复习总结1.doc

一、概念和定义1.1 第一章和第二章导热l 连续介质假定P2假定所研究的物体中的温度、密度、速度、压力等物理参数都是空间的连续函数。对于气体，只要被研究物体的几何尺度远大于分子间的平均自由程，这种连续体的假定总是成立的。l 传热学和工程热力学在分析热量传递问题上有何区别工程热力学研究的是处于平衡状态的系统，其中不存在温差或者压差，而传热学则正是研究有温差存在时的热能传递规律。l 导热系数的单位，一般金属固体、气体的大小，保温材料的导热系数规定w/(m.k)一般地说，金属材料的导热系数最高，良导电体也是良导热体；液体次之；气体最小。l 温度场、等温面、等温线、热流密度、热流线各个时刻物体中各点温度所组成的集合称为温度场，又称为温度分布。温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面称为等温面。在任何一个二维的截面上等温面表现为等温线。单位时间内通过单位面积的热流量称为热流密度。热流线是一组与等温线处处垂直的曲线，通过平面上任一点的热流线与该点的热流密度矢量相切。l 傅里叶定律的一般形式的数学表达式、热流密度矢量与热流线、Q大于零和小于零分别表示热量朝什么方向传递？P36q=-gradt=-t/xn当物体的温度是三个坐标的函数时，三个坐标方向上的单位矢量与该方向上热流密度分量的乘积合成一个空间热流密度矢量。平面上任何一点的热流线与该点的热流密度矢量相切。Q大于零表示热量朝x轴方向传递，小于零朝x轴反方向。l 三维导热微分方程的一般形式P42l 热扩散率的物理意义a（m2/s） a越大，表示物体内部温度扯平的能力越大，因此有热扩散率的名称。a是材料传播温度变化能力大小的指标，并因此有导温系数之称。1.3非稳态导热l Bi数、Fo数的表达和物理意义Bi=hl/固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。Fo=a/l2非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。l 集中参数法的定义和条件、以及控制方程忽略物体内部导热热阻的简化分析方法称为集中参数法。条件：Bi0.2)P125非周期性的非稳态导热过程在进行到一定深度后，初始条件对物体中无量纲温度分布的影响几乎消失，温度分布主要取决于边界条件的影响。非稳态导热的这一阶段称为正规状态阶段。1.4 数值计算l 热平衡法的物理意义P167采用热平衡法时，对每个节点所代表的元体用傅里叶导热定律直接写出其能量守恒定律的表达式。此时把节点看成是元体的代表。通过元体的界面所传导的热流量可以对有关的两个节点应用傅里叶定律写出。在热平衡法中直接将能量守恒原理以及傅里叶导热定律应用于节点所代表的控制容积。l 一维非稳态导热显示格式稳定性条件（内节点、对流边界节点），内节点不稳定的物理意义Fo=1/2边界节点Fo=0;b0）l 通过肋片强化传热的机理；l 扩散表面只要是细长的都可以看做是一维问题吗？l 对于强化传热，要求肋片材料导热系数增加、对流换热系数增加、Biv0.25时增加肋片有效；对于温度计套筒结构，要提高其测量精度要求肋片材料导热系数降低、高度增加、厚度降低、对流换热系数增加；分析这两者的不同原因。l 在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在圆管外敷设保温层与在圆管外侧设置肋片从热阻分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温层反而会强化其传热而肋片反而会削弱其传热？答：在圆管外敷设保温层和设置肋片都使表面换热热阻降低而导热热阻增加，而一般情况下保温使导热热阻增加较多，使换热热阻降低较少，使总热阻增加，起到削弱传热的效果；设置肋片使导热热阻增加较少，而换热热阻降低较多，使总热阻下降，起到强化传热的作用。但当外径小于临界直径时，增加保温层厚度反而会强化传热。理论上只有当肋化系数与肋面总效率的乘积小于1时，肋化才会削弱传热。l 具有内热源的平板导热问题、温度分布2.3非稳态导热l 集中参数法控制方程2.4 数值计算l 不同位置处节点数值计算的离散方程会写2.5 对流换热的基础理论l 试写出边界层能量微分方程的表达式，它与能量微分方程相比有何特点？l 在流体温度边界层中，何处温度梯度的绝对值最大？为什么？有人说对一定表面温差的同种流体，可以用贴壁处温度梯度绝对值的大小来判断表面换热系数h的大小，你认为如何？2.6 单相对流换热实验关联l 均匀壁温条件下大平板自然对流（冷面、热面布置位置）的流动图像l 自然对流水平放置和竖直放置圆管的换热系数比较l 自然对流的主要控制参数，转化为哪几个无量纲数？2.7 相变对流换热l 膜状凝结的影响因素，以及强化技术l 空气横掠管束时，沿流动方向管排数越多，换热越强；而蒸汽在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管束排数越多，换热强度降低，试对上述现象做出解释l 两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为120和400的铁板上，试问滴在哪块板上的水滴先被烧干，为什么？l 在力平衡和热平衡条件下，气泡平衡存在的条件：液体必须是处于过热状态，而不是饱和状态；l 热管热阻分析；2.8 辐射基本定律l 选择太阳能集热器的表面涂层时，该涂层表面吸收率随波长的变化最佳曲线是什么？有人认为取暖用的辐射采暖片也需要涂上这种材料，你认为合适吗？l 温度均匀的的空腔壁面上的小孔具有黑体辐射的特性，那么空腔内部壁面的辐射是否也是黑体辐射？2.9 辐射换热计算l 简单系统的角系数计算（代数法：三个面、四个面）l 两个、多个漫灰表面组成的封闭系统的辐射换热l 两个特例的计算l 热电偶测量计算l 黑体表面与重辐射面均具有J=Eb，这是否意味着黑体表面与重辐射面具有