传热学基本概念(名词解释)

第一大题：名词解释（20分）

题量为4～5个，以表达式、物理意义及其单位组成。

常见的有导热系数λ、热流密度q 、对流换热系数h 、传热系数k 、热扩散率a 、时间常数c τ、

辐射强度I 、辐射力E 、黑体、灰体（包括漫灰表面）、发射率ε、吸收率α、角系数j i X ,、有效辐射J 。

可能会出现的有等温面（线）、热流线、临界热绝缘直径c d 、过余温度θ，肋片效率f η、

毕渥数i B 、傅里叶准则数o F 、衰减度v 、延迟时间ξ、蓄热系数s 、

立体角ω、白体、透明体、反射率ρ、透射率τ、

肋壁总效率η、肋化效率β、比热容量p Mc

《注》导热系数λ、热流密度q 、对流换热系数h 、传热系数k 四个至多考一个。 辐射强度I 、辐射力E 、有效辐射J 至多考一个；

黑体、灰体、发射率ε、吸收率α、角系数j i X ,至多考一个；

可能会出现的部分中，至多考两个。

第二大题：分析简答题（40分）

题量为4～6个，以分析、作图、表达式意义、影响因素为主。

（2） 定解条件的分析（主要针对三类边界条件的分析）一般与（1）结合求解内热源。

（3） 临界热绝缘直径c d 的分析与讨论圆筒壁保温材料的设置。

（4） 肋片效率f η、肋壁总效率η、肋化效率β的分析与讨论。

（5） 改进接触导热的措施。

（6） 毕渥数i B 、傅里叶准则数o F 在非稳态导热无限大平壁内的稳定变化图线（各三种

情况）。

（7） 对周期性非稳态导热的振幅与时间的分析与讨论。

（8） 采用热平衡法列节点方程式。（主要是稳态情况下）

（9） 对流换热流态分类、物性参数、几何因素、定型温度和定型尺寸的分析。

（10） 流动边界层和热边界层的对比分析。

（11） 类比和相似理论原理。

（12） 影响受迫对流换热的其他因数：（主要是对物性场不均匀的分析）

（13） 珠状凝结与膜状凝结及影响膜状凝结的五个因素和强化凝结换热的三个措施。

（14） 大容器饱和水的沸腾换热曲线分析。

（15） 热辐射的特点及热效应曲线分析。

《注》画黄色的为重点。

第三大题：计算题（40分）

题量为3个，以求解热流量、表面换热系数为主。

（1） 多层无限大平壁或多层圆筒壁第三类边界条件下的稳态导热计算。

（2） 无限大平壁瞬态导热下采用集总参数法求解温度。

（3） 管内受迫对流换热、管束受迫对流换热、无限大平壁或竖直管自然对流换热计算（弄

清楚定型温度和定型尺寸）。

（4） 三个非凹空腔辐射换热。（采用网络图法求解）

（5） 复合换热计算。

（6） 换热器的设计计算和校核计算。

《注》常记公式：

② 牛顿冷却公式： ()

f w t t h q -=

⑥ 集总参数法)ex p(0o i F B -=θθ

⑦ 振幅衰减度π

ξπ

a T x aT x v 21)ex p(==，延迟时间 ⑧ 对流换热表面换热系数()x w x f w x y

t t t ,)(h ∂∂--=λ

⑬ 斯坦登数∞

=u c h S p t ρ ⑭ 雷诺类比法则2f t C S =

（用于平壁），8f S t =（用于管内）；柯尔朋类比23/2f r t C P S =（用于平壁），83/2f P S r

t =（用于管内）。

常见名词解释：

① 导热系数λ：gradt

q -=λ ，表示物体导热能力的量度，单位()C m W ︒⋅/，物理意义是指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q ：t k R

t q ∆=∆=A Φ=，单位2/m W ，表示单位时间通过单位面积的导热量，也称为热流通量。

③ 对流换热系数h ：()x w x x w f w x x t t y t t t h ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∆-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂--=λλ

，A A =⎰A d h h x 1，单位()C m W ︒⋅2/，其意义为流体与壁温差为1℃时，单位时间通过单位面积所传递的热量。

④ 传热系数k ：∑=R k 1

，单位()C m W ︒⋅2/，它表明冷热流体温差1℃时，单位

时间通过单位面积所传递的热量，反映传热过程强弱的指标。

⑤ 热扩散率a ：c a ρλ/=，单位s m /2，它是物性参数，表征物体被加热或冷却时，物体内部温度趋向均匀一致的能力。只对于非稳态过程才有意义，又叫导温系数。

⑥ 时间常数c τ：A =h cV

c ρτ，具有时间的常数，单位s 。表明内部热阻可以忽略

的物体突然被加热和冷却时，它以初始温度变化速率从初始温度0t 变化到周

围流体温度f t 所需要的时间。

⑦ 辐射强度I ：()()θ

ωβθωβθβθcos ,),(,A Φ=A 'Φ=d d d d d d I ，单位()sr m W ⋅2/，定义单位时间内，在某给定辐射方向上，物体在与发射方向垂直的方向上的每单位投影面积（单位有效辐射平面），在单位立体角内所发射全波长的能量。 ⑧ 辐射力E ：⎰

==

πωωθ2cos d I E ，单位为2/m W 。定义单位时间内，物体的每单位面积向半球空间所发射全波长的总能量。

⑨ 黑体：如果物体能全部吸收外来射线，即1=α，则称这种物体为黑体。其辐射力4T E b b σ=，()428/1067.5K m W b ⋅⨯=-σ称为黑体辐射常数。 灰体（包括漫灰表面）：是指单色吸收率与波长无关的物体，或者说单色发射率也不随波长而变化的物体，满足基尔霍夫定律T T ,,θθαε=。若表面的辐射、反射强度在半球空间各方向上均相等（各向同性）的平面称为漫辐射表面。 ⑩ 发射率ε：物体的辐射力E 与同温度下黑体的辐射力b E 之比，b E E =ε。 吸收率α：被物体吸收部分的能量αG 与投射到物体上全波长范围的总能量G 之比，G

G αα=。 ⑪ 角系数j i X ,：i A 辐射的能量中落到j A 上的百分数，称为i A 对j A 的平均角系数，i j

i j i X A A -A ΦΦ=,。具有互换性、完整性、分解性。

⑫ 有效辐射J ：表面本身的辐射b E ε与反射辐射G ρ之和，即：

G E G E J b b )1(αερε-+=+=，单位2/m W 。