(完整版)传热学知识点总结材料
传热学复习资料汇总
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传热学复习资料汇总一、名词汇总1.热流量:单位时间内所传递的热量2.热流密度:单位传热面上的热流量3.导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各局部之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。
4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为外表对流传热,简称对流传热。
5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。
同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。
这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为外表辐射传热,简称辐射传热。
6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。
7.对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量,单位为W/(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位为W/(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。
11.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称。
一般来说,它是空间坐标和时间坐标的函数。
12.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面〔或线〕。
13.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
14.热导率:物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值,数值上等于 1 K/m 的温度梯度作用下产生的热流密度。
热导率是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。
传热学知识整理1-4章
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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/m2)。
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。
14. 单位面积上的传热热阻:单位面积上的导热热阻: 。
单位面积上的对流换热热阻: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。
传热学基本知识
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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
或
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
高等传热学知识点总结
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多维、线性齐次,乘积解: t ( x, y, z, ) ψ( x, y, z )( ) 令 ψ( x, y, z) X ( x)Y ( y) Z ( z) ,分别求解,然后相乘
t ( x, y, z, ) Cmnp e a ( m
m 1 n 1 p 1
2
m2 m2 )
X( m , x)Y( m , y)Z(m , z)
多维稳态非齐次:边界非齐 fi (r ) 0 or 方程非齐 0 边界非齐次(方程齐次) :分离变量法
t ( x, y) X ( x)Y ( y) ,参照时间与空间的分离变量法
当多个边界非齐次时,等于各单非齐问题的叠加 方程非齐次:等于相应齐次解+非齐次特解 线性、非齐次、非稳态: 热源函数法:在无限大区域,初始时刻 x=x0 处,作用了 一个 t=t0 的热源,当 0 时,
13
0.14
2 Num 0 . 6 6 4 1 R l e
1 3
Pr
大空间自然对流换热: Nu C (GrPr) C ( Ra)
x z yz z
, 利用
1 H
u H
i 1 i
3
H t 2 i ui
t cp
第二章 分离变量法 分离变量法: 将温度分成只与空间有 t (r , ) ψ(r )( ) , 关的 ψ(r ) 和只与时间有关的 ( ) 的乘积。 对于线性齐次非稳态无内热源问题, t
ห้องสมุดไป่ตู้对流
t y
y w, x
对流换热基本计算式:傅里叶定律 qw
牛顿冷却公式 qc h(tw, x t ) ,t 在内流时取管道截面 平均流体温度,外流时取远离壁面的流体温度。
(完整版)传热学知识点总结
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Φ-=BA c t t R 1211k R h h δλ=++传热学与工程热力学的关系:a 工程热力学研究平衡态下热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律,传热学研究过程和非平衡态热量传递规律。
b 热力不考虑热量传递过程的时间,而传热学时间是重要参数。
c 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。
传热学研究内容传热学是研究温差引起的热量传递规律的学科,研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法。
热传导a 必须有温差b 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,不发生宏观的相对位移d 没有能量形式的转化热对流a 必须有流体的宏观运动,必须有温差;b 对流换热既有对流,也有导热;c 流体与壁面必须直接接触;d 没有热量形式之间的转化。
热辐射:a 不需要物体直接接触,且在真空中辐射能的传递最有效。
b 在辐射换热过程中,不仅有能量的转换,而且伴随有能量形式的转化。
c .只要温度大于零就有.........能量..辐射。
...d .物体的...辐射能力与其温度性质..........有关。
...传热热阻与欧姆定律在一个串联的热量传递的过程中,如果通过各个环节的热流量相同,则各串联环节的的总热阻等于各串联环节热阻之和(I 总=I1+I2,则R 总=R1+R2)第二章温度场:描述了各个时刻....物体内所有各点....的温度分布。
稳态温度场::稳态工作条件下的温度场,此时物体中个点的温度不随时间而变非稳态温度场:工作条件变动的温度场,温度分布随时间而变。
等温面:温度场中同一瞬间相同各点连成的面等温线:在任何一个二维的截面上等温面表现为肋效率:肋片的实际散热量ф与假设整个肋表面...处于肋基温度....时的理想散热量ф0之比接触热阻Rc :壁与壁之间真正完全接触,增加了附加的传递阻力三类边界条件第一类:规定了边界上的温度值第二类:规定了边界上的热流密度值第三类: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.....。
传热学知识点总结
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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。
传热学复习资料(全)
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传热学复习资料(全)0.2.1、导热(热传导) 1 、概念定义:物体各部分之间不发⽣相对位移或不同物体直接接触时,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量传递称导热。
如:固体与固体之间及固体内部的热量传递。
3、导热的基本规1 )傅⽴叶定律 1822 年,法国数学家如图所⽰的两个表⾯分别维持均匀恒定温度的平板,是个⼀维导热问题。
考察x ⽅向上任意⼀个厚度为dx 的微元层律根据傅⾥叶定律,单位时间内通过该层的热流量与温度变化率及平板⾯积A 成正⽐,即式中是⽐例系数,称为热导率,⼜称导热系数,负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向式中是⽐例系数,称为热导率,⼜称导热系数,负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反式中是⽐例系数,称为热导率,⼜称导热系数,负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反。
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,单位 w 。
3 )热流密度单位时间内通过单位⾯积的热量称为热流密度,记为 q ,单位 w/ ㎡。
当物体的温度仅在 x ⽅向发⽣变化时,按傅⽴叶定律,热流密度的表达式为:说明:傅⽴叶定律⼜称导热基本定律,式(1-1)、(1-2)是⼀维稳态导热时傅⽴叶定律的数学表达式。
通过分析可知:(1)当温度 t 沿 x ⽅向增加时,>0⽽ q <0,说明此时热量沿 x 减⼩的⽅向传递;(2)反之,当 <0 时, q > 0 ,说明热量沿 x 增加的⽅向传递。
4 )导热系数λ表征材料导热性能优劣的参数,是⼀种物性参数,单位: w/(m ·℃ )。
不同材料的导热系数值不同,即使同⼀种材料导热系数值与温度等因素有关。
5) ⼀维稳态导热及其导热热阻如图1-3所⽰,稳态 ? q = const ,于是积分Fourier 定律有:dxdt Aλ-=Φ⽓体液体⾮⾦属固体⾦属λλλλ>>>导热热阻,K/W 单位⾯积导热热阻,m2· K/W 0.2.2、热对流1 、基本概念1) 热对流: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。
传热学知识点概念总结
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传热学知识点概念总结传热学是研究热量传递的科学,主要涉及热传导、热辐射和对流传热三个方面。
下面将对传热学中的一些重要知识点进行概念总结。
1.热传导:热传导是指物质内部由于分子或原子之间的相互作用而引起的热量传递。
热传导的速率与传热介质的导热性质有关,如导热系数、传热介质的温度梯度和传热介质的厚度。
2.热辐射:热辐射是指由于物体表面温度而产生的电磁辐射,无需经过介质媒质进行传热。
热辐射的能量传递与物体的温度和表面特性有关,如表面发射率和吸收率。
3.对流传热:对流传热是指通过流体的流动使热量传递的过程。
对流传热受到流体流动速度、温度差和流体介质的热传导性质的影响。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种形式。
4.导热系数:导热系数是描述材料导热性质的物理量,定义为单位厚度和单位温度梯度时的热流密度。
导热系数是描述热传导能力大小的重要参数,与物质的组成、结构和温度有关。
5.温度梯度:温度梯度是指在物体内部或空间中温度随着距离的变化率。
温度梯度越大,热传导的速率越快。
6.热阻:热阻是指单位时间内单位温差时热传导的阻力。
热阻与传热介质的导热系数和厚度有关。
可通过热阻来描述传热介质对热传导的阻碍程度。
7.热容量:热容量是指单位质量物质温度升高单位温度所需的热量。
热容量与物质的物理性质有关,如比热容和密度。
8.辐射强度:辐射强度是指单位时间内单位面积上辐射通过的能量。
辐射强度与物体的表面发射率和温度有关。
9.辐射传热:辐射传热是指由于物体表面发射和吸收辐射而进行的传热。
辐射传热受到物体表面发射率、吸收率、温度差和介质的辐射传递能力的影响。
10.热傅里叶定律:热傅里叶定律是描述物体内部热传导的定律,其表达式为热流密度与传热介质的导热系数、温度梯度和传热介质的横截面积成正比。
以上是传热学中一些重要的知识点的概念总结。
传热学的研究对于理解和应用热量传递过程具有重要意义,可广泛应用于工程领域的热处理、热能转化和热工学等方面。
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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。
传热学基本知识总结
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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
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传热学知识点总结传热学是研究热量从一个物体或一个系统传递到另一个物体或系统的科学。
它是热力学的一部分,具有广泛的应用领域,包括能源转换、热力学系统设计和工艺优化等。
以下是传热学的一些重要知识点的总结:1.热传导:热量通过直接接触和分子间的碰撞传递。
在固体中,热传导是最主要的传热方式,其传递速率与物质的热导率、温度梯度和传热距离有关。
2.热对流:热量通过流体(液体或气体)的流动传递。
对流传热的速率取决于流体的速度、温度差和传热面积。
3.热辐射:热能以电磁波的形式从热源发出,无需介质介导即可传递热量。
热辐射与物体的温度和表面特性有关,如表面的发射率和吸收率。
4.导热方程:描述了热传导现象,可以用来计算温度随时间和空间的变化。
它与热导率、物体的几何形状和边界条件有关。
5.导热系数:材料的物理性质,描述了材料导热性能的好坏。
较高的导热系数表示材料更好地传递热量。
6.热对流换热系数:描述了流体换热的能力,表示单位面积上的热量传递速率和温度差之间的关系。
7.四能截面:描述了热辐射的性质,反映了物体吸收、反射和透射电磁波的能力。
8.热阻和热导率:用于描述物体或系统中热量传递的难易程度。
热阻与热导率成反比。
9.传热过程中的能量守恒:热量传递过程中,能量守恒定律适用。
传热的总能量输入等于输出。
10.辐射传热公式:根据黑体辐射定律,描述了热辐射的能量传递,常用于计算热源辐射的热量。
11.对流换热公式:根据精细的实验和理论研究,发展了一系列对流换热公式,用于估算流体对流传热。
12.热导率与温度的关系:大多数材料的热导率随温度的升高而增大,但也有一些例外情况。
13. 传热表征:传热通常使用无量纲数值来表征,如Nusselt数、Prandtl数和Reynolds数,它们描述了传热过程中流体的性质和行为。
14.界面传热:当两个物体或系统接触时,它们之间的传热称为界面传热。
界面传热常见的形式包括对流传热和热辐射。
15.传热器件和应用:传热学的知识应用于各种传热器件和系统,如换热器、蒸发器、冷却器等,为工程和科技应用提供了基础。
传热学知识点总结
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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..请问哪个容器的隔热性能更好;为什么第二章导热基本定律及稳态导热§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 =fx ;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:1.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: 1q 1;q 2及q 3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= 0.6w/m.k..环境温度高达40 ;罐外空气与保温层间的h=5w/m 2.k 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..第三章 非稳态导热§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1.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.. 3.Bi;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<0.1M..2.时间常数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>0.2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=12.910-6m 2/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/m 2.k;热电偶近似为球形;直径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/m.k; ρ=7310kg/m 3;c=228J/kg.k..第五章 对流换热§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管槽内强制对流;外掠平板、单管及管束强制对流;大空间自然对流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:如何安排实验应测的量;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..六.无相变对流换热的定量计算注意: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.. 或则 ;需先假定流态;最后再校核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t w 的条件;流动和换热达充分发展阶段..流体进口t f `;质量流量为q m ;定压比热容为c p ;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;t f x 指流体在截面x 处平均温度.. 7.初温为35 ℃流量为1.1kg/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第六章 凝结与沸腾换热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..从定量上应掌握竖壁、水平单管和管束的膜状凝结工程计算;以及大容器核态沸腾及临界热流密度的计算.. 本章重点: 一.凝结换热 1.现象与特点产生条件是壁面温度<蒸气饱和温度..珠状凝结和膜状凝结的特点、热量传递规律;h 珠状>>h 膜状;但不能持久..2.竖壁膜状凝结分析解Nusselt 分析解基于9条假设;视液膜内只有纯导热..因此要获得局部表面传热系数;只需获得该处液膜厚度..3.膜状凝结的工程计算流态判别Re 迭代法;关联式;注意特征长度和定性温度 4.影响因素掌握膜状凝结诸影响因素;尤其是不凝性气体和蒸气流速的影响机理.. 5.凝结换热的强化当凝结热阻是传热过程主要分热阻时;强化效果较好..强化的原则主要是破坏或减薄液膜层;或加速液膜的排泄.. 二.沸腾换热 1.特点饱和沸腾和过冷沸腾;大容器沸腾和强制对流沸腾;沸腾与蒸发..汽化核心数是衡量强化沸腾的重要参数..2.大容器饱和沸腾曲线曲线形式;随着 t ;四个不同区域的换热规律和特点..核态沸腾是工业中理想的工作区域;其温差小;换热强..3.沸腾换热的两种加热方式控制壁温改变壁温t w 与液体饱和温度t s 之差 t=t w -t s ;q 的大小受沸腾侧影响很大.. 控制热流改变壁面处的热流密度q;q 取决于外部施加的条件;而与h 无关.. 4.临界热流密度q m a x 的意义对热流可控:使q< q m a x ;保证设备安全运行不致烧毁 对壁温可控:使 t< t c ;保证设备有较高的传热效率 5.沸腾换热的工程计算计算公式的拟合误差一般较大;因为沸腾换热机理复杂;受加热表面影响很大.. 6.汽化核心结合汽化核心概念理解沸腾换热机理;结合大容器饱和沸腾曲线了解气泡的生成、长大、脱离、破裂等规律7.沸腾换热影响因素和强化沸腾换热影响因素就是气泡生长运动的影响因素..强化沸腾换热的主要出发点是增加壁面汽化核心数;基本手段是沸腾表面的特殊加工.. 本章难点:凝结与沸腾换热机理和过程的理解 层流膜状凝结Nusselt 简化分析的理解 沸腾换热中烧毁点的理解 思考题:1.竖壁倾斜后其凝结换热表面传热系数将如何变化 为什么2.为什么蒸气中含有不凝性气体会影响凝结换热的强度3.两滴完全相同的水在大气压下分别滴在表面温度为120和400 的铁板上;哪块板上的水先被烧干 为什么4.在电厂动力冷凝器中主要冷凝介质是水蒸气;制冷系统的冷凝器中介质是氟利昂蒸气..在工程实际中常常要强化制冷设备中的凝结换热;而不强化电力设备中的;为什么5.压力为1.013 105Pa 的饱和水蒸气;用壁温为90 的水平铜管来凝结..方案一是用一根直径为10cm 的铜管;方案二是用10根直径为1cm 的铜管..其他条件都相同;哪个方案产生的凝液量多6.一竖管;管长为管径的64倍..为使管子竖放与平放的凝结表面传热系数相等;必须在竖管上安装多少个泄液盘 设相邻泄液盘之间距离相等..第七章 热辐射基本定律及物体的辐射特性§7-1 热辐射的基本概念 §7-2 黑体辐射基本定律 §7-3 实际物体的发射特性 §7-4 实际物体的吸收特性 要求:本章重点是了解热辐射的特点;掌握热辐射的一些基本概念;学习并理解描写黑体辐射的几个基本定律..理解基尔霍夫定律的含义及其作用;了解灰体与黑体、特别是灰体与实际物体的差异.. 本章重点:一.热辐射和黑体辐射 1.热辐射1热辐射指物体由于热的原因发射电磁波的过程..对工程实际的大多数问题来说;热辐射特性主要是红外线的特性;因此不能用可见光的理论来解释..2固体和液体的辐射和吸收是在物体表面上进行;而气体却在整个容积中进行..由此对固体和液体在研究发射和吸收特性时;均只研究半球空间..3黑体的定义是吸收比为1的物体;它是研究辐射换热最重要的简化模型..实际物体的辐射与吸收都以黑体为参照对象 ..在相同温度的物体中;黑体的辐射能力和吸收能力都是最大的..4“漫射体”和“灰体”是辐射换热研究中另外两个重要模型..漫射体是指辐射特性与方向无关的物体;灰体是指单色吸收比 与波长无关的物体.. 2.斯蒂芬-玻尔兹曼S-B 定律Eb= T 4 w/m23.普朗克Planck 定律和维恩Wien 位移定律Planck 定律描述黑体的E b 随 变化的规律..E b =f ;T;某一T 的曲线与横轴之间的面积代表了该T 下的E b ;并且T 越高;曲线的峰值越往短波方向移动..T m =常数就是Wien 位移定律.. 4.兰贝特Lambert 定律Lambert 定律描述的是黑体辐射能量在半球空间不同方向上的分布规律..应注意此时是指半球空间某一指定方向全部波长能量的分布规律;在不同方向上能量的比较;只有在相同立体角的基础上才有意义..Lambert 定律表明;虽然黑体辐射沿半球空间各方向的能量不相同沿表面法线方向最大;切线方向最小;但定向辐射强度却相同;这是由于定向辐射力的定义中强调的是辐射表面的面积;而定向辐射强度中用到的是可见辐射面积;所以表面法线方向可见辐射面积最大;其辐射能亦最大;切线方向可见面积为零;则辐射能也为零..黑体的定向辐射强度=常数..具有这种特性的表面即为漫射表面..漫射表面并非一定是黑体表面.. 5.黑体辐射函数F b 0- 表示某一T 下物体在0- 波长范围内黑体辐射能占同T 下黑体辐射力的百分比..它用来计算黑体或实际物体的辐射..见教材例7-4;7-5.. 二. 实际物体的辐射特性灰体和漫射体是实际物体的两种有效简化..1物体的发射率只取决于其表面特性;与外界条件无关 2对同种材料而言一般有 粗糙面> 磨光面; 氧化表面> 非氧化面3光滑表面的 =0.95 n ;粗糙表面的 =0.98 n ..工程中一般假定 = n = ;但高度磨光金属表面 =1.2 n4实际物体辐射力并非严格与T 4呈正比;但通常仍用T 4表示;而把其它复杂因素归于 中..5实际物体在表面法线方向大约 =0~60°范围内的定向发射率均保持常数;而表面发射的辐射能绝大部分集中在这一区域;因此通常认为金属和非金属表面为漫射表面.. 三. 实际物体的吸收特性实际物体的吸收特性远比其发射特性复杂;吸收比不仅取决于自身表面特性;还对投入辐射的波长具有选择性..灰体是对实际物体的吸收比进行抽象简化后的理想模型;它的 =常数..对灰体的理解;只要在所研究的辐射能覆盖的波长范围内 常数即可;而不必追求对所有波长都严格成立四. 基尔霍夫Kirchhoff 定律Kirchhoff 定律将实际物体的发射率与吸收比联系起来.. T= T 要求该物体在与黑体处于热平衡时成立..对漫射灰体而言;则恒有 T= T;而不需要附加条件.. 1 Kirchhoff 定律的三种不同表达式及其成立条件2研究有太阳辐射的情形时;不可随意利用 = 这一条件;因为太阳辐射不能作为灰体3对漫灰表面 T= T;表明同温度下黑体辐射力最大;善于发射的物体必善于吸收;对黑体 = =1 4引入Kirchhoff 定律后;物体的 与 被联系在一起;由于物体的 只取决于自身的温度及表面状况;一般文献中只给出 的数据.. 本章难点:对辐射强度定义的理解; 对Lambert 定律意义的认识引入漫灰表面的原因、作用和适用条件 Kirchhoff 定律的成立条件 思考题:1.解释下列名词:定向辐射强度、立体角、光谱发射率、灰体、漫射表面2.北方深秋的清晨常有霜降;试问树叶上、下表面的哪一面结霜 为什么3.“善于发射的物体必善于吸收”;即物体辐射力越大其吸收比也越大;你认为对吗4.窗玻璃对红外线几乎不透明;为什么隔着玻璃晒太阳会感到暖和5.选择太阳能集热器的表面涂料时;其 的最佳曲线应是怎样的 取暖用的辐射采暖片也应该用这种涂料吗6.白天;投射到水平屋顶上的太阳照度G s =1100w/m 2;室外空气t f =27 ;有风吹过时空气与屋顶的h=25w/m 2K;屋顶下表面绝热;上表面发射率 =0.2;对太阳辐射的吸收比 S =0.6;求稳定状态下屋顶的温度..设太空温度为绝对零度..7.一个100W 的灯泡在工作时;钨丝温度为2778K;钨丝表面黑度为0.3..求其发光效率..第八章 辐射换热计算§8-1 角系数§8-2 两固体表面间的辐射换热 §8-3 多表面系统的辐射换热 §8-4 辐射换热的强化与削弱 §8-5 气体辐射 要求:本章要求掌握角系数的定义、性质及计算方法..重点是利用代数分析法计算角系数..还要求读者熟练运用有效辐射概念及辐射网络图对两漫灰表面及三个漫灰表面组成的封闭腔系统进行辐射换热的计算..理解辐射换热强化与削弱的原理、遮热板的原理及应用.. 本章重点: 一.角系数1.角系数反映的是能量分配的关系;与物体发射辐射在空间不同方向的分布、两物体的几何形状及物体间距离有关..2.漫发射体对其它物体的角系数是纯几何参数..3.角系数的相对性、完整性和可加性是求角系数的基本关系式.. 二.物体间的辐射换热计算1.用漫灰体代替实际物体;辐射换热计算大为简化..因为:角系数是纯几何参数且 = ..2.投入辐射G 和有效辐射J一个辐射面的投入辐射是辐射系统中所有其它辐射面投向该面的热辐射总和..一个辐射面的有效辐射是离开这个面的所有热辐射;包括本身热辐射及反射热辐射本身热辐射只与该辐射面的特性有关;反射热辐射与其所在的辐射系统有很大关系.. 一个辐射面J-G 的大小决定了该面是吸收热量或放出热量.. 3.表面辐射热阻和空间辐射热阻表面辐射热阻表示一个物体参与辐射换热能力与黑体的差别..其大小与表面的辐射特性 吸收特性 都有关系;只是在 = 时有较为简单的表达式..空间辐射热阻表示两个辐射面由于空间位置所引起的辐射换热能力的减小;其大小只与两表面间的空间结构有关.. 4.等效网络图法辐射网络画好后;建立热辐射方程主要依据两个原理:其一是能量守恒;即流入某一节点的热量之代数和为零;其二是辐射热流率等于辐射驱动力除以辐射热阻的原理.. 重辐射面和黑体的区别:虽然看起来二者都有J=E b ..对重辐射面来说J=E b 是一个浮动热势;它与其它表面的J 及空间热阻有关..而对黑体表面来说; J=E b 是源热势;不依赖于其它表面..二者在网络图上亦有区别..5.辐射换热计算的要求我们所讨论的辐射换热计算是基于如下前提的: 1封闭腔模型 2稳态换热3所有表面不透明;但表面被透热介质隔开 4表面具有漫灰性质5每一表面的有效辐射J 是均匀的.. 6不计对流换热三.辐射换热的强化与削弱1.遮热板的原理:加入一块遮热板增加了两个表面热阻和一个空间热阻;因此辐射换热降低2.遮热板的应用:教材例8-9;8-10 四.气体辐射特点气体辐射对波长的选择性;容积性;不同气体辐射本领有差异..“温室效应”现象的解释 辐射换热名词术语汇总黑体、灰体、漫射体、封闭腔、重辐射面辐射力E 、光谱辐射力E 、发射率黑度 、定向辐射强度L 、有效辐射J 、投入辐射G 吸收比 、反射比 、穿透比 、光谱吸收比 、黑体辐射函数F b 0-S-B 定律、Planck 定律、Wien 位移定律、Lambert 定律、Kirchhoff 定律 角系数X i ;j 、角系数性质表面的净辐射换热量 i 、辐射换热量 i ;j 、表面辐射热阻、空间辐射热阻 遮热板、透热介质 立体角 、网络法 思考题:1.试解释下列名词:有效辐射;表面辐射热阻;重辐射面;遮热板2.黑体和重辐射面都有J=E b ..是否意味着二者有相同的性质3.在太阳系中地球和火星距太阳的距离相当;为什么火星表面温度昼夜变化要比地球大得多4.试求下列各图情形中的X 1;25.一直径为0.8m 的薄壁球形液氧贮存容器;被另一个直径为1.2m 的同心薄壁容器所包围..两容器表面为不透明的漫灰表面;黑度均为0.05;两容器表面之间是真空的..如果外表面的温度为300K;内表面温度为95K;试求由于蒸发使液氧损失的质量流量..液氧的蒸发潜热为 ..第九章 传热过程与换热器§9-1 复合换热过程§9-2 传热过程分析和计算 §9-3 传热的增强与削弱 §9-4 换热器§9-5 换热器的热计算要求:通过本章学习;从定量上应熟练掌握复合换热的分析计算、传热过程的分析计算、对数平均温差计算、间壁式换热器的设计和校核计算..从定性角度应掌握传热过程的热阻分析方法、临界热绝缘直径的含义、综合传热问题的分析方法.. 本章重点:。
传热学 总结
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第一章绪论1.热流量:单位时间内所传递的热量。
2.热流密度:单位传热面上的热流量。
3.导热:物体粒子微观的热运动而产生的热量传递现象。
4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程。
热对流:流体个部分之间发生宏观相对位移级领热流体的相互掺混。
5.辐射传热:由于热运动产生的,以电磁波形式传递能量的现象。
6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。
10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。
11.稳态传热过程:物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。
第二章热传导1.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称。
2.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面(或线)。
3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
4.导热系数:物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值,数值上等于1 K/m的温度梯度作用下产生的热流密度。
导热系数是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。
5.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。
材料的导热能力与吸热能力之比导温系数不但与材料的导热系数有关,还与材料的热容量(或储热能力)也有关;从物理意义看,导热系数表征材料导热能力的强弱,导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小,两者都是物性参数。
6.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。
7.保温(隔热)材料:λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。
8.接触热阻:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。
使两个导热壁面之间出现温差。
接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法,此外,也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。
传热学知识点概念总结
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传热学知识点概念总结传热学是物理学的一个重要分支,研究物质内部或不同物质之间的热量传递现象。
传热学在工程领域中有着广泛的应用,能够帮助我们有效地控制和利用热量。
传热学主要包括传导、对流和辐射这三种传热方式。
下面将对这三种传热方式的概念和主要知识点进行总结。
1.传导传导是物质内部热量传递的一种方式,其基本原理是分子间的碰撞和能量传递。
传导的速率受到物质的导热性质和温度梯度的影响。
-热传导定律:热传导定律是研究传导过程中温度梯度与热流密度(传导热通量)之间的关系。
常用的热传导定律有傅里叶热传导定律和傅科定律。
-导热性:导热性是物质传导能力的度量,常用的导热性指标是热导率或导热系数。
不同物质的导热性质会影响传导速率。
2.对流对流是液体或气体中热量传递的方式,其基本原理是通过流体的对流运动传递热量。
对流通常分为自然对流和强制对流两种方式。
-对流换热公式:对流换热公式是研究对流传热速率的表达式。
常用的对流换热公式有纳塔数(Nu),贝奥数(Bo)和雷诺数(Re)等。
-边界层:对流过程中,流体与物体表面之间形成了一个边界层,边界层内的速度和温度分布与边界层外的流体有明显区别。
3.辐射辐射是通过电磁波传递热量的一种方式,其基本原理是由热源发出热辐射,然后被其他物体吸收。
辐射可以在真空中传播,无需传热介质。
-辐射传热公式:辐射传热公式是研究辐射传热速率的表达式。
斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律是辐射传热的重要基础理论。
-黑体辐射:黑体是指能够吸收所有入射辐射的物体,它具有良好的辐射能力。
黑体辐射是研究辐射传热的基准。
此外,还有一些其他的传热学知识点值得关注和研究:-热导方程:热导方程是描述传导传热过程的偏微分方程,可用于求解物体内部的温度分布。
-热传导与传热系数:热传导与传热系数是研究传导传热速率的重要指标,反映了物质对传热的阻力。
-热传递:热传递是研究热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
热传递包括传导、对流和辐射这三种方式的综合作用。
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(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。
传热学复习资料
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传热学复习资料第一章概论一、名词解释热流量是单位时间内传递的热量,热流密度是单位传热面上的热流量。
导热是指物体内部温度差或不同温度物体接触时,物质微粒的热运动传递热量的现象。
对流传热是流体通过固体壁的热传递过程,包括表面对流传热和导热。
辐射传热是物体向周围空间发出和接收热辐射能的过程。
总传热过程是指热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程。
对流传热系数、辐射传热系数和复合传热系数分别表示对流传热能力、辐射传热能力和复合传热能力的大小。
总传热系数表示总传热过程中热量传递能力的大小。
二、填空题1.热量传递的三种基本方式为热传导、热对流、热辐射。
2.热流量是指单位时间内传递的热量,单位为W;热流密度是指单位传热面上的热流量,单位为W/m2.3.总传热过程是指热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数表示它的强烈程度。
4.总传热系数是指传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量,单位为W/(m2·K)。
5.导热系数的单位是W/(m·K),对流传热系数的单位是W/(m2·K),传热系数的单位是W/(m2·K)。
6.复合传热是指复合传热系数等于对流传热系数和辐射传热系数之和,单位为W/(m2·K)。
7.单位面积热阻rt的单位是K/W,总面积热阻Rt的单位是m2·K/W。
8.单位面积的导热热阻可以表示为m2·K/W或K/W。
9.单位面积的对流传热热阻可以表示为1/h。
10.总传热系数K与单位面积传热热阻rt的关系为rt=1/K。
11.总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为Rt=1/KA。
12.稳态传热过程是指物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。
13.非稳态传热过程是指物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。
14.某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(m2·K),对流传热系数为270W/(m·K),其复合传热系数为100 W/(m2·K)。
传热学知识点总结
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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。
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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
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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。
传热知识点总结
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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。
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§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
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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h个大的,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?
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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h出或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B,iA 或有限大。 2.非稳态导热的正规状况阶段:F当o>0.2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5到6℃时,两板所需时间比。已知a铜 =103,a钢=12.9(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F出o和了Bi数,结果 发现Bi不满足集总参数法的条件,于是他改F用o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20度℃,与气体表面h=10w/m2.k,热 电偶近似为球形,直径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?要使温度计过余温度不大于初始过余温度1%的,至少需要多长时间?已 知热电偶焊锡丝的 =67w/m.k, ρ=7310kg/m3,c=228J/kg.k。
第二章 导热基本定律及稳态导热
§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λ 2.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A数学描写A求解方程A温度分布A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
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t温w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1.1kg/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2为5mm的管 子并联代替前一根管子,问每根管子应为多长?
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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读热者,应 能正确选择实验关联式计算几种典型的无相变换热(管槽内强制对流掠,平外板、单管 及管束强制对流,大空间自然对流)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h及的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。亦说明是h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5-用3求式出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(应测的量);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。 六.无相变对流换热的定量计算 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。 (或则,需先假定流态,最后再校核) 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
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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
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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f用ourier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: 1.如图所示为一维稳态导热的两层平壁内温度分布,导热系λ数均为常数。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 A的液氦,外直径为2m,外包保温层厚30cm, 其λ= 0.6w/m.k。环境温度高达40A,罐外空气与保温层间的h=5w/m2.k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。
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。
第三章 非稳态导热
§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 1.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3图-3。 3.Bi,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BiA0时研究非稳态导热的一种方法。判别依 据:Bi<0.1M。 2.时间常数 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