传热学知识点总结材料

标准实用第一章1-1“三个西”1-2传热的三种基本方式1-3传热过程和传热系数要求：通过本章的学习，读者应了解传热的三种基本方法、传热过程和热阻的概念，并能进行简单的计算和分析工程实践中的简单传热问题(即存在哪些传热方法和环节)。作为引言，本章对本书的主要内容做了初步的总结，但没有深化。具体和更深入的讨论反映在以下章节中。本章重点介绍：1.传热研究的基本问题物体温度分布的计算方法热负荷增强或减弱传热速率的方法2.热传递的三种基本方式(1)。热传导：微观粒子热运动产生的热传递。传热主要是宏观温差作用下的传热。傅立叶热传导公式：(2)。对流传热：流体在物体表面流动时发生的传热过程。牛顿冷却公式：(3)辐射传热：绝对零度以上的任何物体都有发射和吸收热辐射的能力。辐射传热是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能沿直线传播，只有两个物体能互相看见的部分才能进行辐射热交换。黑体热辐射公式：真实物体热辐射：3.传热过程和传热系数：从固体壁一侧的流体通过固体壁向另一侧的流体传热的过程。最简单的传热过程由三个串联环节组成。4.传热研究的基础傅立叶定律能量守恒定律牛顿冷却公式质量和动量守恒定律第四幂定律本章中的困难1.理解三种传热形式之间的关系各种传热方式的机理是不同的，但它们可以同时存在于传热现象中(串联或并联)。2.理解热阻的概念严格来说，热阻只适用于一维传热过程，传热过程中热量不会以任何形式散失。思考问题：1.冬天晒过的被子很暖和。打完之后，效果更加明显。为什么？2.试析室内散热器的散热过程。冬天住在新建的住宅楼里比住在旧楼里感觉更冷。试着从传热的角度解释原因。4.你能从教科书表1-1中给出的几个H值中得出什么结论？在夏天，两个相同的液氮储存容器放在一起，一个表面结霜，另一个没有结霜。哪个容器的隔热性能更好，为什么？第二章热传导和稳态热传导的基本规律2-1热传导的基本概念和定律2-2热传导微分方程2-3一维稳态热传导2-4拉伸的一维稳态热传导要求：本章应重点掌握傅立叶定律及其应用、影响导热系数的因素、导热系数的数学描述导热系数微分方程及确定的求解条件。在此基础上，可以分析几个典型几何对象的一维稳态热传导，以确定对象中的温度分布和通过对象的热传导。本章重点介绍：1.基本概念温度场t=f(x，y，z，)，稳态和非稳态，一维和二维热导率2.热传导的基本定律：它可以认为是由傅立叶热传导公式推导出来的，具有更广泛的适应性。(1)可以应用于三维温度场中的任何指定方向(2)不要求物体的热导率必须恒定。(3)不要求沿X方向的热传导处处相等(4)不要求沿X方向的温度梯度处处相等(5)不要从稳定的热传导中寻求真理3.热传导微分方程及其定解条件1)热传导微分方程控制物体内部的温度分布，因此也称为温度控制方程，它只适用于物体内部，不适用于物体的表面或边界解决热传导问题的思路主要遵循“物理问题数学描述求解方程温度分布热量计算”的原则4.一维稳态热传导问题的解析解1)如何判断问题是否是一维的2)两种求解方法一般有两种方法可以求解具有恒定物理性质且无内部热源的一维稳态热传导问题：一种是直接用数学方法求解热传导微分方程，另一种是直接用傅里叶定律积分。前者只能得到温度分布，然后应用傅立叶定律得到热流。3)绘制温度分布曲线对于没有内部热源的一维稳态热传导，当沿热流方向的面积或导热率发生变化时，可以据此很容易地判断温度分布。本章的难点：本章的难点在于深入理解热传导的傅立叶定律，并结合能量守恒定律灵活应用，能量守恒定律是研究和解决所有热传导问题的基础。思考问题：1.如图所示，示出了具有一维稳定热传导的两个平壁中的温度分布，并且热传导系数是恒定的。尝试确认：(1)1)Q1、q2和q3的相对大小；(2)1和2的相对大小。2.球罐内装有-196C液氦，外径2m，外保温层厚度30cm，=0.6 W/m.k。环境温度高达40C，测试罐外空气与保温层之间的h=5W/m . k，计算保温层的热损失，判断保温层外是否结霜。3.尝试推导变截面引伸器的热传导微分方程并写出其边界条件。假设伸肌的热传导是一维的。第三章非稳态热传导3-1非稳态热传导的基本概念3-1集总参数法3-3非稳态热传导过程的微分方程分析要求：通过本章的学习，读者应该熟悉非稳态热传导的基本特征、集总参数法的基本原理和应用、一维非稳态热传导的解析解以及海斯勒图的使用。读者应该能够分析和简化实际的物理问题，建立数学描述，然后求解得到它们的瞬时温度分布，计算出物体在一定时间间隔内传递的热传导量。本章的重点；一、非稳态热传导过程1.本质：由于某种原因，物体中的一点不断吸收或放出净热，形成不稳定的温度场。2.一维非稳态热传导的三种情况：见教科书图3-3。3.bi和fo数的物理意义二。集总参数法1.本质：忽略导热体内部热阻时，研究非稳态热传导的一种方法，即Bi0。标准：Bi0.1M2.时间常数3.几种解释：导热体外部的传热条件不限于对流传热。建立热传导微分方程的基本依据是能量守恒定律。根据毕数的定义，如果h或特征长度d未知，毕数的大小就不能预先知道。在这种情况下，假设集总参数法的条件为真，然后在找到h或d后进行检查。三。一维非稳态热传导的解析解1.前提：一维，无内部热源，物理性质不变，毕或有限。2.非稳态导热的正常状态阶段：当Fo0.2时，非稳态导热进入正常状态阶段。此时，在数学上表示为解的无穷级数只需要第一项，在物理上，初始条件的影响消失了，只剩下边界条件和几何因素的影响。本章的难点：1.理解傅立叶数F0和比沃夫数Bi的物理意义。2.一维非稳态热传导问题解析解的集总参数法和定量计算思考问题：1.两个侧面面积和相同厚度的大平板相同，但导热系数不同4.在教科书的图3-6中，它越小，当其他参数保持不变时，它就越小。也就是说，它越小，板中心温度越接近流体温度。这表明物体受热越小，温度上升越快，这与事实不符。请指出上述分析错误在哪里。5.用热电偶测量气罐中气体的温度。热电偶的初始温度为20，h=10w/m2.k，气体表面。热电偶近似为球形，直径为0.2毫米。插入10秒后，热电偶的超额温度占初始超额温度的百分比是多少？让温度计的超额温度不超过初始超额温度的1%至少需要多长时间？已知热电偶焊线=67w/m.k，=7310kg/m3，C=228J/kg.k第五章对流传热5-1对流传热概述5-2对流传热的数学描述对流传热的5-3边界层微分方程5-4相似性的理论基础5-5管道中的强制流动5-6横掠圆管内的对流换热5-7自然对流传热及实验关联要求；通过本章的研究，读者应定性地掌握对流传热的机理及其影响因素，边界层的概念及其应用，以及相似理论指导下的实验研究方法，并进一步针对具体的传热过程提出强化传热的措施。本章主要对非相变流体的对流传热进行定量计算。读者应能正确选择实验关联式，计算几种典型的非相变热(管槽强制对流、掠平板强制对流、单管管束强制对流、大空间自然对流)的表面传热系数和传热量。本章重点介绍：一、对流传热及其影响因素对流传热是指当流体通过有温差的墙壁时发生的传热。热传导和对流同时起作用。表面传热系数h是过程量。研究对流传热的目的是定性地揭示对流传热的机理，针对具体问题提出强化传热的措施，并定量地计算不同形式对流传热问题的H和Q。一般来说，对流传热的影响因素包括流动原因、流动状态、换热表面的几何因素、流体的相变和热性质。它还表明，H是一个复杂的过程量，牛顿的冷却公式只是它的定义。二。牛顿冷却公式三、解析方法解决对流换热问题的实质用解析法解决对流传热问题的关键是获得流体中正确的温度分布，然后用方程5-3求出h，从而得到平均表面传热系数。四.边界层概念及其应用速度和温度边界层的特征及其差异。温度边界层中的流体温度变化剧烈，这是对流传热的主要热阻。数量级比较是导出边界层微分方程的常用方法。基于：V.相似原则对流传热的主要研究方法是相似理论指导下的实验方法。学习相似理论，我们应该充分理解和掌握三个关键点：如何安排实验(待测量)；实验数据和分类方法；所得实验关联式的推广应用条件。标准数通常表示为物理量的比率或具有相同尺寸的物理量的组合。在具体的问题中，不是比率的真实大小，而是比率的变化趋势。应熟练掌握传热与流动中常用判据数Re、Pr、Nu、Gr、Bi、Fo的定义和物理意义。六.无相变对流传热的定量计算注意：1.判断问题的性质2.选择正确的实验相关性3.三个特征量的选择：um、l和tm4.牛顿冷却公式对于不同的热交换、温差和热交换面积是不同的5.迭代方法4.公式中没有流速，与流体速度场无关，对吗？5.一般来说，高粘度流体的Pr也很高。可以看出，Pr越大，Nu越大，因此H越大，即高粘度流体的H越高，这与经验结论相反，为什么？6.在壁温tw均匀的条件下，设置圆管内的强制对流，使流动和传热达到充分发展阶段。流体入口TF，质量流量qm，恒定压力下的比热容cp，以及流体和壁面之间的表面传热系数h。试着证明以下关系成立：其中p是管横截面的周长，tfx是指横截面x处流体的平均温度。7.初始温度为35，流速为1.1千克/秒的水进入直径为50毫米的加热管进行加热。管道内壁温度为65，如果要求出水温度为45，管道长度是多长？如果平行使用四根等长、25毫米直径的管子来代替先前的管子，每根管子应该有多长？第六章冷凝和沸腾传热6-1冷凝传热现象6-2薄膜凝结的解析解和实验关联6-3影响冷凝传热的因素6-4沸腾传热现象6-5沸腾传热计算公式6-6影响沸腾传热的因素要求：通过本章的研究，读者应定性地掌握冷凝和沸腾对流传热方式的特点、影响因素和强化措施，尤其是大型容器的膜冷凝和饱和沸腾曲线的影响因素。定量地说，我们应该掌握垂直壁、水平单管和管束的膜凝结的工程计算，以及大型容器的核态沸腾和临界热流的计算。本章重点介绍：一、冷凝传热1.现象和特征生成条件是壁温、蒸汽饱和温度。珠状冷凝和膜状冷凝的特点和传热规律是H珠和H膜，但不能持久。2.垂直壁膜凝结的解析解努塞尔的解析解基于9个假设，在光学液膜中只存在纯热传导。因此，为了获得局部表面传热系数，只需要获得液膜的厚度。3.薄膜冷凝的工程计算流型判别(再迭代法)；相关公式；注意特征长度和定性温度4.影响因素掌握薄膜冷凝的影响因素，特别是不凝性气体和蒸汽流量的影响机理。5.冷凝传热的增强当冷凝热阻是传热过程中主要的局部热阻时，强化效果更好。强化的原理是破坏或减薄液膜层或加速液膜的排泄。二。沸腾传热1.特征饱和沸腾和过冷沸腾；大型容器沸腾和强制对流沸腾；沸腾和蒸发。汽化核心的数量是测量强化沸腾的一个重要参数。2.大型容器饱和沸腾曲线曲线形式，具有Dt、传热规律和四个不同区域的特点。核沸腾是工业上理想的工作区域，温差小，热交换强。3.沸腾换热的两种加热