传热学考研知识点总结 (1)
传热学知识点总结考研
传热学知识点总结考研传热学是热力学的一个重要分支,研究热量在物体之间传递的过程。
在工程学、化学工程、材料科学和环境科学等领域都有着重要的应用。
本文将围绕传热学的基本理论和应用进行系统总结,希望能够对传热学的学习和研究有所帮助。
一、传热学的基本概念1. 传热的定义传热是热量在物体之间传递的过程,可以通过传导、对流和辐射这三种方式进行。
传热的目的是使物体的温度相等或者使热量从高温物体传递到低温物体上。
2. 传热的基本原理传热的基本原理是热量由高温区流向低温区,其基本规律可以用热传导方程、对流传热方程和辐射传热方程来描述。
3. 传热的分类根据传热的方式不同,可以将传热分为传导传热、对流传热和辐射传热。
传导传热是由物体内部的分子传递热量,对流传热是通过流体的运动传递热量,而辐射传热是通过电磁波辐射传递热量。
二、传热学的基本理论1. 传导传热传导传热是由固体内部的分子、原子或离子的运动方式传递热量。
传导传热可以用热传导方程或者傅里叶热传导定律来描述,其中热传导方程可以表达为:q=-kA*(dT/dx),其中q 表示单位时间内通过物体的热量,k表示热导率,A是传热截面积,dT/dx表示温度梯度。
2. 对流传热对流传热是由流体的运动方式传递热量,主要包括自然对流和强制对流两种方式。
自然对流是由温差引起的流体的自然对流运动,而强制对流是通过外力使流体发生运动。
对流传热可以用波亚松定律或者努塞尔数来描述。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波的辐射方式传递热量,主要取决于物体的温度和表面的发射率等。
辐射传热可以用斯特凡—波尔兹曼定律或者基尔霍夫定律来描述。
4. 传热的复合方式在实际传热过程中,通常会同时存在传导、对流和辐射三种方式,这就需要将它们进行组合计算。
可以通过综合利用传热系数来描述传热的复合方式。
三、传热学的应用1. 传热器设备传热器是用于传热的设备,广泛应用于化工、能源、环保等领域。
常见的传热器包括换热器、蒸发器、冷凝器和加热器等。
考研《传热学》重要考点归纳
考研《传热学》重要考点归纳第1章绪论1.1考点归纳一、热传递的基本方式1.导热(1)导热的定义导热又称热传导,是指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进行的热量传递现象。
(2)导热量的计算①傅里叶定律(导热基本定律)或②热流量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Ф,单位为W。
③热流密度通过单位面积的热流量称为热流密度,记为q,单位为W/m2。
(3)热导率①热导率λ或称导热系数,是表征材料导热性能优劣的参数,即是一种热物性参数,其单位为W/(m•K)。
②其物理意义是指单位厚度的物体具有单位温度差时,在单位时间内其单位面积上的导热量。
2.热对流(1)热对流的定义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。
(2)对流传热①对流传热的定义对流传热是指流体与温度不同的固体壁面接触时所发生的传热过程。
②对流传热的分类a.自然对流传热:由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的对流传热。
b.强制对流传热:由于机械(水泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动所造成的对流传热。
c.沸腾传热及凝结传热:伴随有相变的对流传热,如液体在热表面上沸腾及蒸气在冷表面上凝结的对流传热问题,分别简称为沸腾传热及凝结传热。
③对流传热的计算牛顿冷却公式(对流传热的基本计算式)式中:h——表面传热系数(或称对流换热系数),单位是W/(m2•K)。
(3)热对流与对流传热的区别①热对流是传热的3种基本方式之一,而对流传热不是传热的基本方式。
②对流传热是导热和热对流这2种基本方式的综合作用。
③对流传热必然具有流体与固体壁面间的相对运动。
传热学中,重点讨论的是对流传热问题。
3.热辐射(1)辐射的定义物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。
(2)热辐射的定义物体会因各种原因发出辐射能,其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
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。
传热学复习要点
传热学复习要点1-3节为导热部分1.导热理论基础(分稳态导热和非稳态导热) (1)导热现象的物理本质及在不同介质中的传递特征.依靠分子,原子和自由电子等微观粒子热运动进行的热量传递.气体中为分子,金属中为电子,非导电固体和液体中为晶格(2)温度场的空间时间概念.表达式:t=f(x,y,z, τ)空间用x,y,z表示.时间用τ.稳态: 非稳态:(3)温度梯度的概念和表达式.定义: 两等温面温差与其法线方向距离的比值极限..表达式:(4)傅立叶定律的概念及其表达式.----导热基本定律定义:表达式:适用范围:只适用于各向同性的固体材料.(5)导热系数的定义,物理意义和影响因素.表达式:物理意义:表征物体导热能力的大小.影响因素:(6)物性参数为常数时的导热微分方程式在各种不同条件下的数学表达.导热微分方程---由傅立叶定律和热一律导出.导热微分方程表达式:无内热源:稳态温度场:无内热源且为稳态温度场:(7)导温系数的表达及其物理意义,与导热系数的区别.导温系数a定义: a=λ/cρ;物理意义:表示物体加热或冷却时,物体内部各部分温度趋于一致的能力.(8)导热过程单值性条件和数学表达.单值性条件包括4个:几何条件;物理条件;时间条件;边界条件;其中边界条件分3类:①第一类边界条件:已知边界面温度.②第二类边界条件:已知边界面热流密度..③第二类边界条件:已知边界面与周围流体间的表面传热系数及周围流体温度tf.牛顿冷却公式:2.稳态导热--t=f(x,y,z)(1)通过单层平壁,多层平壁和复合平壁的导热计算式及温度分布,热阻概念及其表达式和运用.A: 第一类边界条件: 在无内热源,常物性条件下1)单层平壁,高度h>>厚度δ,即为无限大平壁.因是一维导热,所以温度分布为线性分布.t=tw1-(tw1-tw2)x/δ;热流密度q=tw1-tw2/(δ/λ)=Δt/Rt.热阻Rt: Rt=Δt/q.2)多层平壁:温度分布为折线..B: 第三类边界条件: 厚度δ,无内热源,常物性单层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)Rt=1/h1+δ/λ+1/h2多层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)C: 复杂的平壁导热:(串连加并联)RA与RB串连: R=RA+RB;RA与RB并连: R=1/(1/RA+1/RB).D: 导热系数为t的函数:λ=λ0(1+bt)t= q=此时,温度分布为二次曲线.(2)通过单层圆筒壁和多层圆筒壁的导热及温度分布,热阻表达式和运用.工程上长度l>>厚度δ的称为圆筒壁导热.1)第一类边界条件:内径为r1,外径为r2单层: 边界条件:t=q=温度分布为曲线分布.多层:q=1)第三类边界条件:单层:多层:(3)临界热绝缘直径的物理概念和如何确定合理的绝热层厚度. 当绝热层外径=dx时,总热组最小,散热量最大.这一直径称为临界~~Dx=dc=2λins/h2.说明:外径d2<dc时,热损失反而增大.外径d2>dc时,加绝热层才有效.(4)肋片的作用及温度分布曲线,肋片效率概念及影响因素,肋片散热量的计算式.---- 只讨论等截面直肋1)等截面直肋:肋高为l,肋厚为δ,肋片周边长度为U,导热系数为λ,l>>δ,可认为肋片温度只沿着高度方向变化.边界条件:2)过余温度:以周围介质tf为基准的温度.θ=t-tf.其中m=温度分布为一条余弦双曲函数,即沿x反向逐渐降低.肋端国余温度:3)肋片表面散热量:4)肋片效率:定义:在肋片表面平均温度tm下,肋片的实际散热量Φ与假定整个肋片表面都处在肋基温度to时的理想散热量Φo的比值.即:结论:①当m一定时,随着肋高增加, Φ先迅速增大然后逐渐趋于平缓.也即η先降低,肋高增加到一定程度时, Φ急剧降低.②ml大,肋端过于温度小,肋片表面tm小,效率低.所以应降低m提高效率.③λ与h都给定时,m随U/A降低而减小.变截面肋片效率高.(5)接触热阻的形成和表达式.两固体直接接触,因接触面不绝对平整,会产生接触热阻.定义式:减小接触热阻的措施:改善接触面粗糙镀;提高接触面挤压压力;减小表面硬度;接触面上涂油.3.非稳态导热(分瞬态导热和周期性导热)两个重要准则:Fo准则和Bi准则.Bi=(δ/λ):(1/h)Fo=aτ/δ2(1)瞬态导热过程及周期性不稳态导热过程的特点.前者物理量瞬间变化.后者物理量周期性变化.(2)Fo准则的表达式及物理意义,当Fo>0.2时,无限大平壁内的温度变化规律.傅立叶准则:Fo=aτ/δ2物理意义:表征不稳态导热过程的无因次时间. Fo>0.2为临界值.无限大平壁:在进行到F o>0.2的时间起,物体中任何给定地点的过余温度的对数值将随时间按线性规律变化.(3)Bi准则的表达式及物理意义, Bi准则对无限大平壁内温度分布的影响.毕渥准则Bi=(δ/λ):(1/h)物理意义:表征物体内部导热热阻与表面对流换热热阻之比.它的值越小,内部温度越趋于均匀一致.Bi<0.1可近似认为,物体温度是均匀一致的.(4)运用集总参数法的条件及温度计算式.集总参数法的条件:对于平板,圆柱,球体,温度计算式:V为体积,A为表面积,初始温度θ=to-tf.地下建筑的预热:5-7节为对流换热部分5.对流换热分析(对流换热=导热+热对流)(1)对流换热过程的特征及基本计算公式.定义:流体因外部原因(强迫对流)或内部原因(自然对流)而流动并与物体表面接触时发生的热量传递.特征:①导热与热对流同时存在的复杂热传递过程②必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差③由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响,紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层基本计算公式:---牛顿冷却公式:q=h(tw-tf)(2)影响对流换热的因素.影响因素:①流动的起因(强迫对流或自然对流);②流动状态(层流或紊流);③有无相变;④换热表面几何因素;⑤流体的物理性质。
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。
传热学知识整理1
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外表时的热量传递过程,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, 外表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。
外表传热系数: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。
传热学考研知识点总结
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。
传热学知识点
传热学知识点传热学是研究热量传递的学科,对人类生活和工业生产有着重要的影响。
以下是关于传热学的一些知识点:1.热量传递方式:传热学研究的首要内容是热量在不同物质之间的传递方式。
热量传递有三种方式:导热、对流和辐射。
导热是指热量通过固体或液体的直接接触传递。
对流是指热量通过流体的运动传递,可以分为自然对流和强制对流两种。
辐射是指热量通过电磁波传递,无需介质参与。
2.热传导:导热是最常见的传热方式,它是由于不同物质内部的分子间作用力导致的。
导热的速度和物质的热导率有关,热导率是物质表征导热性能的物理量。
3.对流传热:对流是在流体中传递热量的方式。
它是由于流体的运动导致的热量传递。
在自然对流中,热量传递是由于流体受热后的密度变化产生的,而在强制对流中,热量传递是由于外界施加的压力或泵力导致的。
4.辐射传热:辐射是通过电磁波传递热量。
辐射传热不需要介质的参与,可以在真空中进行。
辐射传热的强度与物体的温度和表面性质有关,通常用斯特藩-玻尔兹曼定律来描述。
5.热传导的控制:控制热传导是提高节能和减少能源消耗的关键。
可以通过增加物体之间的接触面积、减少物体之间的间距、增加物质的热导率等方法来提高热传导效率。
6.流体流动换热:对流传热是通过流体的运动来传递热量的,研究流体流动条件下的传热现象是传热学的一个重要方向。
流体流动的方式有层流和湍流,研究边界层和流动分离等现象对于准确预测和控制流体流动换热过程至关重要。
7.换热设备:传热学在工程中的应用主要是研究和设计换热设备,如换热器、冷却塔、锅炉等。
这些设备的设计要考虑热量传递效率、流体流动特性以及材料的选择等因素。
8.相变传热:相变是物质由一种状态向另一种状态转变的过程,如液体变为固体时释放的凝固潜热。
相变传热是一种特殊的传热方式,研究相变传热现象对于设计冷凝器、蒸发器等设备有着重要意义。
9.传热计算和实验:传热学的研究方法包括传热计算和实验。
通过传热方程和边界条件来计算热传导、对流和辐射等传热过程。
传热学考研知识点总结 (1)
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。
(完整版)传热学知识点
(完整版)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。
q ' = h (t w - t ∞ )(w)= q 'A = Ah (t w - t ∞ )w / m 2h 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)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。
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):q ' = -k ?dT q ' = -k ?T = -k (i ?T + j ?T + k ?T) x ?dx ?x ?y ?zq ' = -k ?T n ?nT(x,y,z)为标量温度场圆筒壁表面的导热速率 q r= -kA dTdr = -k (2rL ) dT dr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。
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是研究物质内部和不同物质之间能量传递的一门科学。
它广泛应用于工程领域,涉及到热传导、对流传热和辐射传热等多个方面。
下面我将总结一些传热学的重要知识点。
1.傅立叶定律:它是传热学中最基本的定律之一,也被称为热传导定律。
根据傅立叶定律,热传导速率正比于温度梯度的负值。
数学上可以表示为q=-k∇T,其中q是单位时间内的热流量,k是导热系数,∇T是温度梯度。
2.热传导:指的是热量通过物质内部的传递过程。
在固体中,热传导主要通过分子振动、电子热传导和晶格热传导等方式进行。
3.热对流:指的是通过流体的流动来传递热量。
热对流可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是由于密度差异引起的,而强制对流是通过外部力的作用产生的。
4.辐射传热:是指热量通过电磁波的辐射传递。
所有物体在温度大于绝对零度时都会发出辐射,而辐射传热不需要通过介质传递。
辐射传热受到物体的表面性质和温度的影响。
5.热导率:是材料传导热量的能力的度量,通常用导热系数k来表示。
热导率越大,材料传导热量的能力就越强。
各种材料的热导率不同,可以用于选择合适的材料来满足特定的传热要求。
6.热阻和热导:热阻是指阻碍热量传递的能力。
热阻的大小与材料的导热性质和传热面积有关。
热导是热量在单位时间内通过材料的能力,可以用于计算传热速率。
7.对流换热系数:对流传热时,介质和界面的性质会影响传热速率。
通过引入对流换热系数h,可以描述介质与界面之间的热量传递能力。
对流换热系数与流体性质、流动方式和传热界面的条件有关。
8.对流传热的努塞尔数:努塞尔数是用于表征对流传热能力的无量纲数。
努塞尔数与热传导、对流传热系数和传热面积有关。
9.辐射传热的黑体辐射:黑体辐射指的是一个完美吸收和辐射的物体的辐射行为。
根据斯蒂芬-波尔兹曼定律,黑体辐射功率与温度的四次方成正比。
黑体辐射是辐射传热中一个重要的概念。
10.换热器:换热器是用于在两个流体之间传递热量的设备。
(完整版)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。
q ' = h (t w - t ∞ )(w)= q 'A = Ah (t w - t ∞ )w / m 2h 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)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。
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):q ' = -k ∂dT q ' = -k ∇T = -k (i ∂T + j ∂T + k ∂T) x ∂dx ∂x ∂y ∂zq ' = -k ∂T n ∂nT(x,y,z)为标量温度场圆筒壁表面的导热速率 q r= -kA dTdr = -k (2rL ) dT dr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》总复习提纲[1]
《传热学》总复习提纲[1]《传热学》提纲绪论1.导热、对流及对流换热、热辐射及辐射换热、复合换热及传热过程的概念。
2.三种基本传热方式的联系与区别。
导热基本定律及稳态导热一、导热基本定律1.温度场稳态温度场、非稳态温度场、一维温度场、二维温度场、均匀温度场等概念及数学式。
等温线、等温面概念及特点。
2.导热基本定律(傅里叶定律)1)温度梯度定义式、方向、单位。
2)热流密度、热流量定义、单位。
3)傅里叶定律定义式、各量符号、单位、适用条件及意义。
3.导热系数1)导热系数定义、符号、单位、物理意义。
2)影响导热系数数值的主要因素;保温材料。
二、导热微分方程及定解条件1.导热系数为常数、无内热源、稳态导热的导热微分方程;建立方程时依据的定律。
2.导热问题三类边界条件的语言叙述及数学表达式。
3.导温系数定义、物理意义、与导热系数的异同。
三、通过平壁、圆筒壁、球壳和肋片的一维稳态导热1.平壁的导热单层平壁温度分布、热阻、热流密度、热流量计算及温度分布特点;多层平壁热阻、热流密度、热流量、界面温度计算;串联热阻叠加原则及使用条件。
2.圆筒壁的导热单层圆筒壁温度分布、热阻、热流量、单位管长的导热热流量计算;多层圆筒壁热阻、热流量、单位管长的导热热流量、界面温度计算。
3.球壳的导热球壳温度分布、热阻、热流量计算。
4.肋片的导热肋片的作用、肋片导热的特点;过余温度概念;肋效率定义;温度分布、肋片散热量的计算;套管温度计测温误差原因及降低测温误差措施。
对流换热一、对流换热概说1.研究对流换热的目的、牛顿冷却公式的定义式、符号、意义;表面传热系数与何因素有关。
2.影响对流换热的因素。
3.对流换热的分类。
4.对流换热微分方程与导热问题第三类边界条件的区别。
二、对流换热问题的数学描写(对流换热微分方程组)建立对流换热能量微分方程、质量方程、动量守恒方程的意义。
三、对流换热的边界层1.粘性流体、层流与湍流、层流底层等概念;临界雷诺数及其作用;流体流过平板时的临界雷诺数数值、流体流过圆管时的临界雷诺数数值。
传热学复习总结
传热学复习总结第一章 绪论内容: (1)热量传递的三种基本方式及三个基本公式;(2)传热过程的概念及传热过程的基本方程式;(3)热阻的概念及导热、对流换热、传热过程中热阻的计算式;(4)单位制。
要求: (1)掌握导热、对流、热辐射的物理概念及其传递过程的基本特点和相应的基本公式;(2)掌握传热过程的概念及传热过程的基本方程式, 掌握传热系数的物理意义及其计算方法;(3)掌握导热、对流换热过程的热阻计算公式、串联过程热阻叠加原则;(4)掌握常用基本物理量的单位及国际单位与工程单位的换算。
第二章 导热基本定律及稳态导热内容: (1)导热基本定律;(2)导热微分方程式;(3)通过平壁、圆筒壁的导热;(4)通过肋片的导热;(5)导热问题数值法求解原理。
要求: (1)掌握导热基本定律, 熟知它的意义和应用;(2)了解导热系数的物理意义以及影响导热系数的因素;(3)理解温度场、等温面、温度梯度的意义和特点;(4)掌握平壁、圆筒壁及等截面直肋常物性物体一维稳态导热问题的分析求解方法。
1、 基本概念导热系数、导温系数(热扩散系数)、温度场、稳态与非稳态换热、等温线、初始条件、三类边界条件及其数学表达式、热阻、接触热阻。
2、 理论傅里叶定律:3、 导热微分方程: = )+ + +4、 计算(1)、平壁: ==1211/)_(δλw w t t A……=11/)(++-n n w n w n t t A δλ (2)、园筒壁:=12121ln 1)(2d d t t L w w λπ-…… =n n n n w n w d d t t L 11ln 1)(2++-λπ(3)、园球壁(导热实验):δπλ)(2121t t d d -=Φ (4)、肋效率: =实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量( = )(5)、等截面直肋(肋端绝热)温度分布: = ch(m(x-H))/ch(mH),肋端:热量:肋效率:(6)、有内热源的导热温度分布: (第三类边界条件) w t x t +-Φ=)(222δλ(第三类边界条件) 热流密度:(7)、变截面一维稳态导热:(8)、导热问题差分方程建立:1)、差分替代微分2)、控制容积法:第三章 非稳态导热内容: (1)非稳态导热的基本概念;(2)一维非稳态导热问题的求解。
传热学知识点复习
传热学知识点复习传热学是研究热量的传递和热工过程的科学。
它涉及到热传递的基本机理,如热传导、对流和辐射,以及它们在工程中的应用。
下面是传热学的一些知识点复习。
1.热传导热传导是物质内部热量传递的一种方式。
它是由于粒子在物体内部的自由运动引起的。
热传导的速率与温度梯度成正比,与物体的导热性能成反比。
传热方程可以用傅里叶定律表示为q = -kA (dT/dx),其中q是传热速率,k是导热系数,A是传热面积,dT/dx是温度梯度。
2.对流传热对流传热是物质与流体之间热量传递的一种方式。
它是由于流体内部的热量运动引起的。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种。
自然对流是由于温度差异引起的自发热对流,强制对流是通过外部力或设备引起的流体运动。
对流传热的速率与温度差、流体速度和流体性质有关。
3.辐射传热辐射传热是由于物体之间的热辐射引起的热量传递。
辐射传热不需要介质来传递热量,并且可以发生在真空中。
辐射传热的速率与物体的温度的四次方成正比,与表面特性和相互关系有关。
4.热传导方程热传导方程描述了热传导过程中温度分布随时间和空间变化的关系。
一维热传导方程可以表示为dT/dt = α(d²T/dx²),其中T是温度,t是时间,x是空间位置,α是热扩散系数。
该方程可以用于分析稳态和非稳态的热传导过程。
5.热传导的边界条件热传导问题需要确定边界条件,以求解热传导方程。
常见的边界条件有第一类边界条件(指定温度或热流密度),第二类边界条件(指定热流量),和第三类边界条件(指定混合边界条件)。
6.热传导的导热性能导热性能是一个物体传导热量的能力。
导热性能由物体的导热系数、物体的尺寸、物体的形状和物体的材料性质决定。
导热系数是一个材料导热能力的度量,它取决于物质的热导率、密度和比热容。
7.传热器件和传热设备传热器件和传热设备是应用传热学原理进行热量传递的装置。
常见的传热器件有换热器、冷凝器、蒸发器、加热器等。
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是物理学的一个重要分支,研究物体间传递热量的规律和方式。
下面是一些传热学的重要知识点的总结。
1.热量传递方式:传热学研究的第一个重要问题是热量的传递方式。
主要有三种方式:传导、对流和辐射。
传导是通过固体或液体内部的分子振动和自由电子振动而传递热量的方式;对流是通过液体或气体的运动而传递热量的方式;辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。
不同物体间的传热方式通常是综合应用这些方式。
2.热传导:热传导是固体或液体内部的热量传递方式。
它遵循傅里叶热传导定律,即热传导速率正比于温度梯度,与导热系数成正比。
导热系数是物质的一个固有特性,用于描述物质对热量的导热能力。
热情况下,低导热系数的物质不容易传递热量,而高导热系数的物质能够更好地传递热量。
3.对流传热:对流是热量通过液体或气体的运动而传递的方式。
它分为自然对流和强迫对流。
自然对流是由密度差异引起的液体或气体的自发运动,如气流中的热空气上升;强迫对流是通过外部力量推动流体运动,如风扇吹起的空气。
对流传热具有较高的传热效率,因为流体的运动可以带走物体表面的热量。
4.辐射传热:辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。
所有物体在室温下都会发射辐射,其强度与温度的四次方成正比。
黑体是指一个理想化的物体,能够完全吸收所有辐射,并以最大强度发射辐射。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,黑体辐射的强度正比于温度的四次方。
实际物体的辐射强度可以用其发射率和黑体辐射强度之间的比例来描述。
5.热传导方程:热传导方程是研究固体或液体内部热量传递的数学模型。
它描述了材料内部温度随时间和空间的变化。
热传导方程是一个偏微分方程,其中包含了热传导系数、材料的热容和密度等参数。
6.传热换热系数:传热换热系数描述了传热过程中介质对热量的传递能力。
它是一个物质特性,不同物质和不同传热方式都有不同的传热换热系数。
传热换热系数的大小直接影响传热速率,较大的传热换热系数意味着更快的传热速率。
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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=f(x,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: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:(1)q1,q2及q3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= /。
环境温度高达40??,罐外空气与保温层间的h=5w/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。
§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。
,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 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>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=(10-6m2/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/,热电偶近似为球形,直径。
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/,ρ=7310kg/m3,c=228J/。
§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;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。
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。
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tw的条件,流动和换热达充分发展阶段。
流体进口tf`,质量流量为qm,定压比热容为cp,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,tfx指流体在截面x处平均温度。
7.初温为35 ℃流量为/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?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。