華電傳熱學(xué)復(fù)習(xí)題匯總

1、名詞解釋1 熱流量：單位時間內(nèi)所傳遞的熱量2熱流密度：單位傳熱面上的熱流量3導(dǎo)熱：當(dāng)物體內(nèi)有溫度差或兩個不同溫度的物體接觸時，在物體各部分之間不發(fā)生相對位移的情況下，物質(zhì)微粒（分子、原子或自由電子）的熱運動傳遞了熱量，這種現(xiàn)象被稱為熱傳導(dǎo)，簡稱導(dǎo)熱。4 對流傳熱： 流體流過固體壁時的熱傳遞過程，就是熱對流和導(dǎo)熱聯(lián)合用的熱量傳遞過程，稱為表面對流傳熱，簡稱對流傳熱。5輻射傳熱：物體不斷向周圍空間發(fā)出熱輻射能，并被周圍物體吸收。同時，物體也不斷接收周圍物體輻射給它的熱能。這樣， 物體發(fā)出和接收過程的綜合結(jié)果產(chǎn)生了物體間通過熱輻射而進行的熱量傳遞，稱為表面輻射傳熱，簡稱輻射傳熱。6總傳熱過程：熱量從

2、溫度較高的流體經(jīng)過固體壁傳遞給另一側(cè)溫度較低流體的過程，稱為總傳熱過程，簡稱傳熱過程。7對流傳熱系數(shù)：單位時間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為1K 是的對流傳熱量，單位為W/（m2K）。對流傳熱系數(shù)表示對流傳熱能力的大小。1K 是的輻射傳熱量，1K 是的復(fù)合傳熱量，8輻射傳熱系數(shù)：單位時間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為單位為W/（m2-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)：單位時間內(nèi)單位傳熱面當(dāng)流體溫度與壁面溫度差為單位為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)：總傳熱過程中熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K 時，單位傳熱面積

3、在單位時間內(nèi)的傳熱量。11 溫度場：某一瞬間物體內(nèi)各點溫度分布的總稱。一般來說，它是空間坐標和時間坐標的函數(shù)。12等溫面（線 ）：由物體內(nèi)溫度相同的點所連成的面（或線）。13溫度梯度：在等溫面法線方向上最大溫度變化率。14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 K m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。15導(dǎo)溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標。16穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點溫度不隨時間而改變的導(dǎo)熱過程。17非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體中各點溫度隨時間而改變的導(dǎo)熱過程。18 傅里葉定律： 在各向同性均質(zhì)的導(dǎo)熱物體中，通過某導(dǎo)熱面積的熱流

4、密度正比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。19 .保溫（隔熱）材料：入0.12 W/（m - K）（平均溫度不高于 350c時）的材料。20 肋 效率： 肋片實際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。21 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)熱過程帶來額外熱阻。22定解條件（單值性條件）：使微分方程獲得適合某一特定問題解的附加條件，包括初始條件和邊界條件。23 速度邊界層：在流場中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。24 溫度邊界層：在流體溫度場中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。25 定性溫度：確定換熱過程中流體物性的溫度。26 特征尺度：對于對流傳熱起決定作用的幾何尺寸。27

5、相似準則（如Nu,Re,Pr,Gr,Ra）:由幾個變量組成的無量綱的組合量。28 強迫對流傳熱：由于機械（泵或風(fēng)機等）的作用或其它壓差而引起的相對運動。29 自然對流傳熱：流體各部分之間由于密度差而引起的相對運動。30 大空間自然對流傳熱：傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周圍物體的干擾時的自然對流傳熱。31珠狀凝結(jié)：當(dāng)凝結(jié)液不能潤濕壁面（。>90?）時，凝結(jié)液在壁面上形成許多液滴，而不形成 連續(xù)的液膜。32 膜狀凝結(jié)：當(dāng)液體能潤濕壁面時，凝結(jié)液和壁面的潤濕角（液體與壁面交界處的切面經(jīng)液體到壁面的交角）0 <90?,凝結(jié)液在壁面上形成一層完整的液膜。33 核態(tài)沸騰：在加熱面上產(chǎn)生汽泡，

6、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，汽泡的劇烈擾動使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和熱流密度都急劇增加。34 膜態(tài)沸騰：在加熱表面上形成穩(wěn)定的汽膜層，相變過程不是發(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)遠小于液體的導(dǎo)熱系數(shù)，因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降。35 熱輻射： 由于物體內(nèi)部微觀粒子的熱運動狀態(tài)改變，而將部分內(nèi)能轉(zhuǎn)換成電磁波的能量發(fā)射出去的過程。36吸收比：投射到物體表面的熱輻射中被物體所吸收的比例。37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。38穿透比：投射到物體表面的熱輻射中穿透物體的比例。39 .黑體：吸收比a = 1的物體。40 .白體：反射比p =1的物

7、體（漫射表面）41 .透明體：透射比t = 1的物體42灰體 ：光譜吸收比與波長無關(guān)的理想物體。43 黑度 ： 實際物體的輻射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。44輻射力：單位時間內(nèi)物體的單位輻射面積向外界（半球空間）發(fā)射的全部波長的輻射能。45 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。46角系數(shù)： 從表面 1 發(fā)出的輻射能直接落到表面2 上的百分數(shù)。47有效輻射：單位時間內(nèi)從單位面積離開的總輻射能，即發(fā)射輻射和反射輻射之和。48投入輻射：單位

8、時間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能。49 定向輻射度： 單位時間內(nèi)，單位可見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。50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。51定向輻射力：單位輻射面積在單位時間內(nèi)向某一方向單位立體角內(nèi)發(fā)射的輻射能。52表面輻射熱阻：由表面的輻射特性所引起的熱阻。53遮熱板：在兩個輻射傳熱表面之間插入一塊或多塊薄板以削弱輻射傳熱。54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。55 .傳熱過程:熱量從高溫流體通過壁面?zhèn)飨虻蜏亓黧w的總過程.56 .復(fù)合傳熱:對流傳熱與

9、輻射傳熱同時存在的傳熱過程.57 .污垢系數(shù):單位面積的污垢熱阻.58 肋化系數(shù): 肋側(cè)表面面積與光壁側(cè)表面積之比.59 順流:兩種流體平行流動且方向相同60 逆流: 兩種流體平行流動且方向相反61效能:換熱器實際傳熱的熱流量與最大可能傳熱的熱流量之比.62 .傳熱單元數(shù)：傳熱溫差為1K時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行費用，是一個換熱器的綜合經(jīng)濟技術(shù)指標.63 .臨界熱絕緣直徑：對應(yīng)于最小總熱阻(或最大傳熱量)的保溫層外徑.思考題1 .試用簡練的語言說明導(dǎo)熱、對流換熱及輻射換熱三種熱傳遞方式之間的聯(lián)系和區(qū)別。 答：導(dǎo)熱和對流的區(qū)別在于

10、：物體內(nèi)部依靠微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象， 稱為導(dǎo)熱；對流則是流體各部分之間發(fā)生宏觀相對位移及冷熱流體的相互摻混。聯(lián)系是：在發(fā)生對流換熱的同時必然伴生有導(dǎo)熱。導(dǎo)熱、對流這兩種熱量傳遞方式，只有在物質(zhì)存在的條件下才能實現(xiàn)，而輻射可以在真 空中傳播，輻射換熱時不僅有能量的轉(zhuǎn)移還伴有能量形式的轉(zhuǎn)換。2 .導(dǎo)熱系數(shù)、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及傳熱系數(shù)的單位各是什么？哪些是物性參數(shù)，哪些與過程有答：導(dǎo)熱系數(shù)入的單位是：W/(m.K);表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h的單位是：W/(m2K)；傳 熱系數(shù)k的單位是：W/(m2.K)。這三個參數(shù)中，只有導(dǎo)熱系數(shù) 入是物性參數(shù)，其它均與 過程有關(guān)。3 .什么是串聯(lián)熱阻疊加原則，它

11、在什么前提下成立？以固體中的導(dǎo)熱為例，試討論有哪些 情況可能使熱量傳遞方向上不同截面的熱流量不相等。答：在一個串聯(lián)的熱量傳遞過程中，如果通過每個環(huán)節(jié)的熱流量都相同，則各串聯(lián)環(huán)節(jié) 的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)熱阻的和。例如：三塊無限大平板疊加構(gòu)成的平壁。例如通過 圓筒壁，對于各個傳熱環(huán)節(jié)的傳熱面積不相等，可能造成熱量傳遞方向上不同截面的熱 流量不相等。第二章思考題1試寫出導(dǎo)熱傅里葉定律的一般形式，并說明其中各個符號的意義。q = /ugradt =一九n答：傅立葉定律的一般形式為：漢，其中：gradt為空間某點的溫度梯度；n是通過該點的等溫線上的法向單位矢量，指向溫度升高的方向；q為該處的熱流密度矢量

12、。3試說明得出導(dǎo)熱微分方程所依據(jù)的基本定律。答：導(dǎo)熱微分方程式所依據(jù)的基本定律有：傅立葉定律和能量守恒定律。5試說明串聯(lián)熱阻疊加原則的內(nèi)容及其使用條件。答：在一個串聯(lián)的熱量傳遞過程中，如果通過每個環(huán)節(jié)的熱流量都相同，則各串聯(lián)環(huán)節(jié)的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)熱阻的和。使用條件是對于各個傳熱環(huán)節(jié)的傳熱面積必須相等。第三章思考題1.試說明集總參數(shù)法的物理概念及數(shù)學(xué)處理的特點答：當(dāng)內(nèi)外熱阻之比趨于零時，影響換熱的主要環(huán)節(jié)是在邊界上的換熱能力。而內(nèi)部由于熱阻很小而溫度趨于均勻，以至于不需要關(guān)心溫度在空間的分布，溫度只是時間的函數(shù)，數(shù)學(xué)描述上由偏微分方程轉(zhuǎn)化為常微分方程、大大降低了求解難度。6.試說明Bi數(shù)的物

13、理意義。Bi t o及Bi t g各代表什么樣的換熱條件 ？有人認為,Bi - 0代表了絕熱工況，你是否贊同這一觀點，為什么？答；Bi數(shù)是物體內(nèi)外熱阻之比的相對值。BiT o時說明傳熱熱阻主要在邊界，內(nèi)部溫度趨于均勻，可以用集總參數(shù)法進行分析求解；BiT笛時，說明傳熱熱阻主要在內(nèi)部，可以近似認為壁溫就是流體溫度。認為BiT o代表絕熱工況是不正確的，該工況是指邊界熱阻相對于內(nèi)部熱阻較大，而絕熱工況下邊界熱阻無限大。第五章復(fù)習(xí)題1、試用簡明的語言說明熱邊界層的概念。答：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)生劇烈變化，而在此薄層之外，流體的溫度梯度幾乎為零，固體表面附近流體溫度發(fā)生

14、劇烈變化的這一薄層稱為溫度邊界層或熱邊界層。第六章復(fù)習(xí)題1、什么叫做兩個現(xiàn)象相似，它們有什么共性？答：指那些用相同形式并具有相同內(nèi)容的微分方程式所描述的現(xiàn)象，如果在相應(yīng)的時刻與相應(yīng)的地點上與現(xiàn)象有關(guān)的物理量一一對于成比例，則稱為兩個現(xiàn)象相似。凡相似的現(xiàn)象，都有一個十分重要的特性，即描述該現(xiàn)象的同名特征數(shù)（準則）對應(yīng)相等。（1） 初始條件。指非穩(wěn)態(tài)問題中初始時刻的物理量分布。（2） 邊界條件。所研究系統(tǒng)邊界上的溫度（或熱六密度）、速度分布等條件。（3） 幾何條件。換熱表面的幾何形狀、位置、以及表面的粗糙度等。（4） 物理條件。物體的種類與物性。7、什么叫大空間自然對流換熱？什么叫有限自然對流換熱

15、？這與強制對流中的外部流動和內(nèi)部流動有什么異同？答：大空間作自然對流時， 流體的冷卻過程與加熱過程互不影響，當(dāng)其流動時形成的邊界層相互干擾時，稱為有限空間自然對流。這與外部流動和內(nèi)部流動的劃分有類似的地方，但流動的動因不同，一個由外在因素引起的流動，一個是由流體的溫度不同而引起的流動。9.簡述Nu數(shù)，Pr數(shù)，G的物理意義,Nu數(shù)與Bi數(shù)有什么區(qū)別？Gr 數(shù)：浮升力與粘性力之比的一種量度Nu 數(shù)：壁面上流體的無量綱溫度梯度（注意，入為流體的導(dǎo)熱系數(shù)）Pr 數(shù)：動量擴散能力與熱量擴散能力的一種量度Nu數(shù)與Bi區(qū)別：Nu數(shù)是壁面上流體的無量綱溫度梯度（注意， 入為流體的導(dǎo)熱系數(shù)）Bi數(shù)是固體內(nèi)部導(dǎo)熱

16、熱阻與界面上換熱熱阻之比（ 入為固體的導(dǎo)熱系數(shù)）第七章思考題1.什么叫膜狀凝結(jié)，什么叫珠狀凝結(jié) ？膜狀凝結(jié)時熱量傳遞過程的主要阻力在什么地方？答：凝結(jié)液體在壁面上鋪展成膜的凝結(jié)叫膜狀凝結(jié)，膜狀凝結(jié)的主要熱阻在液膜層，凝結(jié)液5 .試說明大容器沸騰的 q &曲線中各部分的換熱機理 。1）自然對流區(qū)：避免過熱度較小時，壁面無氣泡，傳熱屬于自然對流2）核態(tài)沸騰區(qū)：壁面過熱度大于 At叁4C,產(chǎn)生氣泡，隨著 At進一步增加，汽化核心 增加，氣泡相互影響，并會合成氣塊及氣柱3）過渡沸騰區(qū)：4 ）膜態(tài)沸騰區(qū)6.對于熱流密度可控及壁面溫度可控的兩種換熱情形，分別說明控制熱流密度小于臨界熱 流密度及溫差

17、小于臨界溫差的意義，并針對上述兩種情形分別舉出一個工程應(yīng)用實例。答：對于熱流密度可控的設(shè)備， 如電加熱器，控制熱流密度小于臨界熱流密度，是為了防止 設(shè)備被燒毀，對于壁溫可控的設(shè)備， 如冷凝蒸發(fā)器，控制溫差小于臨界溫差，是為了防止設(shè) 備換熱量下降。第八章1 .什么叫黑體？在熱輻射理論中為什么要引入這一概念？吸收上匕«=1的物體稱為黑體，黑體是一個理想化的物體，黑體輻射的特性反映了物 體輻射在波長、溫度和方向上的變化規(guī)律，這為研究實際物體的輻射提供了理論依據(jù)和簡化 分析基礎(chǔ)。4. 黑體的輻射能按波長是怎樣分布的？光譜吸收力 代表什么意義？代表了單位面積“ m2”和單位波長“ m”的意思E

18、b入的單位中分母的“m3”Eb入的單位中分母的“m3”黑體的輻射能按波長服從普朗克定律，光譜吸收力度與空間方向無關(guān)是否意味著黑定向輻射強度與空間方向無關(guān)并因為輻射強度是指單位可見輻射面積5. 黑體的輻射能按空間方向是怎樣分布？定向輻射強 體的輻射能在半球空 間各方向上是均勻分布的？答：黑體輻射能按空間方向分布服從蘭貝特定律。 不意味著黑體輻射能在半球空間各個方向均勻分布，的輻射能，在不同方向，可見輻射面積是不同的，即定向輻射力是不同的什么叫光譜吸收比？在不同光源的照耀下，物體常呈現(xiàn)不同的顏色，如何解釋？答：所謂光譜吸收比，是指物體對某一波長投入輻射的吸收份額，物體的顏色是物體對光源某種波長 光

19、波的強烈反射，不同光源的光譜不同，所以物體呈現(xiàn)出不同顏色。8.說明灰體的定義以及引入灰體的簡化對工程輻射換熱計算的意義。答：光譜吸收比與波長無關(guān)的物體叫做灰體，灰體的 吸收比恒等于同溫度下的發(fā)射率，把實際物體當(dāng)作灰 體處理，可以不必考慮投入輻射的特性，將大大簡化輻射換熱的計算。各種流動方式中順流和逆流可以看作是兩個極端情況。在相同的的進、出口溫度相同 的條件下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小。前面已經(jīng)指出，順流時冷流體的出口溫度總是低于熱流體的出口溫度，而逆流時，卻可以大于熱流體的的出口溫度。從這些方面看，換熱器應(yīng)當(dāng)盡量布置成逆流，而避免做順流布置。但應(yīng)考慮到在采用逆流時流體的最 高溫

20、度和發(fā)生在熱交換器同一端使該端在較高壁溫下工作。對于高溫換熱器來說，這是應(yīng)注意避免的。為了降低這里的壁溫， 有時甚至有意改用順流，鍋爐中的高溫過熱器就有這種布置。5614、已知：1.013父10 Pa下的仝氣在內(nèi)徑為76mm的直官內(nèi)流動，入口溫度為65 C ,180C。入口體積流量為0.022m3 / s ,管壁的平均溫度為求：管子多長才能使空氣加熱到115C。+65 115t f 二=903解：定性溫度2C,相應(yīng)的物性值為：P= 0.972kg/mCp =1.009kJ/kg K , - =3.13 10W/m K , ； =21.5 10kg/ m s , Pr = 0.6903在入口溫度

21、下，=1.0045kg/m ,故進口質(zhì)量流量： 3 .3 _ 2.m =0.022m / sx 1.0045kg /m =2.298x 10 kg/s,c 4m 4 2.298 10 2 1064Re-17906 104ndN 3.1416 x0.076x21.5,先按 l/d >60#,Nu0 = 0.023 179060.8 0.690.450.08 0.03132= 50.08, h = =20.62W/ m2 K空氣在 115 C時，CP=1.009kJ/(kg K), 65c時,0.076cp =1.007kJ/(kg K故加熱空氣所需熱量為:：，=mcpt -cpt =0.02298 1.009 103 115-1.007 103 65 = 1162.3W采用教材P165上所給的大溫差修正關(guān)系式：0.530.53273+90 1363 ! 八|=0.885<273 +180 11453 1所需管