传热学
传热学名词解释

1.传热学:是研究热量传递过程规律的科学2.热量传递过程是由导热、热对流、热辐射三种基本热传递方式组成3.热传导:物体各部分无相对位移,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能传递4.导热系数:单位厚度的物体具有单位温度差时,在它的单位面积上每单位时间得到的热量。
表示材料导热能力的大小5.热流量:单位时间内通过某一给定面积的热量。
记为Ф6.热流密度:通过单位面积的热流量 记为q7.热对流:流体的宏观运动引起的热量传递8.对流换热:流体流过一个物体表面时的热量传递过程9.表面传热系数(对流换热系数):单位面积上,流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的能量 记为h10.辐射换热:以辐射方式进行的物体间的热量传递11.黑体:能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体12.传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺第二章13.温度场:某一时刻空间所有各点温度的总称14.等温面:温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面15.稳态温度场:稳态工作条件下的温度场16.非稳态温度场:温度分布随时间变化的温度场17.温度梯度:通过该点的等温线上的法向单位矢量,指向温度升高的方向18.热阻:热转移过程中的阻力。
导热热阻:Aλδ (δ平壁的厚度) 19.热流密度:单位时间单位面积上所传递的热量20.热扩散率(热扩散系数):cρλα=物体内温度扯平的能力 21.第一类边界条件:规定了边界上的温度值22.第二类边界条件:规定了边界上的热流密度值23.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t 稳态导热24.肋片效率:表征肋片散热的有效程度。
肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下的散热量之比25.接触热阻:在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气,与两个固体表面完全接触相比,增加了附加的传递阻力第三章非稳态导热26.集中参数法:当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时,固体内部的温度趋于一致,近似认为固体内部的温度t 仅是时间τ的一元函数而与空间坐标无关,这种忽略物体内部导热热阻的简化方法27.毕渥准则:λhl Bi =物体内部导热热阻比表面换热热阻 28.傅里叶数:2l a Fo τ=表征非稳态过程进行深度的无量纲时间对流换热29.努谢尔特数:λhlNu =壁面上流体的无量纲温度梯度 表明流体换热的强弱30.格拉晓夫数:23ναt gl Gr v ∆=浮升力与粘性力之比的一种量度 显示自然对流流态对换热的影响31.普朗特数:a ν=Pr 流体动量传递能力与热量传递能力的一种度量 32.雷诺数:νul=Re ηρul =惯性力与粘性力之比的一种度量 33.温度边界层:固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层34.速度边界层(流动边界层):在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层35.定性温度:边界层中流体的平均温度36.特征尺寸:确定计算准则函数定型尺寸37.自然对流:各部分温度不同而引起的密度差异所产生的流动38.受迫对流:外力作用产生的流动39.膜状凝结:如果凝结液体很好的湿润壁面,它就在壁面上铺展成膜40.珠状凝结:凝结液体不能很好的湿润地面,在壁面上形成一个个小液珠41.饱和沸腾:一定压强下,当液体主体为饱和温度t ,而壁面温度高于t 时的沸腾42.过冷沸腾:主体温度低于饱和温度,而壁面温度高于饱和温度的沸腾43.核态沸腾:从起始沸腾到热流密度峰值点的沸腾区域,气泡扰动剧烈,传热系数和热流密度都急剧增大44.过渡沸腾:从热流密度峰值到最低点的沸腾区域,热流密度随温度上升而降低,因为气泡汇聚覆盖在加热面上,而蒸汽排除过程越趋恶化45.膜态沸腾:从热流密度最低点起,形成稳定的蒸汽膜层,产生蒸汽有规则的排离膜层 辐射传热46.白体(镜体):反射比ρ=1的物体47.透明体:穿透比τ=1的物体48.辐射力:单位时间内,物体的每单位面积向半球空间发射全波长的总能量49.吸收率:被物体吸收的能量占投射到物体表面上的比例50.有效辐射率:单位时间内离开物体表面单位面积的总辐射能51.发射率:实际物体的辐射力E 与同温度下黑体的辐射力b E 的比52.空间辐射热阻:由表面的面积,形状以及与另一表面的相对位置而定2,111X A 53.表面辐射热阻:由表面积与发射率决定εεA -1 54.光谱辐射力:单位时间内单位表面积向其上的半球形空间的所有方向辐射出去的在包含波长λ在内的单位波长内的能量角系数:一个表面发出的辐射能落到另一个表面的百分数55.光谱吸收比:物体吸收某一特定波长辐射能的百分数56.灰体:光谱吸收比与波长无关的物体。
传热学的名词解释

传热学的名词解释传热学是研究热量从一个物体传递到另一个物体的学科。
它是热力学和流体力学的重要分支,关注的是热量在固体、液体和气体等物质之间的传递过程。
在工程领域中,传热学起着至关重要的作用,它涉及到许多重要的名词和概念,本文将对一些传热学的重要名词进行解释和阐述。
热量传递的方式有三种基本形式:传导、对流和辐射。
1. 传导:传导是热量通过物质内部的分子热传导而进行的传热过程。
当物体的一部分被加热时,其分子会通过碰撞将热量传递给相邻的分子,从而使整个物体升温。
传导过程中,物质的导热性质起着重要作用,表示物质导热能力的物理量称为热导率。
热导率越大,热量传导速度就越快。
常见物质如金属具有较高的热导率,而绝缘材料则较低。
2. 对流:对流是热量通过流体内部的传热过程。
当一个物体加热时,沿着其表面流动的流体会受热膨胀,形成对流循环。
对流过程中,流体的热量由热源处传递到周围环境。
对流传热现象在自然界常见,如自然对流中的空气循环、大气环流等。
对流传热与流体的性质有关,如流体的黏性、密度等。
3. 辐射:辐射是热量通过热辐射而进行的传热过程。
热辐射是处于高温的物体向低温物体传递热量的一种无需媒介的方式。
辐射传热与物体的温度及其表面的发射率有关。
发射率是指物体辐射出的热量与理论上能辐射出的最大热量之比。
不同物质的发射率不同,黑体的发射率为1。
当两个物体表面温度存在差异时,高温物体会以辐射的形式向低温物体传递热量。
在实际应用中,我们经常会遇到一些与传热学相关的重要概念。
1. 热扩散:热扩散是指热量通过物体内部的传导方式进行传递的现象。
当一个物体的一部分受热时,其分子振动加剧,相邻分子通过碰撞传递热量,从而使得整个物体均匀升温。
热扩散现象在许多工程和科学领域中具有重要的影响,例如材料加工、电子器件散热等。
2. 导热方程:导热方程是描述物体内部温度分布随时间变化的偏微分方程。
它基于热扩散的传导机制,可以用来模拟和计算物体内部的温度变化。
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。
传热学定义
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传热学定义
嘿,朋友们!今天咱来聊聊传热学定义这档子事儿。
传热学啊,就好像是热量的一场奇妙旅行!你想啊,热量就像个调皮的小精灵,在不同的地方跑来跑去。
从一个热的地方,“哧溜”一下就跑到冷的地方去了,这过程可不就是传热嘛!
比如说,夏天你在外面晒得热乎乎的,一走进阴凉的屋子里,立马就感觉凉快了,这就是热量从你身上传到了周围的空气中呀。
或者冬天的时候,你靠近一个暖炉,哇,身上马上就暖和起来了,这就是暖炉的热量传到了你身上嘛!
传热学可不只是这么简单哦!它还涉及到好多复杂的情况呢。
就好比说做饭的时候,锅底的热量怎么就传到了锅里的食物上呢?这背后可有着大学问呢!还有啊,那些大工厂里的机器运转的时候会发热,要是不把这些热量处理好,那可不得了,机器说不定就出故障啦,这时候传热学就派上大用场了呀!
你看那保温杯,为啥能保温呢?不就是因为它能阻止热量随便跑出去嘛,这不也是传热学的应用嘛!再想想我们盖的被子,冬天能让我们暖暖的,不也是因为它能把我们身体的热量留住嘛。
传热的方式也有好几种呢!有传导,就像接力赛一样,热量一个接一个地传过去;有对流,就像水流一样带着热量到处跑;还有辐射,就像太阳光照在我们身上一样,不需要接触就能传热呢。
是不是很神奇呀?
咱生活里处处都有传热学的影子呢!冬天家里的暖气,夏天的空调,不都是在和传热打交道嘛。
要是没有传热学,我们的生活得变成啥样呀?那肯定乱套啦!
所以说呀,传热学真的太重要啦!它就像一个默默工作的小卫士,保障着我们生活的方方面面。
我们得好好了解它、研究它,让它更好地为我们服务呀!这就是传热学,一个看似普通却又无比重要的学问,大家可别小瞧了它哟!。
传热学知识点总结
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传热学知识点总结传热学知识点总结传热学,是研究热量传递规律的科学,是研究由温差引起的热能传递规律的科学。
大约在上世纪30年代,传热学形成了独立的学科。
以下是小编整理的传热学知识点总结,欢迎阅读!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。
传热学
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传热学第一章绪论1.传热学的定义: 研究由于温度差而引起的热能传递规律的科学.2.热流量(heat transfer rate):单位时间内通过某一给定面积A的热量,记为Φ,单位为 W3.热流密度(或称面积热流量):通过单位面积的热流量,记为q,单位是 W/m24.稳态过程与非稳态过程稳态过程:热量传递系统中各点温度不随时间而改变的过程非稳态过程:各点温度随时间而改变的过程5.热传导的定义: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热运动而产生的热量传递过程1)导热是物质的固有属性2)固、液、气等均具有一定的导热能力3)纯导热只发生在密实的固体和静止的流体中导热现象的判断?1)有温差;2)密实固体或静止流体6.模型一平壁稳态导热.影响因素:平壁面积,厚度,温差平壁稳态导热的计算公式:7.λ —热导率,又称导热系数.单位:W/(m·K) (热物理参数)8.热对流:流体中温度不同的各部分发生相互混合的宏观运动而引起的热量传递现象特点: 1)发生在流体中2)流体内部必须存在温差3)流体必须有宏观运动4)伴随着热传导9.对流传热:流动的流体与温度不同的固体壁面间的热量传递过程.(热对流的一种方式,传热学研究方式).分类:按流体流动的起因:1)自然对流、自由对流:流体冷、热各部分密度不同而引起的2)受迫对流、强迫对流:流体的流动是在外力(在泵或风机)作用下产生的技巧:给出流体速度的为强迫对流按流体有无相变:1)无相变的对流传热2)有相变的对流传热:沸腾换热、凝结换热10.如何判断对流传热1)发生在壁面和流体之间:参与物质类型2)壁面和流体存在温差:热量传递的前提3)流体要运动:速度体现一定不要遗漏自然对流11.对流传热的计算—牛顿冷却公式(对流传热的热量传递速率方程)当流体被加热时:当流体被冷却时:h-表面传热系数(过程量),W/(m2·K)13.热辐射:由于自身温度(热)的原因而发出辐射能的现象(heat radiation)1)辐射传热:物体之间因为相互辐射、相互吸收而引起的热量传递过程2)理想物体:绝对黑体,简称黑体(能够全部吸收投射到其表面上辐射能的物体)14.黑体辐射的斯忒藩-玻耳兹曼(Stefan-Boltamann)定律实际物体的辐射能力:注意:1)σ—斯忒藩-玻耳兹曼常数,5.67×10-8W/(m2·K4) 2)ε—发射率(emissivity),习惯上也称为黑度,物性参数15.理想模型2—两平行黑体平板间的辐射传热(相距很近,表面间充满了透明介质)16.理想模型3—非凹表面1包容在面积很大的空腔2中注意:1)辐射传热必须采用热力学温度2)注意公式的使用条件3)“动态平衡”的含义(p8)17.导热、对流与辐射的辨析:1)导热、对流只在有物质存在的条件下才能实现;热辐射不需中间介质(非接触性传热)2)辐射不仅有能量的转移,而且伴随能量形式的转换;3)辐射换热是一种双向热流同时存在的换热过程;4)辐射能力与其温度有关,导热、对流与温差有关;导热与对流的辨析:气、液、固均具有导热能力,纯导热只发生在静止的流体中;对流只发生在流动的流体中;18.传热过程:热量由固体一侧的高温流体通过固体壁面传给另一侧低温流体的热量传递过程 。
(完整PPT)传热学
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温度对导热系数的影响因材料而异,一般情况下,随着温度的升高 ,导热系数会增加。
压力
对于某些材料,如气体,压力的变化会对导热系数产生显著影响。
稳态与非稳态导热过程
稳态导热
物体内部各点温度不随时间变化而变化的导热过程。在稳态导热过程中,热流 密度和温度分布保持恒定。
非稳态导热
物体内部各点温度随时间变化而变化的导热过程。在非稳态导热过程中,热流 密度和温度分布会发生变化,通常需要考虑时间因素对导热过程的影响。
辐射换热计算方法
辐射换热量计算
通过斯蒂芬-玻尔兹曼定律计算两 个物体之间的辐射换热量,需要 考虑物体的发射率、温度以及物 体间的角系数等因素。
角系数计算
角系数表示一个表面对另一个表 面辐射能量的相对大小,可以通 过几何方法或数值方法计算得到 。
辐射换热网络模型
对于多个物体之间的复杂辐射换 热问题,可以建立辐射换热网络 模型,通过求解线性方程组得到 各个物体之间的辐射换热量。
06 传热学实验技术 与设备
实验测量技术与方法
温度测量
使用热电偶、热电阻等 温度传感器,配合数据 采集系统,实现温度的
精确测量。
热量测量
采用量热计、热流计等 设备,测量传热过程中
的热量变化。
热阻测量
通过测量传热设备两侧 温差和传热量,计算得
到热阻。
热流密度测量
利用热流计等设备,测 量单位面积上的热量传
(完整PPT)传热学
contents
目录
• 传热学基本概念与原理 • 导热现象与规律 • 对流换热原理及应用 • 辐射换热基础与特性 • 传热过程数值计算方法 • 传热学实验技术与设备 • 传热学在工程领域应用案例
01 传热学基本概念 与原理
传热学总结
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n
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传热学
油气储运工程09级
热扩散率:a ( c) ① ɑ越大,表示物体受热时,其内部温 度扯平的能力越大。 ② ɑ越大,表示物体中温度变化传播的 越快。所以,ɑ也是材料传播温度变化能力大小的指标,亦称 导温系数。 典型一维稳态导热问题: t t 平壁导热 (A ) q 面积热阻RA :单位面积的导热热阻称面积热阻。 热阻R:整个平板导热热阻称热阻。 圆筒壁的导热: 2 l (t t ) = (t t ) Φ
油气储运工程--- Oil & gas storage and transportation engineering
12
传热学
油气储运工程09级
国际单位制中的7个基本物理量: 长度[m],质量[kg],时间[s],电流[A],温度[K],物质的量 [mol],发光强度[cd] 相似原理的重要应用: 1.相似原理在传热学中的一个重要的应用是指导试验的安排及试 验数据的整理。 2.相似原理的另一个重要应用是指导模化试验。 自然对流亦有层流和湍流之分。 自然对流传热可分成大空间和有限空间两类。 gtl 3 Gr 数是浮升力/粘滞力比值的一种量度。 2 瑞利数: Ra Gr Pr
油气储运工程--- Oil & gas storage and transportation engineering
传热学
油气储运工程09级
第六章 相似原理及量纲分析
同类现象:用相同形式且具有相同内容的微分方程式所描述的现象。 相似的概念:对于两个同类的物理现象,如果在相应的时刻及相应的 地点与现象有关的物理量一一对应成比例,则称此两现象彼此相似。 判别两现象相似的条件: ①只有同类现象才能谈相似。 ②单值性条件相似:初始条件、边界条件、几何条件、物理条件。 ③同名的已定特征数相等。 获得相似准则数的方法:相似分析法和量纲分析法。 相似分析法:在已知物理现象数学描述的基础上,建立两现象之间 的一些列比例系数,尺寸相似倍数,并导出这些相似系数之间的关 系,从而获得无量纲量。 量纲分析法:在已知相关物理量的前提下,采用量纲分析获得无量 纲量。
传热学PDF
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1传热学2传热学内容介绍一、导热二、对流换热三、辐射换热四、换热器31.传热学定义传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。
2. 传热的动力——温度差3.三种基本传热方式导热、对流、辐射或热传导、热对流、热辐射¾注意:对流换热、辐射换热都不是基本传热方式41.传热的基本方式说法正确的是。
A.导热、对流和辐射B.导热、对流换热和辐射C.热传导、热对流和热辐射D.导热、对流换热和辐射换热答案:A 、C52.夏季在维持20℃的室内工作时一般穿单衣感到舒适,而冬季在保持20℃的室内工作时却必须穿绒衣才觉得舒适,这主要是因为。
A.冬季和夏季人的冷热感觉不一样B.在室内冬季人周围物体(墙体)的温度低于夏季人周围物体(墙体)的温度C.冬季房间的湿度小于夏季房间的湿度D.冬季房间的风速大于夏季房间的风速答案:B63.减少保温瓶的散热,将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空,镀成镜面,可以减少。
A.辐射换热散热B.导热散热C.对流散热D.对流换热散热和辐射换热散热答案:D7第一章导热理论基础1.1 导热基本概念1.2 傅里叶定律1.3 导热系数1.4 导热微分方程1.5 导热过程的单值性条件81、导热定义:物体各部分无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热运动而进行的热量传递现象。
2、导热机理:气体:分子不规则热运动;介电体:晶格振动金属:电子相互作用和振动;液体:晶格振动。
2、特点:导热是物质的属性,可在固体、液体及气体中发生;单纯的导热只发生在固体中。
91.1导热基本概念1、温度场1)定义:指某一时刻空间所有各点温度分布的总称。
(时间、空间)2)表示:(1)稳态温度场(2)一维稳态温度场(3)二维稳态温度场(),,,t f x y z τ=(),,t f x y z =()t f x =(),t f x y =102 、等温面与等温线1)特点:不相交2)作用:描述温度场3、温度梯度1)定义:自等温面上某点到另一个等温面,以该点法线方向为方向,数值等于该点法线方向的温度变化率的向量,称为温度梯度,用gradt 表示,正向朝着温度增加的方向。
热力学与传热学的区别
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热力学与传热学的区别
热力学和传热学是热学的两个重要分支,它们有以下区别:
1. 研究对象不同:热力学研究的是能量的转移和转化,以及物质的宏观性质与状态之间的关系,不考虑热能传输的具体方式。
传热学研究的是热能的传递与传输过程,分析热传导、热对流、热辐射等传热方式及其规律。
2. 研究内容不同:热力学主要研究热力学系统的宏观性质,如温度、压力、体积等,以热力学定律为基础推导热力学过程的性质和规律。
传热学主要研究能量传递与传输的机制和过程,分析热传导、热对流、热辐射等传热方式的传热规律。
3. 研究方法不同:热力学是一种宏观理论,采用统计平均的方法,通过宏观参数的测量和分析研究系统的性质。
传热学则需要借助实验、数值模拟、专业设备等多种手段来研究具体的传热过程和传热性能。
4. 应用范围不同:热力学广泛应用于工程领域,如热力机械、热工工艺、能源系统等;而传热学广泛应用于热处理、化工、能源转化等领域,对优化能源利用和热设计起着重要作用。
总之,热力学研究能量的转移和转化,物质的宏观性质与状态之间的关系;传热学研究能量的传递与传输过程,分析传热方式及其规律,两者在热学的不同领域发挥着重要作用。
传热学概念整理
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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
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第1章绪论热量传递过程由导热、对流、辐射3三种基本方式组成。
一导热导热又称热传导,是指温度不同的物体各部分无相对位移或不同温度的各部分直接紧密接触时,依靠物质内部分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递的现象。
1、傅里叶公式(W)λ——导热系数,。
(物理意义: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(W/m2)二热对流热对流,依靠流体的运动,把热量从一处传递到另一处的现象。
1、对流换热对流换热:流体与温度不同的固体壁面接触时所发生的传热过程。
区别2、牛顿冷却公式h——对流换热系数,W/(m2·)。
(物理意义:流体与壁面的温差为1时,单位时间通过单位面积传递的热量。
)三热辐射物体表面通过电磁波(或光子)来传递热量的过程。
1、特点辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质。
一切物体只要具有温度(高于0K)就能持续地发射和吸收辐射能。
不仅具有能量传递,还有能量的转换:热能——电磁波——热能。
2、辐射换热:依靠辐射进行的热量传递过程。
3、辐射力物体表面每单位面积在单位时间内对外辐射的全部能量。
(W/m2)C b——辐射系数,C b=5.67W/(m2·K4)。
4、辐射量计算四传热过程1、总阻2、总热流密度第2章导热问题的数学描述一基本概念及傅里叶定律1、基本概念等温面:由温度场中同一瞬间温度相同点所组成的面。
等温线:等温面上的线,一般指等温面与某一平面的交线。
热流线:处处与等温面(线)垂直的线。
2、傅里叶定律(试验定律)3、各向热流密度二导热系数1、定义式2、实现机理气体:依靠分子热运动和相互碰撞来传递热量。
非导电固体:通过晶体结构的振动来传递热量。
液体:依靠不规则的弹性振动传递热量。
3、比较同种物质:不同物质:4、温度线性函数三导热微分方程及定解条件1、导热微分方程拉普拉算子。
——热扩散率,。
分子代表导热能力,分母代表容热能力。
传热学概念汇总
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传热学概念汇总
传热学是研究热量如何在物体之间传递的科学领域。
以下是一些传热学中常见的概念:
1. 热传导:热量通过物质内部的分子或原子振动传递的过程。
2. 热对流:热量通过流体介质(如气体或液体)的流动传递的过程。
3. 热辐射:热量通过电磁辐射传递的过程,可以在真空中进行。
4. 热传导率:物质的热导性能的度量,表示在单位时间内,单位温度梯度下传导的热量。
5. 热传递:热量从高温区域传递到低温区域的过程。
6. 热平衡:当热量传递停止时,两个物体之间达到的温度差为零,达到了热平衡。
7. 热传递方程:描述热传递过程的数学方程,如热传导方程、对流传热方程等。
8. 热导率:物质的热传导性能的度量,表示在单位时间内,单位面积上通过物质传导的热量。
9. 热传递系数:描述物体表面传热能力的量,表示单位时间内,单位面积上通过辐射、对流等方式传递的热量。
10. 热容:物质单位质量在温度变化时所吸收或释放的热量。
这些概念是传热学中的基本概念,用于描述热量传递的过程和性质。
传热学课件第四版-第一章
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b c d
微电子: 电子芯片冷却 生物医学:肿瘤高温热疗;生物芯片;组织与器 官的冷冻保存 军 事:飞机、坦克;激光武器;弹药贮存
e
f
制
冷:跨临界二氧化碳汽车空调/热泵;高温
传 热 学
(Heat Transfer)
第一章 绪 论
§1-1 概 述
1.1.1 传热学(Heat Transfer)的研究内容
1 传热学: 研究热量传递规律的科学,具体来讲主要
有热量传递 的机理、规律、计算和测试方法
热量传递过程的推动力:温差
热力学第二定律:热量可以自发地由高温热源传给 低温热源 有温差就会有传热 温差是热量 传递的推动力
1.1.2 传热学研究中的连续介质假设
基本假定: 所研究的物体中的温度、密度、速度、压力 等物理参数都是空间坐标的连续函数。 对于气体而言,所研究物体的几何尺寸要远大于 分子间的平均自由程。 在微机电系统中,所研究物体的几何尺寸常在微 米到毫米之间,微机电系统内的流动和传热问题不满 足连续介质的基本假定。
0
q dx
tw2
tw1
dt q
tw1 tw2
q
t w1 t w 2 t w1 t w 2
t r t R
t
t w1
dt
dx
Φ
A
Q
tw2
R A
r
0
x
导热热阻
t w1
Q
t w2
单位导热热阻
图1-3
传热学完整课件PPT课件
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凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递 过程均称稳态传热过程。) 凡是物体中各点温度随时间的变化而变化
的热传递过程均称非稳态传热过程。 各种热力设备在持续不变的工况下运行时
的热传递过程属稳态传热过程;而在启动、停 机、工况改变时的传热过程则属 非稳态传热 过程。
.
❖ 3 )教育思想发生了本质性的变化 ❖ 传热学课程教学内容的组织和表达方
面从以往单纯的为后续专业课学习服务转 变到重点培养学生综合素质和能力方面, 这是传热学课程理论联系实际的核心。从 实际工程问题中、科学研究中提炼出综合 分析题,对培养学生解决分析综合问题的 能力起到积极的作用。
.
❖ 2 、研究对象
第一章
绪
论
.
§1-0 概 述
一、基本概念 ❖ 1 、传热学 ❖ 传热学是研究热量传递规律的学科。 ❖ 1)物体内只要存在温差,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。
.
2 、热量传递过程 根据物体温度与时间的关系,热量传递过程 可分为两类:
❖ ( 3 )非导电固体:导热是通过晶格结构 的振动所产生的弹性波来实现的,即原子、 分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
.
❖( 4 )液体的导热机理:存在两种不同的 观点:第一种观点类似于气体,只是复杂些, 因液体分子的间距较近,分子间的作用力对 碰撞的影响比气体大;第二种观点类似于非 导电固体,主要依靠弹性波(晶格的振动, 原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的) 的作用。
.
b 微电子: 电子芯片冷却 c 生物医学:肿瘤高温热疗;生物芯片;组 织与器官的冷冻保存 d 军 事:飞机、坦克;激光武器;弹药贮 存 e 制 冷:跨临界二氧化碳汽车空调/热泵; 高温水源热泵 f 新能源:太阳能;燃料电池
传热学

1.热量传递有哪几种基本方式?它们各自的传热机理是什么?热量传递有三种基本方式:导热、对流和热辐射。
物体各部分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为导热(或称为热传导)。
对流是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。
物体会因为各种原因发出辐射能,其中因为热的原因发出辐射能的现象称为热辐射。
自然界中各个物体都不停地向空间发出热辐射,同时又不断地吸收其他物体发出的热辐射。
辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递——辐射换热。
2.写出一维傅立叶定律的基本表达式,并注明其中各项物理量的定义。
:热流量,即单位时间内通过某一给定面积的热量,W;:导热率,又称导热系数;:导热面积,m2;:温度t沿x方向的变化率;负号表示热量传递的方向和温度升高的方向相反。
3.写出牛顿冷却公式的基本表达式并注明其中各物理量的定义。
流体被加热时:流体被冷却时:或者:或:热流量,即单位时间内通过某一给定面积的热量,W;:热流密度,W/m2;:表面传热系数又称对流换热系数,W/(m2.k);,:壁面温度和流体温度,℃;:温差,永远取正值,℃。
4.写出黑体辐射换热的四次方定律基本表达式,并表明其中各物理量的定义。
:热流量,即单位时间内通过某一给定面积的热量,W;:黑体的热力学温度,K;:斯忒藩—玻尔兹曼常量,即通常说的黑体辐射常数,它是个自然常数,其值为;:辐射表面积,m25.什么叫传热过程?传热系数的定义及物理意义是什么?热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧的流体中去的过程称为传热过程。
传热系数,数值上它等于冷、热流体间温压℃、传热面积时的热流量的值,是表征传热过程强烈程度的标尺。
传热过程越强,传热系数越大,反之越小。
6.什么叫热阻?写出对流热阻,导热热阻的定义及基本表达式。
热转移过程的阻力称为热阻。
对流热阻:传热过程中由于对流作用而产生的热阻。
传热学pdf
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传热学pdf
传热学是物理的分支,主要研究的是热的物理性质和转移原理,
例如热的运动和交换,热的分配及其它有关热量的特征等。
传热学兼
容物理热学,机械热学,隔热材料技术,能源和机械设备设计,室内
及室外环境热舒适性,冶金,农业,制药,炎症热学,走火传输,用
热技术进行气体分解等等。
热传导是传热学中重要的概念,它是指在热环境中,有不同的热
源和有限容量的热量传输的过程。
各种材料的热传导性质有不同,因此,熔炼技术,热传输过程,包括固体,液体和气体里的热传输,空
气动力学效应,热放射,对流,潜热和表面传热这些概念都是传热学
的重要组成部分。
热传输是传热学中重要的研究领域,它可以用来分析、研究和设计各种传热过程所需的传热技术,传热装置和传热工具。
另外,传热学还可以用来研究不同物质及其热工艺之间的传热特性,进而提高科技水平,解决生活中的问题。
例如,当某种物质通过
另一种物质而传播出来时,传播的效率就受到传热特性的影响。
通过
研究和分析这些特性及其影响因素,我们可以使传热更有效,提高生
产效率。
总之,传热学是一门研究不同物质热量传输原理和特性,以及对
热辐射,对流,潜热,热储存和热传输等过程的影响的学科,它主要
应用于建筑,航空航天研究,制冷,机械,冶金,矿冶,医药等众多
领域。
传热学定律
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传热学定律
传热学定律是指热量传递的基本规律,主要包括以下几个方面:1. 傅里叶定律:指出在导热过程中,单位时间内通过给定面积的热量,正比于该处的温度梯度,而方向与温度梯度相反。
傅里叶定律是传热学的基本定律之一,也是热力学第一定律在导热过程中的具体表现。
2. 牛顿冷却定律:指出当物体表面与周围环境温差为1℃时,每秒钟通过单位面积所传递的热量为一个常数,称为热流密度或热流量。
该定律适用于所有物体的冷却过程,包括气体、液体和固体。
3. 普朗特数:普朗特数是一个无量纲数,它表示流体的动量扩散能力与热量扩散能力的比值。
普朗特数是流体力学和传热学中的一个重要参数,对于研究流体流动和传热问题具有重要意义。
4. 斯蒂芬-玻尔兹曼定律:指出黑体的辐射能力与其表面温度的四次方成正比。
该定律是黑体辐射理论的重要基础之一,也被广泛应用于工程热力学和辐射测量学等领域。
5. 基尔霍夫定律:指出在任一给定温度下,从任一黑体中发射出的辐射能,与从同一黑体中吸收的辐射能之比,等于该温度下黑体的吸收率。
该定律是辐射换热学的基本定律之一,对于研究辐射换热问题具有重要意义。
这些传热学定律是传热学的基础理论,对于研究热量传递和热交换问题具有重要意义。
传热学教材 DOC 全套
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第一章绪论1-1 传热学概述一、什么是传热学传热学是研究热量传递规律的科学。
(热量传递由什么引起的)基于热力学的定义,热是一种传递中的能量。
传递中的能量不外乎是处于无序状态的热和有序状态的功,他们的传递过程常常发生在能量系统处于不平衡的状态下,而系统的状态是可以用其状态参数来确定的。
热力学的基本状态参数是压力p、温度T以及比容积v。
对于一个不可压缩的热力学系统而言,温度的高低就反映了系统能量状态的高低和单位质量系统内热能(或称热力学能,简称内能)的多少。
热力学第二定律告诉我们,能量总是自发地从高能级状态向低能级状态传递和迁移。
因此,热的传递和迁移就会发生在热系统的高内能区域和低内能区域之间,也就是高温区域和低温区域之间。
对于自然界的物体和系统,将其视为热力学系统时,他们常常是处于不平衡的能量状态之下,各部位存在着压力差和温度差,因而功和热的传递是一种非常普遍的自然现象。
因此,凡是有温度差的地方就有热量传递。
热量传递是自然界和工程领域中极普遍的现象。
我们学习传热学就是要掌握各种热量传递现象的规律,从而为设计满足一定生产工艺要求的换热设备,提高现有换热设备的操作和管理水平,或者对一定的热过程实现温度场的控制打下理论基础。
(课程安排)在本课程中,我们将首先简要的介绍传热学的主要研究内容,给出导热、对流与辐射这三种热量传递基本方式的概念及所传递热量的计算公式。
然后分别讨论导热、对流换热和辐射换热的基本规律,最后,在此基础上,把上述知识综合起来,介绍传热过程及换热设备的计算方法。
二、传热学的重要性几乎在每个工程技术部门中都会遇到传热问题。
(例子)例如建筑物的供热与降温。
自然界(沙尘暴)。
三、传热学与工程热力学在研究方法上的异同工程热力学与传热学都是研究热现象的,都以热能的传递与转换过程中的基本规律作为研究对象。
但是,工程热力学与传热学从不同的角度来研究热现象,因此在研究内容与方法上有很大区别。
1. 工程热力学着重研究的是在能量转换与传递过程中各种形式的能量在数量方面的关系以热能在质量方面的情况。
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第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答:当内外热阻之比趋于零时,影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。
而内部由于热阻很小而温度趋于均匀,以至于不需要关心温度在空间的分布,温度只是时间的函数, 数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。
2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性? 答:要改善热电偶的温度响应特性,即最大限度降低热电偶的时间常数hA cv c ρτ=,形状上要降低体面比,要选择热容小的材料,要强化热电偶表面的对流换热。
3. 试说明”无限大平板”物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题 答;所谓“无限大”平板,是指其长宽尺度远大于其厚度,从边缘交换的热量可以忽略 不计,当平板两侧换热均匀时,热量只垂直于板面方向流动。
如薄板两侧均匀加热或冷却、 炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。
4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点?答:非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失,虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关,只是几何位置(δ/x )和边界条件(Bi 数) 的函数,亦即无量纲温度分布不变,这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。
这一阶段的数学处理十分便利,温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。
5. 有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用图3-7记算所得的结果是错误的.理由是: 这个图表明,物体中各点的过余温度的比值与几何位置及Bi 有关,而与时间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。
你是否同意这种看法,说明你的理由。
答:我不同意这种看法,因为随着时间的推移,虽然物体中各点过余温度的比值不变 但各点温度的绝对值在无限接近。
这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。
6. 试说明Bi 数的物理意义。
o Bi →及∞→Bi 各代表什么样的换热条件?有人认为, ∞→Bi 代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么?答;Bi 数是物体内外热阻之比的相对值。
o Bi →时说明传热热阻主要在边界,内部温度趋于均匀,可以用集总参数法进行分析求解;∞→Bi 时,说明传热热阻主要在内部,可以近似认为壁温就是流体温度。
认为o Bi →代表绝热工况是不正确的,该工况是指边界热阻相对于内部热阻较大,而绝热工况下边界热阻无限大。
7. 什么是分非稳态导热问题的乘积解法,他的使用条件是什么?答;对于二维或三维非稳态导热问题的解等于对应几个一维问题解的乘积,其解的形式是无量纲过余温度,这就是非稳态导热问题的乘积解法,其使用条件是恒温介质,第三类边 界条件或边界温度为定值、初始温度为常数的情况。
8.什么是”半无限大”的物体?半无限大物体的非稳态导热存在正规阶段吗?答:所谓“半大限大”物体是指平面一侧空间无限延伸的物体:因为物体向纵深无限延 伸,初脸温度的影响永远不会消除,所以半死限大物体的非稳念导热不存在正规状况阶段。
9.冬天,72℃的铁与600℃的木材摸上去的感觉一样吗,为什么?10.本章的讨论都是对物性为常数的情形作出的,对物性温度函数的情形,你认为怎样获得其非稳态导热的温度场?答:从分析解形式可见,物体的无量纲过余温度是傅立叶数(2/l )的负指数函数, 即表示在相同尺寸及换热条件下,导温系数越大的物体到达指定温度所需的时间越短、这正 说明导温系数所代表的物理含义。
3-2 设一根长为l 的棒有均匀初温度t 0,此后使其两端在恒定的t 1(x =0)及t 2>t 1>t 0。
棒的四周保持绝热。
试画出棒中温度分布随时间变法的示意曲线及最终的温度分布曲线。
解:由于棒的四周保持绝热,因而此棒中的温度分布相当于厚为l 的无限大平板中的分布,随时间而变化的情形定性的示于图中.3-3 假设把汽轮机的汽缸壁及其外的绝热层近似地看成是两块整密接触的无限大平板(绝热层厚度大于汽缸壁)。
试定性地画出汽缸机从冷态启动(即整个汽轮机均与环境处于热平衡)后,缸壁及绝热层中的温度分布随时间的变化。
解:3-4 在一内部流动的对流换热试验中(见附图),用电阻加热器产生热量加热量管道内的流体,电加热功率为常数,管道可以当作平壁对待。
试画出在非稳态加热过程中系统中的温度分布随时间的变化(包括电阻加热器,管壁及被加热的管内流体)。
画出典型的四个时刻;初始状态(未开始加热时),稳定状态及两个中间状态。
解:如图所示:3-5 现代微波炉加热物体的原理是利用高频电磁波使物体中的分子极化从而产生振荡,其结果相当于物体中产生了一个接近于均匀分布的内热源,而一般的烘箱则是从物体的表面上进行接近恒热流的加热。
设把一块牛肉当作厚为2 的无限大平板,试定性地画出采用微波炉及烘箱对牛肉加热(从室温到最低温度为850C)过程中牛肉的温度分布曲线(加热开始前,加热过程中某一时刻及加热终了三个时刻)。
解:假设:辐射加热时表面热源均匀;散热略而不计.3-9 一热电偶的A cv /ρ之值为2.094)/(2K m KJ ⋅,初始温度为200C ,后将其置于3200C 的气流中。
试计算在气流与热电偶之间的表面传热系数为58)/(2k m W ⋅的两种情况下,热电偶的时间常数并画出两种情况下热电偶读数的过余温度随时间变化的曲线。
解:由hA cvc ρτ=当)/(582K m W h ⋅=时,s c 036.0=τ 当)/(1162K m W h ⋅=时,s c 018.0=τ 第六章复习题1、什么叫做两个现象相似,它们有什么共性?答:指那些用相同形式并具有相同内容的微分方程式所描述的现象,如果在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对于成比例,则称为两个现象相似。
凡相似的现象,都有一个十分重要的特性,即描述该现象的同名特征数(准则)对应相等。
(1) 初始条件。
指非稳态问题中初始时刻的物理量分布。
(2) 边界条件。
所研究系统边界上的温度(或热六密度)、速度分布等条件。
(3) 几何条件。
换热表面的几何形状、位置、以及表面的粗糙度等。
(4) 物理条件。
物体的种类与物性。
2.试举出工程技术中应用相似原理的两个例子.3.当一个由若干个物理量所组成的试验数据转换成数目较少的无量纲以后,这个试验数据的性质起了什么变化?4.外掠单管与管内流动这两个流动现象在本质上有什么不同?5、对于外接管束的换热,整个管束的平均表面传热系数只有在流动方向管排数大于一定值后才与排数无关,试分析原因。
答:因后排管受到前排管尾流的影响(扰动)作用对平均表面传热系数的影响直到10排管子以上的管子才能消失。
6、试简述充分发展的管内流动与换热这一概念的含义。
答:由于流体由大空间进入管内时,管内形成的边界层由零开始发展直到管子的中心线位置,这种影响才不发生变法,同样在此时对流换热系数才不受局部对流换热系数的影响。
7、什么叫大空间自然对流换热?什么叫有限自然对流换热?这与强制对流中的外部流动和内部流动有什么异同?答:大空间作自然对流时,流体的冷却过程与加热过程互不影响,当其流动时形成的边界层相互干扰时,称为有限空间自然对流。
这与外部流动和内部流动的划分有类似的地方,但流动的动因不同,一个由外在因素引起的流动,一个是由流体的温度不同而引起的流动。
8.简述射流冲击传热时被冲击表面上局部表面传热系数的分布规律.9.简述数数,数,Gr Nu Pr 的物理意义.Bi Nu 数与数有什么区别? 10.对于新遇到的一种对流传热现象,在从参考资料中寻找换热的特征数方程时要注意什么?第五章复习题1、试用简明的语言说明热边界层的概念。
答:在壁面附近的一个薄层内,流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈变化,而在此薄层之外,流体的温度梯度几乎为零,固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。
2、与完全的能量方程相比,边界层能量方程最重要的特点是什么? 答:与完全的能量方程相比,它忽略了主流方向温度的次变化率σα22x A ,因此仅适用于边界层内,不适用整个流体。
3、式(5—4)与导热问题的第三类边界条件式(2—17)有什么区别? 答:0=∂∆∂-=y y t t h λ(5—4) )()(f w t t h h t -=∂∂-λ (2—11)式(5—4)中的h 是未知量,而式(2—17)中的h 是作为已知的边界条件给出,此外(2—17)中的λ为固体导热系数而此式为流体导热系数,式(5—4)将用来导出一个包括h 的无量纲数,只是局部表面传热系数,而整个换热表面的表面系数应该把牛顿冷却公式应用到整个表面而得出。
4、式(5—4)表面,在边界上垂直壁面的热量传递完全依靠导热,那么在对流换热中,流体的流动起什么作用?答:固体表面所形成的边界层的厚度除了与流体的粘性有关外还与主流区的速度有关,流动速度越大,边界层越薄,因此导热的热阻也就越小,因此起到影响传热大小5、对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容?既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解,那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义?答:对流换热问题完整的数字描述应包括:对流换热微分方程组及定解条件,定解条件包括,(1)初始条件 (2)边界条件 (速度、压力及温度)建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系,每一种关系都必须满足动量,能量和质量守恒关系,避免在研究遗漏某种物理因素。
基本概念与定性分析5-1 、对于流体外标平板的流动,试用数量级分析的方法,从动量方程引出边界层厚度的如下变化关系式: x x Re 1~δ解:对于流体外标平板的流动,其动量方程为:221xy u v dx d y u v xy u ∂+-=∂∂+∂∂ρρ 根据数量级的关系,主流方的数量级为1,y 方线的数量级为δ则有2211111111δρδδv +⨯-=⨯+⨯ 从上式可以看出等式左侧的数量级为1级,那么,等式右侧也是数量级为1级, 为使等式是数量级为1,则v 必须是2δ量级。
x δ 从量级看为1δ级1~11~111~1Re 12δδδ⨯=∞v x u x量级两量的数量级相同,所以x δ与x Re 1成比例 5-2、对于油、空气及液态金属,分别有1>>r P ,1≅r P ,1<<r P ,试就外标等温平板的层流流动,画出三种流体边界层中速度分布和温度分布的大致图象(要能显示出x δδ与的相对大小)。
解:如下图:5-3、已知:如图,流体在两平行平板间作层流充分发展对流换热。
求:画出下列三种情形下充分发展区域截面上的流体温度分布曲线:(1)21w w q q =;(2)212w w q q =;(3)01=w q 。