傳熱學(xué)復(fù)習(xí)提綱 標(biāo)準(zhǔn)版

傳熱學(xué)復(fù)習(xí)提綱標(biāo)準(zhǔn)版?zhèn)鳠釋W(xué)復(fù)習(xí)提綱標(biāo)準(zhǔn)版?zhèn)鳠釋W(xué)復(fù)習(xí)提綱標(biāo)準(zhǔn)版資料僅供參考文件編號：2022年4月傳熱學(xué)復(fù)習(xí)提綱標(biāo)準(zhǔn)版版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：一、名詞解釋1．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)熱面積的熱流密度正比于該導(dǎo)熱面法向溫度變化率。2．臨界熱絕緣直徑:臨界熱絕緣直徑dc是指對應(yīng)于總熱阻RL為極小值時的保溫層外徑，只有當(dāng)管道外徑d2大魚臨界熱絕緣直徑dc時，覆蓋保溫層才肯定有效地起到減少熱損失的作用。3．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。4．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。5．定性溫度：確定換熱過程中流體物性的溫度。6．特征尺度：對于對流傳熱起決定作用的幾何尺寸。7．相似準(zhǔn)則：(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由幾個變量組成的無量綱的組合量。8．珠狀凝結(jié)：當(dāng)凝結(jié)液不能潤濕壁面(θ>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。9．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)θ<90?，凝結(jié)液在壁面上形成一層完整的液膜。10．核態(tài)沸騰：在加熱面上產(chǎn)生汽泡，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。11．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(yuǎn)小于液體的導(dǎo)熱系數(shù)，因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降。12．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。13．吸收比：投射到物體表面的熱輻射中被物體所吸收的比例。14．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。15．穿透比：投射到物體表面的熱輻射中穿透物體的比例。16．黑體：吸收比α=1的物體。17．白體：反射比ρ=l的物體(漫射表面)18．透明體：透射比τ=1的物體19．灰體：光譜吸收比與波長無關(guān)的理想物體。20．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。21．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。22．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。23．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?jǐn)?shù)。24．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。25．投入輻射：單位時間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能。26．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。27．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。28．表面輻射熱阻：由表面的輻射特性所引起的熱阻。29．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。30．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。31．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(biāo)和時間坐標(biāo)的函數(shù)。二、填空題對流換熱部分1．影響自然對流傳熱系數(shù)的主要因素有：流動起因，流動速度，流體有無相變，壁面的幾何形狀、大小和位置，流體的熱物理性質(zhì)2．流體剛剛流入恒壁溫的管道作層流傳熱時，其局部對流傳熱系數(shù)沿管長逐漸減小，這是由于邊界層厚度沿管長逐漸增厚。3．溫度邊界層越厚對流傳熱系數(shù)越小，強化傳熱應(yīng)使溫度邊界層越薄。4．流體流過彎曲的管道或螺旋管時，對流傳熱系數(shù)會增大，這是由于離心力的作用產(chǎn)生了二次環(huán)流增強了擾動。5．流體橫掠管束時，一般情況下，叉排布置的平均對流傳熱系數(shù)要比順排布置時高。6．管外流動傳熱，有縱向沖刷和橫向沖刷之分，在其他條件相同時，以橫向向沖刷方向傳熱更為強烈。7．純凈飽和蒸氣膜狀凝結(jié)的主要熱阻是液膜的導(dǎo)熱熱阻。8．大容器飽和沸騰曲線可分為自然對流、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰四個區(qū)域，其中核態(tài)沸騰具有溫差小、熱流大的傳熱特點。9．雷諾比擬采用單層模型，其結(jié)果在Pr＝1條件下與實驗解相吻合.10．沸騰的臨界熱通量是指當(dāng)壁面過熱度大到某一程度時，汽泡來不及脫離加熱面而開始連成不穩(wěn)定的汽膜，即由核態(tài)沸騰開始向膜態(tài)沸騰過渡，出現(xiàn)臨界點的熱流密度。11．格拉曉夫準(zhǔn)則的物理意義流體流動時浮升力與粘滯力之比的無量綱量；表達(dá)式Gr＝。12．減小管內(nèi)湍流對流傳熱熱阻的方法有增加流速，采用短管、改變流體物性，增加換熱面積、擾流，采用導(dǎo)熱系數(shù)大的流體、用小管徑等13．反映對流傳熱強度的準(zhǔn)則稱為努塞爾準(zhǔn)則。14．普朗特準(zhǔn)則Pr的數(shù)學(xué)表達(dá)式為v/a，它表征了動量傳遞與熱量傳遞的相對大小。15．管內(nèi)充分發(fā)展湍流的傳熱系數(shù)與平均流速U的次方成正比.，與內(nèi)徑D的次方成反比。16．大空間自然對流處于湍流狀態(tài)時有自?；卣?，此時傳熱系數(shù)與尺寸無關(guān)。17．自然對流傳熱在湍流條件下發(fā)生關(guān)于特征尺度L的自模化現(xiàn)象.。18．在蒸汽的凝結(jié)過程中，珠狀凝結(jié)的傳熱系數(shù)大于膜狀凝結(jié)。19．自然對流傳熱是指流體在浮升力作用下的對流傳熱。20．管槽內(nèi)對流傳熱的入口效應(yīng)是指流體入口段由于熱邊界層較薄而具有較高的對流傳熱系數(shù)。21．流體在大空間沿豎壁作自然對流傳熱時，對于湍流工況，其對流傳熱系數(shù)正比于豎壁高度的0次方。輻射換熱部分1．熱輻射是由于溫度的原因產(chǎn)生的電磁波輻射。熱輻射波長的單位是μm，在工業(yè)范圍內(nèi)，熱輻射的波段主要集中于紅外區(qū)段。2．太陽與地球間的熱量傳遞屬于輻射傳熱方式。3．黑體是指吸收比為0的物體，白體是指反射比為0的物體，透明體是指投射比為0的物體?；殷w是指光譜吸收比與波長無關(guān)的的物體。4．基爾霍夫定律表明，善于輻射的物體也善于吸收，在同溫度下，黑體具有最大的輻射力，實際物體的吸收率永遠(yuǎn)小于1。5．有效輻射是發(fā)射輻射和反射輻射之和。6．一個由兩個表面所構(gòu)成的封閉系統(tǒng)中，若已知A=,X=，則X=。7．將任意形狀氣體的輻射折合成一個假想的當(dāng)量半球，半球內(nèi)氣體與所研究的氣體具有相同的溫度、壓力和成份，球內(nèi)氣體對球心的輻射效果等于所研究的氣體對指定地點的輻射，該當(dāng)量半球的半徑稱為平均射線行程。8．物體的光譜輻射力與同溫度下黑體的光譜輻射力之比，稱為物體的光譜發(fā)射率。9．角系數(shù)具有相對性、完整性、分解性的特性。10．表面輻射熱阻應(yīng)用于灰漫表面(或灰表面即可)輻射傳熱計算，其值可用數(shù)學(xué)式表示為。11．氣體輻射具有2個特點：①氣體的輻射和吸收對波長具有明顯的選擇性；②氣體的輻射和吸收在整個容積中進(jìn)行。12．基爾霍夫定律指出了物體的輻射力與吸收碧之間的關(guān)系。13．輻射傳熱的空間熱阻主要與兩個表面之間的角系數(shù)及輻射換熱面積有關(guān)。14．輻射減弱系數(shù)是指射線經(jīng)過單位長度時被氣體所吸收的能量與投射的能量之比。15．輻射傳熱的表面熱阻主要與表面黑度和輻射換熱面積有關(guān)。16．普朗克定律揭示了黑體光譜輻射力按波長與熱力學(xué)溫度變化的分布規(guī)律。17．熱輻射能量投射到物體表面上時，穿透物體的輻射能占投入輻射的百分比稱為投射比。18．在熱平衡條件下，任何物體對黑體輻射的吸收比恒等于同溫度下該物體的黑度。19．角系數(shù)相對性用公式可寫成A1X1，2=A2X2，1。20．增強或削弱輻射傳熱的原則是改變系統(tǒng)黑度和溫度條件。換熱器部分1．對流傳熱與輻射傳熱的綜合過程稱為復(fù)合傳熱。2．某燃煤電站過熱器中，煙氣向管壁傳熱的輻射傳熱系數(shù)為20W／(m．K)，對流傳熱系數(shù)為40W／(m．K)，其復(fù)合傳熱系數(shù)為60W／(m．K)。3．肋化系數(shù)是指加肋后的總換熱面積與未加肋時的換熱面積之比。4．一傳熱過程的熱流密度q＝1．8kW／m，冷、熱流體間的溫差為30℃，則傳熱系60W/(m．K)，單位面積的總傳熱熱阻為0．017／W。5．一傳熱過程的溫差為20℃，熱流量為lkW，則其熱阻為_____。(0．02K／W)6．已知一厚為30mm的平壁，熱流體側(cè)的傳熱系數(shù)為100W／(m．K)，冷流體側(cè)的傳熱系數(shù)為250W／(m．K)，平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0．2W／(m·K)，則該平壁傳熱過程的傳熱系數(shù)為___________。(6．1W／(m．K))7．在一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程中，每個傳熱環(huán)節(jié)的熱阻分別是0．01K／W、0．35K／W和0．009lK／W，在熱阻為______的傳熱環(huán)節(jié)上采取強化傳熱措施效果最好。(0．35K／W)8．某一厚20mm的平壁傳熱過程的傳熱系數(shù)為45W／(m．K)，熱流體側(cè)的傳熱系數(shù)為70W／(mK)，冷流體側(cè)的傳熱系數(shù)為200W／(m．K)，則該平壁的導(dǎo)熱系數(shù)為____。(6．81W／(m·K))9．圓管的臨界熱絕緣直徑d的計算式為___，它表示當(dāng)保溫材料外徑為d時該保溫材料的散熱量達(dá)到___。(dc=2λ/h,最大值)10．傳熱系數(shù)是指___，單位是___。(冷熱流體溫度差為1℃時的傳熱熱流密度(或表示傳熱過程強烈程度的物理量),W／(m．K))11．污垢熱阻是指___，單位是___。(污垢換熱面的傳熱熱阻與潔凈換熱面的傳熱熱阻之差,W)12．傳熱器是______。(冷、熱流體進(jìn)行熱量交換以滿足工藝要求的設(shè)備(裝置))13．傳熱器的熱計算方法有___和___。(平均溫差法,傳熱單元數(shù)法)14．不論是順流還是逆流型傳熱器，對數(shù)平均溫差計算式都可以統(tǒng)一表示成___15．傳熱過程是指___。(熱量從高溫流體通過壁面?zhèn)飨虻蜏亓黧w的總過程)16．傳熱器的效能是指___。(換熱器實際傳熱的熱流量與最大可能傳熱的熱流量之比)20．在冷、熱流體的進(jìn)出口溫度一定的情況下，為了傳遞相同的熱量，比較各種流動型式，采用___布置的對數(shù)平均溫差最大，所需傳熱面積___。(逆流,最小)簡答題：1、試解釋材料的導(dǎo)熱系數(shù)與導(dǎo)溫系數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系。答案：從概念、物理意義、表達(dá)式方面加以闡述，如從表達(dá)式看，導(dǎo)溫系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)成正比關(guān)系(a=λ/cρ)，但導(dǎo)溫系數(shù)不但與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，還與材料的熱容量(或儲熱能力)也有關(guān)；從物理意義看，導(dǎo)熱系數(shù)表征材料導(dǎo)熱能力的強弱，導(dǎo)溫系數(shù)表征材料傳播溫度變化的能力的大小，兩者都是物性參數(shù)。2、什么是“溫室效應(yīng)”為什么說大氣中的C0含量增加會導(dǎo)致溫室效應(yīng)答：可以從氣體輻射的特點和能量平衡來加以說明。CO2氣體具有相當(dāng)強的輻射和吸收能力，屬于溫室氣體。根據(jù)氣體輻射具有選擇性的特點，CO2氣體的吸收光帶有三段：2．65—2．8、4．15—4．45、13．0—17．0μm，主要分布于紅外區(qū)域。太陽輻射是短波輻射，波長范圍在0．38一0．76μm，因此，對于太陽輻射C02氣體是透明的，能量可以射入大氣層。地面向空間的輻射是長波輻射，主要分布于紅外區(qū)域，這部分輻射在CO2氣體的吸收光帶區(qū)段C02氣體會吸收能量，是不透明的。在正常情況下，地球表面對能量的吸收和釋放處于平衡狀態(tài)，但如果大氣中的CO2含量增加會使大氣對地面輻射的吸收能力增強，導(dǎo)致大氣溫度上升，導(dǎo)致了所謂溫室效應(yīng)。3、解釋為什么許多高效隔熱材料都采用蜂窩狀多孔性結(jié)構(gòu)和多層隔熱屏結(jié)構(gòu)。答：從削弱導(dǎo)熱、對流、輻射換熱的途徑方面來闡述。高效隔熱材料都采用蜂窩狀多孔性結(jié)構(gòu)和多層隔熱屏結(jié)構(gòu)，從導(dǎo)熱角度看，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于固體材料，因此采用多孔結(jié)構(gòu)可以顯著減小保溫材料的表觀導(dǎo)熱系數(shù)，阻礙了導(dǎo)熱的進(jìn)行；從對流換熱角度看，多孔性材料和多層隔熱屏阻隔了空氣的大空間流動，使之成為尺度十分有限的微小空間。使空氣的自然對流換熱難以開展，有效地阻礙了對流換熱的進(jìn)行；從輻射換熱角度分析，蜂窩狀多孔材料或多層隔熱屏相當(dāng)于使用了多層遮熱板，可以成倍地阻礙輻射換熱的進(jìn)行，若再在隔熱屏表面鍍上高反射率材料，則效果更為顯著。4、請說明在換熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在對傳熱過程會產(chǎn)生什么影響，如何防止。答：從傳熱系數(shù)或傳熱熱阻角度分析。在換熱設(shè)備中，水垢、灰垢的存在將使系統(tǒng)中導(dǎo)熱熱阻大大增加，減小了傳熱系數(shù)，使換熱性能惡化，同時還使換熱面易于發(fā)生腐蝕，并減小了流體的流通截面，較厚的污垢將使流動阻力也增大。此外，熱流體側(cè)壁面結(jié)垢，會使壁面溫度降低，使換熱效率下降·，而冷流體側(cè)壁面結(jié)垢，會導(dǎo)致壁溫升高，對于換熱管道，甚至造成爆管事故。防止結(jié)垢的手段有定期排污、清洗、清灰，加強水處理，保證水質(zhì)，采用除塵、吹灰設(shè)備等。5、肋片間距的大小對肋壁的換熱有何影響答：當(dāng)肋片間距減小時，肋片的數(shù)量增多，肋壁的表面積相應(yīng)地增