傳熱學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料

-.z.傳熱學(xué)基礎(chǔ)一、填空題1、傳熱的基本方式有熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種。熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射2、傳熱過程可分為不隨時(shí)間變化的和隨時(shí)間變化的。穩(wěn)態(tài)傳熱、非穩(wěn)態(tài)傳熱3、對流換熱實(shí)質(zhì)是和兩種傳熱機(jī)理共同作用的結(jié)果。熱對流、導(dǎo)熱4、*瞬時(shí)物體部各點(diǎn)溫度的集合稱為該物體的，其同溫度各點(diǎn)連成的面稱為，其法線方向上溫度的變化率用表示。溫度場、等溫面、溫度梯度5、當(dāng)物質(zhì)的種類一定時(shí)，影響導(dǎo)熱系數(shù)大小的外因主要是和。6、表示物體的蓄熱量與界面上換熱量的比值稱為。時(shí)間常數(shù)7、在湍流傳熱時(shí)，熱阻主要集中在，因此，減薄該層的厚度是強(qiáng)化的重要途徑。層流層、對流傳熱8、對流傳熱系數(shù)的主要影響因素有（1）（2）（3）（4）（5）。流體的種類和相變化的情況；流體的性質(zhì)；流體流動的狀態(tài)；流體流動的原因；穿熱面的形狀、分布和大小9、無相變時(shí)流體在圓形直管中作強(qiáng)制湍流傳熱，在α=0.023λ/diRe0.8Prn公式中，n是為校正的影響。當(dāng)流體被加熱時(shí)，n取，被冷卻時(shí)n取。熱流方向、0.4、0.310、努塞爾特準(zhǔn)數(shù)Nu表示的準(zhǔn)數(shù)，其表達(dá)式為，普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr表示的準(zhǔn)數(shù)，其表達(dá)式為。對流傳熱系數(shù)、、物性影響、11、蒸汽冷凝有和兩種方式。膜狀冷凝、滴狀冷凝12、雙層平壁定態(tài)熱傳導(dǎo)，兩層壁厚面積均相等，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為和，其對應(yīng)的溫度差為和，若>，則和的關(guān)系為。<二、簡答題1、何謂熱對流？何謂對流傳熱？對流換熱又可分為哪兩大類？答：熱對流是指流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞。通常，對流傳熱是指流體與固體壁面間的傳熱過程，它是熱對流和熱傳導(dǎo)的結(jié)合。它又可分為強(qiáng)制對流和自然對流兩類。2、請簡述輻射換熱區(qū)別于導(dǎo)熱和熱對流方式最主要的特征。它是唯一一種非接觸的傳熱方式；它不僅產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)移，而且還伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換，即發(fā)射時(shí)從熱能轉(zhuǎn)換為輻射能，而被吸收時(shí)又從輻射能轉(zhuǎn)換為熱能。3、請簡述在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中物體中溫度分布存在的兩個(gè)階段。（1）在第一階段，溫度分布主要受初始溫度分布的控制，此階段稱為非正規(guī)狀況的階段。（2）當(dāng)過程進(jìn)行到一定的深度，物體中不同時(shí)刻的溫度分布主要取決于邊界條件及物性，此時(shí)為第二階段，即正規(guī)狀況階段。4、若熱流體走管，冷流體走管外，兩流體通過間壁的傳熱包括那幾個(gè)過程？答：包括以下三個(gè)過程：（1）熱流體以對流傳熱方式將熱量傳給管壁（2）熱量由壁面以熱傳導(dǎo)方式傳給外壁面（3）熱量由外壁面以對流傳熱的方式傳給冷流體三、計(jì)算題1、一紅磚平面墻厚度為500，一側(cè)壁面溫度為200℃，另一側(cè)壁面溫度為30℃，紅磚的導(dǎo)熱系數(shù)可取為0.57（℃）。求：（1）通過平壁的熱傳導(dǎo)通量。（2）平壁距離高溫側(cè)350處的溫度，℃。解：（1）求已知℃，℃，，（℃）單層平壁熱傳導(dǎo)通量（2）設(shè)平壁距離350處的溫度為，則有：解得：2、用平板法測定固的導(dǎo)熱系數(shù)。在平板一側(cè)用電熱器加熱，另一側(cè)用冷卻器冷卻，同時(shí)在板的兩側(cè)用熱電偶測量其表面溫度。若所測固體的表面積為0.01，厚度為20。實(shí)驗(yàn)測得電流表讀數(shù)為0.58，伏特計(jì)讀數(shù)為100，兩側(cè)表面的溫度分別為180℃和30℃。求：該材料的導(dǎo)熱系數(shù)。（1）由實(shí)驗(yàn)測得的電流和電壓可求出導(dǎo)熱量（2）由單層平壁熱傳導(dǎo)方程可求出由可得：3、*爐壁由下列三種材料組成，層是耐火磚，，；中間是保溫磚，，；最外層是建筑磚，，。今測得其壁溫度，外壁溫度。求（1）通過爐墻單位面積的熱損失。（2）各層的溫差。（3）各層接觸面的溫度。（假設(shè)各層接觸良好）解：設(shè)為耐火磚和保溫磚之間接觸面的溫度。為保溫磚和建筑磚之間接觸面的溫度。由多層平壁定態(tài)熱傳導(dǎo)公式可以導(dǎo)出：（2）、、分別為耐火磚層，保溫磚層和建筑磚層的溫差。因是多層平壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)，故由可得，（3）4、平壁爐的爐壁由三種材料所組成，層是耐火磚，，；中間是絕緣磚，，；最外層是鋼板，，。若耐火磚層表面溫度，鋼板外表面溫度。求（1）導(dǎo)熱的熱通量。（2）若計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的熱損失（）不符，分析原因并計(jì)算附加熱阻。解：（1）由三層平壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)公式求計(jì)算結(jié)果：，分析原因是：說明平壁層間接觸不良，有空氣層存在，產(chǎn)生了附加熱阻。即代入數(shù)據(jù)得：解出5、*平壁爐是由一耐火磚與一層普通磚砌成，兩層得厚度均為100，其導(dǎo)熱系數(shù)分別為及。待操作穩(wěn)定后，測得爐壁得表面溫度為700℃，外表面溫度為130℃。為減少熱損失，在普通磚的外表面砌一層厚度為40，導(dǎo)熱系數(shù)為的保溫層，待操作穩(wěn)定后，又測得爐表面溫度為740℃，外表面溫度為90℃。今設(shè)原來的兩層材料導(dǎo)熱系數(shù)不變。求：加上保溫層后單位面1積爐壁的熱損失比原來減少的百分?jǐn)?shù)。解：（1）加保溫層前，單位面積爐壁的熱損失。此時(shí)，為兩層平壁的熱傳導(dǎo)：（2）加保溫后，單位面積爐壁的熱損失為，此時(shí)為三層平壁的熱傳導(dǎo)：（3）增加保溫層后，熱損失比原來減少的百分?jǐn)?shù)為：6、有一直徑為的鋼管，其長度為3，已知管壁溫度為100℃，外壁溫度為90℃。求該管的熱損失為多少。（已知鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)為45）解：本題為單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)，求熱損失可用式：式中各量為：，，，，代入上式可得7、有一蒸汽管外徑為25，管外包以兩層保溫材料，每層厚度均為25，外層與層保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)之比為，此時(shí)的熱損失為。今將外兩層材料互換位置，且設(shè)管外壁與保溫層外表面的溫度均不變，則熱損失為。求，并說明何種材料放在里層為好。解：（1）蒸汽管外半徑層保溫層外半徑外層保溫層外半徑已知，故（2）當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)小的材料包在里層時(shí)，熱損失為：（3）當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)大的材料包在里層時(shí)，熱損失為：（4）可求出：，說明在圓筒壁當(dāng)采用兩種以上材料保溫時(shí)，為減少熱損失，應(yīng)將小的材料包在里層為好。8、在一個(gè)的鋼管外包有兩層絕熱材料,里面為的氧化鎂粉,平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.07；外層為20的石棉層，其平均導(dǎo)熱系數(shù)為0.15，鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45，現(xiàn)測出管壁溫度為500℃，最外層溫度為80℃。求（1）每米管長的熱損失。（2）兩層保溫層界面的溫度。（假設(shè)層間接觸良好）求每米管長的熱損失，此為三層圓筒壁的熱傳導(dǎo)。已知：，，代入下式：保溫層界面溫度,可按兩層圓筒壁導(dǎo)熱來計(jì)算：可解出9、求絕壓為140，流量為1000的飽和水蒸汽冷凝后并降溫到60℃時(shí)所放出的熱量。用兩種方法計(jì)算并比較結(jié)果。已知140水蒸汽的飽和溫度為109.2℃，冷凝熱為2234.4，焓為2692.1；60℃的水的焓為251.21。解：（1）第一種方法（2）第二種方法①冷凝水的平均溫度為查出84.6℃下的水的比熱容為：②水蒸氣冷凝并降溫放出的熱量為：計(jì)算表明兩種方法結(jié)果一樣，但是第一種方法較簡單。10、將0.417、80℃的有機(jī)苯，通過一換熱器冷卻到