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“传热学部分”复习提纲

-、名词解释

1.传热学：研究在温若作用下热量传递规律的一门学科。

2.传热的基本方式：导热、对流与热辐射

3•导热：温度不同的物体直接接触或同一•物体不同温度的各部分ZI'可，依靠物质的分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而引起的一种能量传递现象。

4.热对流：（对流）在有温差的条件卜伴随物体広观移动发牛的，因冷热流体相互掺混所

应起的热量传递现象。

5.对流换热：工程上大虽遇到的是流体流过一固体壁面时所发生的热交换过程。

&热辐射：由于热的原因而发生的辐射。

7•辐射换热：物体辐射和吸收的综合结果产牛•了物体间的热量传递。

8.传热过程：由高温流体经固体壁传给低温流体的过程。

9.热阻亞加原理：传热过程的总热阻等于组成该过程的各串联环节屮各部分分热阻之和。

10.传热量：单位时间内，通过某一给定传热面积A传递的热量。符号（I）单位W

11•热流通量：（热流密度）单位时间内，通过单位面积传递的热量。符号q单位W/m2

12.傅里叶定律：热流密度与该时刻同一处的温度梯度成正比，而方向与温度梯度方向相反。

13.导温系数：（热扩散系数）a"/cP单位n?/s导温系数越人，则在线沟通的外部条件卜,

物体内部热量传播的速率就越高，物体内部各处的温差就越小。

14.流动边界层：（速度边界层）流速剧烈变化的薄层。

15•热边界层：（温度边界层）当流体与固面壁进行对流换热时，在紧贴壁面的一层流体中，流体的温度山壁血温度变化到主流温度，我们把温度剧烈变化的这一薄层成为热边界

层。

凝结换热及其两种形式：

蒸汽低于它的相应压力下饱和温度的冷壁面相接触时，放出汽化潜热而凝结成液体附着在冷壁面上。

①膜状凝结:润湿性液体的蒸气凝结时,在壁面上形成一层完整的液膜。

②珠状凝结：非润湿性液体的蒸气凝结时，在壁面上凝聚成一颗颗液珠。

珠状凝结表而传热系数是膜状凝结表而传热系数的I-余倍，珠状凝结很不稳定。

17.辐射动平衡：

若换热物体间的温度相同，他们耦射和吸收的能量恰好和等，物体间辐射换热量等于零, 但物体间的辐射吸收过程仍在进行。

18.黑体:（绝对黑体）吸收比a"的物体。

19.白体:（绝对白体）反射比PJ的物体。

20.透射比：（绝对透热体）透射比的物体。

21 .灰体：在热辐射理论屮，把单色吸收比a x-U波长无关，即Q ‘\二常屋的物体称为灰体。22•复合换热：有几种热量传递方式同时起作用的换热过程。

23.肋壁效率：肋片实际散热量h s2A2（t w2-t f2）比假定整个肋表面处于肋基温度卜-理想散热量

hs2A2（tw2・tf2）符号H

24.肋化系数：肋面面积与光面面积之比B二A/Ai

25.换热器：用来使热量从哦热流体传给冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。

二、简答题

1•传热学研究问题的分类

①计算和控制传热速率（即热流量：单位时间内通过传热而积的热量）

②确定物体内的温度分布，以便进行温度控制及其他计算。

2.热辐射为导热和对流换热的本质区别

①它不需要无体检的直接接触，即使在真空中也能照样进行；

②在能量传递过程屮伴随有能量形式的转化，即热能与辐射能之间的转化。

3.保温材料定义及常见的保温材料类型

现行国家标准规定，凡平均温度不高于350°吋，导热系数不大于0.12W/（m・K）的材料称为保温材料。如岩棉制品、膨胀珍珠岩、矿渣棉、泡沫塑料、膨胀蛭石、微孔硅酸钙制品。

4.物体导热的影响因素

导热系数不仅随物质而异，即使对同一种物质（特别是保温材料），导热系数还与物质结构、密度、含湿最和温度等因素启关。含湿最对木材导热系数影响极人。木材导热系数具各向片性：顺纹方向〉横纹方向，径向〉弦向。

5.肋片的作用和形式

作用：增加对流传热面积，减少对流换热热阻，起到增强传热的作用。

形式：矩形直肋、三角形肋、环肋。

6.影响对流换热的因索

（1）流动产生的原因。按引起流动的原因，将对流换热分为受迫流动、自由流动两人类。（2）流体的流动状态：层流和湍流。

（3）流体的物理性质：导热系数、比热容、密度及粘度

（4）换热表面的几何尺寸、形状和位置

7.相似理论及相似特征数

相似理论：说明自然界和工程中各相似现象相似原理的学说。是研究自然现象中个性与共性，或特殊与一般的关系以及内部矛盾少外部条件Z间的关系的理论。

相似特征数：依据和似理论的分析，把式中众多变量组成儿个数群，这种数群称为和似特征数。

8•努塞尔数、雷诺数、格拉晓夫数、普朗特数定义式及表达意义

努塞尔数：Nu越人，h也越人，对流换热越强烈。他是一个表征换热强度强弱的准则。雷诺数：Re反映流体流动时惯性力和粘性力的相对大小。Re数大说明惯性力作用大，流态呈湍流。反Z, Re数小说明粘性力作用大，呈层流。它是一个表征流体受迫流动状态的特征数。

格拉晓夫数：Gr数人表明浮升力较人，流体白由流动较涮烈，B由对流换热较强。它是一个表征流体自由流动状态的特征数。

普朗特数：乂称为物性特征数。v反映流体分子传递动量的能力，a则反映流体分子扩散热量的能力，因此Pr值的大小反映了流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小。

9.定性温度和定型尺寸的选取原则

定性温度：流体平均温度（进、出口流体平均温度的算术平均值）；壁血温度tw；边界层中流体的平均温度（也叫膜温度）

定型尺寸：通常选取对流动悄况有决定性彫响的尺寸，例如纵掠平板选用流动方向的板长I,管内流动选用管的内径，横掠圆管选用管的外径。

10•自由流动换热机理

当流体与温度不同的壁面直接接触时，在壁面附近的流体由于换热会产卞温度的变化, 并进而引起密度的变化。在密度变化形成的浮升力的驱动下，流体沿壁而流动。流体由于这

图2・26水程大容蘇枕胸时

种运动而产生的换热过程就是自由流动换热。

11•简述沸腾温差不同时的三种不同的沸腾模型（0.1013MPa的水为例）

（2） Illi线上A点之前，△tW5°C,称为白由流动沸腾。

（2）曲线上AC段，△t=5-50°C,称为核态沸腾。

（3）曲线上CD段,At=50-150Q C,称为膜态沸腾区。

12.热管的结构和工作原理

结构：热管由管壳、管芯（起毛细管作用的多孔结构物质）和可凝工作液组成的一个密闭系统。

工作原理：热管工作时，可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三个区域。处于热悸蒸发段的工作液体，通过热管壁吸收热源的热虽后沸腾蒸发为蒸气。蒸气经过绝热段流到冷凝段。蒸气在冷凝段被冷却,放出汽化潜热，此热量通过热管壁传给冷源。冷凝后的液体依靠吸液芯的毛细管作用返回蒸发段，乂重复上述过程。

13.传热的增强途径

一、提高传热温差At

途径冇两条：一是提高热流体温度或降低冷流体温度；二是换热面两侧流休的流动尽可能采用逆流方式。

二、提高总传热系数k,即减小传热热阻Rk传热热阻由传热过程中各串联热阻所组成, 分析各串联热阻的数值，并设法减小其中最大的热阻，就能降低传热热阻。

（1）减小导热热阻，包括换热面本身热阻和表血污垢热阻。一般导热热阻不人，而污垢层虽不厚，但产牛•较大的热阻。因此，换热血应定期清洗，去除污垢，保证有较大的总传热系数。

（2）减小对流换热热阻。工程上常用的方法有：在表面传热系数小的一侧加装肋片。另外，可以适当增加流速，采用小管径或在管道内设置强化圈，增加流体的扰动和混合，以破坏边界层等措沌来提高传热系数。

（3）在辐射换热方面，可以用增加辐射血的发射率和温度來增强辐射换热。