传热学第七章答案
第七章 思考题 1.什么叫膜状凝结，什么叫珠状凝结?膜状凝结时热量传递过程的主要阻力在什么地方？ 答：凝结液体在壁面上铺展成膜的凝结叫膜状凝结，膜状凝结的主要热阻在液膜层，凝结液体在壁面上形成液珠的凝结叫珠状凝结。 2．在努塞尔关于膜状凝结理论分析的8条假定中，最主要的简化假定是哪两条? 答：第3条，忽略液膜惯性力，使动量方程得以简化；第5条，膜内温度是线性的，即 膜内只有导热而无对流，简化了能量方程。 3．有人说，在其他条件相同的情况下．水平管外的凝结换热一定比竖直管强烈，这一说法一定成立？ 答；这一说法不一定成立，要看管的长径比。
4．为什么水平管外凝结换热只介绍层流的准则式？常压下的水蒸气在10wsttt℃的水平管外凝结，如果要使液膜中出现湍流，试近似地估计一下水平管的直径要多大? 答：因为换热管径通常较小，水平管外凝结换热一般在层流范围。
对于水平横圆管：rttdhRwse4 4132729.0wsttdgrh
临界雷诺数 1600161.9Re434541324343r
gttdwsc
由100st℃,查表：kgkJr/2257 由95pt℃，查表：3/85.961mkg KmW•/6815.0 smkg•/107.2986
mgttrdws07.23.976313235 即水平管管径达到2.07m时，流动状态才过渡到湍流。
5．试说明大容器沸腾的tq~曲线中各部分的换热机理。 6．对于热流密度可控及壁面温度可控的两种换热情形，分别说明控制热流密度小于临界热流密度及温差小于临界温差的意义，并针对上述两种情形分别举出一个工程应用实例。 答：对于热流密度可控的设备，如电加热器，控制热流密度小于临界热流密度，是为了防止设备被烧毁，对于壁温可控的设备，如冷凝蒸发器，控制温差小于临界温差，是为了防止设备换热量下降。 7．试对比水平管外膜状凝结及水平管外膜态沸腾换热过程的异同。 答：稳定膜态沸腾与膜状凝结在物理上同属相变换热，前者热量必须穿过热阻较大的汽 膜，后者热量必须穿过热阻较大的液膜，前者热量由里向外，后者热量由外向里。 8．从换热表面的结构而言，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：从换热表面的结构而言，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。 9．在你学习过的对流换热中．表面传热系数计算式中显含换热温差的有哪几种换热方式？其他换热方式中不显含温差是否意味着与温差没有任何关系? 答：表面传热系数计算式中显含换热温差的有凝结换热和沸腾换热。不显含温差并不意味着与温差无关，温差的影响隐含在公式适用范围和物件计算中。 10．在图7-14所示的沸腾曲线中，为什么稳定膜态沸腾部分的曲线会随△t的增加而迅速上升? 答：因为随着壁面过热度的增加，辐射换热的作用越加明显。
习题 基本概念与分析 7-1、 试将努塞尔于蒸气在竖壁上作层流膜状凝结的理论解式(6—3)表示成特征数间的函数
形式，引入伽里略数23glGu及雅各布数wspttcrJa。
解：4132)(725.0wslllttdgrh，41
41
23
..725.0.)(.725.0raapwspuPJGcttcrvglN
。 7-2、 对于压力为0.1013MPa的水蒸气，试估算在10swttt℃的情况下雅各布数之值，并说明此特征数的意义以及可能要用到这一特征数的那些热传递现象。
解：)(wspattcrJ，r=KgJ3101.2257，)(4220℃KgJcp， 5.53104220101.22573＝ aJ，)(wspattcrJ代表了 汽化潜热与液瞙显热降之比;进
一步一般化可写为tcrJpa，代表了相变潜热与相应的显热之比，在相变换热（凝结、沸腾、熔化、凝固等都可以用得上）。
7-3、 40st℃的水蒸气及40st℃的R134a蒸气．在等温竖壁上膜状凝结，试计算离开x＝0处为0.1m、0.5m处液膜厚度。设5swttt℃。
解：4124rgtxuxlll）（，近视地用ts计算物性，则： 对水：635.0l，6103.653lu，2.992l，kgJr3102407； 对R134a：0750.0l，66106.49122.114610286.4lu，2.1146l，kgJr31023.163
；
对水：4124rgtxuxlll）（＝41413261024072.9928.95635.0103.6534x ＝41441411610375.1)10573.3(xx， X=0.1、mm10728.7m10728.7562.0101.357(x)254. X=0.5、mm10.1561=m841.010375.15.0101.357(x)44414 对R134a：4124rgtxuxlll）（＝41413261023.1632.11468.950750.0106.49124x =41441411610433.2)10506.3(xx， X=0.1、mm10368.1m10368.11.010433.2(x)14414； X=0.5、mm10046.2m841.010 433.25.010433.2(x)14414。 7-4、当把一杯水倒在一块赤热的铁板上时．板面立即会产生许多跳动着的小水滴，而且可以维持相当一段时间而不被汽化掉。试从传热学的观点来解释这一现象[常称为莱登佛罗斯特(Leidenfrost)现象]，并从沸腾换热曲线上找出开始形成这一状态的点。 解：此时在炽热的表面上形成了稳定的膜态沸腾，小水滴在气膜上蒸发，被上升的蒸汽带动，形成跳动，在沸腾曲线上相应于qmin(见图6-11)的点即为开始形成现象的点。
凝结换热 7-5、 饱和水蒸气在高度l＝1.5m的竖管外表面上作层流膜状凝结。水蒸气压力为Pap5105.2，管子表面温度为123℃。试利用努塞尔分析解计算离开管顶为0.1m、
0.2m、0.4m、0.6m及1.0 m处的液膜厚度和局部表面传热系数。
解：水蒸气Pap5105.2对应的饱和参数：2.127st℃ kgkJr/8.2181 定性温度： 1252/1232.1272/wsmttt℃ 查表得 mKW/106.682 )/(106.2276mskg 3/939mkg
由4124rgxttws ＝415226108.21819398.91232.127106.68106.2274x ＝mxx34141161000013913.0103913.1
41324xttgr
h
wsx
41663231232.127106.2274106.68939108.21818.9
x
4115105917.1
x
解得 x 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 δ（㎜） 0.061 0.073 0.086 0.096 0.109 hx 11232 9445 7942 7177 6316 7-6、饱和温度为50℃的纯净水蒸汽在外径为25.4mm的竖直管束外凝结，蒸汽与管壁的温差为11℃,每根管于长1.5m，共50根管子。试计算该冷凝器管束的热负荷。 解：5.442)1150(50mt℃，33.990mkgl，).(641.0kmWl， 6105.606lu
，r＝kgJ107.23823，设流动为层流，
ｈ＝41wfl3l2lt-turg13.1）（L ＝)k.m(8.4954115.110606.5641.03.9901023838.913.12416326W 66105.60610383.2115.18.495444
leruthLR
＝226.3＜1600，故为层流。 整个冷凝器的 热负荷Q=50×4954.8×3.1416×0.0254×1.5×11=326.2kW。 7-7、立式氨冷凝器由外径为50mm的钢管制成。钢管外表面温度为25℃，冷凝温度为30℃。要求每根管子的氨凝结量为0.009kg/s，试确定每根管子的长度。
解：tm=5.2723025℃，3/2.600mkgl，)./(5105.0℃mWl， )./(1011.24smkgul，r＝kg/J108.11453，
由rGthA.，得： tdhrGL.。设流动为层流，则有：
ｈ＝41wfl3l2lt-turg13.1）（L ＝414143233.537051011.265105.02.600108.11458.913.1LL， 代入L的计算式，得：L=4133.5370505.01416.3108.1145009.0L 所以 L=m293.33.53709.1312943，h=41293.33.5370=3986.6W/(m2.k)， Re=160010861011.2108.11455293.33986.6443＜，故为层流。 7-8、水蒸汽在水平管外凝结。设管径为25.4mm，壁温低于饱和温度5℃，试计算在冷凝
压力为3105Pa、4105Pa、510Pa及610Pa下的凝结换热表面传热系数。 解：按式（6-4）计算，各压力下的物性及换热系数之值如下表示： Pc/（105Pa） 0.05 0.5 1.0 10.0 tc/（℃） 32.4 81.5 99.8 179.8 tm/（℃） 34.9 84 102.3 182.3 ρt/（℃） 993.98 969.2 956.7 884.4 λt/［W/（m.k）］ 0.626 0.6764 0.6835 0.6730 ul×106/［kg/（m.s）］ 728.8 379.02 277.1 151.0 r/（KJ/kg） 2425 2305 2260 2015
《传热学》第七章 凝结与沸腾换热
适用范围：
水平管：
适用范围：
（由于管径不会很大， 一般不会到达紊流）
进行修正后，得到：
垂直壁层流膜状凝结换热平均表面传热系数：
垂直壁与水平管凝结换热强度的比较—— 由于垂直壁定型尺寸远大于水平管，因而水平管凝结换热性能 更好，在实际管外凝结式冷凝器设计中多采用水平管。
垂直壁层流膜状凝结换热另一准则方程：
层流膜状凝结换热 速度变化规律：
蒸气静止，且对液膜无黏滞应力作用
层流膜状凝结换热 温度变化规律：
ts为蒸气饱和温度
可采用对流换热微分方程组对垂直壁层流膜状凝结换热加以研究
1.X方向液膜动量方程： 将： 代入，得：
v为蒸汽密度
假定液膜流动缓慢，则惯性力项可忽略，动量方程可简化为：
一般情况下：
从而：
已知壁温：
二、管内沸腾换热
特征：由于流体温度随流向逐渐 升高，沸腾状态随流向不断改变
液相单相流 h较低
垂 直 管 内 沸 腾
Байду номын сангаас
泡状流
h升高
块状流
h高
环状流
h高
气相单相流
h急剧降低
水平管内沸腾
液 相 单 相 流
泡 状 流
块 状 流
波 浪 流
环 状 流
气 相 单 相 流
汽水分层，管上半部局部换热较差
第七章重点： 1.膜状凝结换热特征和计算方法
2.沸腾换热的四个阶段 3.热管的工作原理
谢谢观看
三、水平管束管外凝结换热
上一层管子的凝液流到下一层管 子上，使下一层管面的膜层增厚
下层管上的h比上层管的h低
计算方法：用nd代替d代入水平单管管外凝结换热计算式
传热学(重庆大学)智慧树知到答案章节测试2023年
第一章测试1.下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动? （）A:对流B:辐射C:导热D:复合传热答案:BC2.如果水冷壁的管子内表面结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将：（）A:提高B:无法判断C:降低D:不变答案:A3.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，则不能采用下述哪种手段? ( )A:增大系统热阻B:增大传热面积C:增大对流传热系数D:增大传热系数答案:A4.若已知对流传热系数为78 W/(·K)，则其单位面积对流传热热阻为多少? ( )A:78W/(m·K)B:1/78 m·K/WC:1/78 ·K/WD:78 W/(·K)答案:C5.单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示? ( )A:热流密度，ΦB:热流量，ΦC:热流密度，qD:热流量，q答案:C第二章测试1.下列各参数中，属于物性参数的是 ( )。
A:导热系数B:导温系数C:肋化系数D:传热系数答案:AB2.温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率( )A:任意方向B:切线方向C:法线方向D:温度降低的方向答案:C3.温度升高时，气体的导热系数一般所温度会发生怎样的变化( )A:增大B:可能增大也可能减小C:减小D:不变答案:A4.导热物体中不同温度的等温面将（）A:不定B:相切C:不相交D:相交答案:C5.固体表面增设肋片后，其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的比值为（）A:肋片效率B:无明确专有名称C:肋壁效率D:肋化系数答案:A第三章测试1.工程中采用集总参数法的条件是 ( )。
A:Bi≥0.1B:Bi≤0.1C:Fo≤0.1D:Fo≥0.1答案:B2.非稳态导热过程中在热量传递方向上不同位置处的导热量是( )A:无法判定B:可能相同，也可能不同C:处处不同D:处处相同答案:C3.通过无内热源、常物性、对称第一类边界条件的平壁非稳态导热正规状况阶段，温度分布包括以下特性( )A:仅是位置的函数B:线性C:不再受边界条件的影响D:仅和Fo和x/δ相关答案:D4.周期性边界温度条件下，无限大平壁内不同位置的温度波动（）A:波长逐渐变小B:具有相同的振幅C:具有相同的周期D:周期逐渐缩短答案:C5.导热微分方程适用范围是（）A:一维无内热源常物性稳态导热B:一维无内热源常物性非稳态导热C:一维有内热源常物性非稳态导热D:一维无内热源各向异性介质非稳态导热答案:B第四章测试1.关于导热问题的数值解法，下列说法正确的是（）。
传热学第七章相变对流传热
凝结传热的模式
7.1.1 珠状凝结与膜状凝结
一、凝结换热过程 当蒸汽与 低于其相应压力下的饱和温度的壁面接触时，将
发生凝结过程。凝结时蒸汽释放出汽化潜热并传递给固体壁。 二、分类
根据凝结液在表面上的润湿情况，凝结换热可以分为 膜状 凝结和珠状凝结 。
6
凝结传热的模式
1、膜状凝结（ film condensation ） 凝结液体能很好地润湿壁面，它在 壁面上铺展成膜。
? 立式冷凝器在凝液下流的过程中分 段排泄，有效控制了液膜厚度； ? 卧式冷凝器泄流板可以使布置在 该板上部水平管束上的冷凝液不会聚 集到其下其他管束上。
19
目录
? 7.1 凝结传热的模式 ? 7.3 膜状凝结的影响因素及其传热强化 ? 7.4 沸腾传热的模式 ? 7.6 沸腾传热的影响因素及其强化
2、珠状凝结（ dropwise condensation ） 凝结液体不能很好地润湿壁面，它 在壁面上形成一个个小的液珠。
7
凝结传热的模式
上图显示了在不同的润湿能力下，气液分界面对壁面形成边 角（接触角） θ 的形状。接触角小则液体润湿能力强，液体会铺 展在壁面上。
8
凝结传热的模式
7.1.2 凝结换热主要热阻
汽泡是在加热面上所谓的 汽化 核心 处生成的，而形成汽化核 心的最佳位置是加热面上的凹 缝、孔隙处，这里残留着微量 气体，最容易生成汽泡核（即 微小汽泡）。
30
沸腾传热模式
气泡的力平衡：
? R2 ?PV ? Pl ?? 2? R?
式中： σ——气液界面的表面张力； Pl——气泡外压力，近似 等于沸腾系统的环境压力 Pl≈Ps;界面内外温度相等，即 tl=tv;即 气泡外的液体是过热的，贴壁处具有最大过热度 tw-ts
传热学第七章
由黑体辐射函数表可查得
Fb(0−λ1 ) = 9.94% 可见光所占的比例为
Fb(0−λ2 ) = 54.59%
Fb(λ1−λ2 ) = Fb(0−λ2 ) − Fb(0−λ2 ) = 44.65%
华北电力大学
刘彦丰
传热学 Heat Transfer
被物体吸收、反射和透射的部分所占总投射辐
射的份额分别称为吸收比α、反射比ρ 和透射比τ 。
α = Gα G
华北电力大学
ρ = Gρ G
τ = Gτ G
α +ρ+τ =1
刘彦丰
传热学 Heat Transfer 3、镜反射和漫反射
视物体表面状况（平整程度）和投入辐射的波 长，表面的反射又分为镜反射和漫反射。
dA cosθ
华北电力大学
n θ
dA
p
可见辐射 面积
刘彦丰
传热学 Heat Transfer
(3) 定向辐射强度
是指单位时间内在空间指定方向的单位立体角内
离开表面单位看见辐射面积的全波段辐射能量。
用符号 L(θ )表示。
L(θ ) = dΦ(θ ) W/(m2 ⋅sr)
dA cos θdΩ
n
dΦ(θ )
如果仅考虑某特定
θ
p
波长的辐射，那么相应
可见辐射
的量被称为定向光谱辐
面积
射强度 L(λ,θ ) 。
dA
华北电力大学
刘彦丰
传热学 Heat Transfer
(4) 定向辐射力
是指单位时间、单位辐射面积向空间指定方向
所在的单位立体角内发射的全波段辐射能量。用
传热学-第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性
在单位立体角内发射的一切波长的能量，参见图8-10。 d( , ) L( , ) dA cos d (6) Lambert 定律(黑体辐射的第 三个基本定律)
d( , ) L cos dA d
第八章 热辐射基本定律和辐射特性 24
本节中，还有几点需要注意
1. 将不确定因素归于修正系数，这是由于热辐射非常复杂，
很难理论确定，实际上是一种权宜之计； 2. 服从Lambert定律的表面成为漫射表面。虽然实际物体的 定向发射率并不完全符合Lambert定律，但仍然近似地认 为大多数工程材料服从Lambert定律，这有许多原因；
3. 物体表面的发射率取决于物质种类、表面温度和表面状况。
这说明发射率只与发射辐射的物体本身有关，而不涉及外
界条件。
第八章 热辐射基本定律和辐射特性 25
§8-4
实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系
上一节简单介绍了实际物体的发射情况，那么当外界 的辐射投入到物体表面上时，该物体对投入辐射吸收 的情况又是如何呢？本节将对其作出解答。
1
0
( , T1 ) b ( , T2 ) Eb (T2 )d
0
b ( , T2 ) Eb (T2 )d
0
( , T1 ) Eb (T2 )d
0
Eb (T2 )d
T24 f (T1 , T2 , 表面1的性质)
图8-19给出了一些材料对黑体辐射的吸收比与温度的关系。
第八章 热辐射基本定律和辐射特性
21
对应于黑体的辐射力Eb，光谱辐射力Eb和定向辐射强度L， 分别引入了三个修正系数，即，发射率，光谱发射率( )和定 向发射率( )，其表达式和物理意义如下 实际物体的辐射力与 黑体辐射力之比: 实际物体的光谱辐射 力与黑体的光谱辐射 力之比： 实际物体的定向辐射 强度与黑体的定向辐 射强度之比：
第七章凝结及沸腾换热_传热学
23
3 大空间饱和沸腾曲线：
表征了大容器饱和沸腾的全部过程，共包括4个换热规律不 同的阶段：自然对流、泡态沸腾、过渡沸腾和稳定膜态沸腾， 如图所示：
qmax
qmin
24
4.几点说明： （1）上述热流密度的峰值qmax 有重大意义，称为临界 热流密度，亦称烧毁点。一般用核态沸腾转折点DNB作 为监视接近qmax的警戒。这一点对热流密度可控和温度 可控的两种情况都非常重要。 （2）对稳定膜态沸腾，因为热量必须穿过的是热阻较 大的汽膜，所以换热系数比凝结小得多。
25
三. 大空间泡态沸腾表面传热系数计算
沸腾换热也是对流换热的一种，因此，牛顿冷却公式仍 然适用，即
q h(tw ts ) ht
但对于沸腾换热的h却又许多不同的计算公式 影响泡态沸腾的因素主要是过热度和汽化核心数，而汽 化核心数受表面材料、表面状况、压力等因素的支配，所 以沸腾换热的情况液比较复杂，导致了个计算公式分歧较 大。目前存在两种计算是，一种是针对某一种液体，另一 种是广泛适用于各种液体的。
与膜状凝结换热不同，液体中的不凝结气体会使沸腾换热 得到某种程度的强化 2 过冷度
只影响过冷沸腾，不影响饱和沸腾，因自然对流换热时，
h (tw， 因t f 此)n ，过冷会强化换热。
30
3.液位高度
当传热表面上的液位足够高时， 沸腾换热表面传热系数与液位 高度无关。但当液位降低到一 定值时，表面传热系数会明显 地随液 位的降低而升高(临界 液位)。
2t y 2
5
考虑（3）液膜的惯性力忽略
l (u
u x
v
u y
)
0
考虑（7）忽略蒸汽密度
dp 0 dx
考虑（5） 膜内温度线性分布， 即热量转移只有导热
传热学第七章
7-4 沸腾传热的模式
根据沸腾过程是否有加热面分类： 均相沸腾：因压力突降发生的沸腾现象（闪蒸），不存在加热面。 非均相沸腾： 因表面加热产生的沸腾现象。
根据沸腾过程流体温度分类： 饱和沸腾：将水加热到饱和温度，产生沸腾 过冷沸腾：流体处于末饱和状态即低于饱和温度的沸腾现象
是液氮、液氧等低温流体在输送过程中一类易发的物理现 象，指液体主体温度低于相应压力下饱和温度，壁面温度 大于该饱和温度所发生的沸腾换热，称过冷沸腾。
2. 强化技术简介 竖壁、竖管： 降低传热面高度， 竖管改为横管； 利用尖峰： 液膜表面张力 减薄尖峰上液膜厚度。
7-3 凝结换热的影响因素及传热强化
7.3.2 膜状凝结的强化原则和技术
内侧微肋管： 有效减少热阻。
分段排液： 控制液膜厚度。
7-3 凝结换热的影响因素及传热强化
1. 竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数是增加 还是减小，为什么？
竖壁倾斜后，使液膜顺壁面流动的力不再是重力而是 重力的一部分，液膜流动变慢，从而热阻增加，表面 传热系数减小。另外，从表面传热系数公式知，公式 中的g亦要换成gsinθ（ gcosθ ），从而h减小。
2. 在电厂动力冷凝器中，主要冷凝介质是水蒸 汽，而在制冷剂（氟里昂）的冷凝器中，冷凝 介质是氟里昂蒸汽。在工程实际中，常常要强 化制冷设备中的凝结换热，而对电厂动力设备 一般无需强化。试从传热学的角度加以解释。
自1916年以来，各种修正或发展都是针
对Nusselt分析的限制性假设而进行，并
形成了各种实用的计算方法。
WILHELM NUSSELT 1882-1957
首先了解Nusselt对纯净饱和蒸汽膜状凝结换热的分析。
7.2.1 层流膜状凝结分析解
07工程传热学
A3
X 1,2
l1
l2 l3 2l1
A2 A3
A1
一个表面对另一表面的角系数可表示为两个参 与表面之和减去非参与表面，然后除以二倍的 该表面。
2021/8/1
22
又如有两个凸形无限长相对放置的表面，如图
所示，由角系数的完整性：
c
A2
d
X ab,cd 1 X ab,ac X ab,bd
把abc和abd看作两个三表面系统：
11
又表面dA1向半球空间发出的辐射能为
Q1 I1dA1（漫射表面）
于是，dA1对dA2的角系数
Xd1,d2
落 在d A2上 由d A1发 出 的 辐 射能 d A1向 外 发 出 的总 辐 射 能
A2 dA2
2
n2
d Q1,2 Q1
co
s1
c o s2d r2
A2
n1 1
A1
同理，可推得dA1对dA2的角系数
到半球空间的能量全部被其它包围表面接
收。
4
封闭空腔内的角系数具有完整性。 3
5
2
6
n
X 1,1 X 1,2 X 1,3 X 1,n X 1,i 1
1
i 1
注意， 当平面1为平面或凸面时X1,1＝0
2021/8/1
8
Self-viewing surfaces
• For a convex surface, no radiation can leave the surface and then hit it later, because radiation travels in straight lines. Hence, for convex surfaces,
《传热学》课后习题答案
第二章思考题1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。
答：傅立叶定律的一般形式为：，其中：为空间某点的温度梯度；是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向；为该处的热流密度矢量。
2 已知导热物体中某点在x,y,z 三个方向上的热流密度分别为及，如何获得该点的热密度矢量？答：，其中分别为三个方向的单位矢量量。
3 试说明得出导热微分方程所依据的基本定律。
答：导热微分方程式所依据的基本定律有：傅立叶定律和能量守恒定律。
4 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。
答：① 第一类边界条件：② 第二类边界条件：③ 第三类边界条件：5 试说明串联热阻叠加原则的内容及其使用条件。
答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。
使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。
7.通过圆筒壁的导热量仅与内、外半径之比有关而与半径的绝对值无关，而通过球壳的导热量计算式却与半径的绝对值有关，怎样理解？ 答：因为通过圆筒壁的导热热阻仅和圆筒壁的内外半径比值有关，而通过球壳的导热热阻却和球壳的绝对直径有关，所以绝对半径不同时，导热量不一样。
6 发生在一个短圆柱中的导热问题，在下列哪些情形下可以按一维问题来处理？ 答：当采用圆柱坐标系，沿半径方向的导热就可以按一维问题来处理。
8 扩展表面中的导热问题可以按一维问题来处理的条件是什么？有人认为，只要扩展表面细长，就可按一维问题来处理，你同意这种观点吗？答：只要满足等截面的直肋，就可按一维问题来处理。
不同意，因为当扩展表面的截面不均时，不同截面上的热流密度不均匀，不可看作一维问题。
9 肋片高度增加引起两种效果：肋效率下降及散热表面积增加。
因而有人认为，随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片导热热数流量反而会下降。
试分析这一观点的正确性。
答：错误，因为当肋片高度达到一定值时，通过该处截面的热流密度为零。
传热学第七章
7. 单相流体对流换热及其实验关联式7.1 知识结构1. 实验关联式应用条件：适用范围，定性温度，特征尺度，特征流速，修正系数（入口、弯道、特性）。
2. 常用实验关联式：管内强制对流（紊流、层流及过渡流）（非圆形管道的当量直径计算）； 外掠（平板、单管、管束）强制对流； 自然对流（大空间、有限空间）。
7.2 重点内容剖析由于对流换热问题的复杂性，大多数工程问题不能依靠分析解，而是依靠相似理论指导下的实验解。
在应用实验关联式（准则方程）时要注意以下几个方面：（1） 实验范围（已定准则范围）内的相似现象一般不能外推； （2） 注意关联式所规定的定性温度、特征尺度、特征流速； （3） 正确选用各种修正系数(物性，入口，弯管……)7.2.1 强制对流换热及其实验关联式 一、管槽内强制对流换热特征 1．流动状态Re ：0 2300 10000层流 过渡流 湍流 2．速度分布温度对流速分布的影响是通过粘性作用的。
液体粘性随温度升高而降低，气体粘性随温度升高而增加。
相同切应力作用下，粘度越大，速度在壁面法线方向的变化率越小。
3．典型边界条件恒热流：边界处热流密度恒定不变，如电加热器。
恒壁温：边界处温度恒定不变，如冷凝器。
湍流时（除液态金属外）两种边界条件对传热系数的影响可忽略不计，但对层流和低Pr 介质，两种边界条件下传热系数的差别不容忽视。
4．原则性准则方程()Pr Re,f Nu = (7-1)5．入口效应：入口段：从入口至流动边界层在管道中心汇合处。
层流入口段长径比(比湍流大)：Pr Re 05.0≈d l 湍流入口段长径比：60<d l 充分发展段：流动边界汇合处下游。
入口效应：由于入口段边界层较薄，平均表面传热系数比充分发展段大，入口段有强化传热的作用。
(短管强化传热)6．努塞尔特准则的物性修正系数： (温度场不均匀→物性场不均匀)nw f nwf nwf T T ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Pr Pr ,,ηη下标：f ——流体温度下参数w ——壁面温度下参数二、管内湍流换热实验关联式nf ff Nu Pr Re 023.08.0= (7-2)加热液体时：n=0.4 冷却液体时：n=0.3定性温度：流体平均温度（管道进出口平均温度）特性尺度：管道内径(由关联式分析可知：h~d -0.2 →小管强化传热) 适用范围：Ref=104~1.2⨯105，Prf=0.7~120，l/d>60， 对于短管或弯管：乘以相应修正系数对于非圆形管道：用当量直径代替管道直径气体：不超过50 ℃ 传热温差 水：不超过30 ℃ 油：不超过10 ℃温差超出范围时，参考文献[1]P165有推荐公式和使用条件 注：① 非圆形管道(当量直径)：UAde d 4== (7-3) A ——流动截面积 U ——湿周长② 入口效应修正系数（l/d<60）7.01⎪⎭⎫⎝⎛+=l d c l (7-4)③ 弯管修正（二次环流强化传热）(弯管强化传热)对于气体Rdc r 77.11+= (7-5) R 为弯道半径（曲率半径）对于液体33.101⎪⎭⎫⎝⎛+=R d c r (7-6)三、管内层流换热实验关联式(层流充分发展段) 对于恒热流边界条件：36.4=Nu 对于恒壁温边界条件：66.3=Nu(对于非圆形管道参见参考文献[1]P168~169表5-3、4) 管内层流换热实验关联式的应用要注意以下几点： (1) 对于同一截面形状的通道，恒热流Nu>恒壁温Nu(2) 等截面直通道内的层流充分发展段Nu 与Re 无关(自模化)(3) 对于层流，当量直径只是一几何参数，不能用它来统一不同截面通道的换热和阻力计算表达式。