

试从传热的观点分析原因。

【要点】首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。

夏季室外温度比室内气温高,因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。

而冬季室外气温比室内低,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。

人体对冷感的感受主要是散热量,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。

2.工程中应用多孔性材料作保温隔热,使用时应注意什么问题?为什么? 【要点】保温材料应注意防潮。

保温材料的一个共同特点是它们经常呈多孔状,或者具有纤维结构,其中的热量传递是导热、对流传热、热辐射三种传热机理联合作用的综合过程。

如果保温材料受潮,水分将替代孔隙中的空气,这样不仅水分的导热系数高于空气,而且对流传热强度大幅度增加,这样材料保温性能会急剧下降。

3.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?【要点】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,同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。

4.工程中应用多孔性材料作保温隔热,使用时应注意什么问题?为什么? 【要点】保温材料应注意防潮。

保温材料的一个共同特点是它们经常呈多孔状,或者具有纤维结构,其中的热量传递是导热、对流传热、热辐射三种传热机理联合作用的综合过程。

如果保温材料受潮,水分将替代孔隙中的空气,这样不仅水分的导热系数高于空气,而且对流传热强度大幅度增加,这样材料保温性能会急剧下降。

5.一块被烧至高温(超过400℃)的红砖,迅速投入一桶冷水中,红砖自行破裂,而铁块则不会出现此现象。

传热学期末复习资料


2021/7/11
1
4. 描述热传导的基本定律(文字内容和表 达式)?导热系数的物理意义,影响因素 ?
5. 描述热对流的基本定律?表面传热系数 的物理意义,影响因素?
6. 描述热辐射的基本定律(分为黑体:波 尔兹曼定律和实际物体:黑体的基础上乘 发射率)?发射率的影响因素?
7. 传热系数的物理意义,影响因素?
物理意义P241。
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8
第六章 单相流体对流换热
重点掌握以下内容:
(4)管槽内湍流强制对流传热关联式P246。 (5)影响管束平均传热性能的因素?P260 (6)自然对流换热的数学模型及其与强迫对流换热 数学模型的区别;
(7)会利用特征数关联式计算上述对流换热问题。
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(2)导出相似特征数的两种方法:相似分析法和量 纲分析法(定义)。
(3)使用特征数方程时应注意的三点问题:(1)
特征长度应该按该准则式规定的方式选取,(2)特征
速度应该按规定方式计算,(3)定性温度应按该准则
式规定的方式选取。(4)准则方程不能任意推广到得
到该方程的实验参数的范围之外P240。相似准则数的
8. 影响物体发射率的因素?P369
9. 实际物体对辐射能的吸收和辐射的关系?定义 :投入辐射,吸收比(影响吸收比的因素), 灰体,
10. 基尔霍夫定律内容,表达式?
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12
第九章 辐射换热计算
角系数定义,性质 有效辐射定义 两个漫灰表面组成封闭腔的辐射传热的三种特例P407 气体辐射的特点 气体容积辐射的特点:辐射力和射线行程的长度有关
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6
(6)对流换热解的函数形式—特征数关联式,特 征数Nu、Re 、 Pr的表达式及其物理意义;

传热学知识点总结

第一章§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(有哪些热量传递方式和环节)。

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:3.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。

4.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(串联或并联)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。

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