08年流体力学及传热

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换热器流体力学与传热特性分析

换热器流体力学与传热特性分析换热器是工业生产过程中常见的设备之一，用于将热量从一个介质传递到另一个介质中。

换热器的工作原理就是通过流体力学的传输，将热能从一个流体中传输到另一个流体中，以达到降温、升温或保持恒温的目的。

在使用换热器时，了解流体力学与传热特性对于设备的性能和效率都有着重要的影响。

首先，我们来了解换热器的流体力学。

流体力学是研究流体运动规律和压力变化规律的学问，是研究换热器中流体传输规律的基础。

对于换热器而言，流体力学有以下几个方面的内容：第一，流体运动状态。

流体运动状态有两种类型，一种是层流运动，另一种是湍流运动。

在工业生产中，湍流运动相对较为常见。

在换热器中，流体运动的状态将直接影响到传热的效率。

第二，管道截面形状。

管道截面形状的不同，会导致流体的流动状态不同，进而影响到传热效果。

比如，圆形管道截面形状对于流体的流速是稳定的，而矩形截面形状则会导致流速的变化。

第三，流体的黏性。

黏性是测量流体抵抗剪切运动的能力的一种物理量。

高黏度的流体会产生大的阻力，使得流体的运动速度减慢，进而影响到传热效率。

其次，我们来了解换热器的传热特性。

传热特性是指当换热器中有流体传热时，影响换热器传热效能的因素。

了解传热特性可以帮助我们评估设备的性能以及选取最适合的换热器。

第一，温升与传热系数。

温升指的是流体通过换热器时，温度的变化量。

传热系数则表示传热的速率，也就是流体单位时间内传热的量。

通常情况下，温升与传热系数呈现反比例关系。

第二，换热面积。

换热面积指的是换热器中流体相互传热的表面积。

在实际使用过程中，一般会通过增加换热面积来提高传热效率。

第三，热传导方程。

热传导方程是研究物体中传热规律的数学公式。

可以通过热传导方程来描述换热器中流体传热的规律，从而实现提高传热效率的目的。

综上所述，流体力学和传热特性是换热器中非常重要的基础知识。

在实际使用过程中，我们应该充分了解流体力学的基本原理，以确保设备的正常运行。

(完整版)流体力学与传热学试题及答案

流体力学与传热学试题及参考答案一、填空题：（每空1分）1、对流传热总是概括地着眼于壁面和流体主体之间的热传递，也就是将边界层的和边界层外的合并考虑，并命名为给热。

答案：热传导；对流传热2、在工程计算中，对两侧温度分别为t1,t2的固体，通常采用平均导热系数进行热传导计算。

平均导热系数的两种表示方法是或。

答案；221λλλ+=-；221t t +=-λ3、图3-2表示固定管板式换热器的两块管板。

由图可知，此换热器为管程，管程流体的走向为或。

1 2 3图3-2 3-18 附图答案：4；2→4 →1→5→3；3→5→1→4→24、黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍. 答案: 5.39分析: 斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体的辐射能力与绝对温度的4次方成正比, 而非摄氏温度,即4273300273600⎪⎭⎫⎝⎛++=5.39。

5、3-24 用0.1Mpa 的饱和水蒸气在套管换热器中加热空气。

空气走管内，由20℃升至60℃，则管内壁的温度约为。

答案：100℃6、热油和水在一套管换热器中换热，水由20℃升至75℃。

若冷流体为最小值流体，传热效率0.65，则油的入口温度为。

答案：104℃ 分析： ε=2020751--T =0.65 ∴1T =104℃1 2 37、因次分析法的基础是，又称因次的和谐性。

答案：因次的一致性8、粘度的物理意义是促使流体产生单位速度梯度的_____________。

答案：剪应力9、如果管内流体流量增大1倍以后，仍处于滞流状态，则流动阻力增大到原来的倍。

答案：210、在滞流区，若总流量不变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。

答案：411、流体沿壁面流动时，在边界层内垂直于流动方向上存在着显著的_______________，即使____________很小，____________仍然很大，不容忽视。

答案：速度梯度；粘度；内摩擦应力 12、雷诺数的物理意义实际上就是与阻力有关的两个作用力的比值，即流体流动时的______ 与__ ____ 之比。

流体力学与传热：第二节迹线和流线

迹线
定义
质点的运动轨迹
研究方法
拉格朗日法
微分方程
u
dx dt
（t为自变量，
v
dy dt
x, y, z 为t
w
dz dt
的函数）
流线
某一瞬时，速度方向线欧拉法
dx dy dz u(x, y, z,t) v(x, y, z,t) w(x, y, z,t)
(x,y,z为t的函数，t为参数）
x 1 t2 t 2 y t
消去参数t，可得：
（a）
x 1 y2 y 1 ( y 1)2 1
2
2
2
上式表明：质点A的迹线是一条以(-1/2, -1)为顶点，且通过原点的抛物线。如下图所示，
（2）流线方程为，
dx dy t 1 1
积分上式可得，
x yc t 1
（b）
因为t=0时刻，流线通过原点x=y=0，可得上式积分常数 c=0，相应的流线方程为：
例2：已知速度分布为 V Axi Ayj ，求流体质点的迹线。
解：根据已知条件u=Ax, v=-Ay，则迹线的微分方程可写为：
dx udt Axdt dy vdt Aydt
分别积分后可得，
ln x At ln c1 ln y At ln c2
式中，c1及c2为积分常数，从这两式中消去 t 可得迹线：
例1：已知流体质点的位置由拉格朗日坐标表
a2 b
2
y
a2b2
sin 2
(t)
a2 b2
（a）（b）
式中， (t) 为时间的某一函数，求质点的迹线。
解：将（a）式平方，并与（b）式相加，得：
x2
y
a2b2

流体力学与传热学的耦合研究

流体力学与传热学的耦合研究在工程科学中，流体力学和传热学是两个重要的学科。

两者的研究都离不开流体的运动，例如气体和液体的热传输、质量传输和动量传输，所以在工程中经常需要将两者结合起来研究。

这就是耦合研究，即通过数学模型和计算方法将两个不同的学科联系起来，以便更全面地研究流体的物理过程。

流体力学是研究流体运动和作用的学科。

它通常包括了力学的各个分支，如气体动力学、液体力学、流体力学的数学方法等。

传热学是研究热量传输、传递和转化的学科，涉及治疗、热传递与热工量测、热学力学等方面。

流体力学和传热学的耦合研究一方面关注热交换器、工业换热器和再生式热交换器等传热装置的流体动力学特性，另一方面旨在改进流体流动的传热参数，例如热传导率和热导率的可靠性。

耦合研究可以解释一些工程实例中出现的复杂流体现象。

例如，将自然对流和传热结合起来研究可以更好地了解海洋和大气中的气体和液体运动。

此外，耦合研究还可以评估各种传热和流体问题的性能，例如锅炉和汽轮机的热效率等。

在耦合研究中，最常见的方法是数值模拟和实验观测。

数值模拟是建立数学模型，然后通过计算机模拟流体动力学和传热学现象。

同样的，实验观测是通过测试装置和数据采集设备，实际测量流体和热传输过程中的参数和特性。

耦合研究的应用领域非常广泛。

它不仅仅限于制冷、供暖、空气调节和空气净化等领域。

在现代工艺和生产的所有领域，耦合研究都是非常重要的。

例如，在水力发电、火力发电和核能发电等能源产业中，耦合研究可以改进发电效率、排放控制和安全性。

在汽车行业，耦合研究可以协助改善发动机的热铸造和润滑系统，在电子产品制造领域，耦合研究可以协助设计更高效的散热系统等等。

总的来说，流体力学和传热学的耦合研究有着不可忽视的意义。

它为我们更好地理解流体的运动和热传输提供了新方法，为工程和科学领域的发展做出了不可或缺的贡献。

随着科技的不断发展和人类对物理世界的深入认识，耦合研究依然会继续在人类进步事业中起到重要的作用。

冶金工程中的流体力学和传热问题

冶金工程中的流体力学和传热问题【前言】冶金工程，是用化学、物理、机械等学科的原理及工程技术，从矿石、炉渣、金属等原料中提取有用金属的科技学科。

在冶金过程中，流体力学和传热问题显得尤为重要，下面就来具体了解一下。

【流体力学】流体力学是研究流体（气体和液体）静力学和动力学规律的学科。

在冶金工程中，流体力学的应用非常广泛，比如在冶炼过程中，常常需要通过煤气喷吹炉料，同时也要通过冷却水喷淋来控制温度，这就需要对流体流动的特性和流量进行精细的控制。

在控制喷吹煤气、喷淋冷却水以及调整气体和液体所在反应器的流动状态时，需要基于流体力学原理对管道系统的流量进行计算，以达到控制工艺的目的。

另外，还需要对流体的稳态性和非稳态性进行分析，来预测可燃气体和污染物在冶炼过程中的扩散状态，避免二次污染的发生。

除了上述应用外，流体力学在溶解过程和提取过程中也有着重要的应用。

在溶解过程中，通过研究不同工业设备中的低液位制约条件，以及基于不同液位下的流动和混合机理，可以确定一个有效混合剂量和时间，从而达到溶解效果的最佳化。

而在提取过程中，通过流体力学原理分析和研究液体流动状态及混合状况，则可确定流体处理设备的运行和优化参数，提高产品的产量和质量。

【传热问题】传热问题在冶金工程中也是一个非常重要的问题。

很多工艺过程中都伴随着物质物理性质的变化，如温度、粘度、流变性等，而传热现象是最主要的原因之一。

传热问题主要有三种形式：传导、对流和辐射。

冶金工程中常见的传热过程主要是对流传热，因为对流传热的热传导速率较快，可快速传递热量，从而有效提升炉料的温度。

在炉料加热过程中，无论是加热炉的辐射加热、氧化剂或还原剂的化学反应或燃料燃烧反应，都需要通过对流传热来完成。

对流传热的机理是通过流体的移动，将高温区域的热量迅速传到低温区域的一种传热方式。

在冶金工程中，对流传热是通过控制气体流动状态来实现的。

由于气相的导热系数较小，因此对流传热的效率要比传导传热大得多。

08年试卷及答案(可编辑修改word版)

p u p u 2 2008一、填空题1. 理想流体是指忽略了粘滞力的流体2. 某变径管两断面的雷诺数之比为 1/4，则其管径之比为 4/13. 绝对压强是以没有气体分子存在的当地大气压 Pa 为基准算起的压强。

4. 流线上各质点的流速都与该线相切。

5. 均匀流动中沿程水头损失于切应力成正比关系6. 沿程直径不变，流量也不变的管道称为均匀管。

7. 孔口自由出流和淹没出流的计算公式相同，各项系数相同，但 H 代表意义不同。

8. 均匀流是流体中质点的位变加速度为零的流动。

9 石油输送管路的模型试验，要实现动力相似，应选用相似准则是 Fr 弗罗特准则10. 明渠水流模型试验，长度比尺为 4，模型流速为 2m/s 时，则原型中的流速为 0.5m/s二．简答题11. 文字描述牛顿内摩擦定律。

du 答：流体的内摩擦力与其速度梯度成正比，与液层的接触面积 A 成正比，与流体的性质dy有关，而与接触面积的压力无关即 F =A du。

dy12 写出理想元流的伯努利方程，并说明其物理意义和使用条件。

2答： z + + 2g= cp其中 z 表示单位重量流体所具有的位能。

表示单位重量流体所具有的压强势能u表示单位重量流体所具有的动能，， z +2gp表示单位重量流体所具有的总势能2z + + 2g表示单位重量流体所具有的机械能。

13. 简述明渠均匀流发生的条件和特征。

答：明渠均匀流发生的条件：明渠均匀流只能出现在底坡不变，断面形状，尺寸，壁面粗糙系数都不变的长直顺坡渠道中。

明渠均匀流的流线是相互平行的直线，因此具有以下特征：（1）过水断面的形状，尺寸及水深沿程不变。

（2）过水断面上的流速分布，断面平均流速沿程不变。

（3）总水头线、水面线及渠底线相互平行。

所以，总水头线坡度（水力坡度）J ，水面线坡度（测压管水头线坡度）J p 和渠道底坡 i 彼此相等，即 J= J p =i 。

流体力学与传热学详解

并联管系：
Q Q1 Q2 Q3
hw1 hw2 hw3
26
5. 管路特性曲线
泵
风机
所谓管路特性曲线，就是管路中通过的流量与所需要消耗的能头之间的关系曲线
27
减小流动损失的措施 1. 减小管长、增大直径、降低粗糙度； 2. 减少附加管件、平滑过渡、弯头导流； 3. 管路特性与驱动机械内特性相匹配。

tw1 tw,n1 1 n 1 ln di1
2L i1 i di
39
2.对流换热
基本概念热对流——流体的宏观运动，使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过程。对流的形式自然对流：因流体的密度差而引起的流动；强制对流：流体的流动是由水泵、风机或其他外力所引起的；对流换热——流体流过物体表面时的热量传递过程；
1
2
3
i1 i
通过n层平壁的热流密度：
q

tw1
tw,n1
n i

tw1
tw,n1 Ri
i1 i
37
1.稳态导热
圆筒壁的稳态导热
单层圆筒壁的稳态导热：对于长度为L、无内热源的内、外
径分别为d1、d2的单层圆筒壁，若其内、外壁温度为tw1和tw2，导热

29
（3）k/de，k=0.15mm
k 5.62 104 de
（4）λ Re = 1.7×105 在湍流过渡区
用希弗林松公式

0.11 k

68
0.25

d Re
（5）R
Rp l de 8.31
λ=0.0194
（6）Δp

流体力学研究生涉及传热

流体力学研究生涉及传热摘要：一、流体力学基本概念与传热关系概述二、流体力学在工程应用中的关键作用三、传热过程与设备的基本原理及设计计算方法四、流体力学与传热在实际工程中的案例分析五、流体力学与传热在学习与研究中的挑战与对策正文：流体力学与传热是工程领域中密切相关的研究领域，涉及到诸多实际应用，如流体输送、机械分离、传热过程等。

本文将探讨流体力学与传热的关系，分析其在工程应用中的重要作用，并简要介绍传热过程的基本原理及设计计算方法。

一、流体力学基本概念与传热关系概述流体力学是研究流体在不同条件下运动和变形的物理学分支，涉及到流体动力学、流体静力学、湍流理论等。

在传热过程中，流体力学起到了关键作用。

例如，在热交换器、蒸发器等设备中，流体的流动形式、流速、流动阻力等参数都会影响到传热效果。

因此，深入研究流体力学对传热过程的影响具有重要意义。

二、流体力学在工程应用中的关键作用流体力学在工程应用中具有广泛的应用，如流体输送、颗粒与流体相对运动、传热过程等。

在化工、石油、食品等行业中，流体力学原理被应用于输送液体、气体，以及实现颗粒的沉降分离、过滤分离等。

此外，在换热设备、蒸发器等热工设备的设计与运行中，流体力学原理也发挥着关键作用。

三、传热过程与设备的基本原理及设计计算方法传热过程是指热量从高温物体传递到低温物体的过程，涉及到热传导、对流和辐射等多种方式。

在工程应用中，传热设备的设计与计算方法是核心问题。

传热设备主要包括换热器、蒸发器等，其设计计算方法包括热负荷计算、热传导计算、对流传热系数计算等。

了解传热过程的基本原理和设计计算方法，有助于提高传热设备的热效率和可靠性。

四、流体力学与传热在实际工程中的案例分析在实际工程中，流体力学与传热问题的结合十分紧密。

例如，在化工企业的换热器设计中，需要考虑流体的流速、流动形式、管道布局等因素，以保证传热效果和安全运行。

又如在食品加工行业的蒸发器设计中，要充分考虑流体力学原理，以实现高效、节能的蒸发过程。

传热与流体力学的相互作用研究与应用

传热与流体力学的相互作用研究与应用引言传热和流体力学是研究物质内部的能量传递和流动行为的两个重要学科。

它们在自然界和工程领域中都有广泛的应用。

传热与流体力学的相互作用是两个学科交叉的领域，具有重要的理论研究和应用价值。

本文将介绍传热与流体力学的基本概念及其相互作用的研究进展，并探讨其在不同领域的应用。

传热的基本概念传热是热量从高温物体传递到低温物体的过程。

热量的传递有三种方式：导热、对流和辐射。

导热是通过物质内部的分子热运动进行热量传递，它的主要方式是热传导。

对流是通过流体的运动进行热量传递，它的主要方式是强迫对流和自然对流。

辐射是通过电磁波辐射进行热量传递。

传热的研究内容包括传热机理、传热模型和传热传质的耦合。

流体力学的基本概念流体力学研究物质流动的规律和性质。

流体力学主要分为两个方面：流体静力学和流体动力学。

流体静力学研究静止的流体，并研究其受力平衡的问题。

流体动力学研究流体的运动，包括流体的速度、压力和密度等变化规律。

流体力学的研究内容包括流体的本构关系、能量方程和动量方程等。

传热与流体力学的相互作用传热与流体力学相互作用的研究是传热与流体力学学科交叉的领域。

它研究在流体中传热过程中热量传递与流体流动之间的相互影响。

传热对流体流动产生的影响主要包括：热源对流体流动的推动作用、热传导对流体流动的抑制作用和热辐射对流体流动的影响。

流体流动对传热的影响主要包括：流体流动对热传导的增强作用、流体流动对传热界面的清洗作用和流体流动对热辐射的干扰作用。

传热与流体力学的相互作用是一个复杂的问题，需要通过实验和数值模拟来研究。

传热与流体力学的应用传热与流体力学的相互作用在工程领域有着广泛的应用。

以下是几个应用的例子：1. 热交换器热交换器是传热与流体力学相互作用的典型应用。

热交换器通过流体的对流传热来实现热量的转移。

流体在热交换器内部流动时，会与热交换器壁面进行热传递，从而实现热量的平衡。

热交换器的设计和优化需要考虑传热与流体力学的相互作用，以提高传热效率和节约能源。

流体力学及传热学基础知识

（3）射流流体经由孔口或管嘴喷射到某一空间，由于运动的
流体脱离了原来的限制它的固体边界，在充满流体的空间继续流动的这种流体运动称为射流，如喷泉、消火栓等喷射的水柱。
1.3 流体动力学基础
4. 流体流动的因素
（1）过流断面流体流动时，与其方向垂直的断面称为过流断面，
单位为m2。在均匀流中，过流断面为一平面。（2）平均流速
4 流动阻力与能量损失
53 稳态传热的基本概念
6 传热的基本方式
7 传热过程及传热的增强与削弱
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1.1 流体主要的力学性质
1.1.1 连续介质假设
❖ 从微观上讲，流体是由大量的彼此之间有一定间隙的单个分子所组成，而且分子总是处于随机运动状态。
❖ 从宏观上讲，流体视为由无数流体质点（或微团）组成的连续介质。
2. 质量密度
单位体积流体的质量称为流体的密度，即ρ=m/V
3. 重量密度
流体单位体积内所具有的重量称为重度或容重，以γ 表示。γ=G/V
1.1 流体主要的力学性质
质量密度与重量密度的关系为： γ=G/V=mg/V=ρg
4. 粘性
表明流体流动时产生内摩擦力阻碍流体质点或流层间相对运动的特性称为粘性，内摩擦力称为粘滞力。
ms1=ms2 或 ρ1u1A1=ρ2u2A2
(1-15) (1-16)
1.3 流体动力学基础
推广至任意截面，有
ms=ρ1u1A1=ρ2u2A2=…=ρuA=常数 (1-17) 式（1-15）～式(1-17)均称为连续性方程，表明在定态流动系统中，流体流经各截面时的质量流量恒定。
对不可压缩流体，ρ＝常数，连续性方程可写为:
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1.2 流体静力学基本概念

流体力学和传热学

流体力学和传热学《流体力学和传热学》第一章流体力学1.1 流体介质流体（Fluid）是指可用来描述物质在物理状态机制上发生变形，具有形状改变能力的物质类型。

它们包括液体（Liquid）和气体（Gas），可以根据它们的性质将它们分为静力学流体（ statically fluids）和动力学流体（dynamic fluids）。

1.2 流体流动流体力学研究的基础内容是流体流动，它是物质在物理空间内的连续改变，由于流体分布的不均匀性，会产生流动。

它是由于重力、压力差、粘度和其他因素引起的。

1.3 流体力学基本原理流体力学研究的基本原理，可以归纳为三大要素：物理定律、力学方程和保守定律。

物理定律指的是物理现象的基本准则，如流体的流动、密度、压力、速度、温度等，他们是流体力学研究的基本研究对象。

力学方程涉及的是流体的动力学特性，如流体内的力平衡方程、温度方程以及动量守恒方程等，是探索流体流动的机理的基础。

保守定律指的是流体受到外力的作用时，它的总动量、能量、动量和质量的变化，可从它们的定义和物理定律可以推出。

第二章传热学2.1 传热学的定义传热学（Thermodynamics）是研究物质在物理系统中的能量交换及其特性的学科，它是动力学、能源学以及工程热力学的一部分。

它涉及物体的物理特性、热质的传递机理及传热学定律。

2.2 传热学的基本原理传热学的基本原理，一般可以概括为三大要素：物理特性、热质传递机理和传热学定律。

物理特性是指传热学中有关物质的特性，如密度、温度和物性参数等，而热质传递机理是指它的传热原理，如热对流、热传导及热辐射等。

最后的传热学定律，根据物理原理推出了物体内部的热能的变化，也就是“物体内的热能不会凭空灰飞烟灭，只能够从一处转移到另外一处”这一定律。

08流体力学与传热练习题2

一、填空题1．相对压强的起量点为；绝对压强的起量点为。

2．当理想流体在水平变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其质量通量；势能。

3．当流量及其他条件一定，离心泵的吸入管径增加，则泵的允许安装高度，输送流体的温度提高，则离心泵的允许安装高度。

4．调节往复泵流量的方法有：，等。

5．滤饼过滤是指：的操作。

6．对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤面积增大一倍，则过滤速率为原来的。

过滤时间增加一倍，过滤液量增加为原来的倍。

7．列举两种间壁式换热器：、等。

（任填两种）8．为了减少保温瓶的热损失，在瓶胆的夹层中抽真空是为了减少形式的热损失；在瓶胆的夹层中镀水银是为了减少形式的热损失。

二、选择题1．当管子由水平放置改为垂直放置，而流速不变，其能量损失( ) 。

A. 增大B. 减小C. 不变D. 不定2．流体静压强P的作用方向为（）。

A．指向受压面B．垂直指向受压面C．垂直受压面D．平行受压面3．流体在圆形直管中流动时，若流动处于层流区，则下列四种论述中不正确的是( )。

A．摩擦系数与速度成反比，阻力损失与速度成正比B．管内速度分布呈抛物体状C．阻力损失与流过的管长成正比，与管径的平方成反比D．摩擦系数与速度成正比，阻力损失与速度成正比4．重力沉降和离心沉降的理论依据是：（）A．颗粒与流体的密度差B．含尘气体中颗粒的浓度C．颗粒自身的重量D．颗粒的直径大小5．为提高离心泵的允许安装高度，以下哪种措施是不当的？（）A．提高流体的温度B．增大离心泵吸入管的管径C．缩短离心泵吸入管的管径D．减少离心泵吸入管路上的管件6．以下哪一措施不利于提高转筒真空过滤机的生产能力？（）A．提高转速B．增加浸没度C．降低悬浮液的温度D．提高真空度7．有一套管换热器，在内管中空气从20C︒被加热到50C︒，环隙内有119.6C︒的水蒸汽︒。

冷凝，管壁温度接近（）CA．35 B．119.6 C．77.3 D．无法判断8．翅片管加热器一般用于（）。

2008传热学试卷(1)答案

2008传热学试卷(1)答案2008传热学试卷（1）标准答案一.填空题：（共20分）[评分标准：每小题2分]1．导温系数是材料物体内部温度扯平能力的指标，大小等于 λ/ρC 。

2．影响强制对流换热的主要因素有流体的物性，状态，壁面结构。

3．动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为5/4Re 0296.0x x Nu =，适用条件是Pr=1。

4．影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。

5．自膜化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关，其发生的条件是流体处于湍流自然对流。

6．同一壳管式换热器，逆流布置时对数平均温压最大，顺流布置时对数平均温压最小。

7．在热辐射分析中，把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。

8．通常，把k m w ./12.0≤λ的材料称为保温材料。

9．有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能，它包括本身辐射和反射辐射两部分。

10．傅立叶定律的数学表达式是xt A Q ∂∂-=λ。

二．问答及推导题：（共50分）1. 名词解释：（10分）[评分标准：每小题2分]① 辐射力：单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量.② 热边界层：在壁面附近温度剧烈变化的薄层.③ 导温系数：ca ρλ= 表示物体内部温度扯平的能力.④ 膜状凝结：凝结液能很好的润湿壁面,在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻.⑤ 太阳常数：大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为1367W/m 2 2.试介绍三种强化管内湍流换热的措施，并说明措施的传热学原理。

（10分）答：三种方法（1）流速u 提高，（2）直径d 减小，（3）采用强化的换热面。

—————（6分）原理n f f f Nu Pr Re 023.08.0=或2.08.0du h ∝———————（4分）3.根据大容器饱和沸腾曲线，饱和沸腾曲线可分为几个区段？其中哪个区段具有温压小，换热强的特点？为什么在沸腾换热时必须严格监视并控制热通量在临界热通量以内？（10分）答：四个区段，核态沸腾。

流体力学中的流动与传热耦合

流体力学中的流动与传热耦合引言流体力学是研究流体运动规律的科学，而传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

在许多实际应用中，流体力学和传热是密切关联的，两者之间存在着耦合关系。

本文将探讨流体力学中流动与传热的耦合问题，包括热传递的基本原理、耦合方程的建立以及数值模拟方法。

热传递的基本原理热传递是指热能从高温区域传递到低温区域的过程，其基本原理可归纳为三种传热方式：导热、对流和辐射。

导热导热是指热能通过物质内部的分子传递的过程。

根据傅里叶热传导定律，导热速率正比于温度梯度。

在流体力学中，热传导的数学模型可以表示为：$$ \\mathbf{q} = -k\\cdot \ abla T $$其中，$\\mathbf{q}$为热流密度，k为热导率，ablaT为温度梯度。

这个方程描述了流体中的热传导过程。

对流对流是指热能通过流体的流动传递的过程。

对流传热由于流体的运动而产生。

在流体力学中，对流传热的数学模型可以表示为：$$ \\mathbf{q} = h\\cdot (T-T_f) $$其中，$\\mathbf{q}$为热流密度，ℎ为对流换热系数，T为物体表面的温度，T f为流体的温度。

这个方程描述了流体中的对流传热过程。

辐射辐射是指热能通过电磁波的辐射传递的过程。

辐射传热不需要介质的存在，可以在真空中传递。

在流体力学中，辐射传热的数学模型可以表示为：$$ \\mathbf{q} = \\sigma\\cdot\\epsilon\\cdot (T^4-T_f^4) $$其中，$\\mathbf{q}$为热流密度，$\\sigma$为斯特藩-玻尔兹曼常数，$\\epsilon$为辐射率，T为物体表面的温度，T f为流体的温度。

这个方程描述了流体中的辐射传热过程。

耦合方程的建立在流体力学中，流动和传热是密切关联的，两者之间存在耦合关系。

当流体中存在温度梯度时，热量会通过流动而传递。

同样地，当流体中存在流动时，流体颗粒之间的热量也会通过对流传递。