传热学试卷填空题

PAGEPAGE1《传热学》填空汇总绪论1、导热又称热传导，是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时，依靠微观粒子热运动而进行的热量传递现象，导热过程可以在固体、液体和气体中发生。2、导热系数在数值时上等于物体单位温度降单位时间通过单位面积的导热量，表征了物质导热能力的大小，是物质的属性，工程计算采用的各种物质的导热系数的数值一般均由实验测定。3、热辐射或辐射换热与其他热量传递方式相比存在两个显著的特点在传递过程中存在能量形式的转换、可在真空中传递（冷热物体不需要直接接触）。4、单位面积的导热热阻的单位是m2K/W（或m2℃/W）5、传热学是从宏观角度进行物理现象的分析，其并不研究物质的微观结构，而把物质视为连续介质。第一章1、导热理论的任务就是要找出任何时刻物体中各处的温度，为此所建立的导热微分方程给出了物体导热过程的基本规律，描述了物体内的温度分布。2、傅立叶定律确定了温度梯度和热流密度矢量之间的关系，其适用于连续均匀和各向同性介质的稳态和非稳态导热过程。3、一个具体给定的导热问题，其完整的数学描写应包括导热微分方程式和其单值性条件两部分。单值性条件一般包括几何条件、物理条件、时间条件和边界条件等四项。4、导热微分方程式是在傅立叶定律的基础上，借助热力学第一定律，把物体内各点的温度联系起来，建立起温度场的通用微分方程，其实质是导热过程的能量方程。5、常见的边界条件的表达式可以分为三类：第一类边界条件是给定边界面上的温度分布；第二类边界条件是给定边界面上的热流密度；第三类边界条件是给定边界面上流体温度和对流换热系数。6、两个不同温度的等温面或等温线绝不会彼此相交，故其或者是物体中完全封闭的曲面（线），或者终止于物体的边界上，且在同一等温面或等温线上不存在温差或热量传递，热量传递只发生在不同的等温面间。7、第二节导热系数的相关内容第二章1、对于无限大平壁，热流密度是一维的。而在复合平壁中，由于不同材料的导热系数不相等，严格定义，复合平壁的温度场是二维或三维的。但是，当组成复合平壁的各种不同材料的导热系数相差不大时，仍可近似当作一维导热问题处理。2、与通过无限大平壁的稳态导热过程不同，对于无限长圆筒壁，其稳态导热过程时，不同半径处的热流密度不是常数，但通过单位程度的热流密度是恒定的。3、临界热绝缘直径与保温材料的导热系数有关，可以通过选用不同的保温层材料来改变临界热绝缘直径的大小。在供热通风与空调工程中，一般需要覆盖保温层的管道直径均大于临界热绝缘直径，只有在管道直径较小而导热系数较大时，才需注意临界热绝缘直径的问题。4、肋效率是指肋片的实际散热量与假定整个肋表面均处于肋基温度时的理想散热量的比值，是衡量肋片散热有效程度的指标。5、由于固体表面存在粗糙度，使两固体表面的接触不是完全的和平整的面接触，这就会给导热过程带来额外的接触热阻，在热流密度很大时，其在实际导热过程中会产生较大的影响。第三章1、物体的加热或冷却过程中温度分布的变化可以划分为第一阶段不规则情况阶段、第二阶段正常情况阶段和第三阶段稳态阶段等三个阶段。2、在周期性非稳态导热问题中，其导热现象的特点是：一方面物体内各处的温度随时间周期地波动，另一方面同一时刻物体内的温度分布也是周期性波动的。3、对于瞬态导热问题，冷却率（或加热率）是指物体的过余温度对时间的变化率。在进入正常情况阶段以后，即Fo大于0.2，冷却率不取决于时间，也不取决于空间位置，而仅取决于物体的热物性、形状和尺寸、物体表面的边界条件。4、ρcV/(hA)具有时间的量纲，称为时间常数，是测温元件的重要参数。其值越小表示测温元件越能迅速地反映流体的温度变化。5、在常热流密度边界条件下，半无限大物体在加热过程中表面温度随时间而升高；半无限大物体中的温度变化在某一厚度范围内较明显，在所考虑的时间范围内界面上热作用的影响所波及的厚度称为渗透厚度。6、半无限大物体在周期性变化边界条件下的温度分布呈现周期性的变化，称为温度波。温度波具有波衰减和延迟的性质，温度波的衰减是指其振幅随着传递深度的增大而衰减，衰减的程度用衰减度来表示，其主要影响因素是物体的热扩散系数、温度波的波动周期和传递深度；第五章1、对流换热过程不是基本传热方式，对流换热系数从数值上反映了该传热方式在不同条件下的综合强度，影响对流换热主要因素有：流动的起因和流动状态、流体的热物理性质、流体的相变、换热表面几何因素。2、在研究对流换热问题时，由于流场中各处温度不同，物性各异，一般均要选择某一温度以确定流体的物性，从而把物性作为常量处理，该用于确定物性的温度称为定性温度，其选择依据换热情况的不同主要有：流体平均温度、壁表面温度和流体和壁的算术平均温度三种。3、在研究对流换热问题时，几何因素主要涉及壁面尺寸、粗糙度、形状及与流体的相对位置，其影响流体在壁面上的流态、速度分布、和温度分布。关于形状的影响，在分析计算中可采用对对流换热有决定意义的尺寸作为依据，该尺寸称为定型尺寸。4、边界层对流换热微分方程组是从分析对流换热过程中流进与流出流场内任一微元体时，流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒导出的。在直角坐标系中，对于二维常物性不可压缩牛顿型流体的对流换热问题，描述该对流换热现象的微分方程组包括对流换热微分方程、x和y方向动量微分方程、连续性方程和能量微分方程等五个方程式。5、在研究对流换热问题时，由于温度场和速度场是相关联的，为求温度场必须先求解流体内的速度场，描写速度场的数学表达式是x和y方向动量微分方程和连续性方程，描写温度场的数学表达式是能量微分方程。6、根据边界层理论，流动边界层和热边界层具有以下几个重要特性，即：边界层是一个薄层、边界层内存在较大的速度梯度和温度梯度、边界层流态分为层流和紊流、流场和温度场可划分为主流区和边界层区，以上四点构成了边界层理论的基本论点。7、在直角坐标系中，对于二维常物性不可压缩牛顿型流体的稳态对流换热问题，描述该对流换热现象的边界层换热积分方程组包括对流换热微分方程、动量积分方程和能量积分方程等三个方程式。8、相似理论对实验研究具有指导意义，其相似三原理指出：凡同一类物理现象，单值性条件相似，同名的已定准则相等，现象必定相似。所谓同一类物理现象是指那些用相同形式和内容的微分方程式及其单值性条件所描述的现象。对流换热问题的单值性条件主要包括：几何条件、物理条件、边界条件和时间条件。9、在对流换热准则关联式中，Nu是一个待定量，它包含了待求的对流换热系数，故通常把Nu称为待定准则。其他准则中的量均为已知量，故Re、Pr、Gr等均称为已定准则。第六章1、在分析单相流体管内受迫对流换热的影响因素时，不仅要考虑对流换热的一般影响因素，而且还应考虑管内流动与换热的4个特殊影响因素：物性场的不均匀、性进口段与充分发展段、平均流速和平均温度和管道的几何特征。2、单相流体管内受迫对流换热流体的流动进入流动充分发展段后，流体的流动特征是径向速度为0，轴向速度不再随x改变；流动进入热充分发展段后，常物性流体在第一、二类边界条件下的特征是流体平均温度tf、壁面温度tw和管内任意点的温度t组成的无量纲温度随管长保持不变。3、单相流体管内受迫对流换热考虑物性场不均匀影响因素的主要原因在于：由于管中心和靠近管壁的温度不同，引起相应位置流体的物性存在差异，特别是黏性的不同将导致有温差时的速度场与等温流动时有差别。4、单相流体管内受迫对流换热考虑管道弯曲影响因素的主要原因在于：在弯曲的管道中流体的流动产生的离心力，将在流场中形成与主流垂直的二次环流，增加了对边界层的扰动，有利于换热。且管道的弯曲半径越小，二次环流的影响越大。5、流体绕流圆管壁时，边界层内流体的压强、流速和流动方向都将沿弯曲面发生很大的变化，从而影响换热。6、任何对流换热过程的规律均与流态有关，自然对流换热亦然。当边界层流态为层流时，局部换热系数将随厚度的增加而逐渐减小；而当边界层由层流向紊流转变后，局部换热系数将趋于增大。7、冷流体沿竖直有足够高度的热平壁自然对流运动时，边界层中速度分布的特点是：贴壁处的速度和速度边界层的外边界的速度为0；边界层中温度分布的特点是贴壁处的温度等于壁面温度，温度边界层的外边界的温度等于温度边界层外流体温度。8、在受迫对流换热过程中，由流体于各部分温度的差异，将发生自然对流，这种流动称为混合流动。判断是否是纯受迫对流与纯自然对流，或是混合流动，可根据浮升力与惯性力的相对大小来确定，其判据是Gr/Re2。第七章1、蒸汽与低于该蒸汽对应压力下的饱和温度的冷壁面接触，有两种凝结形式：膜状凝结和珠状凝结。相同条件下，珠状凝结的换热系数大于膜状凝结的，但在一般工业设备中均为膜状凝结。2、影响膜状凝结的影响因素主要有三个方面：蒸气的性质，其主要包括：流速、过热度、含油、含不凝性气体等；壁面的情况，主要包括：壁面的位置、壁面的粗糙度和壁面的形状等；凝结液膜的流态。3、根据加热面的位置不同可将沸腾换热分为：大空间沸腾和有限空间沸腾（管内沸腾）；根据温度的不同可将沸腾换热分为：饱和沸腾和过冷沸腾。过冷沸腾时流体的主体温度低于其对应压力下的饱和温度，而壁面温度高于其对应压力下的饱和温度。4、大空间饱和沸腾时，q与Δt的关系曲线称为沸腾曲线。随着Δt的变化，有三种主要沸腾状态，即对流沸腾、泡态沸腾和膜态沸腾。第八、九章1、物体的吸收率、反射率和透射率是物体表面的热辐射特性，其和物体的性质、温度及表面状况等有关。对于固体和液体一般认为其透射率的值为0，对于气体一般认为其反射率的值为0。2、黑体热辐射的基本定律揭示了黑体热辐射随温度、波长和方向的变化规律，这些基本定律是普朗克定律、斯蒂芬－波尔兹曼定律、维恩位移定律和兰贝特定律。其中普朗克定律揭示了黑体的单色辐射力随波长和热力学温度的变化规律；兰贝特定律揭示了黑体的定向辐射力（或定向辐射强度）随方向的变化规律。3、灰体是指物体单色辐射力与同温度黑体单色辐射力随波长的变化曲线相似或物体的单色发射率不随波长变化，因此灰体的发射率和单色发射率相等（相等且等于常数），且是理想化的物体。4、与黑体表面间的辐射换热相比，灰体表面只能吸收一部分投射辐射，其余则反射出去，故在灰体表面间的辐射换热存在多次吸收和反射的现象。对灰体表面间辐射换热的计算通常引