2022年傳熱學(xué)基本概念知識(shí)點(diǎn)

1、傳熱學(xué)基本概念學(xué)問(wèn)點(diǎn) 1 傅里葉定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位截面積所傳遞的熱量,正比例于 當(dāng)?shù)卮怪庇诮孛娣较蛏系臏囟茸兓?2 集總參數(shù)法：忽視物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的簡(jiǎn)化分析方法 3 臨界熱通量：又稱(chēng)為臨界熱流密度,是大容器飽和沸騰中的熱流密 度的峰值 5 效能：表示換熱器的實(shí)際換熱成效與最大可能的換熱成效之比 6 對(duì)流換熱是怎樣的過(guò)程,熱量如何傳遞的？對(duì)流：指流體各部分之 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方式； 對(duì)流僅 能發(fā)生在流體中,而且必定相伴有導(dǎo)熱現(xiàn)象；對(duì)流兩大類(lèi)：自然對(duì)流 與強(qiáng)制對(duì)流； 影響換熱系數(shù)因素：流體的物性,換熱表面的形狀與布置,流速 7 何謂膜狀凝結(jié)過(guò)程,不凝結(jié)氣

2、體是如何影響凝結(jié)換熱過(guò)程的？ 蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時(shí),假如凝結(jié)液體能很好的潤(rùn)濕壁 面,它就在壁面上鋪展成膜,這種凝結(jié)形式稱(chēng)為膜狀凝結(jié)； 不凝結(jié)氣體對(duì)凝結(jié)換熱過(guò)程的影響： 在靠近液膜表面的蒸氣側(cè), 隨著 蒸氣的凝結(jié), 蒸氣分壓力減小而不凝結(jié)氣體的分壓力增大； 蒸氣在抵 達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)前, 必需以擴(kuò)散方式穿過(guò)集合在界面鄰近的不凝 結(jié)氣體層；因此,不凝結(jié)氣體層的存在增加了傳遞過(guò)程的阻力； 8 試以導(dǎo)熱系數(shù)為定值,原先處于室溫的無(wú)限大平壁因其一表面溫度 突然上升為某確定值而發(fā)生非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程為例, 說(shuō)明過(guò)程中平壁內(nèi) 第 1 頁(yè),共 7 頁(yè)部溫度變化的情形,著重指出幾個(gè)典型階段； 第一是平壁

3、中緊挨高溫表面部分的溫度很快上升, 而其余部分就仍保 持原先的溫度,隨著時(shí)間的推移,溫度上升所波及的范疇不斷擴(kuò)大, 經(jīng)受了一段時(shí)間后,平壁的其他部分的溫度也緩慢上升； 主要分為兩個(gè)階段：非正規(guī)狀況階段和正規(guī)狀況階段 9 灰體有什么主要特點(diǎn)？ 灰體的吸取率與哪些因素有關(guān)？ 灰體的主要特點(diǎn)是光譜吸取比與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)； 灰體的吸取率恒等于同溫 度下的發(fā)射率,影響因素有：物體種類(lèi),表面溫度和表面狀況； 10 氣體與一般固體比較其輻射特性有什么主要差別？ 氣體輻射的主要特點(diǎn)是： （ 1）氣體輻射對(duì)波長(zhǎng)有選擇性（ 2）氣體輻 射和吸取是在整個(gè)容積中進(jìn)行的 11 說(shuō)明平均傳熱溫壓中意義,在純逆流或順流時(shí)運(yùn)算方法

4、上有什么 差別？ 平均傳熱溫壓就是在利用傳熱傳熱方程式來(lái)運(yùn)算整個(gè)傳熱面上的熱 流量時(shí),需要用到的整個(gè)傳熱面積上的平均溫差； 純順流和純逆流時(shí)都可按對(duì)數(shù)平均溫差運(yùn)算式運(yùn)算, 只是取值有所不 同； 12 邊界層,邊界層理論 邊界層理論：（1）流場(chǎng)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(duì)流淌的影響,在主流區(qū)可視作理想流體流淌； （ 2）邊界層 厚度遠(yuǎn)小于壁面尺寸 （3）邊界層內(nèi)流淌狀態(tài)分為層流與湍流,湍流 邊界層內(nèi)緊靠壁面處仍有層流底層； 第 2 頁(yè),共 7 頁(yè)13 液體發(fā)生大容器飽和沸騰時(shí),隨著壁面過(guò)熱度的增高,會(huì)顯現(xiàn)哪 幾個(gè)換熱規(guī)律不同的區(qū)域？這幾個(gè)區(qū)域的換熱分別有什么特點(diǎn)？為 什么

5、把熱流密度的峰值稱(chēng)為燒毀點(diǎn)？ 分為四個(gè)區(qū)域： 1,自然對(duì)流區(qū), 這個(gè)區(qū)域傳熱屬于自然對(duì)流工況； 2, 核態(tài)沸騰區(qū),換熱特點(diǎn)：溫壓小,傳熱強(qiáng)； 3,過(guò)度沸騰區(qū)：傳熱特 點(diǎn)：熱流密度隨著溫壓的上升而降低,傳熱很不穩(wěn)固； 4,膜態(tài)沸騰 區(qū)：傳熱特點(diǎn)：傳熱系數(shù)很小； 由于超過(guò)熱流密度的峰值可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備燒毀, 所以熱流密度的峰值 也稱(chēng)為燒毀點(diǎn)； 14 闡述蘭貝特定律的內(nèi)容；說(shuō)明什么是漫射表面？角系數(shù)具有哪三 個(gè)性質(zhì)？在什么情形下是一個(gè)純幾何因子, 和兩個(gè)表面的溫度和黑度 沒(méi)有關(guān)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(shuō)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

6、空間緯 度角的余弦規(guī)律變化： 在垂直于該表面的方向最大, 而與表面平行的 方向?yàn)榱悖?光譜吸取比與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的表面稱(chēng)為漫射表面； 角系數(shù)的三個(gè)性質(zhì)：相對(duì)性,完整性,可加性； 當(dāng)中意兩個(gè)條件：（1）所爭(zhēng)論的表面是漫射的（ 2）在所爭(zhēng)論表面的 不同地點(diǎn)上向外發(fā)射的輻射熱流密度是均勻的； 此時(shí)角系數(shù)是一個(gè)純 幾何因子,和兩個(gè)表面的溫度和黑度沒(méi)有關(guān)系； 15 試述氣體輻射的基本特點(diǎn)；氣體能當(dāng)灰體來(lái)處理嗎？請(qǐng)說(shuō)明緣由 第 3 頁(yè),共 7 頁(yè)氣體輻射的基本特點(diǎn)： （ 1）氣體輻射對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性（ 2）氣體輻 射和吸取是在整個(gè)容積中進(jìn)行的； 氣體不能當(dāng)做灰體來(lái)處理, 由于氣 體輻射對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性, 而只有

7、輻射與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的物體才可以稱(chēng)為 灰體； 16 試說(shuō)明管槽內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱的入口效應(yīng)；流體在管內(nèi)流淌過(guò)程中, 隨著流體在管內(nèi)流淌局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)如何變化的？外掠單管的流 動(dòng)與管內(nèi)的流淌有什么不同 管槽內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱的入口效應(yīng)： 入口段由于熱邊界層較薄而具有比 較充分的進(jìn)展段高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)； 入口段的熱邊界層較薄,局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較高,且沿著主流方向 逐步降低；充分進(jìn)展段的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較低； 外掠單管流淌的特點(diǎn)：邊界層分別,發(fā)生繞流脫體而產(chǎn)生回流,漩渦 和渦束； 18 為什么在給圓管加保溫材料的時(shí)候需要考慮臨界熱絕緣直徑的問(wèn) 題而平壁不需要考慮？ 圓管外敷設(shè)保溫層同時(shí)具有減小表面對(duì)流傳熱熱阻及

8、增加導(dǎo)熱熱阻 兩種相反的作用,在這兩種作用下會(huì)存在一個(gè)散熱量的最大值, ,在 此時(shí)的圓管外徑就是臨界絕緣直徑；而平壁不存在這樣的問(wèn)題； 19 為什么二氧化碳被稱(chēng)作“溫室效應(yīng)”氣體？ 氣體的輻射與吸取對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性, 二氧化碳等氣體集合在地球的 外側(cè)就好像給地球罩上了一層玻璃窗： 以可見(jiàn)光為主的太陽(yáng)能可以達(dá) 到地球的表面, 而地球上一般溫度下的物體所輻射的紅外范疇內(nèi)的熱 第 4 頁(yè),共 7 頁(yè)輻射就大量被這些氣體吸取, 無(wú)法散發(fā)到宇宙空間, 使得地球表面的 溫度逐步上升； 20 試分析大空間飽和沸騰和凝結(jié)兩種情形下,假如存在少量不凝性 氣體會(huì)對(duì)傳熱成效分別產(chǎn)生什么影響？緣由？ 對(duì)于凝結(jié), 蒸氣

9、中的不行凝結(jié)氣體會(huì)降低表面?zhèn)鳠嵯禂?shù), 由于在靠近 液膜表面的蒸氣側(cè), 隨著蒸氣的凝結(jié), 蒸氣分壓力減小而不凝結(jié)氣體 的分壓力增大； 蒸氣在抵達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)前, 必需以擴(kuò)散方式穿 過(guò)集合在界面鄰近的不凝結(jié)氣體層； 因此, 不凝結(jié)氣體層的存在增加 了傳遞過(guò)程的阻力； 大空間飽和沸騰過(guò)程中, 溶解于液體中的不凝結(jié)氣體會(huì)使沸騰傳熱得 到某種強(qiáng)化,這是由于,隨著工作液體溫度的上升,不凝結(jié)氣體會(huì)從 液體中逸出,使壁面鄰近的微小凹坑得以活化,成為汽泡的胚芽,從 而使 qt 沸騰曲線(xiàn)向著 t 減小的方向移動(dòng),即在相同的 t 下產(chǎn) 生更高的熱流密度,強(qiáng)化了傳熱； 21 太陽(yáng)能集熱器的吸取板表面有時(shí)覆以一層選

10、擇性涂層,使表面吸 收陽(yáng)光的才能比本身輻射才能高出很多倍； 請(qǐng)問(wèn)這一現(xiàn)象與吉爾霍夫 定律是否沖突？緣由？ 基爾霍夫定律說(shuō)明物體的吸取比等于發(fā)射率, 但是這一結(jié)論是在 “物 體與黑體投入輻射處于熱平穩(wěn)” 這樣嚴(yán)格的條件下才成立的, 而太陽(yáng) 能集熱器的吸取板表面涂上選擇性涂層, 投入輻射既非黑體輻射, 更 不是處于熱平穩(wěn), 所以, 表面吸取陽(yáng)光的才能比本身輻射才能高出很 多倍,這一現(xiàn)象與基爾霍夫定律不相沖突； 第 5 頁(yè),共 7 頁(yè)22 請(qǐng)說(shuō)明 Nu,Bi 的物理意義, Bi 趨于 0 和趨于無(wú)窮時(shí)各代表什么樣 的換熱條件？ Nu 數(shù)說(shuō)明壁面上流體的無(wú)量綱溫度梯度 Bi 說(shuō)明固體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻與界面

11、上換熱熱阻之比 Bi 趨于 0 時(shí)平板內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻幾乎可以忽視,因而任一時(shí)刻平板中 各點(diǎn)的溫度接近均勻, 并隨著時(shí)間的推移整體的下降, 逐步趨近于外 界溫度； Bi 趨于無(wú)窮時(shí),表面的對(duì)流換熱熱阻幾乎可以忽視,因而過(guò)程一開(kāi) 始平板的表面溫度就被冷卻到外界溫度, 隨著時(shí)間的推移, 平板內(nèi)部 各點(diǎn)的溫度逐步下降而趨近于外界溫度； 23 舉例說(shuō)明什么是溫室效應(yīng),以及產(chǎn)生溫室效應(yīng)的緣由 位于太陽(yáng)照耀下被玻璃封閉起來(lái)的空間, 例如小轎車(chē), 培養(yǎng)植物的暖 房等,其內(nèi)的溫度明顯地高于外界溫度,這種現(xiàn)象稱(chēng)為溫室效應(yīng)；這 是由于玻璃對(duì)太陽(yáng)輻射具有猛烈的選擇性吸取性, 從而大部分太陽(yáng)輻 射能穿過(guò)玻璃進(jìn)入有吸熱面的腔內(nèi), 而吸熱面發(fā)出的常溫下的長(zhǎng)波輻 射卻被玻璃阻隔在腔內(nèi),從而產(chǎn)生了所謂的溫室效應(yīng)； 24 數(shù)值分析法的基本思想 對(duì)物理問(wèn)題