《传热学》考题教学提纲

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传热学复习提纲

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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3-22 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。

传热学复习提纲 标准版

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.1.傅里叶定律:在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。

2.临界热绝缘直径: 临界热绝缘直径dc是指对应于总热阻RL为极小值时的保温层外径,只有当管道外径d2大鱼临界热绝缘直径dc时,覆盖保温层才肯定有效地起到减少热损失的作用。

3.速度边界层:在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。

4.温度边界层:在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。

5.定性温度:确定换热过程中流体物性的温度。

6.特征尺度:对于对流传热起决定作用的几何尺寸。

7.相似准则:(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra):由几个变量组成的无量纲的组合量。

8.珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(θ>90˚)时,凝结液在壁面上形成许多液滴,而不形成连续的液膜。

9.膜状凝结:当液体能润湿壁面时,凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角)θ<90˚,凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。

10.核态沸腾:在加热面上产生汽泡,换热温差小,且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度,汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。

11.膜态沸腾: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,而是汽液界面上,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下降。

12.热辐射:由于物体内部微观粒子的热运动状态改变,而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。

13.吸收比:投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。

14.反射比:投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。

15.穿透比:投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。

16.黑体:吸收比α= 1的物体。

17.白体:反射比ρ=l的物体(漫射表面)18.透明体:透射比τ= 1的物体19.灰体:光谱吸收比与波长无关的理想物体。

20.黑度:实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值,即物体发射能力接近黑体的程度。

传热学知识点复习教学提纲

传热学知识点复习教学提纲

传热学1.热力学三大定律+第零定律① 热力学第一定律:一个热力学系统的内能增量等于外界向他传递的热量与外界对他做功的和。

② 热力学第二定律:克劳修斯表述:热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但是反之不行。

开尔文表述:不可能从单一热源吸收热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响。

只要温差存在的地方,就有热能从自发地从高温物体向低温物体传递。

③ 热力学第三定律:绝对零度不可能达到。

④ 热力学第零定律:如果两个热力学系统都第三个热力学系统处于热平衡状态,那么这两个系统也必定处于热平衡。

2.各个科技技术领域中遇到的的传热学问题可以大致归纳为三种类型的问题 ①强化传热 ②削弱传热 ③温度控制3.热能传递的三种方式①热传导—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热能传递。

②热对流—由于流体的宏观运动二引起的流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互混掺所导致的热量传递。

③热辐射—物体通过电磁波来传递能量的方式。

(由于热的原因发出的辐射为热辐射)4.傅里叶定律(导热基本定律)热流密度q=-λdx dt(一维) 负号表示热量传递方向与温度升高方向相反 q —单位时间内通过某一给定面积的热量(矢量)。

λ金属>λ液体>λ气体 λ—导热系数表示材料的导热性能优劣的参数,即是一种热物性参数。

W/(m ·k )5.自然对流与强制对流自然对流—由于流体冷热各部分的密度不同而引起的。

强制对流—流体的流动是由于水泵、风机或者其他压差作用所造成的。

Q=Ah tf tw - 表面传热系数h —不仅取决于流体物性(λρCp )以及换热表面的形状、大小与布置海域流速密切相关。

① 水的对流传热比空气强②有相变的优于无相变的③强制对流优于自然对流6.热辐射的特点①热辐射可以在真空中传递(即无物质存在也可以传递)② 热辐射不仅产生能量传递,而且还伴随着能量形式的转换(热能—>辐射能—>热能)7.斯托芬-波尔兹曼定律φ=AT εσ4 -σ斯托芬-波尔兹曼常量 -ε物体发射率(黑度<1)8.导热机理气体导热—气体分子不规则热运动导电固体—自由电子的运动非导电固体—晶格结构振动的传递9.笛卡尔坐标系三维非稳态导热微分方程φλλλτρ+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(zt z y t y x t x t c⇒c z t y t x t a t ρφτ+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂)(222222 令a =cρλ(热扩散系数)⇒常物性,无内热源)(222222zt y t x t a t ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂τ⇒常物性,稳态0222222=+∂∂+∂∂+∂∂λφzt y t x t 泊松方程⇒常物性,稳态,无内热源0222222=∂∂+∂∂+∂∂zt y t x t 拉普拉斯方程10.定解条件对于非稳态导热问题⇒定解条件(初始条件+边界条件)①第一类边界条件:规定了边界上的温度②第二类边界条件:规定了边界上的热流密度③第三类边界条件:规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数及周围流体的温度。

热工学传热学部分复习提纲

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热工学传热学部分复习提纲“传热学部分”复习提纲一、名词解释1.传热学:研究在温差作用下热量传递规律的一门学科。

2.传热的基本方式:导热、对流与热辐射3.导热:温度不同的物体直接接触或同一物体不同温度的各部分之间,依靠物质的分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而引起的一种能量传递现象。

4.热对流:(对流)在有温差的条件下,伴随物体宏观移动发生的,因冷热流体相互掺混所应起的热量传递现象。

5.对流换热:工程上大量遇到的是流体流过一固体壁面时所发生的热交换过程。

6.热辐射:由于热的原因而发生的辐射。

7.辐射换热:物体辐射和吸收的综合结果产生了物体间的热量传递。

8.传热过程:由高温流体经固体壁传给低温流体的过程。

9.热阻叠加原理:传热过程的总热阻等于组成该过程的各串联环节中各部分分热阻之和。

10.传热量:单位时间内,通过某一给定传热面积A传递的热量。

符号φ单位W11.热流通量:(热流密度)单位时间内,通过单位面积传递的热量。

符号q 单位W/m212.傅里叶定律:热流密度与该时刻同一处的温度梯度成正比,而方向与温度梯度方向相反。

13.导温系数:(热扩散系数)a=λ/cρ单位m2/s导温系数越大,则在线沟通的外部条件下,物体内部热量传播的速率就越高,物体内部各处的温差就越小。

14.流动边界层:(速度边界层)流速剧烈变化的薄层。

15.热边界层:(温度边界层)当流体与固面壁进行对流换热时,在紧贴壁面的一层流体中,流体的温度由壁面温度变化到主流温度,我们把温度剧烈变化的这一薄层成为热边界层。

16.凝结换热及其两种形式:蒸汽低于它的相应压力下饱和温度的冷壁面相接触时,放出汽化潜热而凝结成液体附着在冷壁面上。

①膜状凝结:润湿性液体的蒸气凝结时,在壁面上形成一层完整的液膜。

②珠状凝结:非润湿性液体的蒸气凝结时,在壁面上凝聚成一颗颗液珠。

珠状凝结表面传热系数是膜状凝结表面传热系数的十余倍,珠状凝结很不稳定。

17.辐射动平衡:若换热物体间的温度相同,他们辐射和吸收的能量恰好相等,物体间辐射换热量等于零,但物体间的辐射吸收过程仍在进行。

传热复习提纲

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第4章 传 热1.1 传热的基本方式 热传导,热对流,热辐射2 热传导2.1 傅立叶导热定律与热导率 傅立叶(导热)定律:n Tq ∂∂-=λ式中:q-热流密度,W/m 2; λ-导热系数(热导率),W/(m ·K)。

导热系数λ是物质的物性之一,表征物质导热能力的大小,它反映了导热的快慢,λ越大表示导热越快。

一般,λ金属>λ非金属固体>λ液体>λ气体 (2)液体和气体的热导率 一般T ↑,λL ↓,λg ↑。

(水和甘油除外)2.2 通过单层壁的稳定热传导 2.2.1 单层平壁的稳定热传导RTb T T q ∆=-=λ21或 bT T SQ 21-=λ式中,R=b/λ,导热热阻,m 2•℃/W 2.3 通过多层壁的稳定热传导 2.3.1 多层平壁的稳定热传导334322321121λλλb T T b T T b T T q -=-=-=多层平壁热传导的总推动力(总温度差)为各层温度差之和,总热阻为各层热阻之和。

3 对流传热3.1 牛顿冷却定律与对流传热系数 Q=αS ·ΔT结论:对流传热的热阻主要集中在滞流内层,因此,减薄滞流内层的厚度是强化对流传热的主要途径。

3.2 对流传热系数关联式的建立方法 应用准数关联式应注意的事项:(1)公式的应用条件 要在应用条件范围内使用这些经验公式。

(2)定性温度与特征尺寸定性温度:是指用于决定准数中各物性的温度,也就是准数关联式中指定的用来查取物性的温度。

通常,定性温度取:流体进、出口温度的算术平均值特征尺寸:是指在准数关联式中指定的某个固体边界的尺寸。

对于气体或低粘度流体在圆形直管内作强制湍流 (<2倍常温水的粘度)液体,采用如下关联式: Nu=0.023Re 0.8Pr n或 n P i i C u d d )())((023.08.0λμμρλα= 当流体被加热时,n=0.4;当流体被冷却时,n=0.3。

传热学课本思考题教学提纲

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传热学课本思考题第一章思考题1.P23试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。

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。

2.以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩-玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。

试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。

答:① 傅立叶定律:dx dt q λ-=,其中,q -热流密度;λ-导热系数;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:)(f w t t h q -=,其中,q -热流密度;h -表面传热系数;w t -固体表面温度;f t -流体的温度。

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

3.导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么?哪些是物性参数,哪些与过程有关?答:① 导热系数的单位是:W/(m.K);② 表面传热系数的单位是:W/(m 2.K);③ 传热系数的单位是:W/(m 2.K)。

这三个参数中,只有导热系数是物性参数,其它均与过程有关。

4.当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时,冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算(过程是稳态的),但本章中又引入了传热方程式,并说它是“换热器热工计算的基本公式”。

试分析引入传热方程式的工程实用意义。

答:因为在许多工业换热设备中,进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧,是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。

5.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。

《传热学基础》详细考核大纲

《传热学基础》详细考核大纲

同学们复习《传热学基础》考核大纲整理出来了,大家结合课本及平时笔记好好复习,预祝同学们能考出好成绩!!第一及第二章复习提要:1、基本概念。

温度场:某一时刻物体中所有各点温度分布的总称称为温度场。

温度梯度:温度差Δt 与沿法线方向两等温面之间的距离Δn 的比值的极限,叫温度梯度,0lim ()n t t gradt n n n→∆→∆∂==∆∂即 。

导热系数:||||q t n n λ→=∂-∂由傅立叶定律中得到的比例系数称为热导率,它是当物体内温度降度为1K/m 时,在单位时间内,通过单位面积所传导的热量,或者说单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度矢量的模。

对流换热系数:又称为表面传热系数,它是由牛顿冷却公式q=h △t 得到的比例系数,单位为W/(m 2·K )。

热流:单位时间内通过某一给定面积的热量,用Φ表示,单位为W 。

热流密度:单位时间内经过单位面积所传递的热流量,用q 表示,单位为W/m 2。

(或单位时间内通过的热流,用q 表示,单位为W/m 2)线热流密度:单位长度上的热流量,用q l 表示,单位为W/m 。

傅里叶定律:在导热过程中,单位时间内通过给定截面的导热量,正比于垂直该截面方向上的温度变化率和截面面积,而热量传递的方向与温度升高的方向相反。

热阻:热转移过程的阻力,用R 表示,单位为K/W ,公式为t R ∆=Φ。

稳态导热过程:物体中各点温度不随时间而改变的热传递过程称为稳态热传递过程,用公式表达就是0t τ∂=∂。

非稳态导热过程则与之相反。

泊松方程:泊松方程是常物性、稳态、三维且有内热源问题的温度场控制方程式。

用公式表达就是2222220t t t x y z λ∙∂∂∂Φ+++=∂∂∂或者20t λ∙Φ∇+=。

接触热阻:两物体表面在接触面上只有部分点接触,层与层之间有一薄层空气隙存在而形成的附加热阻,这种热阻称为接触热阻,用公式表达就是c t R ∆=Φ。

传热学复习提纲

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第一章 绪论热量传递过程由导热、对流、辐射3三种基本方式组成。

一 导 热导热又称热传导,是指温度不同的物体各部分无相对位移或不同温度的各部分直接紧密接触时,依靠物质内部分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递的现象。

1、 傅里叶公式A t t w w δλ21-=Φ (W )λ——导热系数,)(C m W ο•。

(物理意义: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、热流密度λλδR t t t A q w w ∆=-=Φ=21 (W/m 2)二 热对流热对流,依靠流体的运动,把热量从一处传递到另一处的现象。

1、 对流换热对流换热:流体与温度不同的固体壁面接触时所发生的传热过程。

区别2、 牛顿冷却公式)(f w t t h q -=h ——对流换热系数,W/(m 2·)。

(物理意义:流体与壁面的温差为1时,单位时间通过单位面积传递的热量。

)三 热辐射物体表面通过电磁波(或光子)来传递热量的过程。

1、 特点○1辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质。

○2一切物体只要具有温度(高于0K )就能持续地发射和吸收辐射能。

○3不仅具有能量传递,还有能量的转换:热能——电磁波——热能。

2、 辐射换热:依靠辐射进行的热量传递过程。

3、 辐射力物体表面每单位面积在单位时间内对外辐射的全部能量。

4100⎪⎭⎫ ⎝⎛=T C E b(W/m 2)C b ——辐射系数,C b =5.67W/(m 2·K 4)。

4、 辐射量计算⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛=424121100100T T C q , 四 传热过程1、 总阻2111h h R ++=∑λδ2、 总热流密度)()(辐射换热量对流换热量c r q q q +=第二章 导热问题的数学描述一 基本概念及傅里叶定律1、 基本概念○1等温面:由温度场中同一瞬间温度相同点所组成的面。

《传热学》考试大纲

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《传热学》考试大纲张岩-能动学院-2013考试题型(1)选择题(2)简答题(3)计算题复习要点第1章绪论(1)熟练掌握热量传递的三种基本方式及其特点,并能用传热学的原理解释生活中与传热有关的现象。

(2)熟练掌握傅立叶导热定律、牛顿冷却公式和Stefan-Boltzmann定律的公式及其中每个符号的单位和意义(参阅表1-3)。

(3)能够正确分析实际热量传递过程的各个串联环节。

(4)理解热阻的概念并掌握传热过程的热阻分析方法。

第2章稳态热传导(1)理解稳态导热及稳态温度场的特点;导热基本定律一般形式的物理意义;等温线(面)的定义及其与热流线的关系;(2)熟练掌握导热系数的单位及其物理意义;常见固体、液体及气体导热系数值的相对大小;变导热系数材料的导热系数线性近似计算方法。

(3)了解导热微分方程推导的理论基础、推导方法及其适用范围;(4)熟练掌握常见的三类边界条件下典型一维稳态导热微分方程的分析解,包括温度分布、热流量计算、及热阻表达式(参阅表2-3);(5)熟悉、理解复杂导热问题的简化处理方法(如肋片问题物理模型简化的依据、内热源的处理等);肋片的作用及选用的基本原则;接触热阻对传热的影响及改善措施第3章非稳态热传导(1)理解非稳态导热的基本概念、类型及特点;瞬态非稳态导热过程的非正规状况阶段和正规状况阶段;(2)了解第三类边界条件下Bi数对平板中温度分布的影响。

(3)熟练掌握集总参数法的基本思想、适用范围、两个不同毕渥数的物理意义及其应用。

(4)熟练掌握时间常数的表达式及其物理意义(5)掌握傅里叶数及热扩散率(导温系数)的表达式及其物理意义;导热系数与导温系数的关联与区别。

第4章热传导问题的数值解法(1)理解导热问题数值求解的思想及其基本步骤(2)熟练掌握利用热平衡法建立内部和边界节点离散方程的方法(3)掌握利用高斯-赛德尔迭代法构造迭代方程的方法以及迭代过程能否收敛的判据第5章对流传热的理论基础(1)了解对流传热的影响因素以及对流传热现象的分类;建立运动流体能量方程的方法及理论依据(2)掌握流动边界层与热边界层的含义及其对解决对流传热问题的作用;流动边界层在壁面上的发展过程;(3)了解利用数量级分析法简化边界层型对流传热问题的思路和步骤(4)掌握雷诺数、努赛尔数的表达式及其物理意义;利用雷诺数判断流体外掠等温平板时流态的变化;(5)了解比拟理论的基本思想及其应用;流体外掠等温平板传热的层流分析解(6)掌握流体外掠等温平板时流动边界层和热边界层的相对大小及关联式;确定特征数方程中流体物性的定性温度及计算Re数特征流速的规则。

传热学考试大纲

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1.掌握热量传递的三种基本方式及传热过程所遵循的基本定律,学会对传热过程进行解剖处理和分析计算。

2.掌握导热的基本定律,能对无内热源的简单几何形状物体在常物性条件下的导热进行熟练的分析计算,并对较复杂导热问题的数值求解途径有所了解。

3.较深刻地了解各种因素对对流换热的影响,对强制对流换热、自然对流换热的有关准则有正确的理解,并能熟练地运用各种实验关联式进行计算。

了解凝结和沸腾换热现象的分类、特点及影响因素。

4.理解有关热辐射的基本概念,掌握热辐射的基本定律,能熟练地对被透明介质隔开的两固体表面间的辐射换热进行计算。

了解气体辐射的特点。

5.会利用平均温差法和效能—单元数法对换热器进行热计算,了解强化传热的原则、手段和常用的隔热保温技术。

6.初步掌握温度测量、热量测量、流量测量等的基本方法和技能,初步具备安排实验、选择测量仪表、正确进行测量、处理实验数据、分析实验结果的能力。

2014传热学课程考试复习提纲

2014传热学课程考试复习提纲

2014传热学课程考试复习提纲第一篇:2014传热学课程考试复习提纲传热学课程考试复习提纲第一章基本概念:传热学的研究内容;热能传递的三种基本方式;传热过程和传热系数。

计算:传热过程和传热系数的计算。

第二章基本概念:导热基本定律——傅立叶定律温度场;等温面、等温线;导热系数;导热问题的数学描述;导热微分方程的推导及物理意义;热扩散率;接触热阻。

计算:典型一维稳态导热问题的分析解;等截面直肋的计算。

第三章基本概念:非稳态导热过程的特点和类型;Bi准则数;第三类边界条件下Bi准则数对平板中温度分布的影响;集中参数法的条件。

计算:集中参数法温度场的分析解及应用。

第五章基本概念:对流换热的影响因素;表面传热系数的物理意义;对流换热问题完整的数学描述;流动边界层、热边界层。

第六章基本概念:相似原理与量纲分析;P241 表6-1;变物性影响的修正及原因;流体横掠单管流动的特点——边界层的分离(用图定性分析);计算:管槽内湍流强制对流传热关联式的应用Nuf=0.023RefPrf加热流体,n=0.4;冷却流体,n=0.3此式适用于流体与壁面温度具有中等温差的场合。

采用流体平均温度tf为定性温度,取管内径d为特征长度。

实验验证范围为Ref=10~1.2⨯10,Prf=0.7~120,l/d≥60。

第七章基本概念:凝结传热的模式;努塞尔的纯净蒸汽层流膜状凝结的分析解推导的思路。

注意相关的假设条件。

(难点);水平管外凝结与竖直管外凝结的比较。

(P307,第四版);不凝结气体对膜状凝结和沸腾换热的影响。

大容器饱和沸腾的三个区域及特点;临界热流密度及其工程意义。

第八章基本概念:热辐射的概念;固、液、气的吸收率、透过率和反射率;如何理解黑体模型;黑体热辐射的基本定律及计算公式;辐射力、光谱辐射力、定向辐射强度之间的区别。

实际物体的发射率、吸收率,光谱发射比、光谱吸收比的定义及计算式。

如何理解实际物体的吸收比;灰体的定义及重要意义;吸收比与发射率的关系——基尔霍夫定律建立的严格条件、它与灰体的提出的意义;加深对教材(第四版:表8-3)的理解。

《传热学》复习提纲

《传热学》复习提纲

复习提纲一、 基本内容1、 导热2、 对流3、 辐射4、 换热器分类二、 导热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:t n q ntgrad λλ-=∂∂-=导热微分方程:τρ∂∂t c =λ(x∂∂x t ∂∂)+)(y t y ∂∂∂∂λ+)(zt z ∂∂∂∂λ+Φ 3、 计算(1)、平壁:Φ=nn w w n t t A λδλδ++-+...)(1111=1211/)_(δλw w t t A……=n w w n n n t t A δλ/)(1+-(2)、圆筒壁:n n n n w w d d t t L 112111ln 1ln 1)(2+++⋅⋅⋅⋅+-=Φπ=12121ln 1)(2d d t t L w w λπ-…… =nn n n w n w d t t L 11ln 1)(2++-π(3)、圆球壁(导热实验):δπλ)(2121t t d d -=Φ(4)、肋效率: f η=实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量(λ=∞) (5)、等截面直肋(肋端绝热)温度分布: θ=0θch(m(x-H))/ch(mH), cA hpm λ=肋端: )(/0mH ch h θθ= 热量:)(0mH th m hpθ=Φ肋效率:mHmH th f )(=η (6)、有内热源的导热温度分布:f t hx t +Φ+-Φ=δδλ)(222(第三类边界条件)w t x t +-Φ=)(222δλ(第一类边界条件)热流密度:x xt q Φ=-= d d λ (7)、变截面一维稳态导热:⎰-=Φ-21)(/)(21x x x A dxt t λ 其中:120(1)2t t bλλ+=+ (8)、导热问题差分方程建立:1)、差分替代微分 2)、控制容积法三、 非稳态导热1、 基本概念毕渥准则数(Bi 、v Bi )、傅立叶数(Fo 、v Fo )、时间常数、集总参数法及其使用条件、分离变量法和诺谟图。

《传热学》考试复习大纲

《传热学》考试复习大纲

《传热学》考试复习大纲一、绪论1. 热量传递的基本方式及传热机理。

2. 一维傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。

3. 牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。

4. 黑体辐射換热的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义、单位。

5. 传热过程及传热系数的定义及物理意义。

6. 热阻的概念,对流热阻、导热热阻的定义及基本表达式。

7. 接触热阻及污垢热阻的概念。

8. 使用串联热阻叠加的原则和在換热计算中的应用。

9. 对流热换和传热过程的区别。

表面传热系数(对流換热系数)和传热系数的区别。

10.导热系数,表面传热系数和传热系数之间的区别。

二、导热基本定律及稳态导热1.矢量傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。

2.温度场、等温面、等温线的概念。

3.利用能量守恒定律和傅立叶定律推导导热微分方程的基本方法。

4.使用热阻概念,对通过单层和多层面板、圆筒和球壳壁的一维导热问题的计算方法。

5.导热系数为温度的线性函数时,一维平板内温度分布曲线的形状及判断方法。

6.用能量守恒定律和傅立叶定律推导等温截面和变截面肋片的导热微分方程的基本方法。

7.肋效率的定义。

8.肋片内温度分布及肋片表面散热量的计算。

9.放置在环境空气中的有内热源物体的一维导热问题的计算方法。

10. 导热问题三类边界条件的数学描述。

11. 两维物体内等温线的物理意义。

从等温线分布上可以看出那些热物理特征。

12. 导热系数为什么和物体温度有关?而在实际工程中为什么经常将导热系数作为常熟。

13. 什么是形状因子?如阿应用新装印制进行多维导热问题的计算?三、非稳态导热1. 非稳态导热的分类及各类型的特点。

2. Bi准则数、Fo准则数的定义及物理意义。

3. Bi→0和Bi→∞各代表什么样的換热条件?4. 集总参数法的物理意义及应用条件。

5. 使用集总参数法,物理内部温度变化及換热量的计算方法。

6. 时间常数的定义及物理意义7. 非稳态导热的正规状况阶段的物理意义及数学计算上的特点。

传热学总复习提纲

传热学总复习提纲

第七章 凝结与沸腾换热
理解膜状凝结和珠状凝结的概念,了解各自形 成的原因,两者一般哪个的对流换热系数大?
大空间沸腾常可分为过冷沸腾和饱和沸腾。其 中饱和沸腾有哪三种基本沸腾状态?
理解饱和沸腾过程与沸腾温差间的关系。
何为“烧毁点”现象。
第八章 热辐射的基本定律
热辐射与导热、对流换热相比较有何特点? 热辐射与其它电磁辐射有何区别? 理解黑体、白体、透明体、灰体的概念。 掌握辐射强度、单色辐射强度、辐射力、单色辐 射力、定向辐射力的定义和概念,并能准确指出 它们间的区别和联系。 熟记斯蒂芬-玻尔兹曼定律的表达式,注意其适用 范围。 理解兰贝特定律、基尔霍夫定律。 理解发射率、单色发射率、吸收率、单色吸收率 的定义过程。能指出它们间的区别和联系。
第六章 单相流体对流换热及准则关联式
管内受迫流动换热其流动和换热各可分成哪两段,每段有 何特点。 热进口段与流动进口段长度是否一定相等?如不相等,其 下列情况下两者关系如何?为什么?①Pr=1②Pr>1③Pr<1。 理解物性场(主要是粘度)不均匀对对流换热的影响。 定性了解各状态参数、物性参数和几何参数对h的影响。 能用适当的准则方程式计算对流换热系数。 顺排管与叉排管在其它条件相同时哪个对流换热系数大? 为什么? 注意各准则方程式的适用范围、定性温度、定型尺寸。 为什么各实验准则方程式均有一定的适用范围。
第十章 传热和换热器
能进行复合换热的传热计算。 掌握增强或削弱传热的基本途径。 掌握肋壁总效率的定义式和物理意义。能指出其与肋片效 率的区别和联系。 工程中采用肋片增强传热时,一般将肋片加在哪一侧?为 什么? 有时工程中也有将肋片加在h大的一侧,其目的何在? 熟记并理解对数平均温压的表达式。 为什么其它条件相同时,逆流平均温差比顺流大? 换热器的热工计算一般有哪两种类型,哪两种方法? 掌握效能及传热单元数的定义和物理意义。 LMTD法与-NTU法各适合哪种热工计算?为什么?

《传热学》总复习提纲[1]

《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。

传热学复习提纲.doc

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考试题型一、选择题:共10小题,每小题2分,共20分二、简答题:共5小题,每小题5分,共25分三、分析计算题:共5小题,分值不等,共55分绪论1、热量传递的三种基本方式的概念、特点及基本定律1)导热概念:特点:计算:导热系数入:热阻:串联热阻叠加原则:2)对流对流换热概念:特点:计算:对流换热表面传热系数对流换热热阻3)辐射和热辐射概念:特点:计算:辐射换热:两个无限大的平行平壁间辐射换热2、传热过程、传热系数及热阻的概念第一章导热理论基础1、基本概念温度场:等温面:等温线:温度梯度:热流密度矢量:2、傅立叶定律及其应用与计算3、导热系数及其影响因素4、导热微分方程5、导热过程单值性条件1)初始条件2)三类边界条件第二章稳态导热工程中常见的三种典型(平壁、圆筒壁、肋壁)几何形状物体的热流量及物体内温度分布的计算方法。

1、通过平壁的导热2、通过圆筒壁的导热3、通过肋片的导热第三章非稳态导热1、非稳态导热的基本概念及特点;瞬态非稳态的两个不同阶段2、厚度2Q的无限大平板非稳态导热的分析解傅立叶数:毕渥数:3、集总参数法的基本原理及计算;计算公式:时间常数:集总参数法的应用条件:秩=丝撰<0.成4、其它形状物体的瞬态导热无限长圆柱,球体无限长方柱体的非稳态导热有限长圆柱体,矩六柱体第四章导热问题的数值解法1、掌握导热问题数值解法的基本思路2、利用热平衡法和泰勒级数展开法建立节点的离散方程。

3、边界节点离散方程的建立4、非稳态导热问题的数值计算求解(作业习题与课堂例题)第五章对流换热1.对流换热概念2.影响对流换热的因素3.理解对流换热问题的数学描写对流换热微分方程式连续性方程纳维-斯托克斯方程(N-S)方程:能量微分方程4.边界层的概念及边界层微分方程组速度边界层:热边界层:数量级分析与边界层微分方程的解离平板前缘x处边界层厚度:范宁局部摩擦系数:努塞尔(Nusselt)数表达式:雷诺(Reynolds)数表达式:普朗特数表达式:外掠等温平板的无内热源的层流对流换热问题的分析解(特征数方程):流动边界层与热边界层之比:4.边界层换热积分方程基本思想:5.对流换热过程中的无量纲准则Nu数、Re数、Pr数、Gr数的物理量组成,各自表示的物理意义。

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《传热学》考题1.强迫流动换热如何受热物性影响?答:强迫对流换热与Re和Pr有关;加热与对流的粘性系数发生变化。

2.强化传热是否意味着增加换热量?工程上强化传热的收益和代价通常是指什么?答:不一定,强化传热是指在一定条件(如一定的温差、体积、重量或泵功等)下增加所传递的热量。

工程上的收益是减小换热器的体积节省材料和重量;提高现有换热器的换热量;减少换热器的阻力,以降低换热器的动力消耗等。

代价是耗电,并因增大流速而耗功。

3.传热学和热力学中的热平衡概念有何区别?答:工程热力学是温度相同时,达到热平衡,而传热学微元体获得的能量等于内热源和进出微元体热量之和,内热源散热是有温差的。

4.表面辐射和气体辐射各有什么特点? 为什么对辐射板供冷房间,无需考虑气体辐射的影响,而发动机缸内传热气体辐射却成了主角?答:表面辐射具有方向性和选择性。

气体辐射的特点:1.气体的辐射和吸收具有明显的选择性。

2. 气体的辐射和吸收在整个气体容器中进行,强度逐渐减弱。

空气,氢,氧,氮等分子结构称的双原子分子,并无发射和吸收辐射能的能力,可认为是热辐射的透明体。

但是二氧化碳,水蒸气,二氧化硫,氯氟烃和含氯氟烃的三原子、多原子以及不对称的双原子气体(一氧化碳)却具有相当大的辐射本领。

房间是自然对流,气体主要是空气。

由于燃油,燃煤及然气的燃烧产物中通常包含有一定浓度的二氧化碳和水蒸气,所以发动机缸内要考虑。

5.有人在学完传热学后认为,换热量和热流密度两个概念实质内容并无差别,你的观点是?答:有差别。

热流密度是指通过单位面积的热流量。

而换热量跟面积有关。

6.管内层流换热强化和湍流换热强化有何实质性差异?为什么?答:层流边界层是强化管内中间近90%的部分,层流入口段的热边界层比较薄,局部表面传热系数比充分发展段高,且沿着主流方向逐渐降低。

如果边界层出现湍流,则因湍流的扰动与混合作用又会使局部表面传热系数有所提高,再逐渐向于一个定值。

而湍流是因为其推动力与梯度变化和温差有关,减薄粘性底层,所以强化壁面。

7.以强迫对流换热和自然对流换热为例,试谈谈你对传热、流动形态、结构三者之间的关联答:对流换热按流体流动原因分为强制对流换热和自然对流换热。

一般地说,强制对流的流速较自然对流高,因而对流换热系数也高。

例如空气自然对流换热系数约为5~25 W/(m2•℃),强制对流换热的结构影响了流体的流态、流速分布和温度分布,从而影响了对流换热的效果。

流体在管内强制流动与管外强制流动,由于换热表面不同,流体流动产生的边界层也不同,其换热规律和对流换热系数也不相同。

在自然对流中,流体的流动与换热表面之间的相对位置,对对流换热的影响较大,平板表面加热空气自然对流时,热面朝上气流扰动比较激烈,换热强度大;热面朝下时流动比较平静,换热强度较小。

8. 我们经常用Q=hA·Δt .计算强迫对流换热、自然对流换热、沸腾和凝结换热,试问在各种情况下换热系数与温差的关联?答:强迫对流的换热系数与Re,Pr 有关但与温差无关,自然对流与Gr 的0.25次方有关联,即与温差有关,凝结换热换热系数是温差的-0.25次方。

9. 试简述基尔霍夫定理的基本思想答:一、基尔霍夫第一定律:汇于节点的各支路电流的代数和等于零,用公式表示为:∑I=0又被称作基尔霍夫电流定律(KCL )。

二、基尔霍夫第二定律:沿任意回路环绕一周回到出发点,电动势的代数和等于回路各支路电阻(包括电 源的内阻在内)和支路电流的乘积(即电压的代数和)。

用公式表示为:∑E=∑RI又被称作基尔霍夫电压定律(KVL)。

10. 简述沸腾换热与汽泡动力学、汽化核心、过热度这些概念的关联答:沸腾是指在液体内部以产生气泡的形式进行的气化过程,就流体运动的动力而言,沸腾过程又有大容器沸腾,大容器沸腾时流体的运动是由于温差和气泡的扰动所引起的,沸腾换热会依次出现自然对流区、核态沸腾区、过度沸腾区和膜态沸腾区。

当温度较低时(C t 04<∆)壁面过热度小,壁面上没有气泡产生。

当加热壁面的过热度C t 04≥∆后,壁面上个别点(称为汽化核心)开始产生气泡,汽化核心的气泡彼此互不干扰。

随着t ∆进一步增加,汽化核心增加,气泡互相影响,并会合成气块及气柱。

在这两个区中,气泡的扰动剧烈,传热系数和热流密度都急剧增大。

进一步提高t ∆,传热规律出现异乎寻常的变化。

这是因为气泡汇聚覆盖在加热面上,而蒸汽排除过程越趋恶化。

这时热流密度达到最低,并且温度达到了过热度,是很不稳定的过程。

II.传热学与实际应用1.利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大?答:当其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加热阻,因此,要达到相同的制冷室温度,必然要求蒸发器处于更低的温度。

所以,结霜的冰箱耗电量更大。

2. 在深秋晴朗无风的夜晚,草地会披上一身白霜,可是气象台的天气报告却说清晨最低温度为2摄氏度,试解释这种现象。

答:可从辐射换热以及热平衡温度的角度来分析,由于存在大气窗口(红外辐射能量透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口),因此地面可与温度很低的外太空可进行辐射热交换,这样就有可能使地面的热平衡温度低于空气温度3.请说明在换热设备中,水垢、灰垢的存在对传热过程会产生什么影响,如何防止。

当你设计一台换热器,如果预先考虑结垢的影响,换热器面积将会比理想情况大还是小?答:从传热系数或传热热阻角度分析。

在换热设备中,水垢、灰垢的存在将使系统中导热热阻大大增加,减小了传热系数,使换热性能恶化,同时还使换热面易于发生腐蚀,并减小了流体的流通截面,较厚的污垢将使流动阻力也增大。

此外,热流体侧壁面结垢,会使壁面温度降低,使换热效率下降,而冷流体侧壁面结垢,会导致壁温升高,对于换热管道,甚至造成爆管事故。

防止结垢的手段有定期排污、清洗、清灰,加强水处理,保证水质,采用除尘、吹灰设备等。

4. 一碗水放在空气中散热,其温度随时间的变化估计是何种趋势?为什么?答:一碗水放在空气中,将会与大气进行自然对流换热和辐射对流换热,开始温度下降较快,而后逐渐变慢,最后趋于环境温度。

5.为强化一台冷油器的传热,有人用提高冷却水流速的办法,但发现效果并不显著,试分析原因。

答:冷油器中由于油的粘度较大,对流换热表面传热系数较小,占整个传热过程中热阻的主要部分,而冷却水的对流换热热阻较小,不占主导地位,因而用提高水速的方法,只能减小不占主导地位的水侧热阻,故效果不显著。

6.有一台钢制换热器,热水在管内流动,加热管外空气。

有人提出,为提高加热效果,采用管外加装肋片并将钢管换成铜管。

请你评价这一方案的合理性。

答:该换热器管内为水的对流换热,管外为空气的对流换热,主要热阻在管外空气侧,因而在管外加装肋片可强化传热。

注意到钢的导热系数虽然小于铜的,但该换热器中管壁导热热阻不是传热过程的主要热阻,因而无需将钢管换成铜管。

7.干燥物料有很多种方式:比如热风干燥、微波干燥、红外干燥等,目前常用的是热风干燥,但热风干燥的缺点是耗能大、表面易起皮和开裂,试从传热传质的角度来分析这一现象答:热量从高温热源以各种方式传递给湿物料,使物料表面湿分汽化并逸散到外部空间,从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。

但是为了使内部湿量逐步往外走,就要加大能耗,使的表面温度更高,变干。

8. 有人存在这样的观点:由于工质冷凝和沸腾换热系数很高,因此无需进行沸腾和冷凝换热强化答:随着工业的发展,特别是高热负荷的出现,相变传热(沸腾和凝结)的强化日益受到重视并在工业上得到越来越多的应用。

一般认为凝结换热系数很高,可以不必采用强化措施。

但对氟里昂蒸汽或有机蒸汽而言,氟利昂是低沸点工质,潜热很小,沸腾换热系数和它们的凝结换热系数比水蒸气小的多。

9. 太阳能集热器吸热表面选用具有什么性质的材料为宜? 为什么?答:太阳能集热器是用来吸收太阳辐射能的,因而其表面应能最大限度地吸收投射来的太阳辐射能,同时又保证得到的热量尽少地散失,即表面尽可能少的向外辐射能。

但太阳辐射是高温辐射,辐射能量主要集中于短波光谱(如可见光),集热器本身是低温辐射,辐射能量主要集中于长波光谱范围(如红外线)。

所以集热器表面应选择具备对短波吸收率很高,而对长波发射(吸收)率极低这样性质的材料。

10.为什么锅炉中高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式?答:因为在一定的进出口温度条件下,逆流的平均温差最大,顺流的平均温差最小,即采用逆流方式有利于设备的经济运行。

但逆流式换热器也有缺点,其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端,使得该处的壁温较高,即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器,不利于设备的安全运行。

所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式,即在烟温较高区域采用顺流布置,在烟温较低区域采用逆流布置。

1. 有一台1-2型管壳式换热器(壳侧1程,管侧2程)用来冷却11号润滑油。

冷却水在管内流动,t C t C 222050'",,=︒=︒流量为3kg/s ;可认为管壳式换热器是一种交叉流换热,热油的进出口温度为:C m W k C t C t ︒=︒=︒=2"1 1/350,60,100。

试计算:①油的流量;②所传递的热量;③所需的传热面积。

解: (1) 油的流量:查得润滑油及水的比热分别为:c1=2148 J/kg ℃;c2=4174J/kg ℃则:G G c t c t kg s 122211341745020214810060437==⨯⨯-⨯-=∆∆()().(/)(2) 所传递的热量: )(66.375)2050(41743222kW t c G =-⨯⨯=∆=Φ (3) 所需的传热面积:t t t C l =-=-=︒12602040"' t t t C r =-=-=︒121005050'" ∆t t t t t C m l r l r =-=-=︒l n l n .40504050448由图10-23: P t t t t R t t t t PR R =--=--==--=--==⨯===22121122502010020037510060502013331333037505111333075"''''""'.....//..查得: ψ=0.9∆tm=44.8×0.9=40.32 ℃2. 压力为1.5×105Pa 的无油饱和水蒸汽在卧式壳管式冷凝器的壳侧凝结。

经过处理的循环水在外径为20mm 、厚为1mm 的黄铜管内流过,流速为1.4m/s ,其温度由进口出处的56℃升高到出口处的94℃。

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