传热学名词解释及简答题及答案

传热学名词解释及简答题及答案名词解释

1.热流量：单位时间内通过某一面积的热量，记为𝛷，单位是瓦（W）。它是衡量热量传递快慢的一个物理量，反映了在一定时间内通过特定面积传输的热能总量。例如，在一个加热炉中，单位时间内从炉壁传出的热量就是热流量。

2.热流密度：单位时间内通过单位面积的热量，记为q，单位是瓦每平方米（W/）。热流密度可以更细致地描述热量传递在空间上的分布情况。比如，一块大平板的不同部位热流密度可能不同，热流密度大的地方热量传递更剧烈。其计算公式为q=，其中A是传热面积。

3.温度场：某一时刻空间所有各点温度的总称。它是一个标量场，一般情况下，温度t是空间坐标(x,y,z)和时间τ的函数，即t=t(x,y,z,τ)。根据温度与时间的关系，可分为稳态温度场（温度不随时间变化，=0）和非稳态温度场（温度随时间变化，≠0）。例如，一个长时间稳定运行的加热管道，其周围的温度场就是稳态温度场；而一个刚放入热水中的金属块，其内部的温度场是非稳态温度场。

4.等温面：温度场中同一时刻相同温度各点连成的面。等温面不会相交，因为在某一确定时刻，空间中某一点只能有一个确定的温度。例如，在一个加热的球体周围，会形成一系列以球心为中心的同心等温球面。

5.温度梯度：在等温面法线方向上的温度变化率，是一个矢量，方向沿等温面的法线指向温度升高的方向，记为gradt或∇t。在直角坐标系中，gradt=i→+j→+k→。温度梯度反映了温度在空间上的变化剧烈程度，温度梯度越大，说明温度在该方向上变化越快。

6.热传导：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。热传导可以在固体、液体和气体中发生。例如，将一根铁棒的一端插入火中，另一端会逐渐变热，这就是热传导的过程。在固体中，热传导主要依靠晶格振动和自由电子的运动；在液体和气体中，热传导主要依靠分子的热运动。

7.热对流：流体中温度不同的各部分之间，由于发生相对位移而把热量从一处传递到另一处的现象。热对流仅能发生在流体中，并且由于流体中的分子同时在进行着不规则的热运动，因而热对流必然伴随着热传导。根据引起流体流动的原因，热对流可分为自然对流和强制对流。自然对流是由于流体各部分温度不同而引起的密度差异，导致流体产生浮升力而引起的流动；强制对流是由于外界机械力（如泵、风机等）的作用而引起的流体流动。例如，暖气片周围空气的流动属于自然对流，而空调中通过风机使空气流动属于强制对流。

8.对流换热：流体与固体壁面之间的热量传递过程，它是热对流和热传导共同作用的结果。对流换热的热流量可以用牛顿冷却公式计算，即𝛷=hAΔt，其中h是对流换热系数，A是换热面积，Δt是流体与壁面的温差。对流换热系数反映了对流换热的强弱程度，其大小与流体的物性、流动状态、壁面的形状和尺寸等因素有关。

9.热辐射：物体由于热的原因而发出辐射能的现象。热辐射不需要任何介质，可以在真空中传播，并且在热辐射过程中伴随着能量形式的转换，即热能转换为辐射能，当辐射能被其他物体吸收时又转换为热能。例如，太阳向地球传递热量就是通过热辐射的方式。任何温度高于绝对零度的物体都在不断地发射热辐射，同时也在吸收其他物体发出的热辐射。

10.黑体：能吸收投入到其表面上的所有热辐射能的物体，是一种理想化的辐射体。黑体的吸收比α=1，发射率ε=1。虽然在自然界中并不存在真正的黑体，但可以制造出近似黑体的模型，如一个开有小孔的空腔，当小孔面积相对于空腔内表面积很小时，从小孔进入空腔的辐射能很难再从小孔射出，就可以近似看作黑体。

11.白体：能全部反射投入到其表面上的热辐射能的物体，其反射比ρ=1。白体也是一种理想化的模型，在实际中不存在绝对的白体，但某些光滑的金属表面对热辐射的反射率较高，可近似看作白体。

12.透明体：能让投入到其表面上的热辐射能全部透过的物体，其透过比τ=1。例如，对于热辐射而言，某些气体（如干燥的空气）在一定条件下可近似看作透明体。

13.发射率：实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比，记为ε，它反映了实际物体发射热辐射的能力相对于黑体的强弱程度。发射率的值小于1，并且与物体的种类、表面状况和温度等因素有关。例如，粗糙表面的发射率一般比光滑表面的发射率高。

14.吸收比：物体吸收的辐射能与投入到该物体表面上的总辐射能之比，记为α。根据基尔霍夫定律，在热平衡条件下，任何物体的发射率等于其吸收比，即ε=α。

15.反射比：物体反射的辐射能与投入到该物体表面上的总辐射能之比，记为ρ。对于不透明物体，α+ρ=1。

16.透过比：物体透过的辐射能与投入到该物体表面上的总辐射能之比，记为τ。对于大多数固体和液体，τ=0；对于气体，τ可能不为零。对于任何物体，都有α+ρ+τ=1。

17.斯蒂芬玻尔兹曼定律：黑体的辐射力与热力学温度T的四次方成正比，即=σ，其中σ=5.67×W/(·)是斯蒂芬玻尔兹曼常数。该定律表明，黑体的辐射力随温度的升高而急剧增加。对于实际物体，其辐射力E=ε=εσ，其中ε是物体的发射率。

18.角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数，记为。角系数是一个纯几何量，只与物体的形状、大小和相对位置有关，与物体的物性和温度无关。角系数具有相对性（=）、完整性（对于由n个表面组成的封闭系统，=1）和可加性等性质。

19.传热过程：热量从高温流体通过固体壁面传递到低温流体的过程，它是热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式的综合应用。例如，在换热器中，热流体的热量通过换热管的管壁传递给冷流体的过程就是一个典型的传热过程。传热过程的热流量可以用传热方程式计算，即𝛷=kAΔ，其中k是传热系数，A是传热面积，Δ是冷热流体的平均温差。

20.传热系数：表示冷热流体间传热过程强烈程度的指标，单位是W/(·K)。传热系数的倒数表示传热过程的总热阻，它与热流体和冷流体的对流换热系数、壁面的热传导热阻等因素有关。传热系数越大，说明传热过程越强烈，传热效