传热学复习1

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传热复习

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《传热学》概论一、名词解释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。

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,单位是。

热流密度是指,单位是。

(单位时间内所传递的热量,W,单位传热面上的热流量,W/m2)3.总传热过程是指,它的强烈程度用来衡量。

(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) 4.总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为。

(Rt=1/K)5.稳态传热过程是指。

传热学复习题及参考答案

传热学复习题及参考答案

传热学复习题及参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、( )用于表示油品的物理性质和热力学性质。

A、粘度B、密度C、特性因数正确答案:C2、化工生产中在一定温度下的有腐蚀性液体的输送中,主要用不锈钢管、( )管等。

A、石墨B、玻璃C、塑料D、碳钢正确答案:C3、蛇管式换热器的优点是( )。

A、传热膜系数大B、平均传热温度差大C、传热速率大D、传热速率变化不大正确答案:A4、离心清水泵的叶轮型式应该为( )。

A、开式B、闭式C、半开式正确答案:B5、为防止反应釜中的物料被氧化,可采用以下措施( )A、将反应釜的物料装满B、向反应釜通空气C、向反应釜通N2气或水蒸汽D、对反应釜抽真空正确答案:C6、利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。

要求热流体的温度Tl、T2及流量W1不变。

今因冷却水进口温度tl增高,为保证完成生产任务,提高冷却水的流量W2,其结果( )A、Q增大,△tm下降B、Q不变,△tm下降,K增大C、Q不变,K增大,△tm不确定D、K增大,△tm不变正确答案:B7、下列不属于乙烯装置生产特点的是( )A、高温高压、低温低压B、连续性不强C、易燃、易爆、有毒、有害D、生产过程复杂,工艺条件多变正确答案:B8、被称为“塑料王”的材料名称是( )。

A、聚乙烯B、聚丙烯C、聚四氟乙烯D、聚酰胺-6正确答案:C9、当化学反应的热效应较小,反应过程对温度要求较宽,反应过程要求单程转化率较低时,可采用( )反应器A、自热式固定床反应器B、换热式固定床反应器C、单段绝热式固定床反应器D、多段绝热式固定床反应器正确答案:C10、列管式换热器一般不采用多壳程结构,而采用( )以强化传热效果A、波纹板B、折流挡板C、隔板D、翅片板正确答案:B11、多级离心泵比单级离心泵( )A、扬程低B、扬程高C、流量小D、流量大正确答案:B12、阻聚剂的作用过程是( )A、分散B、吸附C、吸收D、分离正确答案:A13、两种流体的对流传热膜系数分别为αl和α2,当α1《α2时,欲提高传热系数,关键在于提高( )的值才有明显的效果A、α2B、αlC、αl和α2D、与两者无关正确答案:B14、离心泵轴封的作用是: ( )A、减少高压液体漏入排出管B、减少高压液体漏回泵的吸入口C、减少高压液体漏出泵外D、减少高压液体漏回吸入管正确答案:C15、某化学反应温度每升高10℃反应速度增加3倍,当温度升高40℃时,反应速度共增( )A、27B、12C、81正确答案:C16、安装在管路中的阀门( )A、不必考虑流体方向B、不必考虑维修时的方便C、需考虑流体方向D、不必考虑操作时的方便正确答案:C17、化工生产操作不包括( )。

传热学复习要点

传热学复习要点

传热学 复习要点1-3节为导热部分1.导热理论基础 (分稳态导热和非稳态导热) (1)导热现象的物理本质及在不同介质中的传递特征.依靠分子,原子和自由电子等微观粒子热运动进行的热量传递.气体中为分子,金属中为电子,非导电固体和液体中为晶格(2)温度场的空间时间概念.表达式:t=f(x,y,z, τ)空间用x,y,z表示.时间用τ.稳态: 非稳态:(3)温度梯度的概念和表达式.定义: 两等温面温差 与其法线方向距离 的比值极限..表达式:(4)傅立叶定律的概念及其表达式.----导热基本定律定义:表达式:适用范围:只适用于各向同性的固体材料.(5)导热系数的定义,物理意义和影响因素.表达式:物理意义:表征物体导热能力的大小.影响因素:(6)物性参数为常数时的导热微分方程式在各种不同条件下的数学表达.导热微分方程---由傅立叶定律和热一律导出.导热微分方程表达式:无内热源:稳态温度场:无内热源且为稳态温度场:(7)导温系数的表达及其物理意义,与导热系数的区别.导温系数a定义: a=λ/cρ;物理意义:表示物体加热或冷却时,物体内部各部分温度趋于一致的能力.(8)导热过程单值性条件和数学表达.单值性条件包括4个:几何条件;物理条件;时间条件;边界条件;其中边界条件分3类:①第一类边界条件:已知边界面温度.②第二类边界条件:已知边界面热流密度..③第二类边界条件:已知边界面与周围流体间的表面传热系数及周围流体温度tf.牛顿冷却公式:2.稳态导热--t=f(x,y,z)(1)通过单层平壁,多层平壁和复合平壁的导热计算式及温度分布,热阻概念及其表达式和运用.A: 第一类边界条件: 在无内热源,常物性条件下1)单层平壁,高度h>>厚度δ,即为无限大平壁.因是一维导热,所以温度分布为线性分布.t=tw1-(tw1-tw2)x/δ;热流密度q=tw1-tw2/(δ/λ)=Δt/Rt.热阻Rt: Rt=Δt/q.2)多层平壁:温度分布为折线..B: 第三类边界条件: 厚度δ,无内热源,常物性单层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)Rt=1/h1+δ/λ+1/h2多层平壁:q=(tf1-tf2)/(1/h1+δ/λ+1/h2)C: 复杂的平壁导热:(串连加并联)RA与RB串连: R=RA+RB;RA与RB并连: R=1/(1/RA+1/RB).D: 导热系数为t的函数: λ=λ0(1+bt)t=q=此时,温度分布为二次曲线.(2)通过单层圆筒壁和多层圆筒壁的导热及温度分布,热阻表达式和运用.工程上长度l>>厚度δ的称为圆筒壁导热.1)第一类边界条件:内径为r1,外径为r2单层: 边界条件:t=q=温度分布为曲线分布.多层:q=1)第三类边界条件:单层:多层:(3)临界热绝缘直径的物理概念和如何确定合理的绝热层厚度.当绝热层外径=dx时,总热组最小,散热量最大.这一直径称为临界~~Dx=dc=2λins/h2.说明:外径d2<dc时,热损失反而增大.外径d2>dc时,加绝热层才有效.(4)肋片的作用及温度分布曲线,肋片效率概念及影响因素,肋片散热量的计算式.---- 只讨论等截面直肋1)等截面直肋:肋高为l,肋厚为δ,肋片周边长度为U,导热系数为λ,l>>δ,可认为肋片温度只沿着高度方向变化.边界条件:2)过余温度:以周围介质tf为基准的温度.θ=t-tf.其中m=温度分布为一条余弦双曲函数,即沿x反向逐渐降低.肋端国余温度:3)肋片表面散热量:4)肋片效率:定义:在肋片表面平均温度tm下,肋片的实际散热量Φ与假定整个肋片表面都处在肋基温度to时的理想散热量Φo的比值.即:结论:①当m一定时,随着肋高增加, Φ先迅速增大然后逐渐趋于平缓.也即η先降低,肋高增加到一定程度时, Φ急剧降低.②ml大,肋端过于温度小,肋片表面tm小,效率低.所以应降低m提高效率.③λ与h都给定时,m随U/A降低而减小.变截面肋片效率高.(5)接触热阻的形成和表达式.两固体直接接触,因接触面不绝对平整,会产生接触热阻.定义式:减小接触热阻的措施:改善接触面粗糙镀;提高接触面挤压压力;减小表面硬度;接触面上涂油.3.非稳态导热 (分瞬态导热和周期性导热)两个重要准则:Fo准则和Bi准则.Bi=(δ/λ):(1/h)Fo=aτ/δ2(1)瞬态导热过程及周期性不稳态导热过程的特点.前者物理量瞬间变化.后者物理量周期性变化.(2)Fo准则的表达式及物理意义,当Fo>0.2时,无限大平壁内的温度变化规律.傅立叶准则:Fo=aτ/δ2物理意义:表征不稳态导热过程的无因次时间. Fo>0.2为临界值.无限大平壁:在进行到F o>0.2的时间起,物体中任何给定地点的过余温度的对数值将随时间按线性规律变化.(3)Bi准则的表达式及物理意义, Bi准则对无限大平壁内温度分布的影响.毕渥准则Bi=(δ/λ):(1/h)物理意义:表征物体内部导热热阻与表面对流换热热阻之比.它的值越小,内部温度越趋于均匀一致.Bi<0.1可近似认为,物体温度是均匀一致的.(4)运用集总参数法的条件及温度计算式.集总参数法的条件:对于平板,圆柱,球体,温度计算式:V为体积,A为表面积,初始温度θ=to-tf.地下建筑的预热:5-7节为对流换热部分5.对流换热分析 (对流换热=导热+热对流)(1) 对流换热过程的特征及基本计算公式.定义:流体因外部原因(强迫对流)或内部原因(自然对流)而流动并与物体表面接触时发生的热量传递.特征:①导热与热对流同时存在的复杂热传递过程② 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差③ 由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响,紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层基本计算公式:---牛顿冷却公式:q=h(tw-tf)(2)影响对流换热的因素.影响因素:①流动的起因(强迫对流或自然对流);②流动状态(层流或紊流);③有无相变;④换热表面几何因素;⑤流体的物理性质。

传热学复习资料(全)

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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》复习

《传热学》复习

《传热学》复习一、思考题1、 试述导热系数、对流换热系数、传热系数的物理意义。

2、 试说明物体内的等温线为何不能相交?热流线能否相交?3、 有一正圆台的四周绝热,顶面温度高于底面,试作出定性等温面与热流线。

4、 一条暴露在大气中的热管道与外界通过哪些方式进行传热?5、 内径相同时,同种材料的厚壁管是否一定比薄壁管的热损失小?试举例说明。

6、 设冬天室内温度为1f T ,室外温度为2f T ,试针对下列情况画出从室内经砖墙到室外的温度分布示意曲线:(1) 室外平静无风;(2) 室外挂大风,冷空气以较大流速吹过砖墙表面;(3) 如果再考虑砖墙与周围环境之间的辐射换热,则温度分布将如何变动?为什么?7、 在夏天,室内保持20℃的室温,穿短裤、凉鞋和衬衫也感到舒服,而到冬天,室内保持同样温度,这时人们穿厚的运动衫才能感到舒服。

试说明原因。

8、 说明下列各式所描述的物理现象:(1)02=∇T ; (2)022=Φ+ dxT d k ; (3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=∂∂2222y T x T a t T 9、 试说明固体导热第三类边界条件式()wf w n T k T T h ∂∂-=-中各项的含义,并说明在什么情况下,第三类边界条件可变为第一类边界条件。

10、 试述非稳态导热差分方程式的稳定性判据。

11、 试比较一维稳态导热和一维非稳态导热的差分方程式。

非稳态导热和稳态导热的差分方程式的求解有何区别?12、 平板、圆管、圆球及翅片各在什么情况下可以按一维稳态导热计算?13、 在推导圆筒壁稳定导热的计算式时作了哪些假设?为什么在运用傅里叶定律中不用热流密度来表示?14、 某热力管道采用两种不同材料的组合保温层,两层厚度相等,第二层的算术平均直径两倍与第一层的算术平均直径,而第二层材料的导热系数仅为第一层材料的一半。

如果把两层材料相互调换,其他情况不变,问每米长管道热损失将如何变化?15、 一厚度为δ的无限大平板,其导热系数k 不变,平板内具有均匀内热源Φ,平板一侧绝热,另一侧与温度为T f 的流体对流换热,换热系数为h ,试写出这一稳定导热过程的完整数学描述。

传热学-总复习

传热学-总复习
(c) 由角系数定义直接计算 查表(资料)法
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)
湘 潭 大

(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。
湘 潭 大

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。
湘 潭 大

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
湘 潭 大

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:

《传热学基础》复习提纲-1廖

《传热学基础》复习提纲-1廖

同学们复习《传热学基础》辛苦了!现在关于复习提纲作具体的说明(注意有些内容要结合书本来看)。

第一及第二章 绪论及导热复习提要:1、需要掌握的概念包括:传导传热、对流传热、辐射传热、温度场、等温面、等温线、温度梯度、傅里叶定律、导热系数、对流换热系数、热流、热流密度、线热流密度、热阻、面积热阻、稳态导热过程、泊松方程、接触热阻、复合平壁、内热源、热源强度、形状因子等。

温度场:某一时刻物体中所有各点温度分布的总称称为温度场。

温度梯度:温度差Δt 与沿法线方向两等温面之间的距离Δn 的比值的极限,叫温度梯度,0lim ()n t t gradt n n n→∆→∆∂==∆∂即 。

导热系数:||||q t nλ=∂-∂由傅立叶定律中得到的比例系数称为热导率,它是当物体内温度降度为1K/m 时,在单位时间内,通过单位面积所传导的热量。

对流换热系数:又称为表面传热系数,它是由牛顿冷却公式q=h △t 得到的比例系数,单位为W/(m 2·K)。

热流量:单位时间内,通过面积A 所传递的热量,以Φ表示,单位为W 。

热流密度:单位时间内经过单位面积所传递的热量,以q 表示,单位为W/m 2。

(也可定义为:单位时间内通过的热流)线热流密度:单位长度上的热流量,用q l 表示,单位为W/m 。

傅里叶定律:在导热过程中,单位时间内通过给定截面的导热量,正比于垂直该截面方向上的温度变化率和截面面积。

热阻:热量传递过程的阻力,用R 表示,单位为K/W ,公式为t R ∆=Φ。

稳态导热过程:物体中各点温度不随时间而改变的热传递过程称为稳态热传递过程,用公式表达就是0t τ∂=∂。

泊松方程:泊松方程是常物性、稳态、三维且有内热源问题的温度场控制方程式。

用公式表达就是2222220t t t x y z λ∙∂∂∂Φ+++=∂∂∂或者20t λ∙Φ∇+= 接触热阻:两物体表面在接触面上只有部分点接触,层与层之间有一薄层空气隙存在而形成的附加热阻,这种热阻称为接触热阻,用公式表达就是ct R ∆=Φ。

传热学知识点复习

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传热学1.热力学三大定律+第零定律① 热力学第一定律:一个热力学系统的内能增量等于外界向他传递的热量与外界对他做功的和。

② 热力学第二定律:克劳修斯表述:热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但是反之不行。

开尔文表述:不可能从单一热源吸收热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响。

只要温差存在的地方,就有热能从自发地从高温物体向低温物体传递。

③ 热力学第三定律:绝对零度不可能达到。

④ 热力学第零定律:如果两个热力学系统都第三个热力学系统处于热平衡状态,那么这两个系统也必定处于热平衡。

2.各个科技技术领域中遇到的的传热学问题可以大致归纳为三种类型的问题 ①强化传热 ②削弱传热 ③温度控制3.热能传递的三种方式①热传导—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热能传递。

②热对流—由于流体的宏观运动二引起的流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互混掺所导致的热量传递。

③热辐射—物体通过电磁波来传递能量的方式。

(由于热的原因发出的辐射为热辐射)4.傅里叶定律(导热基本定律)热流密度q=-λdx dt(一维) 负号表示热量传递方向与温度升高方向相反 q —单位时间内通过某一给定面积的热量(矢量)。

λ金属>λ液体>λ气体 λ—导热系数表示材料的导热性能优劣的参数,即是一种热物性参数。

W/(m ·k )5.自然对流与强制对流自然对流—由于流体冷热各部分的密度不同而引起的。

强制对流—流体的流动是由于水泵、风机或者其他压差作用所造成的。

Q=Ah tf tw - 表面传热系数h —不仅取决于流体物性(λρCp )以及换热表面的形状、大小与布置海域流速密切相关。

① 水的对流传热比空气强②有相变的优于无相变的③强制对流优于自然对流6.热辐射的特点①热辐射可以在真空中传递(即无物质存在也可以传递)② 热辐射不仅产生能量传递,而且还伴随着能量形式的转换(热能—>辐射能—>热能)7.斯托芬-波尔兹曼定律φ=AT εσ4 -σ斯托芬-波尔兹曼常量 -ε物体发射率(黑度<1)8.导热机理气体导热—气体分子不规则热运动导电固体—自由电子的运动非导电固体—晶格结构振动的传递9.笛卡尔坐标系三维非稳态导热微分方程φλλλτρ+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(zt z y t y x t x t c ⇒c z t y t x t a t ρφτ+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂)(222222 令a =cρλ(热扩散系数) ⇒常物性,无内热源)(222222zt y t x t a t ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂τ ⇒常物性,稳态0222222=+∂∂+∂∂+∂∂λφzt y t x t 泊松方程 ⇒常物性,稳态,无内热源0222222=∂∂+∂∂+∂∂zt y t x t 拉普拉斯方程10.定解条件对于非稳态导热问题⇒定解条件(初始条件+边界条件)①第一类边界条件:规定了边界上的温度②第二类边界条件:规定了边界上的热流密度③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及周围流体的温度。

传热学总复习

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。

传热学复习资料

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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)。

【最全】的传热学复习题及其答案【考研、末考必备】

【最全】的传热学复习题及其答案【考研、末考必备】

【最全】的传热学复习题及其答案【考研、末考必备】传热学复习题及其答案(Ⅰ部分)⼀、概念题1、试分析室内暖⽓⽚的散热过程,各个环节有哪些热量传递⽅式?以暖⽓⽚管内⾛热⽔为例。

答:有以下换热环节及传热⽅式:(1)由热⽔到暖⽓⽚管道内壁,热传递⽅式为强制对流换热;(2)由暖⽓⽚管道内壁到外壁,热传递⽅式为固体导热;(3)由暖⽓⽚管道外壁到室内空⽓,热传递⽅式有⾃然对流换热和辐射换热。

2、试分析冬季建筑室内空⽓与室外空⽓通过墙壁的换热过程,各个环节有哪些热量传递⽅式?答:有以下换热环节及传热⽅式:(1)室内空⽓到墙体内壁,热传递⽅式为⾃然对流换热和辐射换热;(2)墙的内壁到外壁,热传递⽅式为固体导热;(3)墙的外壁到室外空⽓,热传递⽅式有对流换热和辐射换热。

3、何谓⾮稳态导热的正规阶段?写出其主要特点。

答:物体在加热或冷却过程中,物体内各处温度随时间的变化率具有⼀定的规律,物体初始温度分布的影响逐渐消失,这个阶段称为⾮稳态导热的正规阶段。

4、分别写出N u 、R e 、P r 、B i 数的表达式,并说明其物理意义。

答:(1)努塞尔(Nusselt)数,λlh Nu =,它表⽰表⾯上⽆量纲温度梯度的⼤⼩。

(2)雷诺(Reynolds)数,νlu ∞=Re ,它表⽰惯性⼒和粘性⼒的相对⼤⼩。

(3)普朗特数,aν=Pr ,它表⽰动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对⼤⼩。

(4)毕渥数,λlh B i =,它表⽰导热体内部热阻与外部热阻的相对⼤⼩。

5、竖壁倾斜后其凝结换热表⾯传热系数是增加还是减⼩?为什么?。

答:竖壁倾斜后,使液膜顺壁⾯流动的⼒不再是重⼒⽽是重⼒的⼀部分,液膜流动变慢,从⽽热阻增加,表⾯传热系数减⼩。

另外,从表⾯传热系数公式知,公式中的g 亦要换成θsin g ,从⽽h 减⼩。

6、按照导热机理,⽔的⽓、液、固三种状态中那种状态的导热系数最⼤?答:根据导热机理可知,固体导热系数⼤于液体导热系数;液体导热系数⼤于⽓体导热系数。

传热学期末复习专用总结

传热学期末复习专用总结

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数是浮升力/粘滞力比值的一种量度。
瑞利数: Ra Gr Pr gvtl3
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第七章 相变对流传热
凝结传热现象:蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,将汽化潜热释 放给固体壁面,并在壁面上形成凝结液的过程,称凝结传热现象。 凝结换热的分类:根据凝结液与壁面浸润能力不同分为膜状凝结与 珠状凝结。 膜状凝结:凝结液体能很好地湿润壁面,并能在壁面上均匀铺展成 膜的凝结形式,称膜状凝结。 特点:壁面上有一层液膜,凝结放出的相变热(潜热)须穿过液膜 才能传到冷却壁面上, 此时液膜成为主要的换热热阻。 珠状凝结:凝结液体不能很好地湿润壁面,在壁面上形成一个个小 液珠的凝结形式,称珠状凝结。 特点:凝结放出的潜热不须穿过液膜的阻力即可传到冷却壁面上。 所以,在其它条件相同时,珠状凝结的表面传热系数定大于膜状凝 结的传热系数。hd 5 10hf 珠状凝结好,但是难于实现,因此工业上多采用膜状凝结。
1)根据对流换热时是否发生相变分:相变对流换热和单相对
流换热。
2)根据引起流动的原因分:自然对流和强制对流。 对流换热的基本规律 < 牛顿冷却公式 > q ht Aht
h —比例系数(表面传热系数),单位 W/ m2 K 。
h 的物理意义:单位温差作用下通过单位面积的热流量。 一般地,就介质而言:水的对流传热比空气强烈; 就传热方式而言:有相变的强于无相变的;强制对流强于自然 对流。 3.热辐射:物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。因热 的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
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传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案

传热学复习题及其答案传热学是研究热量传递规律的学科,它在工程实践中有着广泛的应用。

以下是一些传热学的复习题及其答案,供学习者参考。

# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种?- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 所有选项都是答案:D2. 傅里叶定律描述的是哪种传热方式?- A. 对流- B. 辐射- C. 导热- D. 都不是答案:C# 二、填空题1. 导热系数是描述材料______能力的物理量。

答案:导热2. 对流换热的特点是热量通过______来传递。

答案:流体的宏观运动# 三、简答题1. 请简述牛顿冷却定律的内容。

答案:牛顿冷却定律指出,物体表面与周围环境之间的热交换速率与它们之间的温差成正比。

2. 什么是黑体辐射定律?其数学表达式是什么?答案:黑体辐射定律描述了理想化的物体(黑体)在不同温度下发出的辐射能量与波长的关系。

其数学表达式为:E(λ,T) = (2πhc^2) / (λ^5) * 1 / (e^(hc/(λkT)) - 1),其中E(λ,T)是波长为λ在温度T下的辐射强度,h是普朗克常数,c是光速,k是玻尔兹曼常数。

# 四、计算题1. 假设有一厚度为0.05m的墙体,其导热系数为0.6 W/m·K,两侧温差为10°C。

求墙体的热流量。

答案:根据傅里叶定律,热流量Q = k * A * ΔT / d,其中A是面积,ΔT是温差,d是厚度。

假设面积A足够大,可以忽略不计,那么Q = 0.6 * 10 / 0.05 = 120 W。

2. 已知一物体表面温度为300 K,环境温度为20°C,求该物体表面与环境之间的热交换速率,假设对流换热系数为10 W/m²·K。

答案:热交换速率Q = h * A * ΔT,其中h是对流换热系数,A是物体表面积,ΔT是温差。

假设A足够大,可以忽略不计,那么Q = 10 * (300 - 273) = 270 W。

传热学期末复习题库

传热学期末复习题库

传热学期末复习题库传热学是研究热量传递现象的科学,它在工程领域中具有极其重要的作用。

以下是一份传热学期末复习题库,供学生复习使用。

# 一、选择题1. 传热的基本方式有哪三种?A. 导热、对流、辐射B. 导热、对流、蒸发C. 导热、对流、凝结D. 导热、蒸发、凝结2. 以下哪个不是导热的基本原理?A. 傅里叶定律B. 牛顿冷却定律C. 热平衡定律D. 热传导定律3. 对流换热的特点是什么?A. 需要介质的流动B. 仅在固体中发生C. 仅在液体中发生D. 不需要介质的流动4. 辐射换热的特点是什么?A. 需要介质的流动B. 仅在固体中发生C. 仅在液体中发生D. 不需要介质的流动,可以在真空中进行5. 以下哪个不是影响对流换热的因素?A. 流体的流速B. 流体的粘度C. 流体的温度D. 流体的密度# 二、填空题6. 根据傅里叶定律,导热的速率 \( Q \) 与温度梯度\( \frac{dT}{dx} \) 和面积 \( A \) 成正比,其公式为 \( Q = -kA \frac{dT}{dx} \),其中 \( k \) 表示材料的______。

7. 当流体在管道中流动时,其换热方式可以是______和______。

8. 黑体是一个理想化的物体,它能够吸收所有入射辐射,并且按照普朗克定律辐射能量,其辐射强度与温度的四次方成正比,即 \( I = \sigma T^4 \),其中 \( \sigma \) 是______常数。

# 三、简答题9. 简述牛顿冷却定律的内容及其应用。

10. 描述对流换热与导热换热的主要区别,并举例说明。

# 四、计算题11. 假设有一长为 \( L \),横截面积为 \( A \) 的固体棒,其材料的导热系数为 \( k \),两端温度分别为 \( T_1 \) 和 \( T_2 \)。

求棒中某一点 \( x \) 处的温度 \( T(x) \)。

12. 考虑一个长方体房间,其尺寸为 \( l \times w \times h \),房间的四壁和顶部的绝热性能良好,底部与外界接触,底部的换热系数为 \( h \),外界温度为 \( T_{\text{amb}} \)。

传热学知识点复习

传热学知识点复习

传热学知识点复习传热学是研究热量的传递和热工过程的科学。

它涉及到热传递的基本机理,如热传导、对流和辐射,以及它们在工程中的应用。

下面是传热学的一些知识点复习。

1.热传导热传导是物质内部热量传递的一种方式。

它是由于粒子在物体内部的自由运动引起的。

热传导的速率与温度梯度成正比,与物体的导热性能成反比。

传热方程可以用傅里叶定律表示为q = -kA (dT/dx),其中q是传热速率,k是导热系数,A是传热面积,dT/dx是温度梯度。

2.对流传热对流传热是物质与流体之间热量传递的一种方式。

它是由于流体内部的热量运动引起的。

对流传热可以分为自然对流和强制对流两种。

自然对流是由于温度差异引起的自发热对流,强制对流是通过外部力或设备引起的流体运动。

对流传热的速率与温度差、流体速度和流体性质有关。

3.辐射传热辐射传热是由于物体之间的热辐射引起的热量传递。

辐射传热不需要介质来传递热量,并且可以发生在真空中。

辐射传热的速率与物体的温度的四次方成正比,与表面特性和相互关系有关。

4.热传导方程热传导方程描述了热传导过程中温度分布随时间和空间变化的关系。

一维热传导方程可以表示为dT/dt = α(d²T/dx²),其中T是温度,t是时间,x是空间位置,α是热扩散系数。

该方程可以用于分析稳态和非稳态的热传导过程。

5.热传导的边界条件热传导问题需要确定边界条件,以求解热传导方程。

常见的边界条件有第一类边界条件(指定温度或热流密度),第二类边界条件(指定热流量),和第三类边界条件(指定混合边界条件)。

6.热传导的导热性能导热性能是一个物体传导热量的能力。

导热性能由物体的导热系数、物体的尺寸、物体的形状和物体的材料性质决定。

导热系数是一个材料导热能力的度量,它取决于物质的热导率、密度和比热容。

7.传热器件和传热设备传热器件和传热设备是应用传热学原理进行热量传递的装置。

常见的传热器件有换热器、冷凝器、蒸发器、加热器等。

传热学复习 (1)

传热学复习 (1)
导热机理、变化规律及相对大小
单值性条件(定解条件)(思考题8)
几何条件、物理条件、 初始条件 边界条件
第一类、第二类、第三类(思考题9、10) 第四类边界条件
热扩散系数 a
c
物性参数、物理意义 与导热系数的联系与区别(思考题17)
保温材料(思考题4)
2-2 物质的导热特性
不同物质的导热系数相差很大
一般情况下, 固体 > 液体 > 气体
同一种物质 晶体>非晶体
同一种物质 固态 > 液态 > 气态
0.0183
各向异性材料——木材、石墨、云母、动植物的肌肉和纤维组织等。
直角坐标系中导热微分方程的简化处理
t t t 一般形式 ( ct ) ( ) ( ) ( ) x x y y z y
变导热系数 ( 0 1 bt)
算术平均温度:tm
tw1 tw 2 2 平均导热系数:m 0 (1btm )
(习题3-5、3-9、3-11)
多层壁: t w1 twn 1
i i 1 i A
n
l
tw1 twn 1 n ri 1 1 ln ri i 1 2i
一般情况下,
固体 液体 气体
金属 非金属
金属 2.3~430 W (m K)
液体 0.07~0.7 W (m K)
气体 0.006~0.6 W (m K)
纯金属 合金
晶体 非晶体
20C常温下
空气 =0.0259 水 =0.599
物体的发射率 (物性参数)
2 传热系数k W/(m K)
传热过程
kA(t f 1 t f 2 ) q k (t w t f )
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传热学复习12009年供热中级---传热学复习题及其答案一、概念题1、试分析室内暖气片的散热过程,各个环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。

答:有以下换热环节及传热方式:(1)由热水到暖气片管道内壁,热传递方式为强制对流换热;(2)由暖气片管道内壁到外壁,热传递方式为固体导热;(3)由暖气片管道外壁到室内空气,热传递方式有自然对流换热和辐射换热。

2、试分析冬季建筑室内空气与室外空气通过墙壁的换热过程,各个环节有哪些热量传递方式?答:有以下换热环节及传热方式:(1)室内空气到墙体内壁,热传递方式为自然对流换热和辐射换热;(2)墙的内壁到外壁,热传递方式为固体导热;(3)墙的外壁到室外空气,热传递方式有对流换热和辐射换热。

3、何谓非稳态导热的正规阶段?写出其主要特点。

答:物体在加热或冷却过程中,物体内各处温度随时间的变化率具有一定的规律,物体初始温度分布的影响逐渐消失,这个阶段称为非稳态导热的正规阶段。

4、分别写出Nu、Re、Pr、Bi数的表达式,并说明其物理意义。

答:(1)努塞尔(Nusselt)数,,它表示表面上无量纲温度梯度的大小。

(2)雷诺(Reynolds)数,,它表示惯性力和粘性力的相对大小。

(3)普朗特数,,它表示动量扩散厚度和能量扩散厚度的相对大小。

(4)毕渥数,,它表示导热体内部热阻与外部热阻的相对大小。

6、按照导热机理,水的气、液、固三种状态中那种状态的导热系数最大?答:根据导热机理可知,固体导热系数大于液体导热系数;液体导热系数大于气体导热系数。

所以水的气、液、固三种状态的导热系数依次增大。

7、热扩散系数是表征什么的物理量?它与导热系数的区别是什么?答:热扩散率,与导热系数一样都是物性参数,它是表征物体传递温度的能力大小,亦称为导温系数,热扩散率取决于导热系数和的综合影响;而导热系数是反映物体的导热能力大小的物性参数。

一般情况下,稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数,但非稳态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数,还取决于物体的导温系数。

8、集总参数法的适用条件是什么?满足集总参数法的物体,其内部温度分布有何特点?答:集总参数法的适用条件是Bi<0.1,其特点是当物体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻时,物体内部在同一时刻均处于同一温度,物体内部的温度仅是时间的函数,而与位置无关。

9、灰体的含义?答:灰体是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似,或它的单色发射率不随波长变化的物体;或单色吸收比与波长无关的物体,即单色吸收比为常数的物体。

10、漫射表面?答:通常把服从兰贝特定律的表面称为漫射表面,即该表面的定向辐射强度与方向无关。

或物体发射的辐射强度与方向无关的性质叫漫辐射,具有这样性质的表面称为漫射表面。

11、气体的热边界层与流动边界层的相对大小?答:由于,对于气体来说,所以气体的热边界层的厚度大于流动边界层的厚度。

13、影响强制对流换热的表面换热系数的因素有哪些?答:影响强制对流换热的表面换热系数的因素有流态、流体的物性、换热表面的几何因素等,用函数表示为。

14、;利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜冰箱耗电量大?为什么?答:在其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱的蒸发器和冰箱的冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加的热阻,因此,冷冻室(或冷藏室)要达到相同的温度,必须要求蒸发器处于更低的温度。

所以,结霜的冰箱的耗电量要大。

15、分别写出Bi、Nu、Fo 、Pr数的表达式,并说明Bi物理意义。

答:(1)毕渥数,,它表示导热体内部导热热阻与外部对流换热热阻的相对大小。

(2)努塞尔数,,它表示壁面附近流体无量纲温度梯度的大小,反映对流换热过程的强度。

(3)傅立叶数,,它表示非稳态导热过程的无量纲时间。

(4)普朗特数,,它表示动量扩散和能量扩散的相对大小,是反映流动边界层厚度和热边界层厚度的相对大小。

16、圆管临界热绝缘直径与哪些因素有关?答:圆管临界热绝缘直径,根据公式加以分析(略)。

17、为什么珠状凝结表面换热系数比膜状凝结表面换热系数大?答:膜状凝结换热时沿整个壁面形成一层液膜,并且在重力的作用下流动,凝结放出的汽化潜热必须通过液膜,因此,液膜厚度直接影响了热量传递。

珠状凝结换热时,凝结液体不能很好的浸润壁面,仅在壁面上形成许多小液珠,此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触,因此,换热速率远大于膜状凝结换热。

18、不凝结气体对表面凝结换热强弱有何影响?答:不凝结气体的存在,一方面使凝结表面附近蒸汽的分压力降低,从而蒸汽饱和温度降低,使得传热驱动力即温差减小;另一方面,凝结蒸汽穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散,从而增加了阻力。

因此,上述两方面原因导致凝结换热时的表面传热系数降低。

19、空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,换热强度降低,为什么?答:空气横掠垂直管束时,沿流动方向管排数越多,气流扰动越强,换热越强,而蒸汽在水平管束外凝结时,沿液膜流动方向管排数越多,凝结液膜越厚,凝结换热热阻越大,换热强度降低。

20、写出时间常数的表达式,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?答:时间常数的表达式为,是从非稳态导热问题中定义出来的,它不仅取决于几何参数和物性参数,还取决于换热条件h。

21、什么是物体表面的发射率?它与哪些因素有关?答:实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比称为该物体的发射率,物体的发射率只取决于物体的表面特性(物体的种类、表面状况和温度),而与外界条件无关。

22、什么是物体表面的吸收比(率)?它与哪些因素有关?答:物体对投入辐射所吸收的百分数称为该物体的吸收比(率),物体的吸收比(率)只取决于物体的表面特性(物体的种类、表面状况和温度),对于全波长的特性还与投射能量的波长分布有关关。

23、何谓遮热板(罩)?答:插入两个辐射换热表面之间的用于削弱两个表面之间辐射换热的薄板或罩。

24、黑体辐射包括哪几个定律?答:普朗克定律、维恩位移定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、兰贝特定律。

25、其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比,哪个的表面换热系数大?为什么?答:同一根管子横向冲刷比纵向冲刷相比的表面换热系数大。

因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动,热边界层较厚,热阻较大;而横向冲刷时热边界层较薄且在边界层由于分离而产生的旋涡,增加了流体扰动,因而换热增强。

26、下列三种关联式描述的是那种对流换热?,,答:描述的是无相变的强迫对流换热,且自然对流不可忽略;描述的是自然对流可忽略的无相变的强迫对流换热;描述的是自然对流换热。

27、写出辐射换热中两表面间的平均角系数的表达式,并说明其物理意义。

答:平均角系数X1,2= ,它表示A1表面发射出的辐射能中直接落到另一表面A2上的百分数。

或者它表示离开A1表面的辐射能中直接落到另一表面A2上的百分数。

28、表面辐射热阻答:当物体表面不是黑体时,该表面不能全部吸收外来投射的辐射能量,这相当于表面存在热阻,该热阻称为表面辐射热阻,常以来表示。

29、有效辐射答:单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射J,它包括辐射表面的自身的辐射E和该表面对投射辐射G的反射辐射,即。

30、换热器的污垢热阻答:换热设备运行一段时间以后,在管壁产生污垢层,由于污垢的导热系数较小,热阻不可以忽略,这种由于污垢生成的产生的热阻称为污垢热阻。

31、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么?答:采用空心砖较好,因为空心砖内部充满着空气,而空气的导热系数相对较小,热阻较大,空心砖导热性较之实心砖差,同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。

32、下列材料中导热系数最大的是(纯铜)(a) 纯铜(b)纯铁(c)黄铜(d)天然金刚石33、什么是雷诺类比律(写出表达式)?它的应用条件是什么?答:雷诺类比率:,条件:Pr=1,34、下列工质的普朗特数最小的是(液态金属)(a)水(b) 空气(c)液态金属(d)变压器油35、为什么多层平壁中的温度分布曲线不是一条连续的直线而是一条折线?36、对管壳式换热器来说,两种工质在下列哪种情况下,何种工质走管内,何种工质走管外?(1) 清洁的和不清洁的工质(2)腐蚀性大与小的工质(3)高温与低温的工质答:(1)不清洁流体应在管内,因为壳侧清洗比较困难,而管内可以拆开端盖进行清洗;(2)腐蚀性大的流体走管内,因为更换管束的代价比更换壳体要低,且如将腐蚀性大的流体走壳程,被腐蚀的不仅是壳体,还有管子外侧。

(3)温度低的流体置于壳侧,这样可以减小换热器的散热损失。

37、北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜。

试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜?为什么?答:霜会容易结在树叶的上表面,因为树叶上表面朝向太空,而太空表面的温度会低于摄氏零度;下表面朝向地面,而地球表面的温度一般在零度以上。

相对于下表面来说,树叶上表面向外辐射热量较多,温度下降的快,一旦低于零度时便会结霜。

38、什么是物体的发射率和吸收率?二者在什么条件下相等?答:实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比称为该物体的发射率;投射到物体表面的总能量中被吸收的能量所占的份额是物体的吸收率。

由基尔霍夫定律可知:当物体表面为漫灰表面时,二者相等。

50、简述遮热罩削弱辐射换热的基本思想。

51、判定两个物理现象相似的条件是什么?56、写出傅立叶定律的数学表达式,并解释其物理意义。

57、简要说明太阳能集热器采用的选择性表面应具备的性质和作用原理。

58、试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。

(二)计算题例题1、室内一根水平放置的无限长的蒸汽管道,其保温层外径d=583 mm,外表面实测平均温度及空气温度分别为,此时空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数h=3.42 W/(m2 K), 墙壁的温度近似取为室内空气的温度,保温层外表面的发射率问:(1)此管道外壁的换热必须考虑哪些热量传递方式;(2)计算每米长度管道外壁的总散热量。

(12分)解:(1)此管道外壁的换热有辐射换热和自然对流换热两种方式。

(2)把管道每米长度上的散热量记为当仅考虑自然对流时,单位长度上的自然对流散热近似地取墙壁的温度为室内空气温度,于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射为:总的散热量为。

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