传热学复习提纲

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）与其特点。

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 接触热阻的定义与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管，如下图所示；在管道中套管的位置以种布置为好。

见下列a）、b）两图。

（λ钢＜λ铝＜λ铜）
CH3 非稳态热传导
1 非稳态导热的两个阶段与各自的特点是什么？图3-2
2 Bi数的定义式与物理意义，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。

7 用热电偶测量气罐中气体的温度。

热电偶的初始温度为20℃，与气体的表面传热
系数是10W/m2﹒K，热电偶近似球形，直径为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？要使热电偶过余温度不大于初始过余温度的1％，至少需要多长时间？已知热电偶的导热系数λ＝67W/m﹒k，ρ=7310k g/m3，c p=228J/kg﹒K。

（答案16.6％，25.6s）
CH4 热传导问题的数值解法
1 理解数值求解的基本思想和一般步骤。

2 热平衡法列节点离散方程：课本4.3节4.3.1求不同边界条件下的边界结点、内部角点、外部角点的离散方程。

3 习题9、10。

CH5 对流传热的理论基础
1 对流传热的影响因素有。

2 已知流体温度场，计算对流表面传热系数的关系式是。

3 对流传热问题完整的数学描述是包括控制方程组和定解条件，控制方程组和定解条件分别是。

4 速度边界层与其厚度的定义是，温度边界层与其厚度的定义是
，温度边界层将温度场分为。

5 二维稳态能量守恒方程和动量守恒方程中各项的数量级大小是怎样的？
6 二维稳态无内热源强制对流的边界层控制方程。

7 Pr的表达式和物理意义是。

图5-10
8 外掠等温平板流动中，临界雷诺数大小是，特征长度为。

9 例题5-1，5-2；复习题2；习题2。

CH6 单相对流传热的实验关联式
1 两个现象相似的定义（P230）。

2 两个现象相似必须是同类现象，相似的充要条件是。

3 模化试验的指导原理是。

4 表6－1 常见相似准则数的表达式、物理意义。

5 管槽内强制对流换热的特点是，入口段和充分发展段的特点是。

图6-6
6 流体在圆管内受迫流动的特征长度为管内径,定性温度为流体平均温度。

7 何谓当量直径？试求边长为a的等边三角形通道，宽为a和高为b的矩形通道，以与外管内径为d1，内管外径为d2的环形通道的当量直径。

8 Dittus－Boelter公式在实际应用中需要根据实际情况进行哪些修正？
9 对管内强制对流换热，为何采用短管和弯管可以强化流体的换热？
10 均匀热流边界条件下，充分发展段换热温差为，而在均匀壁温条件下换热温差为。

11流体横掠单管时，其流动特点和表面传热系数的变化规律。

12管束的排列方式有____________和_____________。

流体横掠管束时，在其它条件相同时，一般来讲平均表面传热系数的大小叉排顺排，排数多的排数少的。

（填大于或小于）
13 大空间自然对流边界层的特点：速度分布，温度分布，局部传热系数变化，即图6-15、图6-18。

层流向湍流转变的判据是，其表达式为，物
理意义是。

14 大空间自然对流实验关联式中特征长度的选择：竖壁和竖圆柱取高度，横圆柱取外径。

15自模化是指。

（P271）
16 例题6-1、6-3、6-6；习题14、26、35、42。

17 水流过长l=5m、壁温均匀且为40℃的直管时，从t f’=25.3℃被加热到t f’’= 34.6℃，管子内径d=20mm，水在管内流速为2m/s，求表面传热系数与换热量大小。

水的物性参数见下表。

（7988W/m2﹒K，2.43×104W）
18水以2.5m/s 的速度，在一壁温为90℃，内直径为3 cm的光滑管内流动，如果水由40℃被加热到60℃，试确定所需管长。

管内流动换热准则方程： 0.8
Nu（加热流体n=0.4，冷却流体
0.023Re Pr n
f f f
n=0.3）
f f
见下表）
CH7 相变对流传热
1 膜状凝结和珠状凝结的定义是，在其它条件完全相同时，珠状凝结的表面传热系数膜状凝结，膜状凝结的主要阻力是。

2 膜状凝结中，液膜由层流转变为湍流的判据是，临界值是。

3 膜状凝结的影响因素有
，
强化膜状凝结的基本原则是。

4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？
5试画出水的大容器饱和沸腾的沸腾曲线，并标出临界热流密度点；掌握各个区域的特点。

6 为什么用电加热器加热时当加热功率q>q max时易发生壁面被烧毁的现象，而采用蒸汽加热则不会。

7 沸腾传热传热系数高的原因是。

8 沸腾传热的影响因素有，强化原则是。

9下面三图为大空间饱和沸腾过程的三个不同状态，在图中标出其名称并指出沸腾温差的相对大小。

（a）（b）（c）
CH8 热辐射的基本定律和辐射特性
1 几个概念：辐射力、光谱辐射力、定向辐射强度；发射率、光谱发射率、定向发射率；黑体、漫射体、灰体。

表8-5
2 斯忒藩－玻尔兹曼定律、普朗克定律、兰贝特定律的内容与相互联系是什么？
3 维恩位移定律的内容与应用（如：室温下黑色的铁棒在炉子中加热时渐呈暗红、红、橙黄色）。

4 物体表面的发射率取决于。

5温室效应的原因是。

世界万物呈现不同颜色的原因是。

6理解基尔霍夫定律的内容，三个层次的表达式和成立条件是。

7太阳辐射中的光谱分布类似于温度为K的黑体，它的能量分布特点是。

可见光波长范围。

8太阳辐射的能量主要集中在（可见光）区段；工业温度范围内物体热辐射的能量主要集中在（红外线）区段。

9实际物体的吸收比取决于两方面的因素：（吸收物体本身的情况）和（投入辐射的特性）。

CH9 辐射传热的计算
1 角系数的定义和性质。

2 区别投入辐射和有效辐射。

3 气体辐射的特点是、。

4 强化辐射传热的方法有，削弱辐射传热的方法有。

5 抽气遮热罩热电偶为什么能减少气体温度的测量误差？
6 表9-5
7 试确定下列几何图形中的角系数X1,2、X2,1
（a）长管道1.0，0.424
（b）面积A2＝2A1的同心半球下面有一个面积
为A1的小球0.5，0.25
（c）半圆形长管道，在这种情况下的X2，2＝? 1.0，0.637,0.363
（d）倾斜的长平板（点B直接在A的中心之上）0.5，0.707
（e）横放在无限大平面上的半球0.5，0
8采用网络法求解三表面封闭系统辐射换热的计算方法：
两块面积为90cm×60cm，间距为60cm的平行平板，板1的温度为550℃，发射率为0.6，板2绝热，将这两块板置于一个温度为10℃的大房间内。

试求绝热板的温度与平板1的热损失。

已知X1,2＝0.25。

（252℃，7988W）
9 有两个直径为2m的平行圆盘，间距为1m，温度分别为t1=500℃、t2=200℃，发射率分别为0.3、0.6。

若把它们置于壁温为t3=20℃的大房间内，试求每个圆盘的辐射换热量。

已知X1,2＝0.62。

（17806W,-166.3W）
10 例题9-5，习题6、23、26、35。

CH10 传热过程分析与换热器的热计算
1 通过平壁、圆筒壁和肋壁的传热系数计算公式分别是。

考虑污垢热阻时圆筒壁传热系数计算公式为。

2 圆管外加保温层是否一定会保温？其临界绝缘直径为。

3 按换热器的操作过程可将其分为、、，按表面的紧凑程度分为、。

4 间壁式换热器的主要形式有、、、、，交叉流换热器包括、、、。

5 对数平均温差△t m的计算公式为，算术平均温差的计算公式为。

6 管壳式换热器的平均温差可表示为。

7在相同的进出口温度条件下，（逆流）布置时平均温差最大，（顺流）布置时平均温差最小。

8 换热器热计算的基本公式是和。

9 换热器效能定义为。

传热单元数定义为。

10什么是污垢热阻?其定义式为。

11怎样使用试验数据, 用威尔逊图解法求解传热过程分热阻?
12当需要强化一个传热过程时，应当首先（判断哪一个传热环节的分热阻最大），针对这个传热分热阻采取强化措施收效最显著。

13 例题10－3、10－6；复习题5；习题3、8、13、15、27、53
14 一油冷却器是由外径15mm、壁厚1mm的铜管制成的管壳式换热器，铜管叉流排列。

在油冷却器中，ρ＝879kg/m3、Cp=1950J/kg﹒K、流量为39m3/h的30号透平油从t1’=56.9℃冷却到t1”=45℃。

冷却水在油冷却器管内流过，进口温度t2’=33℃，温度变化为4℃，两个流程，表面传热系数4480W/m2﹒K。

油在管外的隔板间流过，表面传热系数452 W/m2﹒K。

试计算所需的换热面积。

已知温差修正系数ψ＝0.97。

（36.1m2）。