傳熱學(xué)試卷填空題

PAGEPAGE1《傳熱學(xué)》填空匯總緒論1、導(dǎo)熱又稱熱傳導(dǎo)，是指物體各部分無(wú)相對(duì)位移或不同物體直接接觸時(shí)，依靠微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象，導(dǎo)熱過(guò)程可以在固體、液體和氣體中發(fā)生。2、導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值時(shí)上等于物體單位溫度降單位時(shí)間通過(guò)單位面積的導(dǎo)熱量，表征了物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是物質(zhì)的屬性，工程計(jì)算采用的各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值一般均由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。3、熱輻射或輻射換熱與其他熱量傳遞方式相比存在兩個(gè)顯著的特點(diǎn)在傳遞過(guò)程中存在能量形式的轉(zhuǎn)換、可在真空中傳遞（冷熱物體不需要直接接觸）。4、單位面積的導(dǎo)熱熱阻的單位是m2K/W（或m2℃/W）5、傳熱學(xué)是從宏觀角度進(jìn)行物理現(xiàn)象的分析，其并不研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，而把物質(zhì)視為連續(xù)介質(zhì)。第一章1、導(dǎo)熱理論的任務(wù)就是要找出任何時(shí)刻物體中各處的溫度，為此所建立的導(dǎo)熱微分方程給出了物體導(dǎo)熱過(guò)程的基本規(guī)律，描述了物體內(nèi)的溫度分布。2、傅立葉定律確定了溫度梯度和熱流密度矢量之間的關(guān)系，其適用于連續(xù)均勻和各向同性介質(zhì)的穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程。3、一個(gè)具體給定的導(dǎo)熱問(wèn)題，其完整的數(shù)學(xué)描寫應(yīng)包括導(dǎo)熱微分方程式和其單值性條件兩部分。單值性條件一般包括幾何條件、物理?xiàng)l件、時(shí)間條件和邊界條件等四項(xiàng)。4、導(dǎo)熱微分方程式是在傅立葉定律的基礎(chǔ)上，借助熱力學(xué)第一定律，把物體內(nèi)各點(diǎn)的溫度聯(lián)系起來(lái)，建立起溫度場(chǎng)的通用微分方程，其實(shí)質(zhì)是導(dǎo)熱過(guò)程的能量方程。5、常見的邊界條件的表達(dá)式可以分為三類：第一類邊界條件是給定邊界面上的溫度分布；第二類邊界條件是給定邊界面上的熱流密度；第三類邊界條件是給定邊界面上流體溫度和對(duì)流換熱系數(shù)。6、兩個(gè)不同溫度的等溫面或等溫線絕不會(huì)彼此相交，故其或者是物體中完全封閉的曲面（線），或者終止于物體的邊界上，且在同一等溫面或等溫線上不存在溫差或熱量傳遞，熱量傳遞只發(fā)生在不同的等溫面間。7、第二節(jié)導(dǎo)熱系數(shù)的相關(guān)內(nèi)容第二章1、對(duì)于無(wú)限大平壁，熱流密度是一維的。而在復(fù)合平壁中，由于不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)不相等，嚴(yán)格定義，復(fù)合平壁的溫度場(chǎng)是二維或三維的。但是，當(dāng)組成復(fù)合平壁的各種不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)相差不大時(shí)，仍可近似當(dāng)作一維導(dǎo)熱問(wèn)題處理。2、與通過(guò)無(wú)限大平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程不同，對(duì)于無(wú)限長(zhǎng)圓筒壁，其穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程時(shí)，不同半徑處的熱流密度不是常數(shù)，但通過(guò)單位程度的熱流密度是恒定的。3、臨界熱絕緣直徑與保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，可以通過(guò)選用不同的保溫層材料來(lái)改變臨界熱絕緣直徑的大小。在供熱通風(fēng)與空調(diào)工程中，一般需要覆蓋保溫層的管道直徑均大于臨界熱絕緣直徑，只有在管道直徑較小而導(dǎo)熱系數(shù)較大時(shí)，才需注意臨界熱絕緣直徑的問(wèn)題。4、肋效率是指肋片的實(shí)際散熱量與假定整個(gè)肋表面均處于肋基溫度時(shí)的理想散熱量的比值，是衡量肋片散熱有效程度的指標(biāo)。5、由于固體表面存在粗糙度，使兩固體表面的接觸不是完全的和平整的面接觸，這就會(huì)給導(dǎo)熱過(guò)程帶來(lái)額外的接觸熱阻，在熱流密度很大時(shí)，其在實(shí)際導(dǎo)熱過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的影響。第三章1、物體的加熱或冷卻過(guò)程中溫度分布的變化可以劃分為第一階段不規(guī)則情況階段、第二階段正常情況階段和第三階段穩(wěn)態(tài)階段等三個(gè)階段。2、在周期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題中，其導(dǎo)熱現(xiàn)象的特點(diǎn)是：一方面物體內(nèi)各處的溫度隨時(shí)間周期地波動(dòng)，另一方面同一時(shí)刻物體內(nèi)的溫度分布也是周期性波動(dòng)的。3、對(duì)于瞬態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題，冷卻率（或加熱率）是指物體的過(guò)余溫度對(duì)時(shí)間的變化率。在進(jìn)入正常情況階段以后，即Fo大于0.2，冷卻率不取決于時(shí)間，也不取決于空間位置，而僅取決于物體的熱物性、形狀和尺寸、物體表面的邊界條件。4、ρcV/(hA)具有時(shí)間的量綱，稱為時(shí)間常數(shù)，是測(cè)溫元件的重要參數(shù)。其值越小表示測(cè)溫元件越能迅速地反映流體的溫度變化。5、在常熱流密度邊界條件下，半無(wú)限大物體在加熱過(guò)程中表面溫度隨時(shí)間而升高；半無(wú)限大物體中的溫度變化在某一厚度范圍內(nèi)較明顯，在所考慮的時(shí)間范圍內(nèi)界面上熱作用的影響所波及的厚度稱為滲透厚度。6、半無(wú)限大物體在周期性變化邊界條件下的溫度分布呈現(xiàn)周期性的變化，稱為溫度波。溫度波具有波衰減和延遲的性質(zhì)，溫度波的衰減是指其振幅隨著傳遞深度的增大而衰減，衰減的程度用衰減度來(lái)表示，其主要影響因素是物體的熱擴(kuò)散系數(shù)、溫度波的波動(dòng)周期和傳遞深度；第五章1、對(duì)流換熱過(guò)程不是基本傳熱方式，對(duì)流換熱系數(shù)從數(shù)值上反映了該傳熱方式在不同條件下的綜合強(qiáng)度，影響對(duì)流換熱主要因素有：流動(dòng)的起因和流動(dòng)狀態(tài)、流體的熱物理性質(zhì)、流體的相變、換熱表面幾何因素。2、在研究對(duì)流換熱問(wèn)題時(shí)，由于流場(chǎng)中各處溫度不同，物性各異，一般均要選擇某一溫度以確定流體的物性，從而把物性作為常量處理，該用于確定物性的溫度稱為定性溫度，其選擇依據(jù)換熱情況的不同主要有：流體平均溫度、壁表面溫度和流體和壁的算術(shù)平均溫度三種。3、在研究對(duì)流換熱問(wèn)題時(shí)，幾何因素主要涉及壁面尺寸、粗糙度、形狀及與流體的相對(duì)位置，其影響流體在壁面上的流態(tài)、速度分布、和溫度分布。關(guān)于形狀的影響，在分析計(jì)算中可采用對(duì)對(duì)流換熱有決定意義的尺寸作為依據(jù)，該尺寸稱為定型尺寸。4、邊界層對(duì)流換熱微分方程組是從分析對(duì)流換熱過(guò)程中流進(jìn)與流出流場(chǎng)內(nèi)任一微元體時(shí)，流體的質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒導(dǎo)出的。在直角坐標(biāo)系中，對(duì)于二維常物性不可壓縮牛頓型流體的對(duì)流換熱問(wèn)題，描述該對(duì)流換熱現(xiàn)象的微分方程組包括對(duì)流換熱微分方程、x和y方向動(dòng)量微分方程、連續(xù)性方程和能量微分方程等五個(gè)方程式。5、在研究對(duì)流換熱問(wèn)題時(shí)，由于溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)是相關(guān)聯(lián)的，為求溫度場(chǎng)必須先求解流體內(nèi)的速度場(chǎng)，描寫速度場(chǎng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是x和y方向動(dòng)量微分方程和連續(xù)性方程，描寫溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是能量微分方程。6、根據(jù)邊界層理論，流動(dòng)邊界層和熱邊界層具有以下幾個(gè)重要特性，即：邊界層是一個(gè)薄層、邊界層內(nèi)存在較大的速度梯度和溫度梯度、邊界層流態(tài)分為層流和紊流、流場(chǎng)和溫度場(chǎng)可劃分為主流區(qū)和邊界層區(qū)，以上四點(diǎn)構(gòu)成了邊界層理論的基本論點(diǎn)。7、在直角坐標(biāo)系中，對(duì)于二維常物性不可壓縮牛頓型流體的穩(wěn)態(tài)對(duì)流換熱問(wèn)題，描述該對(duì)流換熱現(xiàn)象的邊界層換熱積分方程組包括對(duì)流換熱微分方程、動(dòng)量積分方程和能量積分方程等三個(gè)方程式。8、相似理論對(duì)實(shí)驗(yàn)研究具有指導(dǎo)意義，其相似三原理指出：凡同一類物理現(xiàn)象，單值性條件相似，同名的已定準(zhǔn)則相等，現(xiàn)象必定相似。所謂同一類物理現(xiàn)象是指那些用相同形式和內(nèi)容的微分方程式及其單值性條件所描述的現(xiàn)象。對(duì)流換熱問(wèn)題的單值性條件主要包括：幾何條件、物理?xiàng)l件、邊界條件和時(shí)間條件。9、在對(duì)流換熱準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式中，Nu是一個(gè)待定量，它包含了待求的對(duì)流換熱系數(shù)，故通常把Nu稱為待定準(zhǔn)則。其他準(zhǔn)則中的量均為已知量，故Re、Pr、Gr等均稱為已定準(zhǔn)則。第六章1、在分析單相流體管內(nèi)受迫對(duì)流換熱的影響因素時(shí)，不僅要考慮對(duì)流換熱的一般影響因素，而且還應(yīng)考慮管內(nèi)流動(dòng)與換熱的4個(gè)特殊影響因素：物性場(chǎng)的不均勻、性進(jìn)口段與充分發(fā)展段、平均流速和平均溫度和管道的幾何特征。2、單相流體管內(nèi)受迫對(duì)流換熱流體的流動(dòng)進(jìn)入流動(dòng)充分發(fā)展段后，流體的流動(dòng)特征是徑向速度為0，軸向速度不再隨x改變；流動(dòng)進(jìn)入熱充分發(fā)展段后，常物性流體在第一、二類邊界條件下的特征是流體平均溫度tf、壁面溫度tw和管內(nèi)任意點(diǎn)的溫度t組成的無(wú)量綱溫度隨管長(zhǎng)保持不變。3、單相流體管內(nèi)受迫對(duì)流換熱考慮物性場(chǎng)不均勻影響因素的主要原因在于：由于管中心和靠近管壁的溫度不同，引起相應(yīng)位置流體的物性存在差異，特別是黏性的不同將導(dǎo)致有溫差時(shí)的速度場(chǎng)與等溫流動(dòng)時(shí)有差別。4、單相流體管內(nèi)受迫對(duì)流換熱考慮管道彎曲影響因素的主要原因在于：在彎曲的管道中流體的流動(dòng)產(chǎn)生的離心力，將在流場(chǎng)中形成與主流垂直的二次環(huán)流，增加了對(duì)邊界層的擾動(dòng)，有利于換熱。且管道的彎曲半徑越小，二次環(huán)流的影響越大。5、流體繞流圓管壁時(shí)，邊界層內(nèi)流體的壓強(qiáng)、流速和流動(dòng)方向都將沿彎曲面發(fā)生很大的變化，從而影響換熱。6、任何對(duì)流換熱過(guò)程的規(guī)律均與流態(tài)有關(guān)，自然對(duì)流換熱亦然。當(dāng)邊界層流態(tài)為層流時(shí)，局部換熱系數(shù)將隨厚度的增加而逐漸減??；而當(dāng)邊界層由層流向紊流轉(zhuǎn)變后，局部換熱系數(shù)將趨于增大。7、冷流體沿豎直有足夠高度的熱平壁自然對(duì)流運(yùn)動(dòng)時(shí)，邊界層中速度分布的特點(diǎn)是：貼壁處的速度和速度邊界層的外邊界的速度為0；邊界層中溫度分布的特點(diǎn)是貼壁處的溫度等于壁面溫度，溫度邊界層的外邊界的溫度等于溫度邊界層外流體溫度。8、在受迫對(duì)流換熱過(guò)程中，由流體于各部分溫度的差異，將發(fā)生自然對(duì)流，這種流動(dòng)稱為混合流動(dòng)。判斷是否是純受迫對(duì)流與純自然對(duì)流，或是混合流動(dòng)，可根據(jù)浮升力與慣性力的相對(duì)大小來(lái)確定，其判據(jù)是Gr/Re2。第七章1、蒸汽與低于該蒸汽對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度的冷壁面接觸，有兩種凝結(jié)形式：膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)。相同條件下，珠狀凝結(jié)的換熱系數(shù)大于膜狀凝結(jié)的，但在一般工業(yè)設(shè)備中均為膜狀凝結(jié)。2、影響膜狀凝結(jié)的影響因素主要有三個(gè)方面：蒸氣的性質(zhì)，其主要包括：流速、過(guò)熱度、含油、含不凝性氣體等；壁面的情況，主要包括：壁面的位置、壁面的粗糙度和壁面的形狀等；凝結(jié)液膜的流態(tài)。3、根據(jù)加熱面的位置不同可將沸騰換熱分為：大空間沸騰和有限空間沸騰（管內(nèi)沸騰）；根據(jù)溫度的不同可將沸騰換熱分為：飽和沸騰和過(guò)冷沸騰。過(guò)冷沸騰時(shí)流體的主體溫度低于其對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度，而壁面溫度高于其對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度。4、大空間飽和沸騰時(shí)，q與Δt的關(guān)系曲線稱為沸騰曲線。隨著Δt的變化，有三種主要沸騰狀態(tài)，即對(duì)流沸騰、泡態(tài)沸騰和膜態(tài)沸騰。第八、九章1、物體的吸收率、反射率和透射率是物體表面的熱輻射特性，其和物體的性質(zhì)、溫度及表面狀況等有關(guān)。對(duì)于固體和液體一般認(rèn)為其透射率的值為0，對(duì)于氣體一般認(rèn)為其反射率的值為0。2、黑體熱輻射的基本定律揭示了黑體熱輻射隨溫度、波長(zhǎng)和方向的變化規(guī)律，這些基本定律是普朗克定律、斯蒂芬－波爾茲曼定律、維恩位移定律和蘭貝特定律。其中普朗克定律揭示了黑體的單色輻射力隨波長(zhǎng)和熱力學(xué)溫度的變化規(guī)律；蘭貝特定律揭示了黑體的定向輻射力（或定向輻射強(qiáng)度）隨方向的變化規(guī)律。3、灰體是指物體單色輻射力與同溫度黑體單色輻射力隨波長(zhǎng)的變化曲線相似或物體的單色發(fā)射率不隨波長(zhǎng)變化，因此灰體的發(fā)射率和單色發(fā)射率相等（相等且等于常數(shù)），且是理想化的物體。4、與黑體表面間的輻射換熱相比，灰體表面只能吸收一部分投射輻射，其余則反射出去，故在灰體表面間的輻射換熱存在多次吸收和反射的現(xiàn)象。對(duì)灰體表面間輻射換熱的計(jì)算通常引