传热学基础复习资料

传热学基础

一、填空题

1、传热的基本方式有 热传导 、 热对流 和 热辐射 三种。

热传导、热对流、热辐射

2、传热过程可分为不随时间变化的 和随时间变化的 。

稳态传热、非稳态传热

3、对流换热实质是 和 两种传热机理共同作用的结果。

热对流、导热

4、某瞬时物体内部各点温度的集合称为该物体的 ，其同温度各点连成的

面称为 ，其法线方向上温度的变化率用表示 。

温度场、等温面、温度梯度

5、当物质的种类一定时，影响导热系数大小的外因主要是 和 。

6、表示物体的蓄热量与界面上换热量的比值称为 。

时间常数

7、在湍流传热时，热阻主要集中在 ，因此，减薄该层的厚度是强化 的重要途径。

层流内层、对流传热

8、对流传热系数的主要影响因素有（1） （2） （3）

（4） （5） 。

流体的种类和相变化的情况；流体的性质；流体流动的状态；流体流动的原因；

穿热面的形状、分布和大小

9、无相变时流体在圆形直管中作强制湍流传热，在α=0.023λ/diRe 0.8Pr n

公式中，n 是为校正 的影响。当流体被加热时，n 取 ，被冷

却时n 取 。

热流方向、0.4、0.3

10、努塞尔特准数Nu 表示 的准数，其表达式为 ，普兰特

准数Pr 表示 的准数，其表达式为 。 对流传热系数、λαl Nu =、物性影响、λ

μP C =Pr 11、蒸汽冷凝有 和 两种方式。

膜状冷凝、滴状冷凝

12、双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为1λ和2λ，

其对应的温度差为1t ∆和2t ∆，若1t ∆>2t ∆，则1λ和2λ的关系为 。

1λ<2λ

二、简答题

1、何谓热对流？何谓对流传热？对流换热又可分为哪两大类？

答：热对流是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递。通常，对流传热是

指流体与固体壁面间的传热过程，它是热对流和热传导的结合。它又可分为强制

对流和自然对流两类。

2、请简述辐射换热区别于导热和热对流方式最主要的特征。

它是唯一一种非接触的传热方式；它不仅产生能量转移，而且还伴随着能量形式的转换，即发射时从热能转换为辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。

3、请简述在非稳态导热过程中物体中温度分布存在的两个阶段。

（1）在第一阶段内，温度分布主要受初始温度分布的控制，此阶段称为非正规状况的阶段。

（2）当过程进行到一定的深度，物体中不同时刻的温度分布主要取决于边界条件及物性，此时为第二阶段，即正规状况阶段。

4、若热流体走管内，冷流体走管外，两流体通过间壁的传热包括那几个过程？ 答：包括以下三个过程：

（1）热流体以对流传热方式将热量传给管内壁

（2）热量由内壁面以热传导方式传给外壁面

（3）热量由外壁面以对流传热的方式传给冷流体

三、计算题

1、一红砖平面墙厚度为500mm ，一侧壁面温度为200℃，另一侧壁面温度为30℃，红砖的导热系数可取为0.57/W （m ℃）。求：（1）通过平壁的热传导通量q 。（2）平壁内距离高温侧350mm 处的温度，℃。

解：（1）求q

已知2001=t ℃，302=t ℃，mm b 5.0=，57.0=λ/W （m ℃） 单层平壁热传导通量221/19457

.05

.030200m W b t t q =-=-=λ （2）设平壁内距离350mm 处的温度为t ，则有：

19457

.035

.0200=-=t q 解得：81℃57

.035.0194200=⨯-=t 2、用平板法测定固的导热系数。在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板的两侧用热电偶测量其表面温度。若所测固体的表面积为0.012m ，厚度为20mm 。实验测得电流表读数为0.58A ，伏特计读数为100V ，两侧表面的温度分别为180℃和30℃。求：该材料的导热系数λ。

（1）由实验测得的电流和电压可求出导热量Q

W IV Q 58.0==

（2）由单层平壁热传导方程可求出λ

由s

b

t t Q λ21-=可得： ()()()

℃./773.03018001.002.058221m W t t s Qb =-⨯=-=λ 3、某炉壁由下列三种材料组成，内层是耐火砖，()℃./4.11m W =λ，mm b 2301=；中间是保温砖，()℃./15.02m W =λ，mm b 1152=；最外层是建筑砖，()℃./8.03m W =λ，mm b 2303=。今测得其内壁温度℃9001=t ，外壁温度℃804=t 。求（1）通过炉墙单位面积的热损失2/m W 。（2）各层的温差。（3）各层接触面的温度。（假设各层接触良好）

解：设2t 为耐火砖和保温砖之间接触面的温度。

3t 为保温砖和建筑砖之间接触面的温度。

（1） 由多层平壁定态热传导公式可以导出q ：

23

3221141673288.0767.0164.08208.023.015.0115.04.123.080900m W b b b t t S Q q =++=++-=++-==λλλ （2）1t ∆、2t ∆、3t ∆分别为耐火砖层，保温砖层和建筑砖层的温差。因是多层平壁的定态热传导，故q q q q ===321 由1

11λb t q ∆=可得，℃6.1104

.123.0673111=⨯==∆λb q t ℃0.51615.0115.0673.2

2

2=⨯==∆λb q t ℃5.1938.023.0673.333=⨯

==∆λb q t （3）℃4.7896.110900112=-=∆-=t t t

℃4.2730.5164.789223=-=∆-=t t t