傳熱學基本概念知識點

傳熱學根本概念學問點傅里葉定律：單位時間內通過單位截面積所傳遞的熱量，正比例于當地垂直于截面方向上的溫度變化率集總參數法：無視物體內部導熱熱阻的簡化分析方法臨界熱通量：又稱為臨界熱流密度，是大容器飽和沸騰中的熱流密度的峰值效能：表示換熱器的實際換熱效果與最大可能的換熱效果之比對流換熱是怎樣的過程，熱量如何傳遞的？對流：指流體各局部之間發(fā)生相對位移，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞方式。對流僅能發(fā)生在流體中，而且必定伴隨有導熱現象。對流兩大類：自然對流與強制對流。影響換熱系數因素：流體的物性，換熱外表的外形與布置，流速何謂膜狀分散過程，不分散氣體是如何影響分散換熱過程的？蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時，假設分散液體能很好的潤濕壁面，它就在壁面上鋪展成膜，這種分散形式稱為膜狀分散。不分散氣體對分散換熱過程的影響：在靠近液膜外表的蒸氣側，隨著蒸氣的分散，蒸氣分壓力減小而不分散氣體的分壓力增大。蒸氣在抵達液膜外表進展分散前，必需以集中方式穿過聚攏在界面四周的不凝結氣體層。因此，不分散氣體層的存在增加了傳遞過程的阻力。8試以導熱系數為定值，原來處于室溫的無限大平壁因其一外表溫度突然上升為某確定值而發(fā)生非穩(wěn)態(tài)導熱過程為例，說明過程中平壁內部溫度變化的狀況，著重指出幾個典型階段。首先是平壁中緊挨高溫外表局部的溫度很快上升，而其余局部則仍保持原來的溫度，隨著時間的推移，溫度上升所涉及的范圍不斷擴大，經受了一段時間后，平壁的其他局部的溫度也緩慢上升。主要分為兩個階段：非正規(guī)狀況階段和正規(guī)狀況階段灰體有什么主要特征？灰體的吸取率與哪些因素有關？灰體的主要特征是光譜吸取比與波長無關?；殷w的吸取率恒等于同溫度下的放射率，影響因素有：物體種類、外表溫度和外表狀況。氣體與一般固體比較其輻射特性有什么主要差異？氣體輻射的主要特點是：〔1〕氣體輻射對波長有選擇性〔2〕氣體輻射和吸取是在整個容積中進展的說明平均傳熱溫壓得意義，在純逆流或順流時計算方法上有什么差異？平均傳熱溫壓就是在利用傳熱傳熱方程式來計算整個傳熱面上的熱流量時，需要用到的整個傳熱面積上的平均溫差。純順流和純逆流時都可按對數平均溫差計算式計算，只是取值有所不同。邊界層，邊界層理論邊界層理論：〔1〕流場可劃分為主流區(qū)和邊界層區(qū)。只有在邊界層區(qū)考慮粘性對流淌的影響，在主流區(qū)可視作抱負流體流淌?！?〕邊界層厚度遠小于壁面尺寸〔3〕邊界層內流淌狀態(tài)分為液體發(fā)生大容器飽和沸騰時，隨著壁面過熱度的增高，會消滅哪幾個換熱規(guī)律不同的區(qū)域？這幾個區(qū)域的換熱分別有什么特點？為什么把熱流密度的峰值稱為燒毀點？分為四個區(qū)域：1、自然對流區(qū)，這個區(qū)域傳熱屬于自然對流工況。2、核態(tài)沸騰區(qū)，換熱特點：溫壓小、傳熱強。3、過度沸騰區(qū)：傳熱特點：熱流密度隨著溫壓的上升而降低，傳熱很不穩(wěn)定。4、膜態(tài)沸騰區(qū)：傳熱特點：傳熱系數很小。由于超過熱流密度的峰值可能會導致設備燒毀，所以熱流密度的峰值也稱為燒毀點。闡述蘭貝特定律的內容。說明什么是漫射外表？角系數具有哪三共性質？在什么狀況下是一個純幾何因子，和兩個外表的溫度和黑度沒有關系？蘭貝特定律給出了黑體輻射能按空間方向的分布規(guī)律，它說明黑體單位面積輻射出去的能量在空間的不同方向分布是不均勻的，按空間緯度角的余弦規(guī)律變化：在垂直于該外表的方向最大，而與外表平行的方向為零。光譜吸取比與波長無關的外表稱為漫射外表。角系數的三共性質：相對性、完整性、可加性。當滿足兩個條件：〔1〕所爭論的外表是漫射的〔2〕在所爭論外表的不同地點上向外放射的輻射熱流密度是均勻的。此時角系數是一個純幾何因子，和兩個外表的溫度和黑度沒有關系。試述氣體輻射的根本特點。氣體能當灰體來處理嗎？請說明緣由氣體輻射的根本特點：〔1〕氣體輻射對波長具有選擇性〔2〕氣體輻射和吸取是在整個容積中進展的。氣體不能當做灰體來處理，由于氣體輻射對波長具有選擇性，而只有輻射與波長無關的物體才可以稱為灰體。試說明管槽內強制對流換熱的入口效應。流體在管內流淌過程中，隨著流體在管內流淌局部外表傳熱系數如何變化的？外掠單管的流動與管內的流淌有什么不同管槽內強制對流換熱的入口效應：入口段由于熱邊界層較薄而具有比較充分的進展段高的外表傳熱系數。入口段的熱邊界層較薄，局部外表傳熱系數較高，且沿著主流方向漸漸降低。充分進展段的局部外表傳熱系數較低。外掠單管流淌的特點：邊界層分別、發(fā)生繞流脫體而產生回流、漩渦和渦束。為什么在給圓管加保溫材料的時候需要考慮臨界熱絕緣直徑的問題而平壁不需要考慮？圓管外敷設保溫層同時具有減小外表對流傳熱熱阻及增加導熱熱阻兩種相反的作用，在這兩種作用下會存在一個散熱量的最大值，，在此時的圓管外徑就是臨界絕緣直徑。而平壁不存在這樣的問題。為什么二氧化碳被稱作“溫室效應”氣體？氣體的輻射與吸取對波長具有選擇性，二氧化碳等氣體聚攏在地球的外側就似乎給地球罩上了一層玻璃窗：以可見光為主的太陽能可以達到地球的外表，而地球上一般溫度下的物體所輻射的紅外范圍內的熱輻射則大量被這些氣體吸取，無法散發(fā)到宇宙空間，使得地球外表的溫度漸漸上升。試分析大空間飽和沸騰和分散兩種狀況下，假設存在少量不凝性氣體會對傳熱效果分別產生什么影響？緣由？對于分散，蒸氣中的不行分散氣體會降低外表傳熱系數，由于在靠近液膜外表的蒸氣側，隨著蒸氣的分散，蒸氣分壓力減小而不分散氣體的分壓力增大。蒸氣在抵達液膜外表進展分散前，必需以集中方式穿過聚攏在界面四周的不分散氣體層。因此，不分散氣體層的存在增加了傳遞過程的阻力。大空間飽和沸騰過程中，溶解于液體中的不分散氣體會使沸騰傳熱得到某種強化，這是由于，隨著工作液體溫度的上升，不分散氣體會從液體中逸出，使壁面四周的微小凹坑得以活化，成為汽泡的胚芽，從而使qA t沸騰曲線向著△t減小的方向移動，即在一樣的△t下產生更高的熱流密度，強化了傳熱。太陽能集熱器的吸取板外表有時覆以一層選擇性涂層，使外表吸收陽光的力氣比本身輻射力氣高出很多倍。請問這一現象與吉爾霍夫定律是否沖突？緣由？基爾霍夫定律說明物體的吸取比等于放射率，但是這一結論是在“物體與黑體投入輻射處于熱平衡”這樣嚴格的條件下才成立的，而太陽能集熱器的吸取板外表涂上選擇性涂層，投入輻射既非黑體輻射，更不是處于熱平衡，所以，外表吸取陽光的力氣比本身輻射力氣高出很多倍，這一現象與基爾霍夫定律不相沖突。請說明Nu、Bi的物理意義，Bi趨于0和趨于無窮時各代表什么樣的換熱條件？Nu數說明壁面上流體的無量綱溫度梯度Bi說明固體內部導熱熱阻與界面上換熱熱阻之比Bi趨于0時平板內部導熱熱阻幾乎可以無視，因而任一時刻平板中各點的溫度接近均勻，并隨著時間的推移整體的下降，漸漸趨近于外界溫度。Bi趨于無窮時，外表的對流換熱熱阻幾乎可以無視，因而過程一開始平板的外表溫度就被冷卻到外界溫度，隨著時間的推移，平板內部各點的溫度漸漸下降而趨近于外界溫度。舉例說明什么是溫室效應，以及產生溫室效應的緣由位于太陽照耀下被玻璃封閉起來的空間，例如小轎車、培育植物的暖房等，其內的溫度明顯地高于外界溫度，這種現象稱為溫室效應。這是由于玻璃對太陽輻射具有猛烈的選擇性吸取性，從而大局部太陽輻射能穿過玻璃進入有吸熱面的腔內，而吸熱面發(fā)出的常溫下的長波輻射卻被玻璃阻隔在腔內，從而產生了所謂的溫室