傳熱學(xué)概念復(fù)習(xí)資料

1、1. 傳熱學(xué)是研究由溫差引起的熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)。2. 熱傳遞分為穩(wěn)定熱傳遞（溫度不隨時(shí)間的變化熱變化）和不穩(wěn)定熱傳遞（溫度隨時(shí)間的變化熱變化）3. 熱傳導(dǎo): 它是不同溫度的物體之間通過直接接觸或同一物體不同溫度的各部分之間，當(dāng)沒有宏觀相對(duì)位移時(shí),由分子 原子 電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞熱量的過程。熱對(duì)流: 它是物體間不同溫度的各部分之間由流體微團(tuán)宏觀相對(duì)唯一來(lái)傳遞熱量的過程熱輻射: 由于熱的原因而向外發(fā)出輻射的過程。4. 對(duì)流換熱過程；運(yùn)動(dòng)著的流體與固體壁面之間的熱傳遞過程5. 傳熱過程： 熱量從壁面一側(cè)流體傳給壁面另一側(cè)流體的過程6. 綜合換熱： 對(duì)流換熱和輻射換熱同時(shí)存在的過程7. 溫

2、度場(chǎng):溫度場(chǎng)是各時(shí)刻物體中各點(diǎn)溫度分布的總稱。8. 溫度場(chǎng)按物體中個(gè)點(diǎn)的溫度是否隨時(shí)間變化分為非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)（隨時(shí)間變化）和穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)（不隨時(shí)間變化）9. 等溫面：溫度場(chǎng)中，同意瞬間溫度相等的點(diǎn)連成的面成為等溫面。等溫線 等溫面與任意平面的交線為等溫線。注： 等溫線是不可能相交的，它只能是封閉曲線或者終止于物體的邊界線上。10. 導(dǎo)溫系數(shù)也稱為熱擴(kuò)散系數(shù)或熱擴(kuò)散率，它象征著物體在被加熱或冷卻是其內(nèi)部各點(diǎn)溫度趨于均勻一致的能力。大的物體被加熱時(shí)，各處溫度能較快的趨于一致。11. 肋片效率：實(shí)際的肋片換熱量/整個(gè)肋片壁面的溫度等于肋根溫度時(shí)的換熱量。速度邊界層：現(xiàn)定義貼近壁面的具有明顯速度梯度的那一

3、層流體為速度邊界層。12. 熱邊界層：定義貼近壁面的具有明顯溫度梯度的那一層流體為熱邊界層。13. 定型尺寸：應(yīng)該選擇對(duì)換熱系數(shù)影響最大的尺寸作為定型尺寸。14. 定型溫度的選擇：確定流體物性的溫度，從而把物性當(dāng)作常量處理。15. 凝結(jié)：工質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫凝結(jié)。17、 膜狀凝結(jié)：如果能夠濕潤(rùn)，他就在壁面上形成一層液膜，并受重力作用而向下流動(dòng)，稱為膜狀凝結(jié)。18、 珠狀凝結(jié)：這些滾入的液珠沖掉了沿途所有的液珠，于是蒸汽又在這些裸露的冷壁面重新凝結(jié)，在凝結(jié)核心處形成小液珠，這稱之為珠狀液珠。19、 大容器飽和沸騰：加熱面浸在液體自由表面之下，液體無(wú)宏觀流速，氣泡可以自己浮升，這時(shí)液體發(fā)生的

4、沸騰現(xiàn)象。20、 強(qiáng)制管內(nèi)沸騰：強(qiáng)制對(duì)流沸騰時(shí)，氣泡浮升很難形成被迫與液體一起流動(dòng)形成氣液而相流。這種現(xiàn)象叫.21、 沸騰換熱：液態(tài)物體與高于其飽和溫度的壁面接觸時(shí)的傳熱過程，。22、 熱射線的波長(zhǎng)主要位于0.1100um的范圍內(nèi)。23、 A+R+D=1 如果A=1那么R=0.D=0這說明所有落在物體上的輻射能全部被該物體吸收，這一類物體叫作“絕對(duì)黑體”或“黑體”。如果R=1該物體稱為“絕對(duì)白體”或“白體”如果D=1該物體稱為“絕對(duì)透明體”或“透明體”。24、 輻射力：物體每單位表面積在單位時(shí)間內(nèi)所放射出去的從=0到=的一切波長(zhǎng)的輻射總體能量稱為.25、 單色輻射力：在到+d的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，物體

5、輻射力維dE，dE除以該波長(zhǎng)間隔d所得的商。稱為波長(zhǎng)為時(shí)的單色輻射力。26、 灰體：如在所有波長(zhǎng)下，物體的單色輻射力E與同溫度同波長(zhǎng)下黑體單色輻射力E0之比為定值，則該物體為灰體。27、 熱交換器或換熱器：凡把熱量從人流體傳遞給冷流體的熱力設(shè)備均稱為熱交換器。28、 熱交換器通常分為三類：間壁式、混合式和回?zé)崾剑磦鳠岜砻娴慕Y(jié)構(gòu)形式分為管式和板式間壁式熱交換器按兩種流體相互間的流動(dòng)方向熱交換器分為分為順流，逆流，交叉流。29、 輻射換熱時(shí)的角系數(shù)：相對(duì)性 完整性 可加性30、 表面1的輻射力為E=E稱為本身輻射，投射到表面1上的外來(lái)輻射G稱為投射輻射，其中被表面吸收的部分G，稱為吸收輻射，被表

6、面1反射的部分（1-）G稱為反射輻射，表面1的本身輻射和反射輻射的總體稱為有效輻射。31、 換熱器的熱計(jì)算包括：利用平均溫差法進(jìn)行換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算利用“傳熱單元數(shù)法”的校核計(jì)算。32、 換熱器的傳熱有效度是換熱器的實(shí)際傳熱量Q與其最大可能傳熱量Qmax之比。33、 Wmin=(9mc)min傳熱單元數(shù)NTu=RA/win34、 用熱絕緣層的目的：節(jié)約燃料 滿足工程技術(shù)的要求 改善勞動(dòng)條件35、 當(dāng)dx=22/2時(shí)熱阻值為最少，單位管長(zhǎng)傳熱量1為最小值，此時(shí)的dx稱為臨界熱絕緣直徑.1.定解條件：這些使微分方程獲得適合某一特定問題的特定條件對(duì)于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，定解條件有兩個(gè)問題：一個(gè)是

7、繪出初始時(shí)刻溫度分布的初始條件另一個(gè)是繪出導(dǎo)熱物體邊界上溫度或換熱情況的邊界條件常見的邊界條件分為三類：給定邊界上的溫度值稱為第一類邊界條件；給定邊界上的熱流密度值稱為第二類邊界條件；給定邊界上物體與周圍流體間的換熱系數(shù)及周圍流體的溫度稱為第三類邊界條件。2.影響換熱系數(shù)的因素：1、流體流動(dòng)的動(dòng)力因素：對(duì)流換熱流體流動(dòng)的動(dòng)力因素可分為強(qiáng)迫對(duì)流和自然對(duì)流兩大類。2、流體流動(dòng)的狀態(tài)：流動(dòng)狀態(tài)有層流、紊流以及處于兩者之間的過渡狀態(tài)。3、流體的熱物性：影響 的流體熱物性參數(shù)主要有:導(dǎo)熱系數(shù) 、比熱容 、動(dòng)力粘度 和密度 等4換熱壁面的熱狀態(tài)：分為有相變和無(wú)相變兩部分5換熱壁面的幾何因素3、確定對(duì)流換熱

8、系數(shù) 的方法1、數(shù)學(xué)分析法：應(yīng)用質(zhì)量守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒等基本物理規(guī)律描述一般的對(duì)流換熱現(xiàn)象，再加上某一對(duì)流換熱現(xiàn)象所具有的單值性條件便于建立對(duì)流過程的物理模型再應(yīng)用數(shù)學(xué)方法建立起數(shù)學(xué)模型求的換熱系數(shù) 的解2、經(jīng)驗(yàn)法：利用測(cè)出某對(duì)流換熱過程中的 ，按牛頓冷卻公式計(jì)算 值3、相似理論法：根據(jù)對(duì)流換熱現(xiàn)象的物理模型用相似理論判別一組相似的對(duì)流換熱現(xiàn)象所具有的必要和充分條件，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求 的無(wú)因次方程4、熱量傳遞和動(dòng)量傳遞的類比法;類比法求解的基本思想是認(rèn)為對(duì)流換熱過程中熱量傳遞和動(dòng)量傳遞是類同的，并提出一系列假設(shè)上用數(shù)學(xué)關(guān)系式將兩個(gè)傳遞現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，由流體流動(dòng)阻力規(guī)律求解對(duì)流換熱規(guī)律。4、對(duì)

9、流換熱過程的單值性條件：1、幾何條件：換熱物體的形狀和尺寸2、物性條件：流體的種類以及熱物性參數(shù)3：邊界條件：流體邊界面上的速度和溫度等4、時(shí)間條件：過程起始時(shí)刻的速度和溫度等若為穩(wěn)定過程就沒有時(shí)間條件。5、速度邊界層的幾個(gè)重要特性：1、邊界層厚度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于壁面的尺寸 2：邊界層內(nèi)壁法線方向的速度變化非常劇烈3：邊界層流動(dòng)狀態(tài)分為層流和紊流，二紊流邊界層為緊靠壁面外保持層流性質(zhì)稱為粘性底層4、流場(chǎng)可劃分為主流區(qū)和邊界層區(qū)。6影響凝結(jié)換熱的主要因素：1）蒸氣流速的影響2）蒸氣中含有不凝結(jié)氣體的影響 7.DNB的意義：若加熱面為電加熱器，則其熱流密度q為常數(shù)，因此一旦熱流密度高達(dá) qcx值沸騰轉(zhuǎn)為

10、膜狀沸騰a下降致使 迅速上升高達(dá)1000度以上。這可以使加熱面燒毀。8.氣體輻射特點(diǎn)：1）氣體輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性2）氣體輻射和吸收在整個(gè)容器中進(jìn)行3)無(wú)反射能力R=0結(jié)論氣體不是灰體。9.普朗克定律結(jié)論：1）黑體E=F(,T)單色輻射力與波長(zhǎng)溫度有關(guān)一個(gè)溫度對(duì)應(yīng)一條曲線2)曲線下的面積是輻射力3）在某溫度下=0,時(shí)E=0隨波長(zhǎng)的增加在某一數(shù)值 時(shí) 達(dá)最高值然后又隨著的增加而減小直到=時(shí)E又重新為0 。4）一定溫度下對(duì)應(yīng)最大單色輻射力的波長(zhǎng)與該黑體熱力學(xué)溫度T成反比維恩位移定律為=0.0029 mk10.蘭貝特定律：絕對(duì)黑體表面沿半球空間各方向上，定向輻射強(qiáng)度都相等。11.基爾霍夫定律：

11、1）物體的輻射力越大吸收率越大2）各物體吸收率永遠(yuǎn)小于1，所以任何溫度下物體以絕對(duì)黑體的輻射力最大3）在溫度相等的熱平衡條件下物體的黑度恒等于他的吸收率12.灰體的性質(zhì)：1）灰體的輻射光譜是連續(xù)的曲線 Ex=F()與同溫下絕對(duì)黑體的光譜曲線相似2）灰體的吸收率等于其黑度與投射輻射無(wú)關(guān)13.各種流動(dòng)形式比較1)各種流動(dòng)形勢(shì)中 逆最大 順最小2）逆流換熱能力最大3）對(duì)逆流布置應(yīng)該注意高溫測(cè)溫度過高的高影4）如果有一側(cè)流體發(fā)生相變，無(wú)論是順流還是逆流對(duì)數(shù)平均溫壓都相等。5）對(duì)螺形管彎曲次數(shù)大于四次，可按純逆流或順流處理6） 值表明流型結(jié)晶逆流程度，一般在0.9左右，不低于0.8，高溫時(shí)除外。14.換

12、熱器的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問題，切記不顧實(shí)際條件，片面追求高傳熱性能，使泵或風(fēng)扇功率過大，或追求過大的傳熱量，二是傳熱器長(zhǎng)期處于低負(fù)荷狀態(tài)，即在遠(yuǎn)低于實(shí)際要求的工況進(jìn)行工作。所以一臺(tái)好的換熱器應(yīng)該在滿足設(shè)計(jì)所給定任務(wù)的情況下，每消耗單位泵功所傳遞的熱量以及每單位重量和每單位體積換熱元件所傳遞的熱量越大越好。此外，還應(yīng)滿足成本低、易維護(hù)與工作可靠等條件。15.相似理論的三個(gè)定理第一定理內(nèi)容：如果現(xiàn)象相似，則同名準(zhǔn)則相等。作用：告訴相似的性質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量那些物理量即準(zhǔn)則中所包含的物理量第二定理內(nèi)容：準(zhǔn)則是表征現(xiàn)象微分方程組的解。對(duì)傳熱學(xué)用邊界層理論化簡(jiǎn)方程有四個(gè)所以有四個(gè)解即f(Nu,Re,Pr,G

13、r)=0寫成顯函數(shù)形勢(shì)Nu=f（Re，Pr，Gr）=0對(duì)受迫運(yùn)動(dòng)，Gr影響最小，Nu=f（Re，Pr）對(duì)空氣受迫運(yùn)動(dòng)Pr影響最小，Nu=f（Re）對(duì)自然對(duì)流Re影響最小Nu=f（Pr，Gr）作用：告訴現(xiàn)象相似組成什么樣形式的關(guān)系式及準(zhǔn)則之間冪指函數(shù)關(guān)系。第三定理：若同類相像，單值性條件相似，同名決定性準(zhǔn)則相等，則現(xiàn)象相似。作用：告訴如何判斷相象相似，以及如何應(yīng)用推廣到與之相似的一群現(xiàn)象中去。16、 常用的相似準(zhǔn)則數(shù)：努謝爾特：Nu=aL/ 分子是實(shí)際壁面處的溫度變化率，分母是原為l的流體層導(dǎo)熱機(jī)理引起的溫度變化率反應(yīng)實(shí)際傳熱量與導(dǎo)熱分子擴(kuò)散熱量傳遞的比較。Nu大小表明對(duì)流換熱強(qiáng)度。雷諾準(zhǔn)則Re

14、=WL/V Re大小反映了流體慣性力和粘性力相對(duì)大小。Re是判斷流態(tài)的。格拉小夫準(zhǔn)則Gr=gtL³/V² Gr的大小表明浮升力和粘性力的的相對(duì)大小，Gr表明自然流動(dòng)狀態(tài)兌換熱的影響。普朗特準(zhǔn)則： Pr=V/a Pr表明動(dòng)量擴(kuò)散率與熱量擴(kuò)散率的相對(duì)大小。Pr<1 c<t 速度邊界層厚度小于溫度邊界層厚度Pr=1 c=t速度邊界層厚度等于溫度邊界層厚度Pr>1 c>t速度邊界層厚度大于溫度邊界層厚度傳熱學(xué)是研究有溫差存在時(shí)熱量傳遞規(guī)律的學(xué)科。  1)物體內(nèi)只要存在溫差，就有熱量從物體的高溫部分傳向低溫部分； 2)物體之間存在溫差時(shí)，熱量就會(huì)自發(fā)

15、的從高溫物體傳向低溫物體。根據(jù)物體溫度與時(shí)間的關(guān)系，熱量傳遞過程可分為兩類：穩(wěn)態(tài)傳熱過程和非穩(wěn)態(tài)傳熱過程。 傳熱學(xué)研究的對(duì)象是熱量傳遞規(guī)律。熱流量 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過某一給定面積的熱量稱為熱流量，記為，單位W。 熱流密度（面積熱流量） ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量稱為熱流密度，記為 q ，單位 w/ 。熱量傳遞的三種基本方式：1.熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）：物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞稱熱傳導(dǎo)。導(dǎo)熱的基本規(guī)律（傅立葉定律）：稱為熱導(dǎo)率，又稱導(dǎo)熱系數(shù)，表征材料導(dǎo)熱性能優(yōu)劣的參數(shù)，是一種物性參數(shù)，單位： w/mk 。不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)值不同，即使同

16、一種材料導(dǎo)熱系數(shù)值與溫度等因素有關(guān)。金屬材料最高，良導(dǎo)電體，也是良導(dǎo)熱體，液體次之，氣體最小。 2.熱對(duì)流：是指由于流體的宏觀運(yùn)動(dòng)，從而使流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞過程。 對(duì)流僅發(fā)生在流體中，對(duì)流的同時(shí)必伴隨有導(dǎo)熱現(xiàn)象。對(duì)流換熱：指流體流經(jīng)固體表面時(shí)流體與固體表面之間的熱量傳遞現(xiàn)象。 1）根據(jù)對(duì)流換熱時(shí)是否發(fā)生相變分：相變對(duì)流換熱和單相對(duì)流換熱。 2）根據(jù)引起流動(dòng)的原因分：自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。對(duì)流換熱的基本規(guī)律 < 牛頓冷卻公式 >h 比例系數(shù)（表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)），單位 。h 的物理意義：?jiǎn)挝粶夭钭饔孟峦ㄟ^單位面積的熱流量。一般地，就介質(zhì)而言：水的對(duì)流

17、傳熱比空氣強(qiáng)烈； 就傳熱方式而言：有相變的強(qiáng)于無(wú)相變的；強(qiáng)制對(duì)流強(qiáng)于自然對(duì)流。3.熱輻射：物體通過電磁波來(lái)傳遞能量的方式稱為輻射。因熱的原因而發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射。 輻射傳熱 ：輻射與吸收過程的綜合作用造成了以輻射方式進(jìn)行的物體間的熱量傳遞稱輻射傳熱。 導(dǎo)熱、對(duì)流兩種熱量傳遞方式，只在有物質(zhì)存在的條件下，才能實(shí)現(xiàn)，而熱輻射不需中間介質(zhì)，可以在真空中傳遞，而且在真空中輻射能的傳遞最有效。 在輻射傳熱過程中，不僅有能量的轉(zhuǎn)移，而且伴隨有能量形式的轉(zhuǎn)換。輻射傳熱是一種雙向熱流同時(shí)存在的換熱過程，即不僅高溫物體向低溫物體輻射熱能，而且低溫物體向高溫物體輻射熱能。把吸收率等于 1 的物體稱黑體，是

18、一種假想的理想物體。實(shí)際物體輻射熱流量根據(jù)斯忒潘玻耳茲曼定律求得：傳熱過程：熱量由壁面一側(cè)的流體通過壁面?zhèn)鞯搅硪粋?cè)流體中去的過程稱傳熱過程。 傳熱過程三個(gè)環(huán)節(jié)：1.從熱流體到壁面高溫側(cè)的熱量傳遞；2.從壁面高溫側(cè)到壁面低溫側(cè)的熱量傳遞；3.從壁面低溫側(cè)到冷流體的熱量傳遞。傳熱過程越強(qiáng)烈，傳熱系數(shù)越大，反之則越小。溫度場(chǎng):溫度場(chǎng)是指在各個(gè)時(shí)刻物體內(nèi)各點(diǎn)溫度所組成的集合，又稱溫度分布。穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng):是指物體各點(diǎn)的溫度隨空間坐標(biāo)而不隨時(shí)間變化的溫度場(chǎng)稱穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)。非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)：是指物體中各點(diǎn)的溫度分布隨空間坐標(biāo)和時(shí)間而變化的溫度場(chǎng)稱非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)。等溫面：同一時(shí)刻、溫度場(chǎng)中所有溫度相同的點(diǎn)連接起來(lái)所構(gòu)成

19、的面。等溫線：用一個(gè)平面與等溫面相交，平面與等溫面的交線稱為等溫線。溫度不同的等溫面或等溫線彼此不能相交。在連續(xù)的溫度場(chǎng)中，等溫面或等溫線不會(huì)中斷，它們或者是物體中完全封閉的曲面（曲線），或者就終止于物體的邊界上。熱量傳遞方向與溫度升高方向相反。等溫線圖的物理意義：若等溫線圖上每?jī)蓷l相鄰等溫線間的溫度間隔相等時(shí)，等溫線的疏密可反映出不同區(qū)域?qū)釤崃髅芏鹊南鄬?duì)大小。熱流線 ：熱流線是一組與等溫線處處垂直的曲線，通過平面上任一點(diǎn)的熱流線與該點(diǎn)的熱流密度矢量相切。（熱流線反應(yīng)熱流密度走向）影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素：物質(zhì)的種類、材料成分、溫度、濕度、壓力、密度等。對(duì)于任何導(dǎo)熱過程，完整的數(shù)學(xué)描寫包括導(dǎo)熱微分

20、方程和單值性條件。初始條件：初始時(shí)間溫度分布的初始條件； 邊界條件：導(dǎo)熱物體邊界上溫度或換熱情況的邊界條件。 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱定解條件有兩個(gè)； 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱定解條件只有邊界條件，無(wú)初始條件。導(dǎo)熱問題的常見邊界條件可歸納為以下三類1）規(guī)定了邊界上的溫度值，稱為第一類邊界條件。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，這類邊界條件要求給出以下關(guān)系式：2）規(guī)定了邊界上的熱流密度值，稱為第二類邊界條件。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，3）第三類邊界條件規(guī)定了邊界上物體與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及周圍流體的溫度。熱擴(kuò)散率： 越大，表示物體受熱時(shí)，其內(nèi)部溫度扯平的能力越大。 越大，表示物體中溫度變化傳播的越快。所以，也是材料傳播溫度變化能力大小的指標(biāo)，亦稱

21、導(dǎo)溫系數(shù)。 典型一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題：平壁導(dǎo)熱面積熱阻RA ：?jiǎn)挝幻娣e的導(dǎo)熱熱阻稱面積熱阻。 熱阻R：整個(gè)平板導(dǎo)熱熱阻稱熱阻。圓筒壁的導(dǎo)熱：球殼導(dǎo)熱：串聯(lián)熱阻疊加原則：在一個(gè)串聯(lián)的熱量傳遞過程中，若通過各串聯(lián)環(huán)節(jié)的熱流量相同，則串聯(lián)過程的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)的分熱阻之和。肋片：指依附于基礎(chǔ)表面上的擴(kuò)展表面。作用：增大對(duì)流換熱面積及輻射散熱面 , 以強(qiáng)化換熱。非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的定義：物體的溫度隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱過程稱非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。周期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體的溫度隨時(shí)間而作周期性的變化。瞬態(tài)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：物體的溫度隨時(shí)間的推移逐漸趨近于恒定的值。非正規(guī)狀況階段(右側(cè)面不參與換熱 )：溫度分布顯現(xiàn)出部分為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱規(guī)

22、律控制區(qū)和部分為初始溫度區(qū)的混合分布。正規(guī)狀況階段(右側(cè)面參與換熱 )：當(dāng)右側(cè)面參與換熱以后，物體中的溫度分布不受 初始溫度影響，主要取決于邊界條件及物性，此時(shí)，非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程進(jìn)入到正規(guī)狀況階段。研究對(duì)流傳熱的方法：分析法、實(shí)驗(yàn)法、比擬法、數(shù)值法。影響表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的因素：流體流動(dòng)的起因、流體有無(wú)相變、流體的流動(dòng)狀態(tài)、換熱表面的幾何因素、流體的物理性質(zhì)。在對(duì)流傳熱的流場(chǎng)中：邊界層區(qū)必須考慮粘性對(duì)流動(dòng)的影響，要用N-S方程求解。主流區(qū)邊界層外，流速維持不變，流動(dòng)可以作為理想流體的無(wú)旋流動(dòng)，用描述理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程求解。 在固體表面附近流體速度發(fā)生劇烈變化的薄層稱為流動(dòng)邊界層。邊界層分為層流邊界

23、層和湍流邊界層。湍流邊界層包括湍流核心、緩沖層、層流底層。在層流底層中具有較大的速度梯度。在固體表面附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的薄層稱為熱邊界層。凝結(jié)傳熱現(xiàn)象：蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時(shí)，將汽化潛熱釋放給固體壁面，并在壁面上形成凝結(jié)液的過程，稱凝結(jié)傳熱現(xiàn)象。凝結(jié)換熱的分類：根據(jù)凝結(jié)液與壁面浸潤(rùn)能力不同分為膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié)。膜狀凝結(jié)：凝結(jié)液體能很好地濕潤(rùn)壁面，并能在壁面上均勻鋪展成膜的凝結(jié)形式，稱膜狀凝結(jié)。 特點(diǎn)：壁面上有一層液膜，凝結(jié)放出的相變熱（潛熱）須穿過液膜才能傳到冷卻壁面上， 此時(shí)液膜成為主要的換熱熱阻。珠狀凝結(jié)：凝結(jié)液體不能很好地濕潤(rùn)壁面，在壁面上形成一個(gè)個(gè)小液珠的凝結(jié)形式，稱珠

24、狀凝結(jié)。特點(diǎn)：凝結(jié)放出的潛熱不須穿過液膜的阻力即可傳到冷卻壁面上。所以，在其它條件相同時(shí)，珠狀凝結(jié)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)定大于膜狀凝結(jié)的傳熱系數(shù)。珠狀凝結(jié)好，但是難于實(shí)現(xiàn)，因此工業(yè)上多采用膜狀凝結(jié)。影響膜狀凝結(jié)的因素：1. 不凝結(jié)氣體（減弱）；2. 蒸氣流速；3. 過熱蒸氣；4. 液膜過冷度及溫度分布的非線性；5. 管子排數(shù)；6. 管內(nèi)冷凝；7. 凝結(jié)表面的幾何形狀沸騰:指液體吸熱后在其內(nèi)部產(chǎn)生汽泡的汽化過程。沸騰傳熱:物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)發(fā)生的換熱過程。按流動(dòng)動(dòng)力分：大容器沸騰(池沸騰)和 強(qiáng)制對(duì)流沸騰(管內(nèi)沸騰)。從主體溫度分： a)過冷沸騰：指液體主體溫度低于相應(yīng)壓力下飽和溫度，壁面溫度大于該飽

25、和溫度所發(fā)生的沸騰，稱過冷沸騰。 b)飽和沸騰：液體主體溫度達(dá)到飽和溫度 ，壁面溫度高于飽和溫度所發(fā)生的沸騰稱為飽和沸騰。大容器飽和沸騰的全部過程，共包括4個(gè)換熱規(guī)律不同的階段：自然對(duì)流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰和穩(wěn)定膜態(tài)沸騰。其特點(diǎn)：溫差小，換熱強(qiáng)度大，工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用核態(tài)沸騰。影響沸騰傳熱的因素：1 不凝結(jié)氣體（增強(qiáng)）；2 過冷度； 3 液位高度；4 重力加速度；5 沸騰表面的結(jié)構(gòu)?？梢姽?，0.380.76 µm 。0.76-1000 µm為紅外線區(qū)域。工業(yè)上有實(shí)際意義的熱輻射區(qū)域一般為0.1100m。物體對(duì)熱輻射的吸收、反射和穿透 對(duì)于大多數(shù)的固體和液體：對(duì)于不含顆粒的氣體：對(duì)于黑體： 鏡體或白體：透明體：黑體、白體和透明體的定義是針對(duì)全波長(zhǎng)而言的，由于可見光只占整個(gè)波長(zhǎng)的一小部分，故物體對(duì)輻射能量的吸收能力的大小不能憑物體的顏色來(lái)判斷。反射又分鏡反射和漫反射兩種。輻射力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，物體的單位表面積向半球空間發(fā)射的所有波長(zhǎng)的能量總和。 (W/m2)；光譜輻射力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，單位波長(zhǎng)范圍內(nèi)(包含某一給定波長(zhǎng))，物體的單位表面積向半球空間發(fā)射的能量。 (W/m3)；立體角：球面面積除以球半徑的平方稱為立體角，單位：sr(球面度)。定向輻射強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，物體在垂直發(fā)射方向的單位面積上，在單位立體角內(nèi)