传热学概念复习资料
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。
传热学知识整理1-4章
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。
传热学复习资料(全)
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
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。
传热学复习资料
传热学复习资料一、名词解释 1、稳态导热是指系统中各点的温度不随时间而改变的导热过程2、非稳态导热是指系统中各点的温度随时间而改变的导热过程3、导热系数(热导率)用λ表示,n xt q=λ,单位)*/(K m W ,是物性参数。
数值上等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。
表征材料的热传导的能力大小,与材料的种类和材料的温度等因素有关系。
4、温度边界层在固体表面附近,流体的温度发生剧烈变化的这一薄层就称为温度边界层(或热边界层)。
一般规定,流体与壁面的温度差达到流体主体与壁面的温度差的99%处到壁面的距离,为温度边界层的厚度δt 。
即温度边界层外边界处的温度应满足下式: (T -T w)=0.99(T f -T w) 5、速度边界层在固体表面附近,流体的速度发生剧烈变化的这一薄层就成为速度边界层。
一般规定,流体与壁面的速度差达到流体主体与壁面的速度差的99%处到壁面的距离,为速度边界层的厚度δt 。
即速度边界层外边界处的速度应满足下式:%99/=∞u u 6、传热过程热量由壁面一侧流体通过壁面传递到壁面另一侧流体的过程7、表面传热系数用h 表示,以前常称为对流换热系数,单位是)*/(2K m W ,数值上等于冷热流体在单位温度差作用下、单位面积上的热流量的值,是表征传热过程强烈程度的标尺。
h 的大小与诸多的因素有关。
9、污垢热阻表示换热设备传热面上因沉积物而导致传热效率下降程度的数值,即换热面上沉积物所产生的传热阻力,单位为㎡·K / W 。
10、接触热阻两块靠近的板,在未接触的界面之间的间隙中经常充满空气,热量将以导热的方式穿过这种气隙层。
这种与两固体表面真正接触相比,增加了附加的传递阻力,称为接触热阻。
11、定型尺寸确定某一结构形状大小的尺寸称为定型尺寸。
12、定性温度定性温度是用于确定特征数中流体物性的温度。
13、普朗特数用Pr 表示,ανδδ==3Pr t (ν是动量传递系数,α是热量传递系数),表征了流动边界层与热边界层的相对大小,动量扩散系数与热量扩散系数的一种能力的比值。
传热学-总复习
积分法
(2)角系数性质 相对性(互换性): (9-3) 完整性: 分解性: (9-5) (9-17)
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(3)两表面封闭体系的辐射换热量 一般式: (9-8) 几种特殊情况的简化式: (a) X1-2=1时: (9-10)
(b)X1-2=X2-1=1 时: (9-9)
(5) 分析:各种情况下非稳态温度分布的定性描述。
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三、对流与相变换热
1、基本概念 流动边界层(层流、紊流、层流底层),温度边界层,Pr、 Re、Gr、Nu的物理概念、数量级,定性温度,定型尺寸,同类 现象,受迫对流、自然对流、当量直径,膜状凝结,珠状凝结, 过冷沸腾,饱和沸腾,泡态沸腾,膜状沸腾,沸腾换热临界热流 密度,烧毁点,大容器沸腾换热曲线。
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2、理论 普朗克定律: 维恩位移定律: (8-11) (8-12)
斯蒂芬-玻尔兹曼定律(四次方定律): (8-13)和(8-14) 兰贝特定律: (8-17) (8-25)
基尔霍夫定律:
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3、辐射换热计算 (1) 角系数 代数法: (a) 一个方向无限长封闭三凸面
(b) 一个方向无限长任意两凸面
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2、 理论 (1)对流换热的数学描写 动量方程(2个): (5-4a)和(5-4b) 能量方程: (5-5a)和(5-5b) 连续性方程: (5-3) 换热方程: (5-2a)和(5-2b) 边界条件: (2)边界层微分方程组及其求解: (5-2)、 (5-3)、(5-12)和(5-11) (3)边界层积分方程组及其求解:(5-18)和(5-28) (4)雷诺类比:(5-39)和(5-40) (5)相似原理:
传热学复习资料汇总
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,在物体各部分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,称为表面对流传热,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,称为表面辐射传热,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。
传热学期末复习基本概念
传热学的基本概念(机械系)绪论1热量传递有哪三种基本方式?其传热机理?自然界是否存在单一的热量传递方式?试举例说明。
热传导2温度场?温度梯度?傅立叶定律?写出傅立叶定律数学表达式和文字叙述及各项物理意义。
3推导导热微分方程的总体思路?导热微分方程各项的物理意义?4导热系数和热扩散系数分别在什么地方引入的?它们各自反映了物质的什么特性?5一维稳态导热问题,如平板、圆柱壁,其温度分布的定性特征如何?热流密度如何计算?应用热阻法计算热流密度时应该注意哪些条件?6什么是接触热阻?7肋片强化传热的机理?如何把肋片的散热简化为一维稳态导热问题的?肋片内温度分布的定性特征如何?肋片效率是如何定义的,与哪些因素相关?增大肋片效率有哪些措施?肋片是否越高越好?8什么是集总参数系统,有什么特征?与哪个无量纲数有关?9时间常数是从什么导热问题中定义出来的?它与哪些因素有关?同样一支热电偶,分别将其放置空气和水中,时间常数相同吗?哪些措施可以减小时间常数?10无论是零维非稳态导热,还是一维非稳态导热,温度分布的解的形式都可以写成三个无量纲数之间的关系,请问是哪三个无量纲数,其物理意义?对于零维非稳态问题,试回忆解的具体表达式?对于一维非稳态导热,试定性分析无量纲数对温度分布的影响。
对流传热11对流传热的物理机制?对流换热系数是怎样定义的?影响对流传热系数的因素?常用哪些途径去求解对流换热问题?12速度边界层与温度边界层的主要特征?速度边界层、温度边界层方程,与对流传热的完整方程相比,是如何简化的?提出该简化方程在流体力学中具有怎样的划时代意义?对我们进行科学研究有什么启发?13对流换热过程微分方程组的无量纲化可以产生一系列无量纲的准则,试问无量纲准则Re数、Pr数和Gr数的物理量组成,并指出它们各自表示的物理意义?14流体流过平板会在垂直流动方向上产生速度边界层和热边界层(如果流体与壁面存在温差),速度边界层和热边界层的相对厚度与什么因素相关,可以用哪个无量纲数表征,具体影响因素如何?15导热过程中引入了Bi数,对流换热过程中引入了Nu数,写出其物理量组成,并指出两者的差别。
传热学知识点总结考研真题
传热学知识点总结考研真题一、传热学概念传热学是研究物体之间热量传递的学科,研究热量传递的基本规律和热传递过程的数学模型。
热传递是热量自高温物体传递到低温物体的过程,主要包括传导、对流和辐射三种方式。
二、传热学基本知识1. 热量传递的基本规律热力学第一定律和第二定律规定了热量传递的基本规律。
第一定律要求能量守恒,在热传递中热量从高温物体流向低温物体,使热能分布均匀。
第二定律限制了热量传递的方向,指出热量自热量大者传递到热量小者。
2. 传热的基本方式传导是通过物体内部分子热运动传递热量的方式,是当物体内部温度不均匀时,热量由高温区向低温区传递。
对流是液体或气体中分子受热膨胀上升,冷却后下沉的过程,是传热最常见的方式。
辐射是热能以电磁波的形式传递的方式,适用于真空或无透明物质的热传递。
3. 传热的数学模型传热的数学模型主要采用热传导方程和流体力学方程,通过数学公式和定理来描述传热过程,求解传热问题。
热传导方程描述了传导过程中热量的扩散规律,流体力学方程描述了流体传热过程中的动力学规律。
4. 传热的工程应用传热学在工程中有着广泛的应用,如热工程、制冷空调、化工工程、建筑工程等都离不开传热学的理论和方法。
热传递是很多工程中必不可少的过程,通过传热学的知识和方法可以提高工程的效率和质量。
三、传热学的研究内容1. 传热传质物理基础传热传质物理基础包括热力学、流体力学、传热学、传质学等多个学科知识,主要研究物体间热量传递的基本规律和热量传递过程的数学模型。
此外,也需要涉及热传导、对流传热、辐射传热等传热方式的研究。
2. 传热的数学模型与方法传热学研究中需要建立相应的数学模型,并通过数学方法来解决传热问题。
传热的数学模型可以分为定常传热和非定常传热,通过微分方程和积分方程来描述传热过程,并通过数值计算方法来求解传热问题。
3. 传热的实验方法与技术传热学研究中需要进行大量的实验,通过实验来验证传热理论和模型的正确性。
传热学知识点概念总结
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。
传热学总复习
一、热量传递的三种基本方式--导热、对流、热辐射: 1、概念:1)基本概念:ⅰ)、导热的概念:物体各部分之间不发生相对位移,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。
ⅱ)、对流的概念:指由于流体的宏观运动,从而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 ⅲ)、热辐射:物体因热的原因发出辐射能的现象2)、传热的机理:ⅰ)导热依靠微观粒子的热运动:分子、原子的相互碰撞、晶格的振动等ⅱ)对流依靠流动的宏观运动:流体的相互位移或掺混ⅲ)热辐射:发射电磁波 2、热量传递的三个基本公式 1)导热的傅里叶定律(一维):Φ-热流量(单位时间通过某一给定面积的热量),单位W q —单位时间内通过单位面积的热流量,单位W/m2 2) 对流换热的牛顿冷却定律: Ⅰ、对流换热:对流伴随有导热的现象 Ⅱ、牛顿冷却定律流体被加热时: 流体被冷却时: h —表面传热系数,与过程有关。
单位W/m2.K 3、热辐射(斯忒藩-玻尔兹曼定律): (σ-斯忒藩-玻尔兹曼常量(黑体辐射常数)σ=5.67×10-8 W/(m2.K4) 实际物体热辐射量: 二、传热过程:1、 传热过程的概念:热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。
2、传热过程热流量的计算:3、传热系数(单位W/m2.K):三、热阻:串联环节的总热阻等于各分热阻之和,且稳态时, 各环节的热流量相等。
第二章 导热基本定律及稳态导热一、温度场、等温面、等温线、温度梯度的意义等温线的特点:物体中的任一条等温线要么形成一个封闭的曲线,要么终止在物体表面上,而不会与另一条等温线相交。
温度梯度:空间某点的温度的变化率。
二、导热的基本定律、意义 1)(1dxdt λAΦ--=dxdt A q λ-=Φ=t Ah t t Ah f w ∆=-=Φ)(t Ah t t Ah w f ∆=-=Φ)(4T A σ=Φ4T A σε=ΦtAk h h t t A f f ∆=++-=Φ212111λδ21111h h k ++=λδ2121222*********Ah A Ah t t Ah t t A t t Ah t t f f f w w w w f ++-=-=-=-=Φλδλδn nt gradt ∂∂=∂t1、导热基本定律(傅里叶定律):2、傅里叶定律的意义:揭示了连续温度场内每一点的温度梯度与热流量间的联系。
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。
传热学复习资料
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)。
传热学复习资料
传热学复习资料传热学复习资料传热学是热力学的一个重要分支,研究物体内部或物体之间的热量传递过程。
在我们日常生活中,热量传递是无处不在的,例如我们煮水时,水受热后会逐渐变热,这就是热量传递的一个例子。
为了更好地理解传热学的知识,我们需要掌握一些基本概念和理论。
1. 传热方式热量传递可以通过三种方式进行:传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的分子振动传递,例如我们用铁锅煮菜时,锅底受热后,热量会逐渐传导到锅面和锅壁。
对流是指热量通过流体的运动传递,例如我们用电热器取暖时,热空气会通过对流传递热量。
辐射是指热量通过电磁波辐射传递,例如太阳辐射的热量可以通过空气传递到地面。
2. 热传导热传导是物质内部的热量传递方式,它受到物质性质和温度梯度的影响。
热传导的速率可以通过热传导方程来计算,其中包括热导率、截面积和温度梯度等参数。
热导率是物质的一个特性,不同物质的热导率不同,例如金属的热导率较高,而绝缘材料的热导率较低。
3. 对流传热对流传热是通过流体的运动传递热量,它分为自然对流和强制对流两种方式。
自然对流是指由密度差异引起的流体运动,例如我们在水中加热时,热水会上升,形成对流。
强制对流是通过外力驱动流体的运动,例如我们使用风扇吹风时,空气被迫流动,从而传递热量。
对流传热的速率可以通过对流传热方程来计算,其中包括传热系数、流体性质和温度差等参数。
4. 辐射传热辐射传热是通过电磁波辐射传递热量,它不需要介质的存在,可以在真空中进行。
辐射传热的速率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律来计算,其中包括辐射系数、表面积和温度差的四次方等参数。
辐射传热在高温条件下尤为重要,例如太阳辐射的热量可以通过辐射传递到地球。
5. 热传导、对流和辐射的综合应用在实际问题中,热传导、对流和辐射往往同时存在,因此我们需要将它们综合考虑。
例如在太阳能集热器中,太阳辐射的热量首先通过辐射传递到集热器表面,然后通过对流和热传导传递到工作介质中。
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1.传热学是研究由温差引起的热量传递规律的科学。
2.热传递分为稳定热传递(温度不随时间的变化热变化)和不稳定热传递(温度随时间的变化热变化)3.热传导: 它是不同温度的物体之间通过直接接触或同一物体不同温度的各部分之间,当没有宏观相对位移时,由分子原子电子等微观粒子的热运动来传递热量的过程。
热对流: 它是物体间不同温度的各部分之间由流体微团宏观相对唯一来传递热量的过程热辐射: 由于热的原因而向外发出辐射的过程。
4.对流换热过程;运动着的流体与固体壁面之间的热传递过程5.传热过程:热量从壁面一侧流体传给壁面另一侧流体的过程6.综合换热:对流换热和辐射换热同时存在的过程7.温度场:温度场是各时刻物体中各点温度分布的总称。
8.温度场按物体中个点的温度是否随时间变化分为非稳态温度场(随时间变化)和稳态温度场(不随时间变化)9.等温面:温度场中,同意瞬间温度相等的点连成的面成为等温面。
等温线等温面与任意平面的交线为等温线。
注:等温线是不可能相交的,它只能是封闭曲线或者终止于物体的边界线上。
10.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。
11.肋片效率:实际的肋片换热量/整个肋片壁面的温度等于肋根温度时的换热量。
速度边界层:现定义贴近壁面的具有明显速度梯度的那一层流体为速度边界层。
12.热边界层:定义贴近壁面的具有明显温度梯度的那一层流体为热边界层。
13.定型尺寸:应该选择对换热系数影响最大的尺寸作为定型尺寸。
14.定型温度的选择:确定流体物性的温度,从而把物性当作常量处理。
15.凝结:工质由气态变为液态的过程叫凝结。
17、膜状凝结:如果能够湿润,他就在壁面上形成一层液膜,并受重力作用而向下流动,称为膜状凝结。
18、珠状凝结:这些滚入的液珠冲掉了沿途所有的液珠,于是蒸汽又在这些裸露的冷壁面重新凝结,在凝结核心处形成小液珠,这称之为珠状液珠。
19、大容器饱和沸腾:加热面浸在液体自由表面之下,液体无宏观流速,气泡可以自己浮升,这时液体发生的沸腾现象。
20、强制管沸腾:强制对流沸腾时,气泡浮升很难形成被迫与液体一起流动形成气液而相流。
这种现象叫...21、沸腾换热:液态物体与高于其饱和温度的壁面接触时的传热过程,。
22、热射线的波长主要位于0.1~100um的围。
23、A+R+D=1 如果A=1那么R=0.D=0这说明所有落在物体上的辐射能全部被该物体吸收,这一类物体叫作“绝对黑体”或“黑体”。
如果R=1该物体称为“绝对白体”或“白体”如果D=1该物体称为“绝对透明体”或“透明体”。
24、辐射力:物体每单位表面积在单位时间所放射出去的从λ=0到λ=∞的一切波长的辐射总体能量称为....25、单色辐射力:在λ到λ+dλ的波长围,物体辐射力维dE,dE除以该波长间隔dλ所得的商。
称为波长为λ时的单色辐射力。
26、灰体:如在所有波长下,物体的单色辐射力Eλ与同温度同波长下黑体单色辐射力E0λ之比为定值,则该物体为灰体。
27、热交换器或换热器:凡把热量从人流体传递给冷流体的热力设备均称为热交换器。
28、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。
29、辐射换热时的角系数:①相对性②完整性③可加性30、表面1的辐射力为E₁=ε₁E₀₁称为本身辐射,投射到表面1上的外来辐射G₁称为投射辐射,其中被表面吸收的部分ε₁G₁,称为吸收辐射,被表面1反射的部分(1-ε₁)G₁称为反射辐射,表面1的本身辐射和反射辐射的总体称为有效辐射。
31、换热器的热计算包括:利用平均温差法进行换热器的设计计算和校核计算利用“传热单元数法”的校核计算。
32、换热器的传热有效度是换热器的实际传热量Q与其最大可能传热量Qmax之比。
33、Wmin=(9mc)min传热单元数NTu=RA/win34、用热绝缘层的目的:①节约燃料②满足工程技术的要求③改善劳动条件35、当dx=2λ2/2时热阻值为最少,单位管长传热量ε1为最小值,此时的dx称为临界热绝缘直径.1.定解条件:这些使微分方程获得适合某一特定问题的特定条件对于非稳态导热问题,定解条件有两个问题:一个是绘出初始时刻温度分布的初始条件另一个是绘出导热物体边界上温度或换热情况的边界条件常见的边界条件分为三类:给定边界上的温度值称为第一类边界条件;给定边界上的热流密度值称为第二类边界条件;给定边界上物体与周围流体间的换热系数及周围流体的温度称为第三类边界条件。
2.影响换热系数的因素:1、流体流动的动力因素:对流换热流体流动的动力因素可分为强迫对流和自然对流两大类。
2、流体流动的状态:流动状态有层流、紊流以及处于两者之间的过渡状态。
3、流体的热物性:影响的流体热物性参数主要有:导热系数、比热容、动力粘度和密度等4换热壁面的热状态:分为有相变和无相变两部分5换热壁面的几何因素3、确定对流换热系数的方法1、数学分析法:应用质量守恒、能量守恒、动量守恒等基本物理规律描述一般的对流换热现象,再加上某一对流换热现象所具有的单值性条件便于建立对流过程的物理模型再应用数学方法建立起数学模型求的换热系数的解2、经验法:利用测出某对流换热过程中的,按牛顿冷却公式计算值3、相似理论法:根据对流换热现象的物理模型用相似理论判别一组相似的对流换热现象所具有的必要和充分条件,应用实验数据求的无因次方程4、热量传递和动量传递的类比法;类比法求解的基本思想是认为对流换热过程中热量传递和动量传递是类同的,并提出一系列假设上用数学关系式将两个传递现象联系起来,由流体流动阻力规律求解对流换热规律。
4、对流换热过程的单值性条件:1、几何条件:换热物体的形状和尺寸2、物性条件:流体的种类以及热物性参数3:边界条件:流体边界面上的速度和温度等4、时间条件:过程起始时刻的速度和温度等若为稳定过程就没有时间条件。
5、速度边界层的几个重要特性:1、边界层厚度远远小于壁面的尺寸2:边界层壁法线方向的速度变化非常剧烈3:边界层流动状态分为层流和紊流,二紊流边界层为紧靠壁面外保持层流性质称为粘性底层4、流场可划分为主流区和边界层区。
6.影响凝结换热的主要因素:1)蒸气流速的影响2)蒸气中含有不凝结气体的影响7.DNB的意义:若加热面为电加热器,则其热流密度q为常数,因此一旦热流密度高达qcx 值沸腾转为膜状沸腾a下降致使迅速上升高达1000度以上。
这可以使加热面烧毁。
8.气体辐射特点:1)气体辐射和吸收对波长具有选择性2)气体辐射和吸收在整个容器中进行3)无反射能力R=0结论气体不是灰体。
9.普朗克定律结论:1)黑体E₀λ=F(λ,T)单色辐射力与波长温度有关一个温度对应一条曲线2)曲线下的面积是辐射力3)在某温度下λ=0,时Eλ=0随波长的增加在某一数值时达最高值然后又随着λ的增加而减小直到λ=∞时Eλ又重新为0 。
4)一定温度下对应最大单色辐射力的波长与该黑体热力学温度T成反比维恩位移定律为λт=0.0029 mk10.兰贝特定律:绝对黑体表面沿半球空间各方向上,定向辐射强度都相等。
11.基尔霍夫定律:1)物体的辐射力越大吸收率越大2)各物体吸收率永远小于1,所以任何温度下物体以绝对黑体的辐射力最大3)在温度相等的热平衡条件下物体的黑度恒等于他的吸收率12.灰体的性质:1)灰体的辐射光谱是连续的曲线Ex=F(λ)与同温下绝对黑体的光谱曲线相似2)灰体的吸收率等于其黑度与投射辐射无关13.各种流动形式比较1)各种流动形势中逆最大顺最小2)逆流换热能力最大3)对逆流布置应该注意高温测温度过高的高影4)如果有一侧流体发生相变,无论是顺流还是逆流对数平均温压都相等。
5)对螺形管弯曲次数大于四次,可按纯逆流或顺流处理6)值表明流型结晶逆流程度,一般在0.9左右,不低于0.8,高温时除外。
14.换热器的设计是一个综合性问题,切记不顾实际条件,片面追求高传热性能,使泵或风扇功率过大,或追求过大的传热量,二是传热器长期处于低负荷状态,即在远低于实际要求的工况进行工作。
所以一台好的换热器应该在满足设计所给定任务的情况下,每消耗单位泵功所传递的热量以及每单位重量和每单位体积换热元件所传递的热量越大越好。
此外,还应满足成本低、易维护与工作可靠等条件。
15.相似理论的三个定理①第一定理容:如果现象相似,则同名准则相等。
作用:告诉相似的性质,在实验中测量那些物理量即准则中所包含的物理量②第二定理容:准则是表征现象微分方程组的解。
对传热学用边界层理论化简方程有四个所以有四个解即f(Nu,Re,Pr,Gr)=0写成显函数形势Nu=f(Re,Pr,Gr)=0对受迫运动,Gr影响最小,Nu=f(Re,Pr)对空气受迫运动Pr影响最小,Nu=f(Re)对自然对流Re影响最小Nu=f(Pr,Gr)作用:告诉现象相似组成什么样形式的关系式及准则之间幂指函数关系。
③第三定理:若同类相像,单值性条件相似,同名决定性准则相等,则现象相似。
作用:告诉如何判断相象相似,以及如何应用推广到与之相似的一群现象中去。
16、常用的相似准则数:①努尔特: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/V²Gr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。
Pr<1 δc<δt 速度边界层厚度小于温度边界层厚度Pr=1 δc=δt速度边界层厚度等于温度边界层厚度Pr>1 δc>δt速度边界层厚度大于温度边界层厚度传热学是研究有温差存在时热量传递规律的学科。
1)物体只要存在温差,就有热量从物体的高温部分传向低温部分;2)物体之间存在温差时,热量就会自发的从高温物体传向低温物体。
根据物体温度与时间的关系,热量传递过程可分为两类:稳态传热过程和非稳态传热过程。
传热学研究的对象是热量传递规律。
热流量:单位时间通过某一给定面积的热量称为热流量,记为φ,单位W。
热流密度(面积热流量):单位时间通过单位面积的热量称为热流密度,记为q ,单位w/ ㎡。
热量传递的三种基本方式:1.热传导(导热):物体各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量传递称热传导。
导热的基本规律(傅立叶定律):λ称为热导率,又称导热系数,表征材料导热性能优劣的参数,是一种物性参数,单位:w/mk 。