傳熱學(xué)基本概念教學(xué)內(nèi)容

1、基本概念? 薄材 ：在加熱或冷卻過程中 ， 若物體內(nèi)溫度分布均勻 ， 在任意時(shí)刻都可用一個(gè)溫度來(lái)代表整個(gè)物體的溫度 ，則該物體稱為 .? 傳熱 ：由熱力學(xué)第二定律 ， 凡是有溫差的地方 ， 就有熱量自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移， 這種由于溫差引起的熱量轉(zhuǎn)移過程統(tǒng)稱為 .? 導(dǎo)熱 : 是指物體內(nèi)不同溫度的各部分之間或不同溫度的物體相接觸時(shí) , 發(fā)生的熱量傳輸?shù)默F(xiàn)象對(duì)流 : 指物體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳輸現(xiàn)象? 對(duì)流換熱 ：指流體流過與其溫度不同的物體表面時(shí)， 流體與固體表面之間發(fā)生的熱量交換過程稱為? 強(qiáng)制對(duì)流 ：由于外力作用或其它壓差作用而引起的流動(dòng).? 自然對(duì)流 ：由于流體各

2、部分溫度不同 ， 致使各部分密度不同引起的流動(dòng) .? 流動(dòng)邊界層 : 當(dāng)具有粘性的流體流過壁面時(shí) , 由于粘滯力的作用 , 壁面附近形成一流體薄層 , 在 這一層中流體的速度迅速下降為零 , 而在這一流層外 , 流體的速度基本達(dá)到主流速度 . 這一流體層即? 溫度邊界層 : 當(dāng)具有粘性的流體流過壁面時(shí) , 會(huì)在壁面附近形成一流體薄層 , 在這一層中流體的 溫度迅速變化 , 而在這一流層外 , 流體的溫度基本達(dá)到主流溫度 . 這一流體層即為 .? 熱輻射 : 物體由于本身溫度而依靠表面發(fā)射電磁波而傳遞熱量的過程稱為 .? 輻射力 : 物體在單位時(shí)間內(nèi) , 由單位表面積向半球空間發(fā)射的全部波長(zhǎng)的輻

3、射能的總量 .?單色輻射力：物體在單位時(shí)間內(nèi)，由單位表面積向半球空間發(fā)射的波長(zhǎng)在入-入+d入范圍內(nèi)的輻射能量 .?立體角 ： 是一個(gè)空間角度 ， 它是以立體角的角端為中心 ， 作一半徑為 r 的半球 ， 將半球表面上被立體角切割的面積與半徑平方 r 2 的比值作為 的大小 .?定向輻射強(qiáng)度 ： 單位時(shí)間內(nèi) ， 在單位可見面積 ， 單位立體角內(nèi)發(fā)射的全部波長(zhǎng)的輻射能量稱為? 傳質(zhì) ： 在含有兩種或兩種以上組分的流體內(nèi)部 ， 如果有濃度梯度存在 ， 則每一種組分都有向低濃 度方向轉(zhuǎn)移 ， 以減弱這種濃度不均勻的趨勢(shì) . 物質(zhì)由高濃度向低濃度方轉(zhuǎn)移過程稱為 .? 分子擴(kuò)散傳質(zhì) ： 靜止的流體中或在垂

4、直于濃度梯度 方向 作層流流動(dòng)的流體中的 傳質(zhì) ， 有微觀分 子運(yùn)動(dòng)所引起 ， 稱為 .? 對(duì)流流動(dòng)傳質(zhì) ： 在流體中由于對(duì)流摻混引起的質(zhì)量傳輸 .? 有效輻射 ： 單位時(shí)間內(nèi) ， 離開所研究物體單位表面積的總輻射能 .灰體 : 單色吸收率 , 單色黑度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的物體? 角系數(shù)：有表面1投射到表面2的輻射能量Q 1 T 2占離開表面1的總能量 為表面 1 對(duì)表面 2 的角系數(shù) .Q 1 的份數(shù) , 稱? 輻射換熱 : 物體之間通過相互輻射和吸收輻射能而產(chǎn)生的熱量交換過程填空題 :當(dāng)輻射投射到固液表面是表面輻射，投射到氣體表面是輻射。容積氣體常數(shù) R 量綱是。 L 2 t -2 T -1 當(dāng)輻

5、射物體是時(shí)，輻射力是任何方向上定向輻射強(qiáng)度的倍。漫輻射表面，八強(qiáng)制對(duì)流換熱的準(zhǔn)數(shù)方程形式為.Nu=f（Re，Pr）? 描述流體運(yùn)動(dòng)方法有兩種方法 . 拉氏法， 歐拉法對(duì)于一個(gè)穩(wěn)態(tài)的流動(dòng)傳熱現(xiàn)象而言， 其準(zhǔn)數(shù)方程式可表示為. Nu=f（Re，Pr，Gr）自然對(duì)流換熱的準(zhǔn)數(shù)方程式可表示為. Nu=f（Pr，Gr）熱輻射過程中涉及到的三種理想物體有黑體 ， 透明體 ， 鏡體實(shí)際上大部分工程材料在范圍內(nèi) ， 都表現(xiàn)出灰體性質(zhì) . 紅外線善于發(fā)射的物體同時(shí)也善于吸收角系數(shù)是一個(gè)與有關(guān)的純幾何量 . 輻射物體的尺寸 ，空間位置? 實(shí)際物體的輻射力與 的吸收率 ， 同溫度下的比值恒等于的黑體的輻射力. 輻射

6、來(lái)自于黑體? 灰體與其他物體輻射換熱時(shí) ， 輻射換熱 . 表面熱阻 ， 空間熱阻首先要克服達(dá)到節(jié)點(diǎn) ， 而后再克服進(jìn)行黑體的有效輻射就是黑體的自身輻射為增加輻射換熱系統(tǒng)的換熱量可通過輻射換熱物體表面的黑度來(lái)實(shí)現(xiàn). 增加對(duì)流流動(dòng)傳質(zhì)的準(zhǔn)數(shù)方程為.Sh=f（Re，Sc）判斷并改錯(cuò) :只有管外徑小于臨界絕熱直徑時(shí)，鋪設(shè)絕熱層才能使熱損失減小。x)熱輻射和流體對(duì)流及導(dǎo)熱一樣，需有溫差才能發(fā)射輻射能。通過圓筒壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)，單位面積上的熱流密度是處處相等的。(導(dǎo)溫系數(shù)僅出現(xiàn)在非穩(wěn)態(tài)熱量傳輸過程中 ， 導(dǎo)溫系數(shù)越大 ， 物體內(nèi)各處溫度越不均勻 ( x ).熱量傳輸一般有導(dǎo)熱 ， 熱對(duì)流及熱輻射三種基本

7、形式 . (流體的物性參數(shù)卩愈小，入愈大，流體對(duì)流換熱能力愈大v ).紊流運(yùn)動(dòng)粘度 em與流體運(yùn)動(dòng)粘度u都是流體的物性參數(shù)與 Re 和紊流程度有關(guān) . ( x ).Pr t = e m /e h,紊流的普朗特?cái)?shù)不表示流體的物性參數(shù), 表示紊流時(shí)熱量和動(dòng)量傳遞過程的程度和狀態(tài) ( v ).兩物體之間的輻射換熱必須通過中間介質(zhì)才能進(jìn)行 ， 且熱輻射過程中伴隨著能量形式的二次轉(zhuǎn)化金屬表面在空氣中被氧化后 , 在相同溫度下 , 其輻射能力比原來(lái)爭(zhēng)強(qiáng)了 ( v ).與黑體一樣 ， 灰體也是一種理想物體 ， 只是在數(shù)值上與黑體成折扣關(guān)系 ( v ).同溫度下 ， 物體輻射力越大 ， 其吸收率越小 ( x

8、).? 角系數(shù)描述的是物體的空間位置和幾何形狀對(duì)輻射換熱的影響 關(guān) ( x )., 并與輻射物體本身的特性和溫度有當(dāng)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)灰體的有效輻射等于同溫度下的黑體輻射 ， 并與灰體的表面黑度有關(guān)當(dāng)一鑄件在車間內(nèi)加熱時(shí)， 其輻射換熱量的大小與車間大小有關(guān) ( x ).當(dāng)一鑄件在車間內(nèi)加熱時(shí)， 其輻射換熱量的大小取決于鑄件面積和本身黑度 . ( v ).問答題 :熱量傳輸有哪幾種基本方式？溫度場(chǎng)有哪幾種表示方法？ 能量微分方程的幾種形式均用于哪些條件？ 導(dǎo)溫系數(shù)表達(dá)式及物理意義？ 何謂單值性條件？包括哪些？水平熱壁面朝上布置時(shí)比朝下時(shí)的對(duì)流換熱量大 ( v ).? 邊界條件分為哪幾類？各自數(shù)學(xué)描

9、述？? 通過平壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)學(xué)描述及第一； 三邊界條件數(shù)學(xué)描述？溫度分布？熱流密度？ （單；多層 ; 入為常；變量時(shí)）? 通過圓筒壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱數(shù)學(xué)描述及第一；三邊界條件數(shù)學(xué)描述？溫度分布？熱流密度？（單；多層）? 熱阻有何應(yīng)用？答 : 熱阻的應(yīng)用 : 利用熱阻可將某些熱量傳輸問題轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電路來(lái)分析 . 分析熱阻組成 , 弄清各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻在總熱阻中所占的地位 , 能有效地抓住過程的主要矛盾 .? 何謂薄材？厚材？如何判別？? 集總系統(tǒng)導(dǎo)熱特點(diǎn)？數(shù)學(xué)描述？溫度分布及瞬時(shí)熱流量？? Bi 及 Fo 定義式及物理意義？物理意義 :物體內(nèi)部熱阻與外部熱阻之比 .? 求解對(duì)流給熱系數(shù)的方

10、法有哪幾種 ? 影響對(duì)流換熱系數(shù)的因素有哪些？如何作用？? 求解對(duì)流換熱系數(shù)的基本方法是什么？? 邊界層微分方程求解 a思路是什么？? 試比較類比法和邊界層微分方程組法 ?答 : 邊界層微分方程組法只能求解繞流平板的邊界層內(nèi)的層流問題 , 計(jì)算較煩 . 類比法即適用于邊界層內(nèi)也適用于邊界層外 , 還適用于圓管內(nèi)的流動(dòng) , 即適用于層流也 適用于紊流 . 且推導(dǎo)和計(jì)算也較方便 .? 試說明 Bi 、 Fo、 Nu、 Pr 及 Gr 的物理意義及定義式 ?努謝爾特準(zhǔn)數(shù) Nu 定義式 :物理意義 :表示實(shí)際流體熱量傳遞與導(dǎo)熱分子；熱量傳遞的比較. 反映了對(duì)流換熱的強(qiáng)度普朗特準(zhǔn)數(shù)Pr 定義式 :物理意

11、義 :反映了動(dòng)量擴(kuò)散與熱量擴(kuò)散的相對(duì)大小.格拉曉夫準(zhǔn)數(shù) Gr 定義式 :物理意義 : 是由浮升力 / 粘滯力和慣性力 / 粘 滯力的乘積得到的 .? 流動(dòng)邊界層 ; 溫度邊界層 ; 層流底層 ; 紊流邊界層定義及邊界層特性 ? 熱輻射定義及其特點(diǎn)是什么 ? 其波長(zhǎng)主要集中在哪些波長(zhǎng)范圍內(nèi) ? 黑體概念及研究黑體的意義是什么 ? 輻射力 ; 單色輻射力 ; 立體角及定向輻射力和輻射強(qiáng)度的概 念有何區(qū)別 ?黑體輻射的基本規(guī)律有哪幾個(gè) ? 都分別揭示了哪些規(guī)律 ?什么是物體表面的吸收率 ; 反射率和透過率 ?什么是絕對(duì)黑體 ; 白體和透明體 ?試說明蘭貝特定律的幾種表達(dá)形式及適用條件 什么是物體表面的黑度 ? 受哪些因素影響 ?什么是灰體 ? 有何特性 ?實(shí)際物體的輻射特性與灰體有何不同什么基爾霍夫定律? 它的適用條件是什么 ?什么是輻射角系數(shù)? 它有什么性質(zhì) ?兩面 ; 三面封閉系統(tǒng)角系數(shù)的基本計(jì)算