《傳熱學(xué)》重點(diǎn)復(fù)習(xí)提綱(2023年0104)

傳熱學(xué)復(fù)習(xí)指南〔2023-01-04修訂〕名目：四、傳熱過(guò)程與換熱器五、需要理解、把握的公式一、導(dǎo)熱問(wèn)題根本學(xué)問(wèn)點(diǎn)：等溫線、等溫面、熱流線的定義和特點(diǎn)導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱根本定律〔傅立葉定律〕——公式、符號(hào)、意義三類邊界條件的含義、表達(dá)式直角坐標(biāo)下導(dǎo)熱微分方程表示式：c T

T

T

Tpt x

x

y

z

z各項(xiàng)的物理意義是什么？如何進(jìn)展簡(jiǎn)化？如：一維、穩(wěn)態(tài)、常物性、無(wú)內(nèi)熱源的導(dǎo)熱肋片〔翅片〕的導(dǎo)熱的特點(diǎn)、肋效率的定義熱阻的概念與應(yīng)用一維變導(dǎo)熱系數(shù)問(wèn)題導(dǎo)溫系數(shù)〔熱集中率〕的定義式及物理含義集總參數(shù)法原理、推斷準(zhǔn)則Bi、Fo準(zhǔn)則數(shù)定義式和含義〔BiNu準(zhǔn)則數(shù)的區(qū)分〕BiBi0各代表什么？它們對(duì)導(dǎo)熱的影響。數(shù)值解的根本思想。節(jié)點(diǎn)方程的建立〔內(nèi)部節(jié)點(diǎn)、邊界節(jié)點(diǎn)〕中心、向前、向后差分格式計(jì)算問(wèn)題：1、單層或多層平板的導(dǎo)熱計(jì)算問(wèn)題。2、圓柱體穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題3、變導(dǎo)熱系數(shù)問(wèn)題：熱流密度或溫度分布計(jì)算公式的推導(dǎo)4、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱集總參數(shù)問(wèn)題計(jì)算5、依據(jù)能量平衡建立節(jié)點(diǎn)的離散方程深入問(wèn)題一維有內(nèi)熱源的問(wèn)題一維、二維非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題建?！卜匠?定解條件〕顯式格式的穩(wěn)定性問(wèn)題數(shù)值解穩(wěn)定性、收斂性、準(zhǔn)確性的含義肋片計(jì)算d2t

hP(tt)hP/(A)chP/(A)cdx2 AcAc——肋片橫截面面積。溫度與肋根熱流量為：0

ch[m(xH)]ch(mH)

th(mH)x0

hPm

th(mH)

f mH典型例題與習(xí)題2-22-52-123-13-22-5習(xí)題2-4、10、17、18、34、713-9、10前提條件：Bi0公式：exp(0

hA)cVexp(-1)=36.8%。1、先推斷是否適用〔l=V/A〕、1/2〔圓柱、1/3〔球〕2、留意面積、體積的定義A——參與換熱的外表積舉例：

離散方程的建立與應(yīng)用1、導(dǎo)熱微分方程為2Tx2

2Tqy2

0，q和均為常數(shù)，右圖中角點(diǎn)節(jié)點(diǎn)A2344f2344f方程?！策@里q為內(nèi)熱源強(qiáng)度。220.002150C，環(huán)20C5w/(m2C)，試確定在這種條件下導(dǎo)線〔12分〕解：Q

TT2 1

30 1.802 W/m

(8分)l 1 ln(d2)

16.652 d1

dhT2T1AT3T2T1AT3對(duì)流T4絕熱I<=30A 〔2分〕每步概念清楚、計(jì)算正確得總分值。能正確列出公式，但計(jì)算出過(guò)失，適當(dāng)扣分。二、對(duì)流換熱問(wèn)題根本學(xué)問(wèn)點(diǎn)：1、牛頓冷卻公式——公式、符號(hào)、含義2、對(duì)流換熱定義和特點(diǎn)定義：流體流過(guò)壁面,而且與壁面存在溫度差時(shí),流體與壁面間的熱量傳遞過(guò)程。合作用的結(jié)果。3、邊界層理論的主要內(nèi)容4、對(duì)流換熱微分方程組推導(dǎo)微分方程的物理依據(jù): 連續(xù)方程――－質(zhì)量方程如何由溫度分布求得出h――換熱微分方程:求解結(jié)果：局部外表傳熱系數(shù)：平均努塞爾數(shù)：則數(shù)的定義及物理意義〔6-1〕7、比較理論〔雷諾比較定義〕8、定性溫度、定性尺寸、定性速度含義、選擇準(zhǔn)則9、兩種典型的熱邊界條件及其特點(diǎn)10、 管〔槽〕內(nèi)流淌入口段的定義及外表傳熱系數(shù)變化的規(guī)律11、 不均勻物性場(chǎng)對(duì)速度分布和換熱的影響12、 湍流強(qiáng)制對(duì)流的關(guān)聯(lián)式中并沒(méi)有特別指出熱邊界條件，為什么？13、 管〔槽〕內(nèi)層流強(qiáng)制對(duì)流的傳熱有何特點(diǎn)？14、 當(dāng)量直徑的定義、計(jì)算15、 橫掠圓管時(shí)的流淌特征和局部換熱系數(shù)的變化規(guī)律16、 橫掠管束〔順排、叉排的特點(diǎn)〕17、18、19、20、21、

自然對(duì)流的定義、準(zhǔn)則方程的特點(diǎn)大空間自然對(duì)流的定義、定性尺寸如何選擇橫、豎管分散傳熱計(jì)算不同：——特征尺寸不同Hh 0.77l1/4——l/d=50時(shí)，橫是豎的2Hh V22、23、24、25、26、

布置。分類、定義等—大容器沸騰〕大容器飽和沸騰曲線及其區(qū)域、特征點(diǎn)強(qiáng)化對(duì)流換熱的方法有哪些？計(jì)算問(wèn)題圍、定性溫度等〕2、依據(jù)hx

t

|

〔將對(duì)流換熱外表傳熱系數(shù)與流體的溫度場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)，由溫度場(chǎng)的分布、邊界層的解等信息，求解局部傳熱系數(shù)。3、依據(jù)相像原理，進(jìn)展模化試驗(yàn)時(shí)的參數(shù)確定。留意事項(xiàng)：留意定性溫度、定性尺寸的選擇：公式中下標(biāo)m、f的含義？定義式：Prv,a a cp〔外Re>=5105Re>=2300等。5-5；5-7；5-8；深入的問(wèn)題：數(shù)量級(jí)分析方法邊界層換熱微分方程組量綱分析典型例題和習(xí)題：例題6-3〔P.254〕例題6-6〔P.274〕例題6-9〔P.282〕習(xí)題6-8〔P.287〕習(xí)題6-8〔P.287〕計(jì)算舉例：1. 在邊界層流淌中，假設(shè)邊界層中的溫度分布為(T-T)/(T-T)=3(y/)-2(y/)2，Tw f w fTw為壁的溫度，假設(shè)流體的導(dǎo)熱系數(shù)為0.03W/(m℃)，x/x=5.0/Re1/2x=0.2102400，求當(dāng)?shù)亍瞲=0.2米處〕的xNu〔10分〕y=0解：q=h(Tw-Tf)=(dT/dy)y=0

〔3分〕求解可得：h=3/ (3分)Nu=hx/=(h/)(x/)=0.6Re1/2 (2分)x xx=0.2m時(shí)，Re=102400,則=0.003125m (1分)Nux=192 〔1分〕h=3*0.03/0.003125=28.8W/(m2oC) 〔2分〕三、熱輻射問(wèn)題根本概念和要求熱輻射的根本特點(diǎn)及其與導(dǎo)熱、對(duì)流的區(qū)分定律、S－B定律、Lambert定律〕及其定量計(jì)算維恩位移定律及其應(yīng)用定向輻射強(qiáng)度的定義實(shí)際物體的輻射特性，放射率、吸取比的定義基爾霍夫定律內(nèi)涵、公式、條件角系數(shù)的特點(diǎn)、性質(zhì)及其簡(jiǎn)潔計(jì)算黑體和灰體的定義、性質(zhì)外表熱阻、空間熱阻的概念、公式J的概念及其計(jì)算兩個(gè)及多個(gè)漫灰外表輻射換熱的計(jì)算方法輻射換熱的強(qiáng)化與減弱氣體輻射的特點(diǎn)材料的要求、溫室效應(yīng)原理等等。用輻射網(wǎng)絡(luò)法求解輻射換熱問(wèn)題計(jì)算問(wèn)題：對(duì)簡(jiǎn)潔的問(wèn)題，用幾何法計(jì)算角系數(shù)兩漫灰外表間的輻射換熱計(jì)算X1,2=1的狀況；A1=A2的狀況多外表介質(zhì)輻射換熱的計(jì)算問(wèn)題〔１〕〔件〕〔２〕列出節(jié)點(diǎn)方程式〔依據(jù)類似電學(xué)中的基爾霍夫定律〕〔３〕求解代數(shù)方程助計(jì)算機(jī)〕

〔當(dāng)外表個(gè)數(shù)較多時(shí)，可借〔４〕求某外表的凈輻射熱流：〔５〕外表i、j〔６〕重輻射面〔絕熱〕的狀況。網(wǎng)絡(luò)圖有什么不同？遮熱板原理及其計(jì)算不加遮熱板之前的熱阻網(wǎng)絡(luò)圖加遮熱板后的熱阻網(wǎng)絡(luò)示意圖而大大減弱了換熱。輻射計(jì)算常見(jiàn)錯(cuò)誤：Eb

T4時(shí)溫度應(yīng)當(dāng)用熱力學(xué)溫度〔K，而不是攝氏度〔C。

b

i，E

T4i 1 biAi i〔同溫度下黑體的輻射力Eb

T4由于黑度的影響已考慮在外表熱阻中。i典型例題習(xí)題：9-1〔P.404〕9-4〔P.410〕9-5〔P.415〕9-6〔P.417〕9.6.2節(jié)〔P.436~P.437〕9-6〔P.446〕習(xí)題9-7〔P.446〕9-23〔P.449〕9-35〔P.450〕9-36〔P.450〕四、傳熱過(guò)程與換熱器學(xué)問(wèn)點(diǎn)和根本要求傳熱過(guò)程定義及熱阻分析法幾種典型狀況下〔多層平壁、圓管壁〕傳熱量及傳熱系數(shù)k的計(jì)算了解換熱器的型式及其應(yīng)用對(duì)數(shù)平均溫差定義、特點(diǎn)及其計(jì)算利用對(duì)數(shù)平均溫差法進(jìn)展換熱計(jì)算順流與逆流換熱器的概念、特點(diǎn)傳熱過(guò)程的強(qiáng)化與隔熱保溫措施保溫技術(shù)：臨界絕緣直徑的概念污垢熱阻的定義式保溫效率的定義式計(jì)算問(wèn)題：傳熱過(guò)程計(jì)算、分析——平板、圓管〔P.459-460〕用對(duì)數(shù)平均溫差進(jìn)展換熱器計(jì)算〔P.474-477〕與換熱器型式、冷熱流體流淌方式及進(jìn)出口溫度有關(guān)何依據(jù)結(jié)果推斷順流還是逆流？典型例題習(xí)題：10-3、9、13五、 需要理解記憶的公式傅里葉公式：Adt 〔1-〔學(xué)會(huì)融會(huì)貫穿：2-、2-〕dx牛頓冷卻公式：At 〔1-6〕四次方公式：AT4 〔1-7〕〔2-2〔2-3〕0

exp(

hAcV

) 〔3-6〕公式〔5-4〕 來(lái)源和應(yīng)用Bi,Pr,Re,Nu,Gr的定義式，熱集中率〔導(dǎo)熱系數(shù)〕a的定義式acT2897.6mKEb

mI〔8-6〕b角系數(shù)的三共性質(zhì)所對(duì)應(yīng)的公式9-9-〔9-〕R

1，R 。1t外