传热学知识点资料讲解

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传热学基本知识

传热学基本知识

导热分为两类
稳定导热:温度不随时间而变化的导热 不稳定导热:温度随时间而变化的导热
知识回顾
1
传热学基本知识
热传导
2、傅里叶导热定律
热传导的速率与垂直于热流方向的表面积成正比,与壁面两侧的温差成正比,与壁厚成反比。
QAt1t2
q
Q A
t
Q
t
t R
A
Q 导热量,传热速率 , W;
q 热流密度,W m2
2)流速的影响 流体流速增高时,对流传热系数就大。
3)流体的物理性质对给热系数的影响 导热系数、比热容c、密度越大,动力粘度越小,对流传 热系数越大
1
传热学基本知识
热对流
2)流体有相变发生时
蒸汽的冷凝 液体的沸腾
膜状冷凝 滴状冷凝(传热系数大)
自然对流
泡状沸腾或泡核沸腾(传热系数大)
膜状沸腾
1
蒸汽冷凝时的对流传热
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
1)单层平壁的稳定热传导
计算公式:
Q A t
Q t R
热阻:
R A
当壁面两侧的温度不等时,且热量只沿垂直 于壁面的方向发生变化

q t
1
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
2)多层平壁的稳定热传导
多层平壁是指由几层不同厚度、不同导热系数的材料组成 且其间接触良好的平壁
Q=qm热r热 Q=qm冷r冷 此法仅适于有相变过程
三、平均温度差
用传热速率方程式计算换热器的传 热速率时,因传热面各部位的传热温 度差不同,必须算出平均传热温度差 ⊿t均代替⊿t,
QKAt均
1
1、恒温传热时的平均温度差

传热学知识点总结

传热学知识点总结

传热学知识点总结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。

传热学基本知识总结

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。

传热学基本概念知识点

传热学基本概念知识点

传热学基本概念知识点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。

(完整word版)传热学基本概念知识点,推荐文档

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传热学基本概念知识点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。

(整理)传热学知识点

(整理)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。

[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==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, 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。

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。

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Downside surface: adiabaticx A/4 A/4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。

传热学简要知识点

传热学简要知识点

传热学是研究热量传递过程规律的科学。

热量传递过程是由导热、热对流、热辐射三种基本热传递方式组成。

导热又称热传导,是指物体各部分无相对位移或不同物体之久而接触是依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。

导热系数是指单位厚度的物体具有单位温度差时,在它的单位面积上每单位时间得到热量。

它表示材料导热能力的大小。

只依靠流体的宏观运动传递热量的现象称为热对流。

流体与固体壁直接接触时所发生的热量传递过程,称为对流换热。

表面传热系数是指单位面积上,流体与壁之间在单位温差下及单位时间内所传递的热量。

h的大小表达了对流换热过程的强弱程度. 物体表面每单位时间、单位面积对外辐射的热量称为辐射力。

其大小与物体表面性质及温度有关。

物体靠辐射进行的热量传递称为辐射换热。

辐射换热特点:热辐射过程中伴随着能量形式转换(物体内能—电磁波能—物体内能);不需要冷热物体直接接触;不论温度高低,物体都在不停的相互发射电磁波能,相互辐射能量。

K称为传热系数,它表明单位时间、单位壁面积上,冷热流体间温差为1C时所传递的热量,反映传热过程的强弱. 导热理论基础温度场是指某一时刻空间所有各点温度的总称。

温度场不随时间变化而变化,称为稳态温度场。

具有稳态温度场的导程叫稳态导热。

温度场随时间变化的导热过程叫做非稳态导热。

同一时刻,温度场中所有温度相同的点连接所构成的面叫做等温面。

不同的等温面与同一平面相交,则在此平面上构成的一簇曲线,称为等温线。

自等温面上某点到另一个更等温面,以该点法线方向的温度变化率为最大。

以该点法线方向为方向,数值也正好等于这个最大的温度变化率的矢量称为温度梯度。

单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度。

凡平均温度不高于350C、导热系数不大于0.12W/(m.K)的材料称为保温材料。

常见的保温材料有石棉,岩棉,矿渣棉,微孔硅酸钙,苯板,泡沫塑料,珍珠岩。

用单位体积单位时间内所发出的热量表示内热源强度。

传热学知识点

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。

(完整版)传热学知识点

(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。

传热学概念整理

传热学概念整理

传热学第一章、绪论1.导热:物体的各个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产生的热能传递称为热传导,简称导热。

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。

3.热流密度:通过单位面积的热流量称为热流密度。

4.热对流: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。

5.对流传热:流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。

6.热辐射:因热的原因而发出的辐射的想象称为热辐射。

7.传热系数:传热系数树枝上等于冷热流体见温差℃1=∆t ,传热面积21m A =时的热流量值,是表征传热过程强度的标尺。

8.传热过程:我们将热量由壁面一侧流体通过壁面传递到另一侧流体的过程。

第二章、导热基本定律及稳态导热1.温度场:各个时刻物体中各点温度所组成的集合,又称为温度分布。

2.等温面:温度场中同一瞬间温度相同的各点连成的面。

3.傅里叶定律的文字表达:在导热过程中,单位时间内通过给定截面积的导热量,正比于垂直该界面方向上的温度变化率和截面面积,而热量的传递方向则与温度升高的方向相反。

4.热流线:热流线是一组与等温面处处垂直的的曲线,通过平面上人一点的热流线与改点热流密度矢量相切。

5.内热源:内热源值表示在单位时间内单位体积中产生或消耗的热量。

6.第一类边界条件:规定了边界点上的温度值。

第二类边界条件:规定了边界上的热流密度值。

.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h 及周围流体的温度ft 7.热扩散率a :ca ρλ=,a 越大,表示物体内部温度扯平的能力越大;a 越大,表示材料中温度变化传播的越迅速。

8.肋片:肋片是依附于基础表面上的扩展表面。

第三章、非稳态导热1.非稳态导热:物体的温度随时间的变化而变化的导热过程称为非稳态导热。

2.非正规状况阶段:温度分布主要受出事温度分布的控制,称为非稳态导热。

6 传热学基本知识

6 传热学基本知识

§6.2 传热过程
一、传热过程 二、平壁传热过程的计算
一、传热过程 工业生产中经常需要在温度不等的两种流体之间实现 热量交换,而流体又不能混合在一起,因此热交换过程 是在称之为换热器的设备中实现的。散热器的作用是让 内部的热水将热量传递给外部温度相对较低的空气,达 到了采暖的目的。 散热器的热交换经历了这样的过程:高温流体借助对 流换热将热量传递给固体壁面的一侧,在固体中经导热 将热量传递给固体的另一侧表面,再通过对流换热将热 量传递给紧靠这一侧的低温流体。 热量从壁面一侧的流体传递给另一侧流体的全过程, 热量从壁面一侧的流体传递给另一侧流体的全过程, 称为传热过程。 称为传热过程。
第六章 传热学基本知识
主要内容
§6.1 传热学基本知识 §6.2 传热过程
§6.1 传热学基本知识
一、导热(热传导) 二、热对流和对流换热 三、热辐射及辐射换热
由物理学知道热量的传递有三种基本方式:即 热传导、热对流和热辐射。但在实际工程遇到的热 传递现象,往往是由两种或三种基本方式同时出现 综合组成的传热过程。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
当壁面积为F(m2)时,总的传热量为: K为传热系数,含义是当壁面两侧流体的温度差为1K时,单位 时间内通过每平方米的壁面所传递的热量。K值越大,传热量越 多,因此K值表示了热流体的热量通过墙壁传给冷流体的能力。
由式(6—1)可知导热系数λ是表征该材料导热能 力的物理量。材料的导热系数越大,则其导热性越 好。不同材料的导热系数是不同的;即使对于同一 种材料,导热系数的数值也随所处状态的不同而有 差异。
二、热对流和对流换热 温度不同的流体各部分之间发生相对位移,把热量 从高温处带到低温处的热传递现象,称为热对流。所以 热对流只能发生在流体中,与流体的流动有关。由于流 体质点位移在改变空间位置时不可避免的要和周围流体 相接触,因而热对流的同时一定伴有导热存在。 工程上最关心的是流动着的流体与温度不同的壁面 接触时,它们之间所发生的热传递现象,例如管内流动 的热水与管内壁面间的换热,称之为对流换热。对流换 热过程是热对流和导热的综合过程。 对流换热又分为受迫 (强制)对流和自然(自由)对流换 强制)对流和自然(自由) 热。受迫对流是指流体在外力如风扇、泵等的作用下, 流过固体表面的运动。自然对流则是与固体邻接的较热 (或较冷)的流体内各处温度不同引起密度的不同而产生 或较冷) 的循环运动。

传热学知识点总结

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

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。

[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==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, 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。

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:;空气:;保温材料:<;水垢:1-3;烟垢:。

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Upside surface: adiabaticDownside surface: adiabatic xai LL2L A/A/A/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。

传热学知识点

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传热学1.热传导方式传热在固体液体气体中发生2.传热方式为热传导,热对流,热辐射3.等温面的特点:(1) 温度不同的等温面或线彼此不能相交;(2) 在连续的温度场中,等温面不会中断(3) 若温度间隔相等时,等温线的疏密可反映出不同区域导热热流密度(单位面积的热流量)的大小。

4.热量方向与温度梯度方向相反5.热量传递方向不止能从高温处传向低温处6.复合传热是指既有对流换热,又有辐射换热的换热现象7.热传导1.热传导定义:物体内部或相互接触的表面间,由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动及相互碰撞而产生的热量传递现象称为热传导( 简称导热)2.特点:物质各部分不会发生相对位移3.热导率特点:1)对于同种物质,其固态的热导率值最大,气态的热导率值最小2)一般金属的热导率大于非金属的热导率3)导电性能好的金属,其导热性能也好4)纯金属的热导率大于它的合金5)对于各向异性物体,热导率的数值与方向有关5)对于同种物质,其晶体的热导率要大于非晶体的热导率热对流1.热对流:指流体的宏观运动使温度不同的流体相对位移而产生的热量传递的现象,显然,热对流只能发生在流体之中,而且必然伴随有微观微粒热运动产生的导热。

2.流动原因:一自然对流:温度不同引起密度差,轻者上浮,重者下沉;二强制对流:风机、泵或搅拌等外力所致流体质点的运动。

3.强制对流引起的热量传递远大于自然对流热量传递4.热辐射1.热射线主要有有红外线,可见光2.热辐射特点:(1) 热辐射总是伴随着物体的内热能与辐射能这两种能量形式之间的相互转化。

(2) 热辐射不依靠中间媒介,可以在真空中传播因此,又称其为非接触性传热。

(3) 物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。

即不仅高温物体向低温物体辐射热能,而且低温物体向高温物体辐射热能。

3.布鲁布鲁对流换热1.对流换热:流体与固体表面之间的热量传递是热对流和导热两种基本传热方式共同作用,不是基本传热方式2.特点:(1) 导热与热对流同时存在的热传递过程(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3.对流换热是指流体流经固体时流体与固体表面之间的热量传递现象4.圆管壁稳定传热时,温度呈对数曲线分布5.某管道采用两种不同的材料组成保温层,如果内外保温层厚度相等,将导热系数小的材料放置在外层,保温效果更好(错误)6.提高对流传热系数的途径:①使流动从层流转变为湍流②增加流速③增大管径④选用螺纹管,短管,弯管(5). 在管外流动,应加折流板7.沸腾三个阶段:自然对流、核状沸腾、膜状沸腾,工业上采用核状沸腾8.边界层的分离增强了流体的扰动,h 增大/ 流体在圆管外的换热,为避免层流,底层对对流换热的影响会设置障碍物,促使边界层的分离形成,为增强传热效果9.空气在圆管内做湍流运动,当其他条件不变,空气流速提高一倍时,对流传热h为原来对流传热系数的1.74倍10.某管道采用两种不同的材料组成保温层,如果内外保温层厚度相等,将导数系数小的材料放置在外层,保温效果更好(错误)11.蒸汽冷凝时,定期排放不凝性气体。

传热知识点总结

传热知识点总结

传热知识点总结一、传热的基本概念1. 热传递方式热传递是指热能从高温物体传递到低温物体的过程。

在自然界中,热传递有三种方式:传导、对流和辐射。

1)传导:是指热量在固体或液体内部通过分子的传递而进行传热的现象。

传导的速度取决于物体的热导率和温度梯度。

2)对流:是指热量通过流体内部的流动而进行传热的现象。

对流传热是一种辐射传热和传导传热的耦合方式。

3)辐射:是指热能在真空和空气中通过电磁波传递而进行传热的现象。

辐射传热不需要介质,能够在真空中进行传递。

2. 热传递规律根据热传递方式的不同,热传递规律也有所不同。

在传导传热中,热流密度与温度梯度成正比;在对流传热中,热流密度与温度差、流体性质和流体速度有关;在辐射传热中,表面辐射率与物体表面性质、温度和波长有关。

3. 热传递计算在工程设计中,通常需要计算物体的传热过程。

传热计算需要考虑传热方式、传热系数、温度梯度等因素,并且可以利用传热方程进行计算。

二、传热的机制1. 传导传热传导传热是通过颗粒内部的分子振动而进行热传递的过程。

传导传热取决于介质的热导率和温度梯度。

传导传热的传热率与温度梯度成正比,与距离成反比,通常可以用傅立叶传热定律进行描述。

2. 对流传热对流传热是通过流体内部的流动而进行热传递的过程。

对流传热的传热率与温度差、流体性质和流体速度有关。

对流传热还与流体的黏度、密度、导热系数等物性参数有关。

3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波在真空或空气中进行热传递的过程。

辐射传热的传热率与物体的表面性质、温度和波长有关。

辐射传热的计算通常需要考虑黑体辐射、灰体辐射等因素。

三、传热的数学模型1. 一维传热在一维情况下,传热可以用傅立叶传热方程进行描述。

该方程包括传热导数和传热系数两个物理量,并可以用来描述传导传热、对流传热和辐射传热。

2. 二维传热在二维情况下,传热可以用拉普拉斯传热方程进行描述。

该方程可以用来描述平板、圆柱、球体等形状的传热过程,并可以通过适当的边界条件进行求解。

第章传热学基本知识PPT资料

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第2章 传热学根本知识
教学目的:
➢理解稳定传热的根本概念; ➢理解稳定导热、对流换热和辐射换热的根
本概念; ➢理解稳定传热的过程及传热的加强与削弱。
▪ 传热学是研究热量传送过程规律的一门学 科。
▪ 本章介绍传热的根本方式,分析导热、热 对流和辐射的根本特性及应用。
§2-1 稳定传热的根本概念
一、温度与热量 1、温度 定义:用来表示物体冷热水平的物理量。 丈量温度的仪表:温度计,玻璃管温度
温度不同的物体直接接触,温度较高的物体把热能传给温度较低的物体,或在同一物体内部,热能从温度较高的部分传给温度较低部
d -墙壁的厚度。 分的传热现象。
〔4〕换热外表的几何尺寸、形状与大小 热量是一个过程量,只要在物体通过热传送交换热能才谈得上热量。
t -墙壁内外表的温度。 工程单位制中:cal,kcal
4、影响对流换热的因素 〔1〕流动的起因 自然对流 受迫对流 〔2〕流体的流动状态 层流 紊流 〔3〕流体的物理性质 导热系数、热容、密度、动力粘度等。
二、对流换热计算
Q(tbt1)F
q(tb t1)
Q -单位时间的对流换热量。
q -对流换热热流强度。
F -墙壁的换热面积。
t b -墙面的温度。 t 1 -流体的温度。 -对流换热系数,
透明体:能透过全部热射线的物体,1 即 。
t 2 -墙壁外外表的温度。 -墙体资料的导热系数。
➢ 热流强度:单位时间内通过单位面积的热量。
q
d
(t 1t2 )
q
t1 t2 d
t1 t2 R
▪ 墙体资料的导热系数λ ,是资料导热性能的一个指标,由 资料自身决定。
▪ 资料导热系数大,导热性能好;反之,导热性能差 。 ▪ Rλ称为热阻,是热流通过墙壁时遇到的阻力,或者说墙

传热学知识点

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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。

[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==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, 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。

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:;空气:;保温材料:<;水垢:1-3;烟垢:。

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Upside surface: adiabaticDownside surface: adiabatic xai LL2L A/A/A/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。

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常用的相似准则数:①努谢尔特:Nu=aL/λ分子是实际壁面处的温度变化率,分母是原为l的流体层导热机理引起的温度变化率反应实际传热量与导热分子扩散热量传递的比较。

Nu大小表明对流换热强度。

②雷诺准则Re=WL/V Re大小反映了流体惯性力和粘性力相对大小。

Re是判断流态的。

③格拉小夫准则Gr=gβ△tL³/V² Gr的大小表明浮升力和粘性力的的相对大小,Gr表明自然流动状态兑换热的影响。

④普朗特准则: Pr=V/a Pr表明动量扩散率与热量扩散率的相对大小。

辐射换热时的角系数:①相对性②完整性③可加性热交换器通常分为三类:间壁式、混合式和回热式,按传热表面的结构形式分为管式和板式间壁式热交换器按两种流体相互间的流动方向热交换器分为分为顺流,逆流,交叉流。

导温系数α也称为热扩散系数或热扩散率,它象征着物体在被加热或冷却是其内部各点温度趋于均匀一致的能力。

Α大的物体被加热时,各处温度能较快的趋于一致。

传热学考研总结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4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5对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?对流换热:指流体各部分之间发生宏观运动产生的热量传递与流体内部分子导热引起的热量传递联合作用的结果。

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(不依靠泵或风机等外力作用,由于流体内部密度差引起的流动)与强制对流(依靠泵或风机等外力作用引起的流体宏观流动)。

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,流动起因(自然、强制),流动状态(层流、湍流),有无相变。

6何谓凝结换热和沸腾换热,影响凝结换热和沸腾换热的因素?蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,将汽化潜热传递给壁面的过程称为凝结过程。

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。

如果凝结液体不能很好地润湿壁面,在壁面上形成一个个小液珠,这种凝结方式称为珠状凝结。

液体在固液界面上形成气泡引起热量由固体传递给液体的过程称为沸腾换热。

按沸腾液体是否做整体流动可分为大容器沸腾(池沸腾)和管内沸腾;按液体主体温度是否达到饱和温度可分为饱和沸腾和过冷沸腾。

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。

影响凝结换热的因素:不凝结气体、蒸汽流速、管内冷凝、蒸汽过热度、液膜过冷度及温度分布非线性。

影响沸腾换热的因素:不凝结气体(使沸腾换热强化)、过冷度、重力加速度、液位高度、管内沸腾。

7强化凝结换热和沸腾换热的原则?强化凝结换热的原则:减薄或消除液膜,及时排除冷凝液体。

强化沸腾换热的原则:增加汽化核心,提高壁面过热度。

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。

(也是物体表面发射率的影响因素)拓展:实际物体的吸收比除与自身表面的性质和温度有关以外,还与发出投入辐射的物体的性质和温度有关。

(因为实际物体的吸收具有选择性,因此吸收比与投入辐射按波长的能量分布有关)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说明平均传热温差的意义,在纯逆流或顺流时计算方法上有什么差别?平均传热温差就是在利用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。

纯顺流和纯逆流时都可按对数平均温差计算式计算,只是取值有所不同。

拓展:引入对数平均温差的原因:因为在换热器中,冷、热流体的问题沿换热面是不断变化的,因此冷热流体间的局部换热温差也是沿程变化的。

12边界层,边界层理论(1)流场可划分为主流区和边界层区。

只有在边界层区考虑粘性对流动的影响,在主流区可视作理想流体流动。

(2)边界层厚度远小于壁面尺寸(3)边界层内流动状态分为层流与紊流,紊流边界层内紧靠壁面处仍有层流底层(4)边界层内温度梯度和速度梯度很大。

拓展:速度边界层:固体壁面附近温度发生剧烈变化的薄层温度边界层:固体壁面附近速度发生剧烈变化的薄层引入边界层的好处:(1)缩小计算区域,由于边界层内温度梯度和速度梯度很大,边界层内动量微分方程中的惯性力和粘性力以及能量微分方程中的导热和对流项不可忽略,而主流区却可视为理想流体,因此可把精力集中在边界层中。

(2)边界层内的流动与换热也可利用边界层的特点加以简化。

13液体发生大容器饱和沸腾时,随着壁面过热度的增高,会出现哪几个换热规律不同的区域?这几个区域的换热分别有什么特点?为什么把热流密度的峰值称为烧毁点?分为四个区域:1、自然对流区,这个区域传热属于自然对流工况。

2、核态沸腾区,换热特点:温压小、传热强。

3、过度沸腾区:传热特点:热流密度随着温压的升高而降低,传热很不稳定。

4、膜态沸腾区:传热特点:传热系数很小。

对于控制热流密度的情况(如电加热器)由于超过热流密度的峰值可能会导致设备烧毁,所以热流密度的峰值也称为烧毁点。

14阐述兰贝特定律的内容。

说明什么是漫射表面?角系数具有哪三个性质?在什么情况下是一个纯几何因子,和两个表面的温度和黑度没有关系?兰贝特定律给出了黑体辐射能按空间方向的分布规律,它表明黑体单位面积辐射出去的能量在空间的不同方向分布是不均匀的,按空间纬度角的余弦规律变化:在垂直于该表面的方向最大,而与表面平行的方向为零。

定向辐射强度与方向无关(满足兰贝特定律)的表面称为漫射表面。

角系数的三个性质:相对性、完整性、可加性。

当满足两个条件:(1)所研究的表面是漫射的(2)在所研究表面的不同地点上向外发射的辐射热流密度是均匀的。

此时角系数是一个纯几何因子,和两个表面的温度和黑度没有关系。

15试述气体辐射的基本特点。

气体能当灰体来处理吗?请说明原因气体辐射的基本特点:(1)气体辐射对波长具有选择性(2)气体辐射和吸收是在整个容积中进行的。

气体不能当做灰体来处理,因为气体辐射对波长具有选择性,而只有辐射与波长无关的物体才可以称为灰体。

太阳辐射也不可当做灰体,原因相同。

16试说明管槽内强制对流换热的入口效应。

流体在管内流动过程中,随着流体在管内流动局部表面传热系数如何变化的?外掠单管的流动与管内的流动有什么不同管槽内强制对流换热的入口效应:入口段由于热边界层较薄而具有比较充分的发展段高的表面传热系数。

入口段的热边界层较薄,局部表面传热系数较高,且沿着主流方向逐渐降低。

充分发展段的局部表面传热系数较低。

外掠单管流动的特点:边界层分离、发生绕流脱体而产生回流、漩涡和涡束。

18为什么在给圆管加保温材料的时候需要考虑临界热绝缘直径的问题而平壁不需要考虑?圆管外敷设保温层同时具有减小表面对流传热热阻及增加导热热阻两种相反的作用,在这两种作用下会存在一个散热量的最大值,,在此时的圆管外径就是临界绝缘直径。

而平壁不存在这样的问题。

19为什么二氧化碳被称作“温室效应”气体?气体的辐射与吸收对波长具有选择性,二氧化碳等气体聚集在地球的外侧就好像给地球罩上了一层玻璃窗:以可见光为主的太阳能可以达到地球的表面,而地球上一般温度下的物体所辐射的红外范围内的热辐射则大量被这些气体吸收,无法散发到宇宙空间,使得地球表面的温度逐渐升高。

20试分析大空间饱和沸腾和凝结两种情况下,如果存在少量不凝性气体会对传热效果分别产生什么影响?原因?对于凝结,蒸气中的不可凝结气体会降低表面传热系数,因为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。

大空间饱和沸腾过程中,溶解于液体中的不凝结气体会使沸腾传热得到某种强化,这是因为,随着工作液体温度的升高,不凝结气体会从液体中逸出,使壁面附近的微小凹坑得以活化,成为汽泡的胚芽,从而使q~Δt沸腾曲线向着Δt减小的方向移动,即在相同的Δt下产生更高的热流密度,强化了传热。

21太阳能集热器的吸收板表面有时覆以一层选择性涂层,使表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍。

请问这一现象与吉尔霍夫定律是否矛盾?原因?基尔霍夫定律表明物体的吸收比等于发射率,但是这一结论是在“物体与黑体投入辐射处于热平衡”这样严格的条件下才成立的,而太阳能集热器的吸收板表面涂上选择性涂层,投入辐射既非黑体辐射,更不是处于热平衡,所以,表面吸收阳光的能力比本身辐射能力高出很多倍,这一现象与基尔霍夫定律不相矛盾。

22请说明Nu、Bi的物理意义,Bi趋于0和趋于无穷时各代表什么样的换热条件?Nu数表明壁面上流体的无量纲温度梯度Bi表明固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比Bi趋于0时平板内部导热热阻几乎可以忽略,因而任一时刻平板中各点的温度接近均匀,并随着时间的推移整体的下降,逐渐趋近于外界温度。

Bi趋于无穷时,表面的对流换热热阻几乎可以忽略,因而过程一开始平板的表面温度就被冷却到外界温度,随着时间的推移,平板内部各点的温度逐渐下降而趋近于外界温度。

23举例说明什么是温室效应,以及产生温室效应的原因位于太阳照耀下被玻璃封闭起来的空间,例如小轿车、培养植物的暖房等,其内的温度明显地高于外界温度,这种现象称为温室效应。

这是因为玻璃对太阳辐射具有强烈的选择性吸收性,从而大部分太阳辐射能穿过玻璃进入有吸热面的腔内,而吸热面发出的常温下的长波辐射却被玻璃阻隔在腔内,从而产生了所谓的温室效应。

24数值分析法的基本思想对物理问题进行数值求解的基本思想可以概括为:把原来的时间、空间坐标系中连续的物理量的场,用有限个离散点上的值的集合来代替,通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程,来获得离散点上被求物理量的值。

25强化沸腾的方法强化沸腾的方法:1、强化大容器沸腾的表面结构,2、强化管内沸腾的表面结构。

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