对流传热与传质分析(王启杰)第十三章
化工原理王志魁第四版课后思考题答案
化工原理王志魁第四版课后思考题答案4-1 根据传热机理的不同，有哪三种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：根据传热机理的不同，热的传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热。
热传导（简称导热）：热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程。
在固体、液体和气体中都可以发生。
对流传热：由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合。
热辐射：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。
可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：一般固体>液体>气体4-13 答：一是液体的温度要达到沸点,二是需要从外部吸热。
4-20 答：能透过全部辐射能的物体，称为透热体；能全部反射辐射能的物体，称为白体；能全部吸收辐射能的物体，称为黑体或绝对黑体；能够以相等的吸收率吸收所有波长辐射能的物体，称为灰体。
4-21 答：在同一温度下，实际物体的辐射能力与黑体的辐射能力之比，定义为灰体的黑度。
影响固体表面黑度的主要因素有：物体的性质、温度及表面情况（如表面粗糙度及氧化程度）。
4-29答：根据公式可以采取如下措施：提过对流换热系数，尤其是提高较小一层的对流换热系数降低污垢热阻，及时清洗换热器，降低热传导热阻，选择导热率大的材料，降低换热壁的厚度。
第五章吸收5-1 选择吸收剂时，应从哪几个方面考虑？答：(1) 溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度越大，则传质推动力越大，吸收速率越快，且吸收剂的耗用量越少。
(2) 选择性吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度，而对混合气体中的其它组分溶解度甚微，否则不能实现有效的分离。
(3) 挥发度在吸收过程中，吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。
故在操作温度下，吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收剂的损失量。
(4) 粘度吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动阻力越小，扩散系数越大，这有助于传质速率的提高。
高等传热学复习题
高等传热学复习题1．简述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。
2．定性地分析固体导热系数和温度变化的关系3．什么是直肋的最佳形状与已知形状后的最佳尺寸？4．评述确定非稳态导热属于“薄”与“厚”的判据。
5．用“薄”壁方法分析用热电偶测量流体温度如何提高精确度。
6．半无限大固体表面温度周期性波动时，说明其温度传播的衰减性及延迟性。
7．固体表面辐射率有那几种？说明其相互关系。
8．角系数相对性成立的前提条件是什么？9．强化表面辐射的方法有哪些？10．燃用气、液、固体燃料时火焰辐射特性。
11．试述强化气体辐射的各种方法。
12．固体表面反射率有哪几种？13．说明相似理论在对流换热分析中的应用。
14．简述对流换热问题的各种求解方法。
15．试述凹陷形空穴强化沸腾传热的原理。
16．试述通道内层流流动时强化对流换热的各种方法。
17．试述通道内紊流流动时强化对流换热的各种方法。
18．层流流动时，不同通道截面形式（A，B）在给出Nu A、Nu B、f A、f B时比较其换热及流动性能。
参考书：1．E．R．G．埃克特，R。
M。
德雷克著，航青译，传热与传质分析，科学出版社，1983年2．屠传经等编，热传导，高等教育出版社，19923．王启杰，对流传热传质分析，西安交通大学出版社，19914．梅飞鸣，王兴安编，辐射传热，高等教育出版社，19891．屠传经等编著，高温传热学，浙江大学出版社，19972．杨世铭，陶文铨等编著，传热学（第三版），高等教育出版社。
高等传热学复习题(2010)1.试述求解导热问题的各种方法和傅立叶定律的适用条件。
2.有内热源稳态导热有什么特点，你能举例说明吗？3.什么是直肋的最佳形状与已知形状后的最佳尺寸？4.试简述非稳态导热的特点，试分析物体形状对温度变化率的影响规律。
5.用“薄”壁方法分析用热电偶测量流体温度如何提高精确度。
6.半无限大固体表面温度周期性波动时，说明其温度传播的衰减性及延迟性。
传热传质过程报告
传热传质过程报告刘畅3382012511摘要单论述了传质冷却的机理，并给出工程实际的应用及其最新进展，以管式间接蒸发冷却器为实例建立数学模型，论证传热传质机理关键字冷却机理管式间接蒸发冷却器引言质量传递过程设计的领域很广，如空调工程中空气的处理问题，化学工程中常见的有蒸馏、吸收、萃取和干燥等，质量传递过程还与反应工程、离子交换、反渗透技术和生物工程等过程密切相关。
传质机理是说明传质过程的基础，有了正确的传质理论，便可以据此对具体的传质过程及设备进行分析，优化选择合理的操作条件，对设备的强化、新型高效设备的开发做出指导。
传质理论一般首先是对传质过程提出一个说明传质机理的数学物理模型，研究该模型的解，讨论影响传质过程的各种因素，以实验验证该传质理论的正确程度，进而可以用实验的结果，修正数学物理模型，最后得到比较切换实际工程问题的传质模型。
下面将简单介绍传热传质机理并在管式间接蒸发空气冷却器的传热、传质过程分析的基础上，建立适宜的管式间接蒸发空气冷却器的热工模型，并对管外湿侧二次空气与水膜之间的传热、传质系数进行广泛的分析、优选和改进。
1 传质冷却机理及其实际应用在传热学中已经分析过和壁面间的对流换热过程，所涉及的流体是单一物质或称一元体系。
而在某些实际情况下，流体可能是二元体系，并且其中各组分的浓度不均匀，物系中的某组分存在浓度梯度，将发生该组分由高浓度区向低浓度区的歉意过程，就会有质量传递或质交换发生。
日常生活中遇到的水分蒸发和煤气在空气的弥漫以及室内装修造成的空气污染等都是传质现象。
同样在自然界和工程实际中，海洋的水面蒸发在潮湿的大气层中形成云雨；生物组织对营养成分的吸收；油池起火和火焰的扩散；冷却塔、喷气雾化干燥、填充吸收塔等的工作过程都是传质过程的具体体现。
传质过程又常和传热过程符合在一起，例如空调工程中常用的表面式空气冷却器在冷却去湿工况下，除了热交换外还有水分在冷表面凝结洗出；还有在吸收式制冷装置的吸收器重发生的吸收过程等，均是既有热交换又有质交换的现象。
传热传质过程报告
传热传质过程报告摘要：本文论述了传质冷却的机理和传质对传热的影响，建立了数学模型并推导出相应的计算公式。
介绍了工程实际中传质冷却的应用和最新进展，列举了自然界中的热质交换实例并阐述了其传热传质机理。
关键词：传质冷却传热直接蒸发冷却塔热管引言：在《传热学》中，把热量传递与质量传递当作独立的问题来分析，认为一个传递过程与其他传递过程互不相关。
但是实际的换热过程中往往伴随着质量的传递，也就是说传热与传质是互相影响的。
即使在等温过程中也会有热量的传递，因为随着质量的传递，物质本身的焓值将被带走，因而产生了热量的传递。
蒸发冷却作为传质冷却的一种，原理简单，传热传质效果好，应用广泛。
夏天天气炎热，下过一场雨，空气温度会降低，这就是自然界中最常见的蒸发冷却。
传质冷却机理如图所示，有一股温度为t2的流体流经温度为t1的壁面。
在质量传递过程中，组分A 、B 从壁面向流体主流方向进行传递，传递速率分别为NA 、NB 。
可以认为在靠近壁面处有一层滞留薄层，假定厚度为δ0。
在滞留层内取一厚度为dy 的微元体，进入微元体的热流由两部分组成。
（1）由温度梯度产生的导热热流为：dy dt-1q λ=（2）由于分子扩散，进入微元体的传递组分A 、B 本身具有的焓为：)t -t )(c c (2q 0,,B P B B A P A A M N M N +=M A 、M B 是A 、B 的分子量；to 为焓值计算温度。
在趋于稳定时，进入微元体的热流等于流出微元体的热流。
因此有：0)(,*,*22=+-dy dydt c M N c M N dy dy t d B P B B A P A A λ两边除以薄膜传热系数h ，得0)(,*,*22=+-dydt c M N c M N dy t d B P B B A P A A λ由于薄膜传热系数与薄膜厚度之间有关系0h δλ=，定义传质阿克曼修正系数0C =传质自壁面向主流，则C0>0，反之C0<0。
对流传热的内容分析
对流传热的内容分析化学生物学专业学生：蒲金远指导老师：彭刚摘要对流传热是在流体流动过程中发生的热量传热现象。
工业生产当中遇到的对流传热，常指间壁式换热器中两侧流体与固定壁面进行的热交换，即热流体将热量传给固体壁面，再由固体壁面将热量传给冷流体，这种传热亦常称为给热。
因为它是依靠流体质点的移动进行热量传递的，故对流体传热与流体状况密切相关。
关键词对流传热流体1．对流传热分析在工程上，对流传热是指流体固体壁面的传热过程，它是依靠流体质点的移动进行热量传递的。
因此与流体的流动情况密切相关。
热流体将热量传给固体壁面，再由壁面传给冷流体。
由流体力学知，流体流经圆体壁面时，在靠近壁面处总有一薄层流体顺着壁面做层流流动，即层流底层。
当流体做层流流动时，在垂直于流动方向的热量传递，主要以热传导方式进行。
由于大多数流体的导热系数较小，故传热热阻主要集中在层流底层中，温差也主要集中在该层中。
而在湍流主体中，由于流体质点剧烈混合，可近似的认为无传热热阻，即湍流主体中基本上没有温差。
在层流底层与湍流主体之间存在着一个过渡区，在过渡区内，热传导与热对流均起作用使该区的温度发生缓慢变化。
所以，层流底层的温度梯度较大，传热的主要热阻即在此层中，因此，减薄层流底层的厚度δ是强化对流传热的重要途径。
在传热学中，该层又称为传热边界层。
综上所述，对流传热是以层流底层的导热和层流底层以外的以流体质点做相对位移与混合为主的传热的总称。
为了处理问题方便，一般将有温度梯度存在的区域，即层流底层和过度区称做传热边界层，传热的热阻主要集中在层流底层。
图1-1表示。
2．影响对流热的因素对流传热既有分子间的微观热传导作用, 又有流体宏观位移的热对流作用,是一种复杂的热传递过程, 以牛顿冷却定律Q = A$t 来计算通过传热面的传热量Q, 虽然形式简单, 但影响对流传热的许多因素都归纳到对流传热系数之中了, 使得A的变化错综复杂, 难以确定。
具体地说, 对流传热与以下几方面有关。
对流传质系数和对流传热系数的关系式
对流传热系数是热工学中非常重要的一个参数，它描述了流体在流动状态下传热的效率。
而对流传质系数则描述了气体或液体中溶质在对流传质过程中的传递效率。
对流传热系数和对流传质系数之间存在一定的关系，本文将从理论和实验角度探讨这两者之间的关系式。
一、对流传热系数的定义在热传递过程中，传热介质与传热表面直接接触并通过对流传热方式传递热量。
对流传热系数h描述了单位时间内单位面积内的热量传递率。
它的数值大小取决于传热介质的性质、流体流动状态、传热表面的几何形状等因素。
二、对流传质系数的定义对流传质系数K描述了单位时间内单位面积内的溶质传递率。
在液体或气体中，溶质可以通过对流传质的方式在流动的介质中传递。
对流传质系数对于描述溶质在流体中的传递效率起着至关重要的作用。
三、传热和传质的相似之处在传热和传质过程中，传递的方式都是通过流体的对流运动来实现的。
无论是传热还是传质，都是通过流体流动将热量或溶质从一个地方传递到另一个地方。
传热和传质在某种程度上具有共性。
四、对流传热系数与对流传质系数的关系通过理论分析和实验研究，可以得出对流传热系数h和对流传质系数K之间存在一定的关系。
在一些情况下，对流传热和对流传质的传递过程具有相似的特性，因此它们之间的关系也具有一定的相似性。
在一些传热和传质过程中，对流传热系数h与对流传质系数K之间存在着如下的关系式：h = α·K其中，α为传热和传质的相似系数。
在一些情况下，可以通过实验测定α的值，从而通过对流传质系数K来间接推导出对流传热系数h的数值。
五、结论对流传热系数和对流传质系数是描述流体传热和传质过程中重要的参数。
通过对其进行研究，我们可以更深入地了解流体传递热量和溶质的过程，从而提高传热和传质的效率。
而对流传热系数和对流传质系数之间存在一定的关系，通过研究和实验可以得出它们之间的关系式，从而更好地应用于工程实践中。
对流传热系数和对流传质系数的研究具有重要的理论和实际意义，希望未来可以进一步深入研究这一领域，在工程实践中更好地应用这些参数。
化工原理王志魁第五版习题解答：第四章 传热
第四章传热【热传导】【4-3】用平板法测定材料的热导率，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板的两侧均用热电偶测量其表面温度。
若所测固体的表面积为0.02m 2，材料的厚度为0.02m 。
现测得电流表的读数为2.8A ，伏特计的读数为140V ，两侧温度分别为280℃和100℃，试计算该材料的热导率。
解根据已知做图热传导的热量.28140392Q I V W =⋅=⨯=()12AQ t t bλ=-.().()12392002002280100Qb A t t λ⨯==--()./218W m =⋅℃【4-4】燃烧炉的平壁由下列三层材料构成：耐火砖层，热导率λ=1.05W/(m·℃)，厚度230b mm =；绝热砖层，热导率λ=0.151W/(m·℃)；普通砖层，热导率λ=0.93W/(m·℃)。
耐火砖层内侧壁面温度为1000℃，绝热砖的耐热温度为940℃，普通砖的耐热温度为130℃。
(1)根据砖的耐热温度确定砖与砖接触面的温度，然后计算绝热砖层厚度。
若每块绝热砖厚度为230mm ，试确定绝热砖层的厚度。
(2)若普通砖层厚度为240mm ，试计算普通砖层外表面温度。
解(1)确定绝热层的厚度2b 温度分布如习题4-4附图所示。
通过耐火砖层的热传导计算热流密度q 。
()1121q t t b λ=-.()/.W m =-=21051000940274 023绝热砖层厚度2b 的计算()2232q t t b λ=-.().b m =-=201519401300446 274每块绝热砖的厚度为023m ．，取两块绝热砖的厚度为.20232046b m =⨯=．。
(2)计算普通砖层的外侧壁温4t 先核算绝热砖层与普通砖层接触面处的温度3t (2)32227404694010530151qb t t λ⨯=-=-=℃习题4-3附图习题4-4附图3t 小于130℃，符合要求。
传热和传质基本原理
传热和传质基本原理传热和传质是物质在不同状态和介质之间传递能量和物质的过程。
它们是热力学和物质平衡的基础，对于理解和应用许多自然现象和工程问题至关重要。
传热是指热量在物体之间传递的过程。
热量是物体内部微观粒子的运动状态，是一种能量的形式。
当物体与其他物体或环境接触时，热量就会在它们之间传递。
传热的方式可以分为三种：传导、对流和辐射。
传导是在物体内部传递热量的方式。
当物体的一部分受热时，它的分子会加速运动，与周围分子发生碰撞，从而将能量传递给周围分子。
这种传递方式在固体中最为常见，因为固体的分子间距相对较小，分子之间的相互作用力较强。
固体的导热性能与其导热系数有关，导热系数越大，物体的导热性能越好。
对流是热量通过流体运动传递的方式。
当流体受热时，其密度会减小，从而使流体上升，而冷却的流体则下降。
这种上升和下降的流动形成了对流现象。
对流的传热效果与流体的流速、流体的性质以及流体与物体之间的接触面积有关。
辐射是通过电磁波辐射传递热量的方式。
所有物体都会辐射热能，辐射的强度与物体的温度有关。
辐射传热不需要介质，可以在真空中进行。
辐射的传热效果与物体的表面特性、温度差以及波长有关。
传质是指物质通过扩散、对流等方式在不同状态和介质之间传递的过程。
传质的方式可以分为扩散、对流和溶解。
扩散是溶质在溶剂中自发性的分子或离子运动，使其浓度均匀分布的过程。
扩散速率与浓度梯度、温度、溶质和溶剂的性质以及扩散距离有关。
对流传质是在流体中溶质随着流体的流动传递的过程。
流体中的溶质可以通过流体的对流运动从一处运动到另一处。
对流传质的速率与流体的流速、溶质的浓度梯度以及流体和溶质的性质有关。
溶解是溶质在溶剂中形成溶液的过程。
溶解速率与溶质和溶剂的性质、温度和浓度有关。
传热和传质是许多自然现象和工程问题的基础。
在自然界中，许多地理、气象、生物学和化学现象都与传热和传质有关，如大气环流、海洋环流、生物代谢等。
在工程领域，传热和传质的研究和应用广泛存在于化工、能源、材料等领域，如炼油、化学反应、传热设备等。
流体的传热和传质
流体的传热和传质流体的传热和传质是热力学和传质学领域中的重要理论和实践问题。
在许多工程和自然现象中，流体的传热和传质过程起着关键作用，如热力设备的设计、化工反应过程的控制以及环境保护等。
本文将从理论和实践两个方面，对流体传热和传质进行探讨。
一、流体的传热流体的传热是指热量在流体中的传递过程。
这种传递可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。
传导是指热量在固体或液体中的传递过程，其传递方式与物质的微观结构有关。
对流是指传热介质的流动对传热过程的影响，其传递方式与流体的性质和流动条件有关。
辐射是指热量以电磁波的形式传递，不需要传热介质参与。
在工程实践中，为了提高流体的传热效率，常采用换热器。
换热器是一种通过流体的换热面进行热量传递的设备，根据换热的方式和流体的性质可以分为不同类型，如壳管式换热器、板式换热器等。
不同的换热器在不同的工况下有着各自的优势和适用性。
二、流体的传质流体的传质是指在流体中不同组分之间物质的传递过程。
传质过程可以通过扩散、对流和反应等方式进行。
扩散是指溶质在流体中由浓度高的区域向浓度低的区域传递，其速度与浓度梯度成正比。
对流是指流体的流动对传质过程的影响，常用于提高传质效率。
反应是指溶质通过化学反应或生物反应等方式在流体中传递。
在化工工艺中，流体的传质过程对反应速度和产品质量有着重要影响。
为了实现高效传质，需要控制传质介质的流动条件和溶质的浓度梯度，同时合理选择传质设备和工艺参数。
三、流体传热和传质实践案例流体的传热和传质在许多工程和自然过程中发挥着重要作用。
以下是一些实践案例：1. 化工反应过程中的传热和传质：在化学反应中，传热和传质过程对反应速度和产物分布有着直接影响。
通过合理设计反应器和传热设备，可以提高反应的效率和选择性。
2. 多相流传热和传质：在多相流动中，不同相之间的传热和传质过程对相变、反应和质量传递起着重要作用。
例如，在锅炉中的蒸汽生成和汽车发动机中的冷却系统，多相流传热和传质是需要考虑的重要问题。
传质概述 - 化工原理第三版王志魁编课程课件
二、相平衡 --------相际间传质的最终状态
与热平衡不同之处：
▲达到相平衡时，一般两相浓度 pG
不相等。
气相主体
▲达到相平衡时，传质过程仍在 进行，只不过通过相界面的某一 组分的净传质量为零，因此属动 态平衡。
相界面 pi Ci
空气+氨气
水 液相主体
传质方向 CL
吸收
三、相组成的表示方法
摩尔分率
四．传质方式
分 子 扩 散 ： 静 止 的 或 层流 流 动 的 流 体 中 ，
传
质
方
式对
流
传
质
：
靠分子运动来 在 湍 流 流 动中 ，
进
行
传
质的
方
式
靠 流 体 质 点 的 脉 动 来 进行 传 质 的 方 式
第六章 吸 收
重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方程 难点：双膜理论
第二节 物质传递机理
物质传递的三个步骤：
1 扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的扩散）； 2 在界面上的扩散物质从一相进入另一相（相际间传质）；
3 进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散（单相中的 扩散）；
界面
气相 组分 主体
组分
液相 主体
物质在单相中的扩散
物质在单相中的传递靠扩散，发生在流体中的扩 散有分子扩散和对流扩散两种。
2、亨利定律
当总压不高（<5×105Pa）时，在一定温度下，稀溶液上方 溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在着如下的关系：
p* =E·x
式中: p* ---------溶质在气相中的平衡分压, kPa； x----------溶质在液相中的摩尔分率 E----------享利系数， kPa
传热与传质的基本原理
传热与传质的基本原理
传热与传质是热力学和流体力学中的重要概念。
尽管它们的名称相似，但它们代表了两个不同的物理过程。
传热是指通过不同物质之间的能量传递。
它可以是通过热传导、热对流或热辐射的形式。
热传导是通过物质内部分子之间的碰撞传递热能。
热对流是指通过流体的运动传递热能，而热辐射是指通过电磁辐射传递热能，例如阳光向地球传递热能。
传热的速率由热传导、对流或辐射系数决定。
热传导系数是物质传导热能力的度量，表征了物质内部传热的能力。
对流系数是流体传递热能力的度量，表征了流体通过对流传热的能力。
辐射传热系数是物体通过辐射传递热能力的度量，取决于物体的表面特性。
传质是指物质中的组分通过扩散或对流在不同的相中移动。
扩散是指物质在不同浓度之间由高浓度区向低浓度区的自发移动。
对流是指物质通过流体的运动在空间中传输。
例如，氧气通过肺泡壁向血液中传递，或者热咖啡由热杯壁向冷空气中传递。
传质的速率由物质的浓度差、物质的扩散系数和流体速度决定。
浓度差越大，传质速率越快。
扩散系数是物质扩散能力的度量。
它与物质的性质、温度和压强有关。
流体速度越大，传质速率越快。
尽管传热和传质是不同的物理过程，但它们在很多实际问题中是相互耦合的。
例如，在燃烧过程中，热能从火焰传递到周围
的空气中，同时氧气从空气中扩散到火焰中参与燃烧反应。
因此，理解传热和传质的基本原理对于解决许多工程和科学问题至关重要。
对流传热传质
朗特数Pr、施密特数Sc和刘易士数Le
n n
边界层的动量方 程式、能量方 程式和质量组 分方程式彼 此间有许多类似 之处 一种传递 过程的 求解结果经过 适当变换后可用于另 一种 传 递过程 ，这种变换和 下面的 三个无 量纲参 数密切 相关
普朗特数Pr
n
高低Pr介质的速度边界层和热边 界层
n
普 朗特数 是一个与动量和能量传递有 关的无 量纲量 。流 体可按 Pr数的大小分为 低 Pr数介 质：液态金属 Pr为 10**-2数 量级 高 Pr数介 质：油 类Pr为 10**2-10**3数量 级 大多数气 体和轻液体 (如水 )： Pr≈ 1 Pr定义式 可知： 动量扩散率对 热扩散率的比 值 高 Pr介质流过壁面：υ >a，速度分布 的发展 速度比 温度 分 布的发 展速度 快得多 低 Pr介质流过壁面：υ <a，温度分布 的发展 速度比 速度 分 布的发 展速度 快得多 Pr≈1介质流 过壁面：速度 边界层 和热边界层以 相近的 速 度 发展
n
热传导(导热)：热量从物质中温度较高的部分传递到温度 较低的部分，或者从高温物质传递到与之相邻的低温物质 的热量传递现象 特点：由于物质微观粒子的热运动而引起的热量传递，在 传热方向上无物质的宏观位移，存在于固体、静止流体及 滞流流体中 发生热传导的条件是有温度差存在，其结果是热量从高温 部分传向低温部分
n
整个流场分为两个区域： 边界层区： 层内动量传递主要取决 于分子动量传递 层外势流区：可近似按 无粘性的势流理论计算
n
整个温场分为两个区域： 热边界层区： 层内分子导热起主要作 用 层外的近似等温区
传质边界层
n
当混合物 流体掠过平壁时，若 某一组成物的质量百 分 数和壁面 上的数值不等，就要引起传质，在近壁的一 薄层流体中有显著的密度梯度 ，称为传质边界层
化工原理第四版思考题答案
化工原理第四版思考题答案【篇一：化工原理(王志奎)第四版课后答案】345【篇二：化工原理第四章思考题答案】>4-1 根据传热机理的不同，有哪3种基本传热方式？他们的传热机理有何不同？答：（1）基本传热方式有热传导、热对流和热辐射3种。
（2）热传导简称导热，是通过物质的分子、原子或自由电子的热运动来传递热量；对流传热是通过冷、热不同部位的流体质点做宏观移动和混合来传递热量；辐射传热是物体因自身具有温度而激发产生电磁波，向空间传播来传递热量。
4-2 傅里叶定律中的负号是什么意思？答：由于x方向为热流方向，与温度梯度的方向正好相反。
q是正值,而是负值,加上负号,故式中加负号。
4-3 固体、液体、气体三者的热导率比较，哪个大，哪个小？答：物质热导率的大小主要与物质种类（固、液、气）和温度有关。
一般来说，固体、液体、气体三者的热导率大小顺序:固体液体气体。
4-4 纯金属与其合金比较，热导率哪个大？答：在各类物质中，纯金属的热导率为 ,合金的热导率为 , 故热导率纯金属比合金大。
4-5 非金属的保温材料的热导率为什么与密度有关？答：大多数非金属的保温材料呈纤维状或多孔结构，其孔隙中含有值小的空气。
密度越小，则所含的空气越多。
但如果密度太小，孔隙尺寸太长，其中空气的自然对流传热与辐射作用增强，反而使增大。
故非金属的保温材料的热导率与密度有关。
4-6 在两层平壁中的热传导，有一层的温度差较大，另一层较小，哪一层热阻大？热阻大的原因是什么？答：（1）温度差较大的层热阻较大。
（2）对于两层平壁导热,由于单位时间内穿过两层的热量相等，即导热速率相同，采用数学上的等比定律可得。
由此可见，热阻大的保温层，分配与该层的温度差就越大，即温度差与热阻成正比。
4-7 在平壁热传导中可以计算平壁总面积a的导热速率q，也可以计算单位面积的导热速率（即热流密度）。
而圆筒壁热传导中，可以计算圆筒壁内、外平均面积的导热速率q，也可以计算单位圆筒长度的壁面导热速率 ,为什么不能计算热流密度？答：在稳态下通过圆筒壁的导热速率q与坐标r无关，但热流密度却随着坐标r变化，故不能计算热流密度。
火电厂空冷器与主厂房的相对位置对主厂房通风降温的影响
热力发电!2005"6#,3收稿日期$20050228作者简介$官燕玲(’557),女,工学硕士,长安大学环境科学与工程学院副教授。
火电厂空冷器与主厂房的相对位置对主厂房通风降温的影响官燕玲!长安大学"陕西西安 7’006’#%摘 要& 应用97:技术对某火电厂空气冷却器!空冷器#与主厂房之间不同间距时的流场进行了数值分析"指出空冷器的运行会对主厂房的自然通风带来不利影响"其影响随着空冷器与主厂房水平间距的增加而减小"间距达到70@时影响已很小$%关键词& 火电厂(主厂房(空冷器(自然通风(热压%中图分类号&)*26-+’ %文献标识码&, %文章编号&’002((6-"2005#0600’50- 近几年来,在我国干旱、半干旱地区兴建的火电厂,常采用空冷器替代冷却塔。
空冷器是靠吹过的空气带走管中乏汽(汽轮机排汽)的废热,将乏汽凝结成水达到循环使用的目的。
根据经济分析和考虑受平面布置所限,空冷器距主厂房的水平距离一般取为’2@。
研究结果表明,对于(00./机组的火电厂,当空冷器与主厂房水平距离为’2@时,空冷器对主厂房的自然通风会带来一定的影响。
增加空冷器与主厂房水平距离,会明显减轻这一影响。
本文按照有流动遮挡和无流动遮挡两种情况,对(00./机组空冷器周围的流场进行了数值计算,根据不同间距时空冷器与主厂房对应面上平均静压的变化,分析空冷器对主厂房自然通风的影响。
1 计算区域及数值模拟1+1 空冷器空冷器与主厂房之间的相对位置关系见图’。
’台(00./机组,共有2-台空冷器联合运行,每台空冷器风机的主要性能参数为:叶轮半径’V 5+’-@,流量1V 6’0@(W ,转速2V ’27D @J H ,风压0V 220;B ,迎面风速$V 2+6@W,换热量-00./ 台。
主厂房长70+5@。
平行安置的空冷器位于主厂房的南侧,空冷器顺厂房方向长68+-@,垂直厂房方向宽-8+0@。
高等传热学对流理论1
0)(2=Φ+∇=Φ+∇∙∇∙∙λλt t)(12133212dxdth h h dx d h h h t =∇Sphere n Cylinder n Plate n dr dt r n dr t d 210022====Φ++∙λ )(,0,0022∞∙--=====Φ+t t hdr dt R r drdtr dr t d w λλh=∞， t ∞=t w高等传热学对流换热理论参考文献：1． 对流传热与传质，杨强生，高等教育出版社，19852． 对流传热传质分析，王启杰，西安交通大学出版社，19913． 相似理论及其在传热学中的应用，王丰，高等教育出版社，1990 4． A. Bejan, Convection Heat Transfer, Colorado University, New York,John & Son Inc, 19955． W. M. Kays et al, Convection Heat and Mass Transfer, McGraw_HillBook Co, 19806． 强化传热及其工程应用，林宗虎，机械工业出版社，19917． Schliching H, Boundary Layer Theroy, 7th ed. New York, McGraw_HillBook Co, 19798． 对流换热，任泽霈，北京，高等教育出版社，1998第一讲：对流换热基本理论 1. 牛顿冷却公式（1701）：wf t t t th q-=∆∆=流体流过壁面与壁面间的换热，关键求 h 2.影响h 的主要因素:物性（νλρ,,,p c ）及定性温度（等2/)(,w f f t t t +）流动状态：流态（层流，紊流），起因（强制，自然） 几何：外部流和内部流，大空间和有限空间，大容器等，特征尺度：l(平板), d(圆管),de=4A/P3．分类： 强制对流：内部流：圆管内和其它形状管内 外部流：外掠平板、圆管（单管或管束），外掠其它形状柱体，射流冲击换热无相变 自然对流：大空间，有限空间对流换热 混合对流：沸腾换热： 大容器沸腾，管内沸腾； 饱和沸腾，过冷沸腾；有相变 管内凝结和管外凝结 凝结换热： 膜状凝结，珠状凝结一般各种对流换热都可分成层流或紊流。
高等传热学Chap1
1 ∂ ∂w 1 ∂ 2 w ∂ 2 w ∂w v ∂w ∂w ∂p ∂w ρ +u + + w = ρ fz − +µ + 2 r + 2 2 ∂ ∂ r r ∂ ∂ z ∂ z r ∂ r ∂ r r ∂ ∂z τ θ θ
在二维 二维、 二维、稳态情况下： 稳态
3. 传热方程← 传热方程←能量守恒定律
∂ ρ c p t d V = − ∫ ρ c p tv ⋅ n d A − ∫ q ⋅ n d A + ∫ Φ d V + ∫ Φ V d V ∫ ∂τ V A A V V
控制体内能变化率
流体流入带进的能量
内热源项
经过边界导入的热量 高斯散度定理
粘性耗散热量
∂u ∂v ∂w + + = 0, ∂x ∂y ∂z 1 ∂ (ur ) ∂v ∂w + + =0 r ∂r r∂θ ∂z
2. 运动方程(N-S方程)←动量守恒定律
取控制体 控制体：体积 V、表面积A，表面法 控制体 向单位矢量为n，流体密度ρ，流经表面速度 v ，单位面积上表面力为τ，单位质量力为 f，由动量守恒定理 动量守恒定理有 动量守恒定理 控制体内动量变化率 =
qr
qθ
qz
在球坐标系中， 在球坐标系中，
q = −λ ∂t ∂t ∂t i −λ j −λ k ∂r r ∂ϕ r sin ϕ∂θ
qr
qϕ
qθ
单位时间内， 单位时间内，经等温面上的面积A传递的总热量称为热流 传递的总热量称为热流 热流量： ： 率或热流量
∂t Φ = ∫ qdA = − ∫ λ ( )dA ∂n A A
西安交通大学 博士研究生入学考试科目主要参考书
联系部门：招生办公室电话：029-********联 系 人：南老师考试科目代码及名称参考书名称作者出版社版次备注1101英语1102日语1103德语1104俄语《马克思主义哲学原理》（上下册） 肖前、黄楠森等 中国人民大学出版社1994年版《新编马克思主义哲学发展史》安启念 中国人民大学出版社2004年版 《关于费尔巴哈的提纲》 马克思《德意志意识形态·第一卷第一章》 马克思、恩格斯2201马克思主义哲学《路德维希·费尔巴哈和德国古典哲学的终结》恩格斯《全球视角宏观经济学》 杰弗里.萨克斯,费利普.拉雷恩，费方域译 上海三联书店,上海人民出版社微观经济学：现代观点（第六版）H.范里安费方域翻译 上海人民出版社 第六版2202经济学微观经济学：现代观点（第六版）H.范里安费方域翻译 上海人民出版社联系部门：招生办公室电话：029-********联 系 人：南老师考试科目代码及名称参考书名称作者出版社版次备注2203高级微观经济学 微观经济学：现代观点（第六版）H.范里安费方域翻译 上海人民出版社第六版2204马克思主义经典著作《马克思主义经典著作选读》教育部社科司组编 人民出版社 2001年2205常微分方程 常微分方程 王高雄 高教出版社2206偏微分方程 现代偏微分方程导论 陈恕行 科学出版社2207量子力学 量子力学 曾谨言 科学出版社2208固体物理 固体物理 方俊鑫，陆栋 上海科技出版社《生物化学》 周爱儒主编 人民卫生出版社 第六版2209生物化学与分子生物学《医学分子生物学》 冯作化主编 人民卫生出版社七年制教材《生物化学》（影印版） B.D Hames,N.M.Hooper, J.D.Houghton科学技术出版社 2001年2210生物化学《生物化学》(第三版)王镜岩等 高等教育出版社2002年 2212细胞生物学 《细胞生物学》 杨抚华主编 科学出版社2213数理统计与随机过程 《数理统计》 汪荣鑫 西安交大出版社1989年联系部门：招生办公室电话：029-********联 系 人：南老师考试科目代码及名称参考书名称作者出版社版次备注《随机过程》 汪荣鑫 西安交大出版社1989年2214数理方程 工程数学-数学物理方程与特殊函数 南京工学院数学教研组 北京 : 人民教育出版社, 1978第三版2215数理统计 交大硕士生教材 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人：南老师考试科目代码及名称参考书名称作者 出版社版次备注2278中国现代哲学 中国现代哲学 张文儒 北京大学出版社 2801综合能力 2802公共管理学3301西方哲学《西方哲学简史》赵敦华著 北京大学出版社2000年版 《货币金融学》（第6版） 米什金 中国人民大学出版社《财政理论与政策》郭庆旺,赵志耘经济科学出版社3302金融或财政理论与实践《财政学：理论在政策中的当代应用》(第8版)大卫海曼，张进昌译 北京大学出版社《产业经济学与组织》 多纳德海,德理克.莫瑞斯 经济科学出版社《区域经济理论》 陈秀山,张可云商务印书馆 《空间经济学》藤田昌久,保罗.克鲁,格曼,安东尼.J.维纳中国人民大学出版社《Intemational Economics 》(Fifth Edition)Prentice-Hall Intemational,Inc Dominick Salvatore 清华大学出版社3303产业经济学、区域经济学、国际贸易《Intemational Paul R.Krugman,Maurice Obstfeld,清华大学出版联系部门：招生办公室电话：029-********联 系 人：南老师考试科目代码及名称参考书名称作者出版社版次备注Economics,Theory and Policy》(Fifth Edition)Addison Wesley社开放经济下的国际贸易壁垒-变动效应、影响分析、政策研究冯宗宪、柯大钢 经济科学出版社《电子商务》（管理新视角第二版） 埃弗雷姆.特伯恩等 电子工业出版社《软件工程导论》（第四版）张海藩 清华大学出版社《信息系统开发方法研究》 陈佳 清华大学出版社《商务与经济统计》 托马斯A.威廉姆森,戴维R.安德森,丹尼斯J.斯威尼张建华,王健,冯燕奇译 机械工业出版社3304电子商务、金融信息与应用统计分析《应用统计学-管理科学与学科应用统计学教程及学习指导》孙林岩、邱长溶 高等教育出版社《高级宏观经济》 戴维·罗默 上海财经大学出版社 第三版3305高级宏观经济学《中级宏观经济学》 亚伯·伯南克 中国人民大学出版社第五版3306计量经济学 《计量经济分析》 威廉·格林 中国人民大学出版社第六版3307马克思主义中国化 《毛泽东选集》、《邓小平文选》、《江泽民文选》毛泽东等著 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Wolk,James L. Dodd,Michael G.Tearney 东北财经大学出版社2005年5月 陈艳、孙丽霞 主译Corporate Finance Theory William L. Megginson东北财经大学出版社2002年6月 刘明辉主译 3379财务会计与财务管理Capital Markets-Based Resesrch in Accounting: An IntroductionPhilip Brown 中国人民大学出版社2004年5月杨松令译联系部门：招生办公室电话：029-********联 系 人：南老师考试科目代码及名称参考书名称作者出版社版次备注3380高分子化学 《高分子化学》 潘祖仁 北京，化学工业出版社2002年3381现代数字信号处理 《数字信号处理》（上、下册）邹理和、吴兆熊 国防工业出版社1985年《意境》 宗白华 北京大学出版社3382艺术概论《意象艺术散论》 钟明善 西安交通大学出版社3383物理化学 《物理化学》 天津大学物理化学教研室 高等教育出版社1984年3384神经生物学 《医学神经生物学》 吕国蔚 高等教育出版社第二版 2004年3385细胞生物学 《细胞生物学》 杨恬 人民卫生出版社2010年3386儿科学 《儿科学》 杨锡强易著文 人民卫生出版社第六版3387神经病学 《神经病学》 贾建平 人民卫生出版社第六版 2008年《精神病学》 江开达 人民卫生出版社 第二版 2010年3388精神病与精神卫生学《医学心理学》 姜乾金 人民卫生出版社第二版 2010年。
第十三章 热、质同时传递过程-第二节-气液直接接触时的传热与传质
pS H S = 0.622 p − pS
pS—水温下的饱和蒸汽压。
西北大学化工原理
3、过程的极限 单一传热过程的极限是温度相等，达到热平 衡状态；但一传质过程的极限是气相分压与液相 平衡分压相等，达到相平衡状态。 热、质同时传递时过程的极限与单一传热过 程的极限不同，分两种情况： （1）、液相状态固定不变，气相状态变化 一般来说，大量液体与少量气体接触的极限 为气体温度接近于液体温度，气相水蒸汽分压接 近饱和蒸汽压。
ps H w = 0.622 p − ps
tW = t −
kH
α
(H w − H ) rW
液相的极限温度tW决定于三方面因素： （1）物系性质：rW、Ps=f(tW)及与αg、kH有关的物性； （2）气相状态：t、H或气相中的水气分压； （3）流动条件：影响α、 kH的流动参数。
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当流速足够大时，热质传递均以对流为主，且满足： αd Cpμ 0.8 04 Pr = ) Nu = 0.023 Re Pr ( Nu = λ λ μ kH d 0.8 0.33 ) Sh = 0.023Re Sc (Sh = Sc = D ρD
若已知空气状态（t，Hபைடு நூலகம்及物系的kH/α值， 而rW和HW是tW的函数，所以须经试差才能求出 tW 。 表13-1（P317）列出了不同温度下水的汽化热与空气 的饱和温度；图13-5（P308）表示空气-水系统的湿 球温度tW与空气状态（t，H）的关系。
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西北大学化工原理 （2） 气相状态固定不变，液相状态变化 如果气体进口为未饱和状态，则不可能同时达到传 热、传质的平衡状态。如果θ=t，则p<pe，传质过程仍能进 行，传质过程(水分汽化)所伴随热效应必破坏已达成的热平 衡。相反地，如果p=pe，进口气相不是饱和状态，则必有 θ<t，继续传热，从而将改变液相温度，破坏原有的平衡。 结论:在气相状态固定不变，液相状态变化时，不能 同时达到热质传递平衡状态。但过程仍有极限。
材料加工过程传输理论4传质
BUAA
根据定义知，质量浓度和物质的量浓度之间的关系为： ρA＝cAMA ρ＝cM 式中MA为组分A的摩尔质量，M为混合物的平均摩尔质量。 质量分数wA （wA ＝ ρA / ρ)和摩尔分数xA的关系式见表
BUAA
二、速度 流体运动的速度与所选参考基准有关。速度就是相对于 选定参考基准的速度。扩散通量密度就是相对于所选参考基 准的通量密度。 1、以静止坐标为参考基准 在双组分混合流体中，组分A和B 相对于静止坐标系的速度分别为vA，vB。当vA不等于vB 时， 混合物的平均速度可以有不同的定义。例如，若组分A和B的 质量浓度分别为ρA和ρB，则混合流体的质量平均速度为： v= (ρA vA＋ρB vB)/ρ 类似地，若组分A和B物质的量浓度分别为cA和cB，则混 合流体的摩尔平均速度为: vm= (cA vA＋cB vB)/c 2、以质量平均速度v为参考基准时，观察到的是诸组分的相 对速度，例如(vA－v)和(vB－v)，我们将它们分别称为组分A 和组分B相对于质量平均速度的扩散运动速度。
BUAA
其中ρAv表示由于双组分混合物的总体流动(其质量平均速度 为v)所引起的将组分A由一处向另一处的传递。这种由双组 分混合物总体运动而产生的组分A的传递速率与由浓度梯度 而引起的组分A的扩散速率无关。 同样有：nB＝jB＋ρBv 用类似的方法可得： NA＝JA＋cAv NB＝JB＋cBv 显然有： jA＋ jB＝ρA(vA－v)＋ρB(vB－v)=0 JA＋ JB＝cA(vA－vm)＋cB(vB－vm) =0 根据费克定律知：在双组分混合物中，若组分A的质量分数 wA的分布是一维的(只沿着z方向有变化)，则：
BUAA
二、液相扩散系数 液相扩散不仅与物质的种类、温度有关，而且随溶质的 浓度而变化，只有稀溶液的扩散系数才可视为常数。液体具 有比较松散的结构，有很多“空洞”，因此组元在液体中的 扩散系数比在固体中大几个数量级。 三、固体扩散系数 固体中扩散已经被人们利用几百年了，如钢表面的渗碳 即是一个最明显的例子。对固态物质的扩散研究主要有两个 方面：一个是研究气体或液体进入固态物质孔隙的扩散，另 一个是研究借粒子的运动在固体自身成分之间进行的互扩散。 温度对固体扩散系数D有很大的影响，两者关系可用下式表 示： D=D0exp(-Q/RT) 式中 Q—扩散激活能、D0—扩散常数，或称频率因子、R— 气体常数、在很宽的温度范围内，Q与D0基本上为常数。