传热学 总结

第一章绪论

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：物体粒子微观的热运动而产生的热量传递现象。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程。热对流：流体个部分之间发生宏观相对位移级领热流体的相互掺混。

5．辐射传热：由于热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。

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。

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.稳态传热过程：物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。

第二章热传导

1．温度场：某一瞬间物体内各点温度分布的总称。

2．等温面(线)：由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。

3．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。

4．导热系数：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。导热系数是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。

5．导温系数：材料传播温度变化能力大小的指标。材料的导热能力与吸热能力之比

导温系数不但与材料的导热系数有关，还与材料的热容量(或储热能力)也有关；从物理意义看，导热系数表征材料导热能力的强弱，导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小，两者都是物性参数。

6.傅里叶定律：在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。

7.保温(隔热)材料：λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。

8.接触热阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻。使两个导热壁面之间出现温差。

接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关，因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法，此外，也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。

9.三类边界调节

第一类：规定了边界上的温度值

第二类：规定了边界上的热流密度

第三类：规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数和周围流体的温度

10.通过长圆筒壁导热时，圆筒壁内的温度呈对数曲线分布规律。

11. 通过大平壁导热时，大平壁内的温度分布规律是直线

12. 冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是因为铁块的导温系数比木块大

13. 气体的导热系数一般随温度升高而减小

14. Fo 表示非稳态导热过程的无因次时间

15. 试用所学的传热学知识说明用温度计套管测量流体温度时如何提高测温精度。

（提示：温度计套管可以看作是一根吸热的管状肋(等截面直肋)，利用等截面直肋计算肋端温度t h 的结果，可得采用温度计套管后造成的测量误差Δt 为Δt=t f -t h =)(0

mH ch t t f -，其中

H h H A hP mH λδλ==，欲使测量误差Δt 下降，可以采用以下几种措施：

(1)降低壁面与流体的温差(t f -t 0)，也就是想办法使肋基温度t 0接近t f ，可以通过对流体 通道的外表面采取保温措施来实现。

(2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增大。具体可以用以下手段实现：①增加H ，延长温度计套管的长度；②减小λ，采用导热系数小的材料做温度计套管，如采用不锈钢管，不要用铜管。因为不锈钢的导热系数比铜和碳钢小。②降低δ，减小温度计套管的壁厚，采用薄壁管。④提高h 增强温度计套管与流体之间的热交换。)

第三章 对流传人

1.速度边界层：在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。

2.温度边界层：在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。

3.强迫对流传热：由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动。

4.自然对流传热：流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。

5.大空间自然对流传热：传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。

6.珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面(θ>90˚)时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。

7.膜状凝结：当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角)θ<90˚，凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。

影响因素：不凝结气体【(1)含有不凝性气体的蒸汽凝结时在液膜表面会逐渐积聚起不凝性气体层，将蒸汽隔开，蒸汽凝结必须穿过气层，使换热热阻大大增加；(2)随着蒸汽的凝结，液膜表面气体分压力增大，使凝结蒸汽的分压力降低，液膜表面蒸汽的饱和温度降低，减少了有效冷凝温差，削弱了凝结换热。在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1% 时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右，后果是很严重的。(3)这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一】；蒸汽流速（流速较高时，产生粘滞力，如果蒸汽流动与液膜向下的流动同向时，使液膜拉薄，h 增大）；过热蒸汽；液膜过冷度及温度分布的非线性；管排数；管内冷凝；凝结表面几何形状

8.核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。

9.膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。

10.影响自然对流传热系数的主要因素有：流动起因，流动速度，流体有无相变，壁面的几何形状、大小和位置，流体的热物理性质

11. 流体刚刚流入恒壁温的管道作层流传热时，其局部对流传热系数沿管长逐渐减小，这是由于边界层厚度沿管长逐渐增厚。

12. 温度边界层越厚对流传热系数越小，强化传热应使温度边界层越薄。

13. 流体流过弯曲的管道或螺旋管时，对流传热系数会变大，这是由于离心力作用产生了二次环流增强了扰动

15. 沸腾的临界热通量是指当壁面过热度大到某一程度时，汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜，即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡，出现临界点的热流密度。

一旦加热热量大于临界热流密度，沸腾工况从核态沸腾飞跃到稳定膜态沸腾，壁温飞升到1000℃以上(水)，使设备烧毁。

16. 格拉晓夫数，表达式Gr ＝23

ναc v tl g ∆

17. 减小管内湍流对流传热热阻的方法：增加流速，采用短管。改变流体物性，增加换热面积，扰流，采用导热系数大的流体用小管径等

18. 努塞尔：反映对流传热强度的准则，反应对流传热强度

19. 大空间自然对流处于湍流状态时有自模化特征，此时传热系数与尺寸无关

20. 管槽内对流传热的入口效应：流体入口段由于热边界层较薄而具有较高的对流传热系数

21. 相变传热的特征：工质比体积变化较大，汽化潜热

22. 冷却液润湿壁面的能力取决：液体的表面张力，液体与壁面间的附着力

23. 自由对流传热的流态主要取决：Gr

24.四个区域的特点：

自然对流阶段：避免过热度小时，沸腾尚未开始，服从单相自然对流规律

核态沸腾：有大量气泡产生，强烈时还会产生汽块和汽柱，气泡的扰动强烈，h 和q w 急剧增大，汽化核心其主要作用，具有温差小、热流大的传热特点。

过度沸腾：热流密度不仅随过热度的增高和提高，反而越来越降低。这是因为气泡汇聚覆盖在加热面上，而蒸汽排除过程越趋恶化，是不稳定的过程。

稳定膜态沸腾：加热面上已形成稳定的蒸汽膜层，产生的蒸汽有规律的排除膜层，壁面辐射增强。

25. 强化管内强迫对流传热的方法：增大流速、采用机械搅拌、增强扰动、采用入口效应、弯管效应

26. 强迫对流横掠管束传热中管束叉排与顺排的优缺点（换热强度和流动阻力）

(1)叉排使流体在弯曲的通道中流动，流体扰动剧烈，对流换热系数较大，同时流动阻力也较大；

(2)顺排管束中流体在较为平直的通道中流动，扰动较弱，对流换热系数小于叉排，其流阻也较小；(3)顺排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。

27. 横向冲刷管束比流体在管外纵向冲刷传热系数大

纵向冲刷容易形成较厚的边界层，其层流层较厚且不易破坏。

横向：弯曲的表面引起复杂的流动，边界层较薄且不易稳定；管径小，流体到第二个管子时易造成强烈扰动；流体直接冲击换热表面。

28. 短管为什么要进行修正：(1)在入口段，边界层的形成过程一般由薄变厚；(2)边界层的变化引起换热系数由大到小变化，考虑到流型的变化，局部长度上可有波动，但总体上在入口段的换热较强（管长修正系数大于1）；(3)当l ／d ＞50(或60)时，短管的上述影响可忽略不计，当l ／d ＜50(或

60)时，则必须考虑入口段的影响。