傳熱學(xué)問答題

1、問答題1、 在凝結(jié)換熱中，通常分為膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié)，試解釋為什么珠狀凝結(jié)具有較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)？答：壁面與蒸汽間的凝結(jié)液是凝結(jié)過程的主要熱阻所在。膜狀凝結(jié)時，蒸汽與壁之間隔著一層液膜，凝結(jié)只能在膜的表面進行，潛熱則以導(dǎo)熱和對流方式通過液膜傳到壁，故膜的厚薄及其運動狀態(tài)對換熱的影響很大，而這些又取決于壁的高度以及蒸汽與壁的溫度差。珠狀凝結(jié)時，壁面除液珠占住的地方外，其余都裸露于蒸汽中，因此，可認(rèn)為換熱是在蒸汽與液珠表面和蒸汽與裸露的壁之間進行的，由于液珠的表面積比它所占的壁面面積大很多，而且裸露的壁上無液膜形成的熱阻，故珠狀凝結(jié)具有較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。2、試比較下列不同情況下管內(nèi)對流換熱系數(shù)的

2、大?。僭O(shè)其他條件相同，請用< = > 表示） （1）層流紊流 （2）水空氣（3）直管彎管（4）光滑管粗糙管（5）層流入口段層流充分發(fā)展段。答：（1）層流<紊流 ；（2）水>空氣；（3）直管<彎管；（4）光滑管<粗糙管；（5）層流入口段>層流充分發(fā)展段。3、試?yán)L出大空間飽和沸騰曲線，并注明各個沸騰狀態(tài)。答：4、 試寫出牛頓冷卻公式，并將要討論對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響因素。答：影響因素有：1）流動的起因及狀態(tài)； 2）流體的熱物理性質(zhì)； 3）流體的相變； 4）換熱表面幾何因素等多個因素。5、 試寫出判別兩個物理現(xiàn)象相似的條件。并分析下列兩個現(xiàn)象是否相似，

3、說明理由：水在兩根幾何尺寸完全相同的圓管內(nèi)強制流動換熱，一管保持壁面溫度均勻一致，另一管保持壁面熱流均勻，且兩管內(nèi)流體的Re數(shù)和Pr數(shù)分別相同。答：現(xiàn)象相似條件：同類現(xiàn)象；單值性條件相似；同名已定準(zhǔn)則相等。兩個現(xiàn)象不相似，因為邊界條件不成比例。6、 什么是雷諾類比律，它的最重要的適用條件是什么？什么是柯爾朋類比？ 答：雷諾類比律，最重要的適用條件為 Pr1。已知，由雷諾類比律可得：柯爾朋類比律7、 試從對流換熱微分方程出發(fā)，說明努謝爾特準(zhǔn)則表征壁面法向無量綱過余溫度梯度的大小。答：； 8、 分析影響膜狀凝結(jié)的因素及增強換熱的措施答：影響因素：蒸氣速度；蒸氣含不凝氣體；表面粗糙度；蒸氣含油；過熱

4、蒸氣等；采取措施：改變表面幾何尺寸；有效排除不凝氣體；加速凝結(jié)液的排除；采取形成珠狀凝結(jié)的辦法。9、已知豎平壁層流膜狀凝結(jié)的局部換熱系數(shù)為試確定高度為l的平壁上的平均換熱系數(shù)。答：10、一乘客在冬天乘火車時發(fā)現(xiàn)，在火車行駛時窗戶的玻璃上結(jié)冰，而火車長時間停站時，玻璃上的冰熔化，試從傳熱過程分析玻璃窗內(nèi)表面的溫度著手，解釋以上現(xiàn)象。答：在火車行駛時，玻璃窗外的空氣流速較大，增大了對流換熱，從而使總傳熱系數(shù)增大，從而導(dǎo)致玻璃窗內(nèi)表面的溫度較低，窗戶的玻璃上結(jié)冰；而火車長時間停站時，玻璃窗外的空氣流速較小，從而降低了對流換熱，使玻璃窗內(nèi)的溫度受窗外溫度的影響減小，玻璃窗內(nèi)保持較高的溫度，從而玻璃上的冰熔化。11、已知局部的壁面摩擦切應(yīng)力w, x，試根據(jù)柯爾朋類比律推出對流換熱局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算式。答：因為，；又由柯爾朋類比律，可得，所以12、為了用實驗的方法歸納流體橫掠單圓管受迫對流的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式，應(yīng)如何安排實驗？試設(shè)計一實驗裝置，并指出應(yīng)測哪些量，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)整理成何種形式。