傳熱學(xué)知識(shí)總結(jié)2

1、傳熱學(xué)資料第一章  概    論一、 名詞解釋 1熱流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量 2熱流密度：?jiǎn)挝粋鳠崦嫔系臒崃髁?#160;3導(dǎo)熱：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個(gè)不同溫度的物體接觸時(shí)，在物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移的情況下，物質(zhì)微粒(分子、原子或自由電子)的熱運(yùn)動(dòng)傳遞了熱量，這種現(xiàn)象被稱為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱導(dǎo)熱。     4對(duì)流傳熱：流體流過(guò)固體壁時(shí)的熱傳遞過(guò)程，就是熱對(duì)流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱量傳遞過(guò)程，稱為表面對(duì)流傳熱，簡(jiǎn)稱對(duì)流傳熱。 5輻射傳熱：物體不斷向周

2、圍空間發(fā)出熱輻射能，并被周圍物體吸收。同時(shí)，物體也不斷接收周圍物體輻射給它的熱能。這樣，物體發(fā)出和接收過(guò)程的綜合結(jié)果產(chǎn)生了物體間通過(guò)熱輻射而進(jìn)行的熱量傳遞，稱為表面輻射傳熱，簡(jiǎn)稱輻射傳熱。 6總傳熱過(guò)程：熱量從溫度較高的流體經(jīng)過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過(guò)程，稱為總傳熱過(guò)程，簡(jiǎn)稱傳熱過(guò)程。   7對(duì)流傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的對(duì)流傳熱量，單位為W(m2·K)。對(duì)流傳熱系數(shù)表示對(duì)流傳熱能力的大小。 8輻射傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的輻射傳熱量，單位為W(m2&#

3、183;K)。輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。 9復(fù)合傳熱系數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K是的復(fù)合傳熱量，單位為W(m2·K)。復(fù)合傳熱系數(shù)表示復(fù)合傳熱能力的大小。 10總傳熱系數(shù)：總傳熱過(guò)程中熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K時(shí)，單位傳熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。  簡(jiǎn)答題 1 試述三種熱量傳遞基本方式的差別，并各舉12個(gè)實(shí)際例子說(shuō)明。 （提示：從三種熱量傳遞基本方式的定義及特點(diǎn)來(lái)區(qū)分這三種熱傳遞方式） 2請(qǐng)說(shuō)明在傳熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在對(duì)傳熱過(guò)程會(huì)產(chǎn)生什么影響?如何防止?

4、  （提示：從傳熱過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻的角度，分析水垢、灰垢對(duì)換熱設(shè)備傳熱能力與壁面的影響情況） 3. 試比較導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)的差別，它們各自的單位是什么?   （提示：寫出三個(gè)系數(shù)的定義并比較，單位分別為W/(m·K)，W/(m2·K)，W/(m2·K)） 4在分析傳熱過(guò)程時(shí)引入熱阻的概念有何好處?引入熱路歐姆定律有何意義?   （提示：分析熱阻與溫壓的關(guān)系，熱路圖在傳熱過(guò)程分析中的作用。） 5結(jié)合你的工作實(shí)踐，舉一個(gè)傳熱過(guò)程的

5、實(shí)例，分析它是由哪些基本熱量傳遞方式組成的。 （提示：學(xué)會(huì)分析實(shí)際傳熱問(wèn)題，如水冷式內(nèi)燃機(jī)等） 6在空調(diào)房間內(nèi)，夏季與冬季室內(nèi)溫度都保持在22左右，夏季人們可以穿短袖襯衣，而冬季則要穿毛線衣。試用傳熱學(xué)知識(shí)解釋這一現(xiàn)象。  （提示：從分析不同季節(jié)時(shí)墻體的傳熱過(guò)程和壁溫，以及人體與墻表面的熱交換過(guò)程來(lái)解釋這一現(xiàn)象（主要是人體與墻面的輻射傳熱的不同） 第二章  熱傳導(dǎo)一、名詞解釋 1溫度場(chǎng)：某一瞬間物體內(nèi)各點(diǎn)溫度分布的總稱。一般來(lái)說(shuō)，它是空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)的函數(shù)。 2等溫面(線)：由物體內(nèi)溫度相同的點(diǎn)所連成的

6、面（或線）。3溫度梯度：在等溫面法線方向上最大溫度變化率。 4熱導(dǎo)率：物性參數(shù)，熱流密度矢量與溫度降度的比值，數(shù)值上等于1 Km的溫度梯度作用下產(chǎn)生的熱流密度。熱導(dǎo)率是材料固有的熱物理性質(zhì)，表示物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。 5導(dǎo)溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)。 6 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過(guò)程。 7非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點(diǎn)溫度隨時(shí)間而改變的導(dǎo)熱過(guò)程。 8傅里葉定律：在各向同性均質(zhì)的導(dǎo)熱物體中，通過(guò)某導(dǎo)熱面積的熱流密度正比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。 9保溫(隔熱)材料：0.12 W/(m·

7、K)(平均溫度不高于350時(shí))的材料。 10肋效率：肋片實(shí)際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。 11接觸熱阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過(guò)程帶來(lái)額外熱阻。 12定解條件(單值性條件)：使微分方程獲得適合某一特定問(wèn)題解的附加條件，包括初始條件和邊界條件。 簡(jiǎn)答題 1 試解釋材料的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)溫系數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系。   （提示：從兩者的概念、物理意義、表達(dá)式方面加以闡述，如從表達(dá)式看，導(dǎo)溫系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)成正比關(guān)系(a=/c)，但導(dǎo)溫系數(shù)不但與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，還與材料

8、的熱容量(或儲(chǔ)熱能力)也有關(guān)；從物理意義看，導(dǎo)熱系數(shù)表征材料導(dǎo)熱能力的強(qiáng)弱，導(dǎo)溫系數(shù)表征材料傳播溫度變化的能力的大小，兩者都是物性參數(shù)。） 2 試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)說(shuō)明用溫度計(jì)套管測(cè)量流體溫度時(shí)如何提高測(cè)溫精度。   （提示：溫度計(jì)套管可以看作是一根吸熱的管狀肋(等截面直肋)，利用等截面直肋計(jì)算肋端溫度th的結(jié)果，可得采用溫度計(jì)套管后造成的測(cè)量誤差t為t=tf-th= (0mHchttf)，其中HhHAhPmH，欲使測(cè)量誤差t下降，可以采用以下幾種措施：     (1)降低壁面與流體的溫差(tf

9、-t0)，也就是想辦法使肋基溫度t0接近tf，可以通過(guò)對(duì)流體 通道的外表面采取保溫措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。     (2)增大(mH)值，使分母ch(mH)增大。具體可以用以下手段實(shí)現(xiàn)：增加H，延長(zhǎng)溫度計(jì)套管的長(zhǎng)度；減小，采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做溫度計(jì)套管，如采用不銹鋼管，不要用銅管。因?yàn)椴讳P鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比銅和碳鋼小。降 低，減小溫度計(jì)套管的壁厚，采用薄壁管。提高h(yuǎn)增強(qiáng)溫度計(jì)套管與流體之間的熱交換。) 3 試寫出直角坐標(biāo)系中，一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源常導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱問(wèn)題的導(dǎo)熱微分方程表達(dá)式；并請(qǐng)說(shuō)明導(dǎo)熱問(wèn)題常見(jiàn)的三類邊界條件。 

10、;  ( 提示：直角坐標(biāo)系下一維非穩(wěn)態(tài)無(wú)內(nèi)熱源導(dǎo)熱問(wèn)題的導(dǎo)熱微分方程式xtat22¶¶=¶¶t 第一類邊界條件：>0,tw=fw(x, ) 第二類邊界條件：>0,),(tlxfntwwvar script = document.createElement('script'); script.src = ' document.body.appendChild(script);第三類邊界條件：>0,()fwwstthnt-4 在一根蒸汽管道上需要加

11、裝一根測(cè)溫套管，有三種材料可選：銅、鋁、不銹鋼。問(wèn)選用哪種材料所引起的測(cè)溫誤差最小，為什么?為減小測(cè)量誤差，在套管尺寸的選擇上還應(yīng)注意哪些問(wèn)題? （提示：與簡(jiǎn)答題2的第(2)點(diǎn)類似，套管材料應(yīng)選用不銹鋼，因給出的三種材料中，不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)最小） 5 什么是接觸熱阻?減少固體壁面之間的接觸熱阻有哪些方法?  （提示：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導(dǎo)熱過(guò)程帶來(lái)額外熱阻稱為接觸熱阻，接觸熱阻的存在使相鄰的兩個(gè)表面產(chǎn)生溫降(溫度不連續(xù))。接觸熱阻主要與表面粗糙度、表面所受壓力、材料硬度、溫度及周圍介質(zhì)的物性等有關(guān)，因此可以

12、從這些方面考慮減少接觸熱阻的方法，此外，也可在固體接觸面之間襯以導(dǎo)熱系數(shù)大的銅箔或鋁箔等以減少接觸熱阻。 6. 管外包兩種不同導(dǎo)熱系數(shù)材料以減少熱損失，試問(wèn)如何布置合理？ 導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱面積。7. 某一維導(dǎo)熱平板，平板兩側(cè)表面溫度分別為1T和2T，厚度為d。在這個(gè)溫度范圍內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系為Tbl/1=，求平板內(nèi)的溫度分布？ 8. 有人認(rèn)為傅里葉定律并不顯含時(shí)間，因此不能用來(lái)計(jì)算非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的熱量。你認(rèn)為對(duì)嗎？ 9. 導(dǎo)熱是由于微觀粒子的擴(kuò)散作用形成的。迄今為止，描述物質(zhì)內(nèi)部導(dǎo)熱機(jī)理的物理模型有哪些？用它們可以分

13、別描述哪些物質(zhì)內(nèi)部的導(dǎo)熱過(guò)程？ 11. 在超低溫工程中要使用導(dǎo)熱系數(shù)很低的超級(jí)保溫材料。如果要你去研制一種這樣的新保溫材料，試從導(dǎo)熱機(jī)理出發(fā)設(shè)計(jì)一種超級(jí)保溫材料，列出你為降低導(dǎo)熱系數(shù)采取了哪些措施？并解釋其物理原因？ 12. 試對(duì)比分析在氣體中由分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量遷移與在金屬中自由電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量遷移這兩個(gè)物理模型的共同點(diǎn)和差異之處。 14. 一維常物性穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中，溫度分布與導(dǎo)熱系數(shù)無(wú)關(guān)的條件有哪些？ 15. 發(fā)生在一個(gè)短圓柱中的導(dǎo)熱問(wèn)題，在哪些情況下可以按一維導(dǎo)熱問(wèn)題來(lái)處理？ 19. 在

14、測(cè)量金屬導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，為什么通常把試件制作成細(xì)而長(zhǎng)的棒？ 20. 高溫下氣體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定有何困難？在實(shí)際中能否用常溫下的數(shù)據(jù)來(lái)替代？  25. 對(duì)室內(nèi)冷凍管道和熱力管道的保溫層設(shè)計(jì)有何不同？ 26. 在管道內(nèi)部貼上一層保溫材料，是否存在某一臨界絕熱直徑？為什么？ 第三章對(duì)流傳熱 一、名詞解釋 1 速度邊界層：在流場(chǎng)中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。 2 溫度邊界層：在流體溫度場(chǎng)中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。 3 定性溫度：確定換熱過(guò)程中

15、流體物性的溫度。 4 特征尺度：對(duì)于對(duì)流傳熱起決定作用的幾何尺寸。 5 相似準(zhǔn)則(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由幾個(gè)變量組成的無(wú)量綱的組合量。 6 強(qiáng)迫對(duì)流傳熱：由于機(jī)械(泵或風(fēng)機(jī)等)的作用或其它壓差而引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 7 自然對(duì)流傳熱：流體各部分之間由于密度差而引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 8 大空間自然對(duì)流傳熱：傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周圍物體的干擾時(shí)的自然對(duì)流傳熱。 9 珠狀凝結(jié)：當(dāng)凝結(jié)液不能潤(rùn)濕壁面(>90)時(shí)，凝結(jié)液在壁面上形成許多液滴，而不形成連續(xù)的液膜。&

16、#160;    10 膜狀凝結(jié)：當(dāng)液體能潤(rùn)濕壁面時(shí)，凝結(jié)液和壁面的潤(rùn)濕角(液體與壁面交界處的切面經(jīng)液體到壁面的交角)<90，凝結(jié)液在壁面上形成一層完整的液膜。 11 核態(tài)沸騰：在加熱面上產(chǎn)生汽泡，換熱溫差小，且產(chǎn)生汽泡的速度小于汽泡脫離加熱表面的速度，汽泡的劇烈擾動(dòng)使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和熱流密度都急劇增加。 12 膜態(tài)沸騰：在加熱表面上形成穩(wěn)定的汽膜層，相變過(guò)程不是發(fā)生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于液體的導(dǎo)熱系數(shù)，因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降。 簡(jiǎn)答題 1 

17、;影響強(qiáng)迫對(duì)流傳熱的流體物性有哪些?它們分別對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)有什么影響?   （提示：影響強(qiáng)迫對(duì)流換熱系數(shù)的因素及其影響情況可以通過(guò)分析強(qiáng)迫對(duì)流傳熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，將各無(wú)量綱量展開(kāi)整理后加以表述。） 2 試舉幾個(gè)強(qiáng)化管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流傳熱的方法(至少五個(gè))。   （提示：通過(guò)分析強(qiáng)迫對(duì)流換熱系數(shù)的影響因素及增強(qiáng)擾動(dòng)、采用人口效應(yīng)和彎管效應(yīng)等措施來(lái)提出一些強(qiáng)化手段，如增大流速、采用機(jī)械攪拌等。） 3 試比較強(qiáng)迫對(duì)流橫掠管束傳熱中管束叉排與順排的優(yōu)缺點(diǎn)。   （提示：強(qiáng)迫對(duì)流橫掠管

18、束換熱中，管束叉排與順排的優(yōu)缺點(diǎn)主要可以從換熱強(qiáng)度和流 動(dòng)阻力兩方面加以闡述：(1)管束叉排使流體在彎曲的通道中流動(dòng)，流體擾動(dòng)劇烈，對(duì)流換熱系數(shù)較大，同時(shí)流動(dòng)阻力也較大；(2)順排管束中流體在較為平直的通道中流動(dòng)，擾動(dòng)較弱，對(duì)流換熱系數(shù)小于叉排管束，其流阻也較?。?3)順排管束由于通道平直比叉排管束容易清洗。） 4 為什么橫向沖刷管束與流體在管外縱向沖刷相比，橫向沖刷的傳熱系數(shù)大?   （提示：從邊界層理論的角度加以闡述：縱向沖刷容易形成較厚的邊界層，其層流層較厚 且不易破壞。有三個(gè)因素造成橫向沖刷比縱向沖刷的換熱系數(shù)大：彎

19、曲的表面引起復(fù)雜的流動(dòng)，邊界層較薄且不易穩(wěn)定；管徑小，流體動(dòng)到第二個(gè)管子時(shí)易造成強(qiáng)烈擾動(dòng)；流體直接沖擊換熱表面。） 5 為什么電廠凝汽器中，水蒸氣與管壁之間的傳熱可以不考慮輻射傳熱?   （提示：可以從以下3個(gè)方面加以闡述：(1)在電廠凝汽器中，水蒸氣在管壁上凝結(jié)，凝結(jié)換熱系數(shù)約為450018000W(m2K)，對(duì)流換熱量很大；(2)水蒸氣與壁面之間的溫差較小，因而輻射換熱量較??；(3)與對(duì)流換熱相比，輻射換熱所占的份額可以忽略不計(jì)。） 6 用準(zhǔn)則方程式計(jì)算管內(nèi)湍流對(duì)流傳熱系數(shù)時(shí)，對(duì)短管為什么要進(jìn)行修正? 

20、0; （提示：從熱邊界層厚度方面加以闡述：(1)在入口段，邊界層的形成過(guò)程一般由薄變厚；(2)邊界層的變化引起換熱系數(shù)由大到小變化，考慮到流型的變化，局部長(zhǎng)度上可有波動(dòng)，但總體上在入口段的換熱較強(qiáng)（管長(zhǎng)修正系數(shù)大于1）；(3)當(dāng)ld50(或60)時(shí)，短管的上述影響可忽略不計(jì)，當(dāng)ld50(或60)時(shí)，則必須考慮入口段的影響。 7 層流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)是否總是小于湍流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)?為什么?   （提示：該問(wèn)題同樣可以從入口效應(yīng)角度加以闡述。在入口段邊界層厚度從零開(kāi)始增厚， 若采用短管，盡管處于層流工況，由于邊界層較薄，對(duì)流換

21、熱系數(shù)可以大于紊流狀況。） 8 什么叫臨界熱流密度?為什么當(dāng)加熱熱流大于臨界熱流密度時(shí)會(huì)出現(xiàn)沸騰危機(jī)?   （提示：用大容器飽和沸騰曲線解釋之。以大容器飽和沸騰為例，(1)沸騰過(guò)程中，隨著壁面過(guò)熱度t的增大，存在自然對(duì)流、核態(tài)沸騰、不穩(wěn)定膜態(tài)沸騰和膜態(tài)沸騰四個(gè)階段，臨界熱流密度是從核態(tài)沸騰向膜態(tài)沸騰 轉(zhuǎn)變過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的最大熱流密度；(2)當(dāng)加熱熱流大于臨界熱流密度時(shí)，沸騰工況向膜態(tài)沸騰過(guò)渡，加熱面上有汽泡匯集形成汽膜，將壁面與液體隔開(kāi)，由于汽膜的熱阻比液體大得多，使換熱系數(shù)迅速下降，傳熱惡化；(3)汽膜的存在使壁溫急劇升高，若為控制熱流加熱設(shè)備

22、，如電加熱設(shè)備，則一旦加熱熱量大于臨界熱流密度，沸騰工況從核態(tài)沸騰飛躍到穩(wěn)定膜態(tài)沸騰，壁溫飛升到1000以上(水)，使設(shè)備燒毀。） 9 試述不凝性氣體影響膜狀凝結(jié)傳熱的原因。   （提示：少量不凝性氣體的存在就將使凝結(jié)換熱系數(shù)減小，這可以從換熱熱阻增加和蒸 汽飽和溫度下降兩方面加以闡述。(1)含有不凝性氣體的蒸汽凝結(jié)時(shí)在液膜表面會(huì)逐漸積聚起不凝性氣體層，將蒸汽隔開(kāi)，蒸汽凝結(jié)必須穿過(guò)氣層，使換熱熱阻大大增加；(2)隨著蒸汽的凝結(jié)，液膜表面氣體分壓力增大，使凝結(jié)蒸汽的分壓力降低，液膜表面蒸汽的飽和溫度降低，減少了有效冷凝溫差，削弱了凝結(jié)換

23、熱。） 第四章輻射傳熱一、 名詞解釋 1熱輻射：由于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，而將部分內(nèi)能轉(zhuǎn)換成電磁波的能量發(fā)射出去的過(guò)程。 2吸收比：投射到物體表面的熱輻射中被物體所吸收的比例。 3反射比：投射到物體表面的熱輻射中被物體表面所反射的比例。 4 穿透比：投射到物體表面的熱輻射中穿透物體的比例。 5 黑體：吸收比= 1的物體。 6 白體：反射比=l的物體(漫射表面) 7透明體：透射比= 1的物體 8灰體：光譜吸收比與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的理想物體。 9黑度：實(shí)際物體的輻射

24、力與同溫度下黑體輻射力的比 值，即物體發(fā)射能力接近黑體的程度。 10輻射力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體的單位輻射面積向外界(半球空間)發(fā)射的全部波長(zhǎng)的輻射能。 11漫反射表面：如果不論外界輻射是以一束射線沿某一方向投入還是從整個(gè)半球空間均勻投入，物體表面在半球空間范圍內(nèi)各方向上都有均勻的反射輻射度Lr，則該表面稱為漫反射表面。 12角系數(shù)： 從表面1發(fā)出的輻射能直接落到表面2上的百分?jǐn)?shù)。 13有效輻射：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從單位面積離開(kāi)的總輻射能，即發(fā)射輻射和反射輻射之和。 14投入輻射：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能。 15定向輻射度：?jiǎn)?/p>

25、位時(shí)間內(nèi)，單位可見(jiàn)輻射面積在某一方向p的單位立體角內(nèi)所發(fā)出的總輻射能(發(fā)射輻射和反射輻射)，稱為在該方向的定向輻射度。 16漫射表面：如該表面既是漫發(fā)射表面，又是漫反射表面，則該表面稱為漫射表面。 17定向輻射力：?jiǎn)挝惠椛涿娣e在單位時(shí)間內(nèi)向某一方向單位立體角內(nèi)發(fā)射的輻射能。 18表面輻射熱阻：由表面的輻射特性所引起的熱阻。 19遮熱板：在兩個(gè)輻射傳熱表面之間插入一塊或多塊薄板以削弱輻射傳熱。 20重輻射面：輻射傳熱系統(tǒng)中表面溫度未定而凈輻射傳熱量為零的表面。 簡(jiǎn)答題 1 試用所學(xué)的傳熱學(xué)知識(shí)說(shuō)明用熱電偶測(cè)量高溫氣體

26、溫度時(shí)，產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因有哪些?可以采取什么措施來(lái)減小測(cè)量誤差?   （提示：用熱電偶測(cè)溫時(shí)同時(shí)存在氣流對(duì)熱電偶換熱和熱電偶向四壁的散熱兩種情況， 熱電偶的讀數(shù)小于氣流的實(shí)際溫度產(chǎn)生誤差。所以，引起誤差的因素：煙氣與熱電偶間的復(fù)合換熱小；熱電偶與爐膛內(nèi)壁問(wèn)的輻射換熱大。減小誤差的措施：減小煙氣與熱電偶間的換熱熱阻，如抽氣等；增加熱電偶與爐膛間的輻射熱阻，如加遮熱板；設(shè)計(jì)出計(jì)算誤差的程序或裝置，進(jìn)行誤差補(bǔ)償。） 2 試用傳熱原理說(shuō)明冬天可以用玻璃溫室種植熱帶植物的原理。   （提示：可以從可見(jiàn)光、紅外線的

27、特性和玻璃的透射比來(lái)加以闡述。玻璃在日光(短波輻 射)下是一種透明體，透過(guò)率在90以上，使絕大部分陽(yáng)光可以透過(guò)玻璃將溫室內(nèi)物體和空氣升溫。室內(nèi)物體所發(fā)出的輻射是一種長(zhǎng)波輻射紅外線，對(duì)于長(zhǎng)波輻射玻璃的透過(guò)串接近于零，幾乎是不透明(透熱)的，因此，室內(nèi)物體升溫后所發(fā)出的熱輻射被玻璃擋在室內(nèi)不能穿過(guò)。玻璃的這種輻射特性，使室內(nèi)溫度不斷升高。） 3  試分析遮熱板的原理及其在削弱輻射傳熱中的作用。 （提示：可從遮熱板能增加系統(tǒng)熱阻角度加以說(shuō)明。(1)在輻射換熱表面之間插入金屬 (或固體)薄板，稱為遮熱板。(2)其原理是，遮熱板的存在增大了系統(tǒng)中的輻射換

28、熱熱阻，使輻射過(guò)程的總熱阻增大，系統(tǒng)黑度減少，使輻射換熱量減少。(3)遮熱板對(duì)于削弱輻射換熱具有顯著作用，如在兩個(gè)平行輻射表面之間插入一塊同黑度的遮熱板，可使輻射換熱量減少為原來(lái)的12，若采用黑度較小的遮熱板，則效果更為顯著。） 4 什么叫黑體、灰體和白體?它們分別與黑色物體、灰色物體、白色物體有什么區(qū)別?在輻射傳熱中，引入黑體與灰體有什么意義?   （提示：可以從黑體、白體、灰體的定義和有關(guān)輻射定律來(lái)闡述。根據(jù)黑體、白體、灰體的定義可以看出，這些概念都是以熱輻射為前提的?；疑?、黑色、白色是針對(duì)可見(jiàn)光而言的。所謂黑體、白體、灰體并不是指可見(jiàn)光下

29、物體的顏色，灰體概念的提出使基爾霍夫定律無(wú)條件成立，與波長(zhǎng)、溫度無(wú)關(guān)，使吸收率的確定及輻射換熱計(jì)算大為簡(jiǎn)化，因此具有重要的作用；黑體概念的提出使熱輻射的吸收和發(fā)射具有了理想的參照物。） 5 玻璃可以透過(guò)可見(jiàn)光，為什么在工業(yè)熱輻射范圍內(nèi)可以作為灰體處理?   （提示：可以從灰體的特性和工業(yè)熱輻射的特點(diǎn)來(lái)論述。所謂灰體是針對(duì)熱輻射而言的， 灰體是指吸收率與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的物體。在紅外區(qū)段，將大多數(shù)實(shí)際物體作為灰體處理所引起的誤差并不大，一般工業(yè)熱輻射的溫度范圍大多處于2000K以下，因此其主要熱輻射的波長(zhǎng)位于紅外區(qū)域。許多材料的單色吸收率在可見(jiàn)

30、光范圍內(nèi)和紅外范圍內(nèi)有較大的差別，如玻璃在可見(jiàn)光范圍內(nèi)幾乎是透明的，但在工業(yè)熱輻射范圍內(nèi)則幾乎是不透明的，并且其光譜吸收比與波長(zhǎng)的關(guān)系不大，可以作為灰體處理。） 6 什么是“溫室效應(yīng)”?為什么說(shuō)大氣中的C02含量增加會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)?   （提示：可以從氣體輻射的特點(diǎn)和能量平衡來(lái)加以說(shuō)明。CO2氣體具有相當(dāng)強(qiáng)的輻射和吸收能力，屬于溫室氣體。根據(jù)氣體輻射具有選擇性的特點(diǎn)，CO2氣體的吸收光帶有三段：26528、415445、130170m，主要分布于紅外區(qū)域。太陽(yáng)輻射是短波輻射，波長(zhǎng)范圍在038一076m，因此，對(duì)于太陽(yáng)輻射C02氣體是透明的，能量

31、可以射入大氣層。地面向空間的輻射是長(zhǎng)波輻射，主要分布于紅外區(qū)域，這部分輻射在CO2氣體的吸收光帶區(qū)段C02氣體會(huì)吸收能量，是不透明的。在正常情況下，地球表面對(duì)能量的吸收和釋放處于平衡狀態(tài)，但如果大氣中的CO2含量增加會(huì)使大氣對(duì)地面輻射的吸收能力增強(qiáng)，導(dǎo)致大氣溫度上升，導(dǎo)致了所謂溫室效應(yīng)。） 第五章傳熱過(guò)程與傳熱器一、 名詞解釋 1 傳熱過(guò)程:熱量從高溫流體通過(guò)壁面?zhèn)飨虻蜏亓黧w的總過(guò)程. 2 復(fù)合傳熱:對(duì)流傳熱與輻射傳熱同時(shí)存在的傳熱過(guò)程. 3 污垢系數(shù):單位面積的污垢熱阻. 4 肋化系數(shù):

32、60;肋側(cè)表面面積與光壁側(cè)表面積之比. 5 順流:兩種流體平行流動(dòng)且方向相同 6 逆流: 兩種流體平行流動(dòng)且方向相反 7效能:換熱器實(shí)際傳熱的熱流量與最大可能傳熱的熱流量之比. 8傳熱單元數(shù):傳熱溫差為1K時(shí)的熱流量與熱容量小的流體溫度變化1K所吸收或放出的熱流量之比.它反映了換熱器的初投資和運(yùn)行費(fèi)用,是一個(gè)換熱器的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo). 9臨界熱絕緣直徑:對(duì)應(yīng)于最小總熱阻(或最大傳熱量)的保溫層外徑. 簡(jiǎn)答題     1 試舉出3個(gè)隔熱保溫的措施，并用傳熱學(xué)理論闡明其原理？   (提示:可以從導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射等角度舉出許多隔熱保溫的例子.例如采用遮熱板,可以顯著削弱表面之間的輻射換熱，從傳熱學(xué)原理上看，遮熱板的使用成倍地增加了系統(tǒng)中輻射的 表面熱阻和空間熱阻，使系統(tǒng)黑度減小，輻射換熱量大大減少；又如采用夾層結(jié)構(gòu)并抽真空，可以削弱對(duì)流換熱和導(dǎo)熱，從傳熱角度看，夾層結(jié)構(gòu)可以使強(qiáng)迫對(duì)流