傳熱學(xué)復(fù)習(xí)資料匯總培訓(xùn)講學(xué)

1、傳熱學(xué)復(fù)習(xí)資料匯總一、名詞匯總1熱流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量2熱流密度：?jiǎn)挝粋鳠崦嫔系臒崃髁?3導(dǎo)熱：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個(gè)不同溫度的物體接觸時(shí)，在物體各部分之間 不發(fā)生相對(duì)位移的情況下， 物質(zhì)微粒 （ 分子、原子或自由電子 ）的熱運(yùn)動(dòng)傳遞了熱 量，這種現(xiàn)象被稱為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱導(dǎo)熱。4對(duì)流傳熱：流體流過(guò)固體壁時(shí)的熱傳遞過(guò)程，就是熱對(duì)流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱 量傳遞過(guò)程，稱為表面對(duì)流傳熱，簡(jiǎn)稱對(duì)流傳熱。5輻射傳熱：物體不斷向周圍空間發(fā)出熱輻射能，并被周圍物體吸收。同時(shí)， 物體也不斷接收周圍物體輻射給它的熱能。 這樣，物體發(fā)出和接收過(guò)程的綜合結(jié) 果產(chǎn)生了物體間通過(guò)熱輻射而進(jìn)行的熱量傳遞， 稱為表面輻射傳

2、熱， 簡(jiǎn)稱輻射傳 熱。6總傳熱過(guò)程：熱量從溫度較高的流體經(jīng)過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體 的過(guò)程，稱為總傳熱過(guò)程，簡(jiǎn)稱傳熱過(guò)程。7. 對(duì)流傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的對(duì) 流傳熱量，單位為 W（m2 K）。對(duì)流傳熱系數(shù)表示對(duì)流傳熱能力的大小。8. 輻射傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的輻 射傳熱量，單位為 W（m2 K）。輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。9. 復(fù)合傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的復(fù) 合傳熱量，單位為 W（m2 K）。復(fù)合傳熱系數(shù)表示復(fù)合傳熱能力的大小。10. 總傳熱系數(shù)：總傳熱過(guò)程中

3、熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K時(shí)，單位傳熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。11. 溫度場(chǎng)：某一瞬間物體內(nèi)各點(diǎn)溫度分布的總稱。一般來(lái)說(shuō)，它是空間坐標(biāo)和 時(shí)間坐標(biāo)的函數(shù)。12. 等溫面 （ 線） ：由物體內(nèi)溫度相同的點(diǎn)所連成的面（或線） 。13. 溫度梯度：在等溫面法線方向上最大溫度變化率。14. 熱導(dǎo)率：物性參數(shù)，熱流密度矢量與溫度降度的比值，數(shù)值上等于 1 Km 的溫度梯度作用下產(chǎn)生的熱流密度。 熱導(dǎo)率是材料固有的熱物理性質(zhì)， 表示物質(zhì) 導(dǎo)熱能力的大小。15. 導(dǎo)溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)。16. 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過(guò)程。17. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中

4、各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過(guò)程。18. 傅里葉定律： 在各向同性均質(zhì)的導(dǎo)熱物體中， 通過(guò)某導(dǎo)熱面積的熱流密度正 比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。19. 保溫（隔熱）材料：入W 0.12 W/（m K）（平均溫度不高于350C時(shí)）的材料。20. 肋效率：肋片實(shí)際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。21. 接觸熱阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙， 給導(dǎo)熱過(guò)程帶來(lái)額外熱阻。22. 定解條件 （ 單值性條件 ） ：使微分方程獲得適合某一特定問(wèn)題解的附加條件， 包括初始條件和邊界條件。位傳熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。速度邊界層：在流場(chǎng)中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。23. 溫度邊界層

5、：在流體溫度場(chǎng)中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。24. 定性溫度：確定換熱過(guò)程中流體物性的溫度。25. 特征尺度：對(duì)于對(duì)流傳熱起決定作用的幾何尺寸。26. 相似準(zhǔn)則 （如 Nu,Re,Pr,Gr,Ra：） 由幾個(gè)變量組成的無(wú)量綱的組合量。27 . 強(qiáng)迫對(duì)流傳熱：由于機(jī)械 （泵或風(fēng)機(jī)等 ）的作用或其它壓差而引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。28 . 自然對(duì)流傳熱：流體各部分之間由于密度差而引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。29 大空間自然對(duì)流傳熱： 傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周圍物體的干擾時(shí)的自然對(duì)流 傳熱。30. 熱輻射熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，而將部分內(nèi)能轉(zhuǎn)換成電磁波的能量發(fā)射出去的過(guò) 程。31. 吸收比：投射到物體表面的熱輻射中被

6、物體所吸收的比例。32. 反射比：投射到物體表面的熱輻射中被物體表面所反射的比例。33. 穿透比：投射到物體表面的熱輻射中穿透物體的比例。34. 黑體：吸收比a = 1的物體。35 .白體：反射比p =1的物體（漫射表面）36. 透明體：透射比t = 1的物體37. 灰體：光譜吸收比與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的理想物體。38. 黑度：實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值， 即物體發(fā)射能力接 近黑體的程度。39. 輻射力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體的單位輻射面積向外界 （半球空間）發(fā)射的全部波長(zhǎng) 的輻射能。40. 漫反射表面： 如果不論外界輻射是以一束射線沿某一方向投入還是從整個(gè)半球空間均勻投入， 物體表面在半球空間

7、范圍內(nèi)各方向上都有均勻的 反射輻射度 Lr ，則該表面稱為漫反射表面。41. 角系數(shù)： 從表面 1 發(fā)出的輻射能直接落到表面 2 上的百分?jǐn)?shù)。42. 有效輻射：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從單位面積離開(kāi)的總輻射能，即發(fā)射輻射和反射輻射之和。43. 投入輻射：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能。44. 定向輻射度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，單位可見(jiàn)輻射面積在某一方向p 的單位立體角內(nèi)所發(fā)出的 總輻射能 （發(fā)射輻射和反射輻射 ），稱為在該方向的定向輻射度。45. 漫射表面：如該表面既是漫發(fā)射表面，又是漫反射表面，則該表面稱為漫射表面。46. 定向輻射力：?jiǎn)挝惠椛涿娣e在單位時(shí)間內(nèi)向某一方向單位立體角內(nèi)發(fā)射的輻射能。47. 表面輻

8、射熱阻：由表面的輻射特性所引起的熱阻。48. 遮熱板：在兩個(gè)輻射傳熱表面之間插入一塊或多塊薄板以削弱輻射傳熱。49. 重輻射面?zhèn)鳠徇^(guò)程 : 熱量從高溫流體通過(guò)壁面?zhèn)飨虻蜏亓黧w的總過(guò)程.50. 復(fù)合傳熱 :對(duì)流傳熱與輻射傳熱同時(shí)存在的傳熱過(guò)程 .51. 污垢系數(shù) :單位面積的污垢熱阻 .52. 肋化系數(shù) : 肋側(cè)表面面積與光壁側(cè)表面積之比 .53. 順流 :兩種流體平行流動(dòng)且方向相同54. 逆流 : 兩種流體平行流動(dòng)且方向相反55. 效能 :換熱器實(shí)際傳熱的熱流量與最大可能傳熱的熱流量之比.56. 傳熱單元數(shù)：傳熱溫差為1K時(shí)的熱流量與熱容量小的流體溫度變化 1K所吸收或放出的熱流量之比 .它反

9、映了換熱器的初投資和運(yùn)行費(fèi)用 ,是一個(gè)換熱器的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) .57. 臨界熱絕緣直徑 ：對(duì)應(yīng)于最小總熱阻 （或最大傳熱量 ）的保溫層外徑 .58. 輻射傳熱系統(tǒng)中表面溫度未定而凈輻射傳熱量為零的表面。簡(jiǎn)答題分析題1寫出導(dǎo)熱問(wèn)題三類邊界條件的定義及其數(shù)學(xué)描述。(直角坐標(biāo)系下一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源導(dǎo)熱問(wèn)題的導(dǎo)熱微分方程式t2ta-x )(1) 規(guī)定了邊界上的溫度值， 稱為第一類邊界條件。其數(shù)學(xué)描述為：0時(shí),-f2n w，式中，n為表面A的外法線方向。對(duì)于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題,qw =常量。對(duì)于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題，1Lw =常量。(2)規(guī)定了邊界上的熱流密度值，成為第二類邊界條件。其數(shù)學(xué)描述為：0時(shí),(3)規(guī)定了

10、邊界上物體與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h及周圍流體的溫度tf，成為第三類邊界條件。其數(shù)學(xué)描述為:h tw tf。在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，式中h及tf均可為時(shí)間的函數(shù)2試比較強(qiáng)迫對(duì)流橫掠管束傳熱中管束叉排與順排的優(yōu)缺點(diǎn)。(提示：強(qiáng)迫對(duì)流橫掠管束換熱中，管束叉排與順排的優(yōu)缺點(diǎn)主要可以從換熱強(qiáng)度和流 動(dòng)阻力兩方面加以闡述：(1)管束叉排使流體在彎曲的通道中流動(dòng)，流體擾動(dòng)劇烈，對(duì)流換 熱系數(shù)較大，同時(shí)流動(dòng)阻力也較大；(2)順排管束中流體在較為平直的通道中流動(dòng)，擾動(dòng)較弱，對(duì)流換熱系數(shù)小于叉排管束，其流阻也較??；順排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。3、簡(jiǎn)述輻射換熱封閉空腔網(wǎng)絡(luò)法 。 答：求解輻射換熱問(wèn)題時(shí)與電學(xué)

11、中的歐姆定律相比擬，得出一個(gè)封閉空腔網(wǎng)絡(luò)法。由任意放置的兩黑體表面間的輻射換熱計(jì)算公式:式中(Ebi-已2)相當(dāng)于電位差，- _1相當(dāng)于電阻，叫空間熱阻;又由灰表面間的某表面凈輻射換熱公式:具體步驟為：首先所有表面必須形成封閉系統(tǒng)，再繪制熱阻網(wǎng)絡(luò)圖，其具體方法為：每一個(gè)物體表面為 1個(gè)節(jié)點(diǎn)（該物體表面應(yīng)具有相同的溫度和表面輻射吸收特性），其熱勢(shì)為有效輻射Ji;每?jī)蓚€(gè)表面間連接一個(gè)相應(yīng)的空間熱阻；每個(gè)表面與接地間連接一個(gè)表面熱阻和“電池”（黑體輻射力Eb）；若某角系數(shù)為0,即空間熱阻th,則相應(yīng)兩個(gè)表面間可以斷開(kāi)，不連接空間熱阻； 若某表面絕熱，則其為浮動(dòng)熱勢(shì)，不與接地相連4試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)

12、說(shuō)明用溫度計(jì)套管測(cè)量流體溫度時(shí)如何提高測(cè)溫精度。（提示：溫度計(jì)套管可以看作是一根吸熱的管狀肋（等截面直肋），利用等截面直肋計(jì)算肋t f to端溫度th的結(jié)果，可得采用溫度計(jì)套管后造成的測(cè)量誤差t為厶t=tf-th=ch（mH），其中mH，欲使測(cè)量誤差厶t下降，可以采用以下幾種措施:（1）降低壁面與流體的溫差（tf-to），也就是想辦法使肋基溫度 to接近tf,可以通過(guò)對(duì)流體 通道的外表面采取保溫措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）增大（mH）值，使分母ch（mH）增大。具體可以用以下手段實(shí)現(xiàn)：增加 H,延長(zhǎng)溫度計(jì)套管的長(zhǎng)度；減小入，采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做溫度計(jì)套管，如采用不銹鋼管，不要用銅管。因?yàn)椴讳P鋼的導(dǎo)熱系

13、數(shù)比銅和碳鋼小。降低3,減小溫度計(jì)套管的壁厚，采用薄壁管。提高h(yuǎn)增強(qiáng)溫度計(jì)套管與流體之間的熱交換。）5 簡(jiǎn)述集總參數(shù)法的物理意義及應(yīng)用條件。忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的簡(jiǎn)化分析方法稱為集總參數(shù)法。如果物體的導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)大，或者幾何尺寸很小，或表面換熱系數(shù)極低，則其導(dǎo)熱問(wèn)題都可能屬于這一類型的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題。h V/ABiV 0.1M一般以式作為容許采用集總參數(shù)法的判斷條件，其中M是與物體幾何形狀有關(guān)的無(wú)量綱數(shù)。6 什么是相似原理？判斷物理現(xiàn)象相似的條件是什么？相似原理在工程中有什么作用？ 對(duì)于兩個(gè)同類的物理現(xiàn)象， 如果在相應(yīng)的時(shí)刻與相應(yīng)的地點(diǎn)上與現(xiàn)象有關(guān)的物理量 對(duì)應(yīng) 成比例，則稱此兩現(xiàn)象彼此相似。

14、判斷兩個(gè)同類物理現(xiàn)象相似的條件是： （1）同名的已定特征數(shù)相等；（2）單值性條件相似。 所謂單值性條件，是指使被研究的問(wèn)題能被唯一地確定下來(lái)的條件，它包括：（1）初始條件;（2）邊界條件；（3）幾何條件；（4）物理?xiàng)l件。相似原理可用來(lái)指導(dǎo)試驗(yàn)的安排及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，也可用來(lái)知道模化試驗(yàn)7. Nu , Re, Pr, Gr準(zhǔn)則數(shù)的物理意義是什么?Nuhi，是壁面上流體的無(wú)量綱溫度梯度。Reut，是慣性力與粘性力之比的一種度量。PrCpa，是動(dòng)量擴(kuò)散厚度與熱量擴(kuò)散厚度之比的一種度量。Grgl3 t2，是浮升力與粘性力之比的一種度量。8簡(jiǎn)述角系數(shù)的定義及性質(zhì)。把從表面1發(fā)出的輻射能中落到表面2上的百

15、分?jǐn)?shù)，成為表面1對(duì)表面2的角系數(shù)，記為Xl,2。角系數(shù)的性質(zhì)(1)相對(duì)性 A1X1,2 A2X2,1（2）完整性對(duì)N個(gè)表面組成的封閉腔有,X1,j j 1XXX（3）可加性設(shè)表面2有2a和2b兩部分組成，則有 1,21,2a1,2B9.強(qiáng)化傳熱的原則是什么?強(qiáng)化傳熱時(shí)，對(duì)熱阻較大的一側(cè)流體換熱下功夫,往往能收到顯著的效果。即在傳熱溫差不變時(shí)，改變傳熱過(guò)程中熱阻大的那一環(huán)節(jié)的熱阻，可以大大增加傳熱過(guò)程的傳熱量。如果要采用加肋片的方式強(qiáng)化傳熱過(guò)程的話，只有在hi,ho相差較大，而Ai, Ao相差不大時(shí),在h較小的一側(cè)加肋才能收到顯著的強(qiáng)化效果。當(dāng) Ahi Aoho但數(shù)值都很小時(shí)，兩側(cè)都要強(qiáng) 化措施

16、，如雙側(cè)強(qiáng)化管。10.氣體輻射有什么特點(diǎn)？（1 ）不同氣體，輻射和吸收的本領(lǐng)不同。（2）氣體輻射對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性。（3）氣體的輻射和吸收是在整個(gè)容器中進(jìn)行的，與氣體在容器中的分子數(shù)目及容器的形狀 和容積有關(guān)11.對(duì)流換熱是如何分類的？影響對(duì)流換熱的主要物理因素有哪些？ 對(duì)流換熱的分類如下所示：影響對(duì)流換熱的因素主要有以下五個(gè)方面：（1）流體流動(dòng)的起因；（2）流體有無(wú)相變；（3）流體的流動(dòng)狀態(tài)；（4 ）換熱表面的幾何因素；（5）流體的物理性質(zhì)12. 速度邊界層和溫度邊界層的物理意義和數(shù)學(xué)定義是什么？在固體表面附近流體速度發(fā)生劇烈變化的薄層稱為流動(dòng)邊界層，又稱速度邊界層。通常規(guī)定達(dá)到主流速度的99

17、%處的距離為速度邊界層的厚度，記為。固體表面附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的薄層稱為溫度邊界層或熱邊界層，其厚度記為 一般以過(guò)余溫度為來(lái)流過(guò)余溫度的99%處定義為t的外邊界。13.簡(jiǎn)述對(duì)流換熱和傳熱過(guò)程的區(qū)別、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（對(duì)流換熱系數(shù)）和傳熱系數(shù)的區(qū)別。對(duì)流換熱是指流體流過(guò)一個(gè)物體表面時(shí)的熱量傳遞過(guò)程。傳熱過(guò)程是指熱量由壁面一側(cè)的流體通過(guò)壁面?zhèn)鞯搅硪粋?cè)的流體中去的過(guò)程。傳熱過(guò)程包含（2）從壁面高溫側(cè)到壁面低溫側(cè)的熱著三個(gè)環(huán)節(jié)：（1）從熱流體到壁面高溫側(cè)的熱量傳遞;量傳遞，亦即穿過(guò)固體壁的導(dǎo)熱；（3 ）從壁面低溫側(cè)到冷流體的熱量傳遞。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是對(duì)流換熱計(jì)算時(shí)的比例系數(shù),A t，它不僅取決于流體的

18、物性以及換熱表面的形狀、大小與布置，而且還與流速有密切的關(guān)系。傳熱系數(shù)為傳熱過(guò)程計(jì)算時(shí)的比例系數(shù), 兩種流體的種類，還與過(guò)程本身有關(guān)。h2，其大小不僅取決于傳熱過(guò)程的以過(guò)余溫度為來(lái)流過(guò)余溫度的99 %處定義為t的外邊界。14什么是流動(dòng)邊界層，什么是熱邊界層？為什么它們的厚度之比與普朗特?cái)?shù)Pr有關(guān)？流動(dòng)邊界層是由于流體粘度造成的速度變化的區(qū)域，熱邊界層是由于流體的熱擴(kuò)散率造成溫度變化的區(qū)域，它們的厚度之比應(yīng)與形成流體邊界層和邊界層的流體黏度V和熱擴(kuò)散率a之比有關(guān)，即與普朗特?cái)?shù) pr有關(guān)，且已被理論證明。16試比較準(zhǔn)則數(shù)Nu和Bi的異同。hlhlN u B i 從形式上看，Nu數(shù)()與Bi數(shù)()完全相同，但二者物理意義卻不同。(1) Nu數(shù)中的為流體的入導(dǎo)熱系數(shù)，而一般 h未知，因而Nu數(shù)一般是待定準(zhǔn)則。Nu數(shù)的物理意義表示壁面附近流體的無(wú)量綱溫度梯度，他表示流體對(duì)流 換熱的強(qiáng)弱。(2) Bi數(shù)中的入為導(dǎo)熱物體的導(dǎo)熱系數(shù)，且一般情況下h已知，Bi數(shù)一般是丄丄已定準(zhǔn)則。Bi數(shù)的物理意義是導(dǎo)熱物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻(一)與外部對(duì)流熱阻(金)的 相對(duì)大小。17請(qǐng)分析遮熱板的原理及其在削弱輻射換熱中的作用(1) 在輻射換熱表面之間插入金屬(或固體)薄板，稱為遮熱板。(2) 其原理是，遮熱板的存在增大了系統(tǒng)中的輻射換熱熱阻，使輻射過(guò)程的總熱阻增大，系統(tǒng)黑度減少，使輻射換熱量減少。(3) 遮熱