傳熱學-?？济~解釋和簡答題

1、優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載熱阻：反映阻止熱量傳遞的能力的綜合參量。3 簡述接觸熱阻，污垢熱阻的概念。肋效率：征肋片散熱的有效程度。肋片的實際散熱量與其整個傅立葉定律及其表達式：在導熱的過程中，單位時間內(nèi)通兩個名義上互相接觸的固體表面，實際上接觸僅發(fā)肋片都處于肋基溫度下得散熱量之比。過給定截面的導熱量，正比于垂直該截面方向上的變化率生在一些離散的面積元上。在未接觸的界面之間的間隙中常接觸熱阻：在 未接觸的界面之間的間隙常常充滿了空氣，和截面面積，而熱量傳遞的方向則與溫度升高的方向相常充滿了空氣，熱量將以導熱及輻射的方式穿過這種氣隙與兩個固體便面完全接觸相比，增加了附加的傳遞阻力，反。層。這種情況與兩固體表

2、面真正完全接觸相比，增加了附加稱為接觸熱阻。 Q= Adt/dx的傳遞阻力，稱為接觸熱阻。換熱器的污垢熱阻：換熱器在運行中積起的垢層的導熱阻力，牛頓冷卻公式：對單位面積有q=h t ；對于面積為 A換熱器運行一段時間后，換熱面上常會積起水垢、它所表現(xiàn)出來的一個當量的熱阻值。491的接觸面： =Ah tm （ m是下標）污泥、油污、煙灰之類的覆蓋物垢層。所有這些覆蓋物層都導熱系數(shù)：物體中單位溫度降單位時間通過單位面積的導熱量。黑體輻射的四個基本定律：斯忒藩波爾茲曼定律普表現(xiàn)為附加的熱阻，使傳熱系數(shù)減小，換熱器性能下降。這朗克定律蘭貝特定律維恩定律種熱阻稱為污垢熱阻。熱邊界層及厚度：在對流傳熱條件

3、下, 主流與壁面之間存在著溫基爾霍夫定律：在給定溫度下，對于給定波長，所有物體4 簡述對流換熱和傳熱過程的區(qū)別、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)( 對流換度差 , 在壁面附近的一個薄層內(nèi), 流體溫度在壁面的法線方向上發(fā)生劇烈的變化 , 而在此薄層之外 ,流體的溫度梯度幾乎為零,的比輻射率與吸收率的比值相同，且等于該溫度和波長下熱系數(shù) ) 和傳熱系數(shù)的區(qū)別。理想黑體的比輻射率。對流換熱是指流體流過一個物體表面時的熱量傳遞過此薄層稱為溫度邊界層 .相似原理的基本內(nèi)容及其應用：程。定性溫度：定性溫度為流體的平均溫度。Bi 數(shù)： hl/ 入 固體內(nèi)部導熱熱阻與界面上換熱熱阻之比。傳熱過程是指熱量由壁面一側(cè)的流體通過壁面?zhèn)?/p>

4、到另汽化核心：加熱表面能產(chǎn)生氣泡的地點。黑度：實際輻射力 E和同溫度下黑體的輻射力Eb之比Fo數(shù)： a /l 2非穩(wěn)態(tài)過程的無量綱時間，表征過程進行一側(cè)的流體中去的過程。傳熱過程包含著三個環(huán)節(jié)：（1）從的深度。熱流體到壁面高溫側(cè)的熱量傳遞；（ 2 ）從壁面高溫側(cè)到壁面黑體指能吸收投入到其表面上的所有熱輻射能量的物體。Nu數(shù)： hl/ 壁面上的流體無量綱溫度梯度。低溫側(cè)的熱量傳遞，亦即穿過固體壁的導熱；（ 3）從壁面低灰體：對于各種波長的電磁波的吸收系數(shù)為常數(shù)且與波長Re數(shù)： ul/v慣性力與粘性力之比的一種度量。溫側(cè)到冷流體的熱量傳遞。無關的物體，其吸收系數(shù)介于 0與 1之間的物體。Pr 數(shù)：

5、 p/ =v/a動量擴散能力與熱量擴散能力的一表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是對流換熱計算時的比例系數(shù)，有效輻射：有效 輻射是指單位時間內(nèi)離開表面單位面積的種度量?？傒椛淠埽洖镴。Gr 數(shù)： gl 3 v t/v 2 浮升力與粘性力之比的一種量度。投射輻射：單位時間內(nèi)從外界投入到物體的單位表面積上的總輻射能。1 熱量傳遞有哪幾種基本方式？它們各自的傳熱機理是重輻射面：表面溫度未定而凈輻射傳熱量為零的表面。什么？簡單逆流式換熱器：熱量傳遞有三種基本方式：導熱、對流和熱輻射。定向輻射強度：從黑體單位可見面積發(fā)射出去的落到空間任意物體各部分間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、 原子及方向的單位立體角中的能量，稱為定向輻射

6、強度。自由電子等微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞稱為導膜狀凝結(jié)：如果凝結(jié)液體很好地潤濕壁面，它就在壁面上鋪展h，它不僅取決于流體的物性以及換熱表面的A t形狀、大小與布置，而且還與流速有密切的關系。傳熱系數(shù)為傳熱過程計算時的比例系數(shù)，k1，其大小不僅取決于傳熱過程的11h1h2熱（或稱為熱傳導） 。兩種流體的種類，還與過程本身有關。成膜，這種凝結(jié)形式就稱為膜狀凝結(jié)。對流是指由于流體的宏觀運動，從而流體各部分之間5 簡述導熱系數(shù)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱系數(shù)之間的區(qū)別。珠狀凝結(jié)：當凝結(jié)液體不能很好地潤濕壁面時，凝結(jié)液體在壁發(fā)生相對位移、冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞過導熱系數(shù)是表征材料導熱性能優(yōu)劣的

7、參數(shù)，即是一面上形成以個個的小液珠，稱為珠狀凝結(jié)。程。種物性參數(shù)。不同材料的導熱系數(shù)值不同，即使是同一種材熱擴散率：定義式為a= / c，它 表示物 體 在 加熱 或 冷 卻 中，物體會因為各種原因發(fā)出輻射能，其中因為熱的原因料，導熱系數(shù)值還與溫度等因素有關。溫度趨于均勻一致的能力。這個綜合物性參數(shù)對穩(wěn)態(tài)導發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射。自然界中各個物體都不停表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是表征對流換熱強弱的參數(shù)，它不僅取決熱沒有影響，但是在非穩(wěn)態(tài)導熱過程中，它是一個非常地向空間發(fā)出熱輻射， 同時又不斷地吸收其他物體發(fā)出的于流體的物性以及換熱表面的形狀、大小與布置，而且還與重要的參數(shù)。熱輻射。 輻射與吸收過程的綜合

8、結(jié)果就造成了以輻射方式流速有密切的關系，是取決于多種因素的復雜函數(shù)。定向輻射強度：指垂直于輻射方向的物體單位表面積在單進行的物體間的熱量傳遞輻射換熱。傳熱系數(shù)是表征傳熱過程強烈程度的標尺，其大小位時間、單位立體角內(nèi)向外發(fā)射出的輻射能量。是一表2 什么叫傳熱過程？傳熱系數(shù)的定義及物理意義是什不僅取決于參與傳熱過程的兩種流體的種類，還與過程本身征物體表面沿不同方向發(fā)射能量的強弱的物理量。么？有關，如流速的大小，有無相變等。特征尺寸：在分析計算中作為依據(jù)的對換熱有決定意義的尺寸。熱量由壁面一側(cè)的流體通過壁面?zhèn)鞯搅硪粋?cè)的流體6 簡述溫度場，等溫面，等溫線的概念。輻射力： 輻射力是指單位時間內(nèi)物體單位表

9、面積向半球空間所中去的過程稱為傳熱過程。物體中存在著溫度的場，稱為溫度場，它是各時刻物體有方向發(fā)射出去的全部波長的輻射能的總量，它的常用單位是傳熱系數(shù)，數(shù)值上它等于冷、熱流體間溫壓中各點溫度分布的總稱。W/。t 1 、傳熱面積 A2溫度場中同一瞬間同溫度各點連成的面稱為等溫面。在對流換熱和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：流體經(jīng)過固體表面時流體與固體間1 m 時的熱流量的值，任何一個二維的截面上等溫面表現(xiàn)為等溫線。的熱量交換。 對流傳熱基本計算式牛頓冷卻公式中的比例是表征傳熱過程強烈程度的標尺。傳熱過程越強， 傳熱系系數(shù)，一般記做 h，以前又常稱對流換熱系數(shù)，單位是 W/( *K) ，數(shù)越大，反之越小。含義是對流

10、換熱速率。燒毀點：燃料元件發(fā)生燒毀的位置。7 寫出導熱問題三類邊界條件的定義及其數(shù)學描述。（ 1）規(guī)定了邊界上的溫度值，稱為第一類邊界條件。其數(shù)學描述為：0時，twf1。對于穩(wěn)態(tài)導熱問題， t w 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)學描述為：0 時 ，tf 2，式中，n 為表面 A 的外法n w線方向。對于穩(wěn)態(tài)導熱問題，qw 常量。（ 3）規(guī)定了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t f，成為第三類邊界條件。其數(shù)學描述th tw t f為：。在非穩(wěn)態(tài)導熱時，nw式中 h 及 t f 均可為時間的函數(shù)。8, 導熱系數(shù)為什么和物體溫度有關？而在實際

11、工程中為什么經(jīng)常將導熱系數(shù)作為常數(shù)？物體各部分間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞稱為導熱。導熱系數(shù)是表征材料熱性能優(yōu)劣的參數(shù)。而微觀粒子的熱運動與溫度密切相關，因此導熱系數(shù)和物體溫度有關。在實際工程中，在相當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)導熱系數(shù)隨物體溫度的變化較小，因此常常將導熱系數(shù)作為常數(shù)。9 什么是形狀因子？如何應用形狀因子進行多維導熱問題的計算？導熱問題中， 兩個等溫面間導熱熱流量總是可以表示成以下統(tǒng)一的形式：S t1 t2，其中，S 與導熱物體的形狀及大小有關，成為形狀因子。形狀因子S 是有量綱的物理量，其單位為m 。在多維導熱問題中，如已知兩個等溫面的溫度

12、，計算出形狀因子，帶入St1 t2 ，即可求得兩個等溫表面之間的導熱熱流量。19 對管內(nèi)流和管外流，Re準則數(shù)中的特性長度的取法是不一樣的，說明其物理原因。選取特征長度時，要把所研究問題中具有代表性的尺度取為特征長度。由于管內(nèi)流和管外流的換熱面不同，管內(nèi)流的換熱面為管壁內(nèi)表面，因此取管內(nèi)徑為特征長度；管外流的換熱面為管壁外表面，因此取管外徑為特征長度。優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載10 簡述非穩(wěn)態(tài)導熱的分類及各類型的特點。14無限大平板和半無限大平板的物理概念是什么？半無限根據(jù)物體隨時間的推移而變化的特性可以將非穩(wěn)態(tài)大平板的概念是如何應用在實際工程問題中的？導熱區(qū)分為兩類：物體的溫度隨時間的推移逐漸趨近于恒

13、所謂無限大平板是對實際物體的一種抽象及簡化處定的值及物體的溫度隨時間而作周期性的變化。理。當一塊平板的長度和寬度遠大于其厚度，因而平板的長前者物體中的溫度分布存在著兩個不同的階段。在度和寬度的邊緣向四周的散熱對平板內(nèi)的溫度分布影響很第一階段里， 溫度分布呈現(xiàn)出主要受初始溫度分布控制的小，以致于可以把平板內(nèi)各點的溫度看作僅是厚度的函數(shù)特性，即在這一階段中物體中的溫度分布受初始溫度分布時，該平板就是一塊“無限大”平板。很大的影響。 這一初始階段稱為非正規(guī)狀況階段。當過程所謂半無限大平板，幾何上是指從x0 的界面進行到一定深度時，物體的初始溫度分布的影響逐漸消開始向正的 x 方向無限延伸的平板失，物

14、體中不同時刻的溫度分布主要取決于邊界條件和物若一具有有限厚度和均勻初溫的平板，其一側(cè)表面性，此時非穩(wěn)態(tài)導熱過程進入到了第二個階段，即正規(guī)狀的邊界條件突然受到熱擾動。當擾動的影響還局限在表面附?jīng)r階段。近而尚未深入到平板內(nèi)部中去時，就可有條件地把該平板視后者物體中各點的溫度及熱流密度都隨時間作周為一“半無限大平板” 。期性的變化。15對流換熱是如何分類的？影響對流換熱的主要物理因素11 簡述 Bi 準則數(shù)， Fo 準則數(shù)的定義及物理意義。有哪些？ 對流換熱的分類如下所示：Bihl影響對流換熱的因素主要有以下五個方面：（ 1 ）流體流動的，表征固體內(nèi)部導熱熱阻與其界面起因；（ 2）流體有無相變； （

15、 3）流體的流動狀態(tài)；（4）換熱上換熱熱阻比值的無量綱數(shù)。表面的幾何因素； （ 5 ）流體的物理性質(zhì)Foa16 速度邊界層和溫度邊界層的物理意義和數(shù)學定義是什，非穩(wěn)態(tài)過程的無量綱時間，表l2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征過程進行的深度。動邊界層， 又稱速度邊界層。通常規(guī)定達到主流速度的99 12 Bi0 和 Bi各代表什么樣的換熱條處的距離為速度邊界層的厚度，記為。件？固體表面附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的薄層稱為溫Bi/，Bi0時，度邊界層或熱邊界層，其厚度記為t 。一般以過余溫度為1/ h/1h幾乎，物體內(nèi)部的導熱熱阻來流過余溫度的 99 處定義為可以忽略， 因而任一時

16、刻物體中各點的溫度接近均勻，并t的外邊界。隨著時間的推移，逐漸趨近于周圍流體的溫度。17管外流和管內(nèi)流的速度邊界層有何區(qū)別？Bi時， 1/ h/，表面對流換熱熱管外流情況下，換熱壁面上的速度邊界層能自由發(fā)阻 1/ h 幾乎可以忽略， 因而過程一開始物體的表面溫度展，不會受到鄰近壁面存在的限制。變化到周圍流體溫度。隨著時間的推移，物體內(nèi)部各點的管內(nèi)流情況下，當流體從大空間進入圓管時，速度溫度逐漸趨近于周圍流體的溫度。邊界層有一個從零開始增長直到匯合于管子中心線的過程。13 簡述集總參數(shù)法的物理意義及應用條件。18什么是特征長度和定性溫度？選取特征長度的原則是什忽略物體內(nèi)部導熱熱阻的簡化分析方法稱

17、為集總參么？ 出現(xiàn)在特征數(shù)定義式中的幾何尺度稱為特征長度。數(shù)法。如果物體的導熱系數(shù)相當大，或者幾何尺寸很小，用以決定流體物性參數(shù)的溫度稱為定性溫度。或表面換熱系數(shù)極低，則其導熱問題都可能屬于這一類型選取特征長度的原則為：要把所研究問題中具有代的非 穩(wěn)態(tài)導熱問題 。一般 以式表性的尺度取為特征長度。h V / A20什么是相似原理？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？對于兩個同類的物理現(xiàn)象，如BiV0.1M 作為容許采用集果在相應的時刻與相應的地點上與現(xiàn)象有關的物理量一一總參數(shù)法的判斷條件，其中M 是與物體幾何形狀有關對應成比例，則稱此兩現(xiàn)象彼此相似。判斷兩個同類物理現(xiàn)的無

18、量綱數(shù)。象相似的條件是： （ 1 ）同名的已定特征數(shù)相等； （ 2）單值性24 對于實際凝結(jié)換熱器，有那些方法可以提高膜狀凝結(jié)條件相似。所謂單值性條件，是指使被研究的問題能被唯一換熱系數(shù)？ （1 ）排除不凝結(jié)氣體（ 2）使蒸氣流動方向地確定下來的條件， 它包括：（ 1 ）初始條件；（ 2）邊界條件；與液膜向下的流動同方向（3）管外側(cè)強化凝結(jié)的表面結(jié)（ 3）幾何條件； （ 4）物理條件。構（4 ）管內(nèi)側(cè)采用擾動避免液膜厚度不斷增厚相似原理可用來指導試驗的安排及試驗數(shù)據(jù)的整理，也可用來知道模化試驗。21 Nu ， Re， Pr ， Gr 準則數(shù)的物理意義是什么？hlNu，是壁面上流體的無量綱溫度梯

19、度。ulRe，是慣性力與粘性力之比的一種度量。cpPr，是動量擴散厚度與熱量擴散a厚度之比的一種度量。gl 3tGr，是浮升力與粘性力之比的一種2度量。22 簡述膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)的概念。如果凝結(jié)液體能很好地濕潤壁面，它就在壁面上鋪展成膜。這種凝結(jié)形式稱為膜狀凝結(jié)。當凝結(jié)液體不能很好地濕潤壁面時，凝結(jié)液體在壁面上形成一個個的小液珠，稱為珠狀凝結(jié)。23 對于單根管子，有那些因素影響層流膜狀凝結(jié)換熱？它們起什么作用？ （ 1）不凝結(jié)氣體 ，在靠近液膜表面的蒸氣側(cè)，隨著蒸氣的凝結(jié)，蒸氣分壓力減小而不凝結(jié)氣體的分壓力增大。蒸氣在抵達液膜表面進行凝結(jié)前，必須以擴散方式穿過聚積在界面附近的不凝結(jié)氣體層。因

20、此，不凝結(jié)氣體層的存在增加了傳遞過程的阻力。同時蒸氣分壓力的下降，使相應的飽和溫度下降，減小了凝結(jié)的驅(qū)動力t ，也使凝結(jié)過程削弱。（ 2）蒸氣流速，蒸氣流速高時，蒸氣流對液膜表面會產(chǎn)生明顯的粘滯應力。其影響又隨蒸氣流向與重力場同向或異向、流速大小以及是否撕破液膜等而不同。一般來說，當蒸氣流動方向與液膜向下的流動同方向時，使液膜拉薄， h 增大；反方向時則會阻滯液膜的流動使其增厚，從而使 h 減小。（3 ）過熱蒸氣對于過熱蒸氣，只要把計算式中的潛熱改用過熱蒸氣與飽和液的焓差，亦可用飽和蒸氣的實驗關聯(lián)式計算過熱蒸氣的凝結(jié)換熱。（ 4）液膜過冷度及溫度分布的非線性只要用 r代替計算公式中的r ，就可

21、以照顧到這兩個因素的影響：rr0.68cp t st w。（ 5）管內(nèi)冷凝，以水平管中的凝結(jié)為例，當蒸氣流速低時，凝結(jié)液主要積聚在管子的底部，蒸氣則位于管子上半部。如果蒸氣流速比較高，則形成所謂環(huán)狀流動，凝結(jié)液較均勻地展布在管子四周，而中心則為蒸氣核。隨著流動的進行，液膜厚度不斷增厚以致凝結(jié)完時占據(jù)了整個截面。（ 6）凝結(jié)表面的幾何形狀，用各種帶有尖峰的表面使在其上冷凝的液膜減薄，以及使已凝結(jié)的液體盡快從換熱表面上排泄掉。這樣可以強化膜狀凝結(jié)換熱。優(yōu)質(zhì)資料歡迎下載25 什么是黑體，灰體？實際物體在什么樣的條件下可以看成是灰體？吸收比1 的物體叫做絕對黑體，簡稱黑體。 在熱輻射分析中，把光譜吸收

22、比與波長無關的物體稱為灰體。對工程計算而言，只要在所研究的波長范圍內(nèi)光譜吸收比基本上與波長無關，則灰體的假定即可成立，而不必要求在全波段范圍內(nèi)為常數(shù)26 物體的發(fā)射率，吸收比，反射比，穿透比是怎樣定義的？發(fā)射率和反射比有何不同？ 實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值稱為實際物體的發(fā)射率，記為。物體對投入輻射所吸收的百分數(shù)稱為該物體的吸收比。物體對投入輻射所反射的百分數(shù)稱為該物體的反射比。投入輻射穿透物體的百分數(shù)稱為該物體的穿透比。發(fā)射率是表征實際物體輻射力的大小。反射比是表征物體對投入輻射的反射能力的大小。28 物體的發(fā)射率取決于物體本身，而不涉及外部條件。因此，發(fā)射率可看成是物性。 但是吸收比與外界條件有關。為什么對于灰體，吸收比也可看成是物性，并等于發(fā)射率？ 按灰體的定義， 其吸收比與波長無關，在一定溫度下是一個常數(shù)。假設在某一溫度T 下，一灰體與黑體處于熱平衡， 按基爾霍夫定律TT 。然后，考慮改變該灰體的環(huán)境，使其所受到的輻射不是來自同溫下的黑體輻射， 但保持其自身溫度不變，此時考慮到發(fā)射率及灰體吸收比的性質(zhì)，顯然仍有TT。所以對于灰體，一定有。29 簡述黑體輻射基本定律的物理意義及計算應用。普朗克定律揭示了黑體輻射能按照波長分布的規(guī)c15律： Ebec2 / T1式