傳熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)(word文檔物超所值)

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1、 傳熱學(xué)主要知識(shí)點(diǎn) 1. 熱量傳遞的三種基本方式。 熱量傳遞的三種基本方式：導(dǎo)熱 ( 熱傳導(dǎo) ) 、對(duì)流 ( 熱對(duì)流 ) 和熱輻射。 2．導(dǎo)熱的特點(diǎn) 。 a 必須有溫差； b 物體直接接觸； c 依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而傳遞熱量； d 在引力場(chǎng)下單純的導(dǎo)熱一般只發(fā)生在密實(shí)的固體中。 3. 對(duì)流（熱對(duì)流） (Convection) 的概念。 流體中（氣體或液體）溫度不同的各部分之間，由于發(fā)生相對(duì)的宏觀運(yùn)動(dòng)而把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象。 4 對(duì)流換熱的特點(diǎn)。 當(dāng)流體流過(guò)一個(gè)物

2、體表面時(shí)的熱量傳遞過(guò)程，它與單純的對(duì)流不同，具有如下特點(diǎn)： a 導(dǎo)熱與熱對(duì)流同時(shí)存在的復(fù)雜熱傳遞過(guò)程 b 必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運(yùn)動(dòng)；也必須有溫差 c 壁面處會(huì)形成速度梯度很大的邊界層 5. 牛頓冷卻公式的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。 q h(tw  t )  (w) q A  Ah(tw  t )  w / m2 h 是對(duì)流換熱系數(shù)單位  w/(m 2  k)  q 是熱流密度（導(dǎo)熱速率），單位  (W/m2) 是導(dǎo)熱量 W

3、 6. 熱輻射的特點(diǎn)。 a 任何物體，只要溫度高于 0 K ，就會(huì)不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射； b 可以在真空中傳播； c 伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變； d 具有強(qiáng)烈的方向性； e 輻射能與溫度和波長(zhǎng)均有關(guān)； f 發(fā)射輻射取決于溫度的 4 次方。 7. 導(dǎo)熱系數(shù) , 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱系數(shù)之間的區(qū)別。 導(dǎo)熱系數(shù)：表征材料導(dǎo)熱能力的大小，是一種物性參數(shù)，與材料種類和溫度關(guān)。 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：當(dāng)流體與壁面溫度相差 1 度時(shí)、每單位壁面面積上、單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量。影響 h 因素：流速、流體物性、壁面形狀大小等傳熱系數(shù)：是表征傳熱過(guò)程強(qiáng)烈程度的標(biāo)尺

4、，不是物性參數(shù)，與過(guò)程有關(guān)。 第一章 導(dǎo)熱理論基礎(chǔ) 1 傅立葉定律的基本表達(dá)式及其中各物理量的意義。傅立葉定律 （導(dǎo)熱基本定律）： qx k dT k T T T q Tk(i j k ) dx x y z T(x,y,z) 為標(biāo)量溫度場(chǎng) qn k T n 圓筒壁表面的導(dǎo)熱速率 q kA dT k(2 rL ) dT r dr dr 垂直導(dǎo)過(guò)等溫面的熱流密度，正比于該處的溫度梯度，方向與溫度梯度相

5、反。 (1) 空隙中充有空氣 , 空氣導(dǎo)熱系數(shù)小 , 因此保溫性好 ; (2) 空隙太大 , 會(huì)形成自然對(duì)流換熱 , 輻射的影響也會(huì)增強(qiáng) , 因此并非空隙越大越好。 (3) 由于水分的滲入，替代了相當(dāng)一部分空氣，而且更主要的是水分將從高溫區(qū)向低溫區(qū)遷移而傳遞熱量。因此，濕材料的導(dǎo)熱系數(shù)比干材料和水都要大。所以，建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，特別是冷、熱設(shè)備的保溫層，都應(yīng)采取防潮措施。 導(dǎo)熱微分方程式的理論基礎(chǔ)。 傅里葉定律 + 熱力學(xué)第一定律 導(dǎo)熱與導(dǎo)出凈熱量（使用傅里葉定律） +微元產(chǎn)生的熱量 =微元的內(nèi)能變化量。

6、導(dǎo)熱微分方程（熱方程） T T T T ( k ) (k ) ( k & x ) q c p t 如果導(dǎo)熱率是常量 x y y z z （k 是導(dǎo)熱率 ---- 導(dǎo)熱系數(shù)） 2T 2T 2T q& 1 T 熱擴(kuò)散系數(shù) k /( cp ) x 2 y2 z2 k t 如果是 一維導(dǎo)熱 且無(wú)內(nèi)熱源  （可以用來(lái)計(jì)算 T ，溫度隨時(shí)間的變化率） t d (k dT ) 0 dx dx

7、 熱擴(kuò)散率的概念 熱擴(kuò)散率（用 a 表示）反映了導(dǎo)熱過(guò)程中材料的導(dǎo)熱能力與沿途物質(zhì)儲(chǔ)熱能力之間的關(guān)系值大，即 λ 值大或 ρ c 值小，說(shuō)明物體的某一部分一旦獲得熱量，該熱量能在整個(gè)物體中很快擴(kuò)散。熱擴(kuò)散率表征物體被加熱或冷卻時(shí)，物體內(nèi)各部分溫度趨向于均勻一致的能力在同樣加熱條件下，物體的熱擴(kuò)散率越大， 物體內(nèi)部各處的溫度差別越小。熱擴(kuò)散率反應(yīng)導(dǎo)熱過(guò)程動(dòng)態(tài)特性，是研究不穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的重要物理量。 完整數(shù)學(xué)描述： 導(dǎo)熱微分方程 + 單值性條件導(dǎo)熱微分方程式描寫物體的溫度隨時(shí)間和空間變化的關(guān)系；它沒(méi)有涉及具體、特定的導(dǎo)熱過(guò)程。是通用表達(dá)式。

8、對(duì)特定的導(dǎo)熱過(guò)程，需要補(bǔ)充單值性條件，才能得到特定問(wèn)題的唯一解。單值性條件包括四項(xiàng)：幾何條件、物理?xiàng)l件、時(shí)間條件（初始條件）、邊界條件。 邊界條件 邊界條件說(shuō)明導(dǎo)熱體邊界上過(guò)程進(jìn)行的特點(diǎn) 反映過(guò)程與周圍環(huán)境相互作用的條件（１）第一類邊界條件：已知任一瞬間導(dǎo)熱體邊界上溫度值；（ 2）第二類邊界條件：已知物體邊界上熱流密度的分布及變化規(guī)律，第二類邊界條件相當(dāng)于已知任何時(shí)刻物體邊界面法向的溫度梯度值；（ 3）第三類邊界條件：當(dāng)物體壁面與流體相接觸進(jìn)行對(duì)流換熱時(shí)，已知任一時(shí) 刻邊界面周圍流體的溫度和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。（ k T | x 0 [ T (0, t

9、 )] ） x h T 第 2 章 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 ( 一維導(dǎo)熱結(jié)果總匯 P.80) 熱阻：（徑向系統(tǒng)的熱阻 P.74 ） 導(dǎo)熱（ conduction ）熱阻 Rt ,cond Ts,1 Ts,2 L qx kA 對(duì)流（ convection ）熱阻 Rt ,conv Ts T 1 q hA 輻射（ radiation ）熱阻 Rt ,rad Ts Tsur 1 qrad hr A TA TB 接觸（ thermal contact ）熱阻

10、定義式 Rt ,c qx 總傳熱系數(shù) U： qx UA T 總熱阻： Rtot Rt T 1 q UA ln( r2 / r1 ) 圓筒壁中的徑向?qū)釤嶙?Rt , cond 2 Lk 圓筒壁表面的對(duì)流換熱熱阻 Rt ,conv  1 h(2 rL ) 1. 由第三類邊界條件下通過(guò)平壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱量關(guān)系式，分析為了增加傳熱量，可以采取哪些措施 ? 第三類邊界條件下通過(guò)平壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱量關(guān)系式： T,1 T,2 1 L

11、1 h1 A kA h2 A 為了增加傳熱量，可以采取哪些措施 ? （ 1）增加平壁兩邊的溫差 （T∞,1 -T ∞,2 ），但受工藝條件限制 （ 2）減小熱阻： a) 金屬壁一般很薄 (L 很小 ) 、熱導(dǎo)率很大，故導(dǎo)熱熱阻一般可忽略 b) 增大 h1、h2，但提高 h1、h2 并非任意的 c) 增大換熱面積 A 也能增加傳熱量 在一些換熱設(shè)備中，在換熱面上加裝肋片是增大換熱量的重要手段。 2．在管道外覆蓋保溫層是不是在任何情況下都能減少熱損失？為什么？ 不是 , 只有當(dāng)管道外徑大于臨界熱絕緣直徑時(shí) , 覆蓋保溫層才能減小熱

12、損失 . 接觸熱阻的概念。 實(shí)際固體表面不是理想平整的，所以兩固體表面直接接觸的 界面容易出現(xiàn)點(diǎn)接觸，或者只是部分的而不是完全的和平整的面接觸 —— 給導(dǎo)熱帶來(lái)額外的熱阻，即接觸熱阻。 5．什么是形狀因子 ? 為了便于工程設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)于有些二維、三維的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題，針對(duì)已知兩個(gè)恒定溫度邊界之間的導(dǎo)熱熱流量，可以采用一種簡(jiǎn)便的計(jì)算公式。在這種公式中，將有關(guān)涉及物體幾何形狀和尺寸的因素歸納在一起，稱為形狀因子。 第 3 章 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱（ 瞬態(tài)導(dǎo)熱 -- 確定瞬態(tài)過(guò)程中固體內(nèi)的溫度分布隨時(shí)間變化的確定方法。 ） 1．非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分類。 周

13、期性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱和 瞬態(tài)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 半無(wú)限大物體，是指以無(wú)限大的物體。 2．Bi 準(zhǔn)則數(shù) , Fo 準(zhǔn)則數(shù)的定義及物理意義。 Bi 準(zhǔn)則數(shù)（瞬態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題第一件事，計(jì)算 Bi 準(zhǔn)則數(shù)）： h/ L hLc 物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻 ；如果 Bi k 0.1 采用集總熱容 Bi 物體表面對(duì)流換熱熱阻 1 k 1/ h h 法誤差較小。定性長(zhǎng)度 Lc V / As Fo 準(zhǔn)則數(shù)： Fo a 2 ,是非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程的無(wú)量綱時(shí)間 。在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程中，

14、Fo 愈大，熱擾動(dòng)愈能深入地傳播到物體內(nèi)部，使物體內(nèi)部各點(diǎn)溫度趨于均勻一致。 并接近于周圍介質(zhì)溫度。 3．集總參數(shù)法的物理意義及應(yīng)用條件。 忽略物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻、認(rèn)為物體溫度均勻一致的分析方法。此時(shí)，溫度分布只與時(shí)間有關(guān)，與空間位置無(wú)關(guān)。 應(yīng)用條件： Bi 0.1 4．熱時(shí)間常數(shù)的定義及物理意義。 V c ln i t hA s  i Ti T T T 用來(lái)確定固體達(dá)到某個(gè)溫 度 T 所需的時(shí)間。反向計(jì)算可以計(jì)算在某一個(gè)時(shí)間 t 到達(dá)的溫度。 其中 Vc t 是所謂的熱時(shí)間常數(shù) ------- 它是指

15、環(huán)境溫度改變時(shí)，熱敏電阻器 hAs 改變了環(huán)境溫度改變值的 63%所用的時(shí)間。 （采用集總參數(shù)法分析時(shí)，物體中 過(guò)余溫度 隨時(shí)間變化的關(guān)系式中的 cV /(hA) 具有時(shí)間的量綱，稱為時(shí)間常數(shù)。） 時(shí)間常數(shù)的數(shù)值越小表示測(cè)溫元件越能迅速地反映流體的溫度變化。 5．非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正常情況階段的物理意義。 當(dāng) Fo 0.2 時(shí)，物體在給定的條件下冷卻或加熱，物體中任何給定地點(diǎn)過(guò)余溫度的對(duì)數(shù)值將隨時(shí)間按線性規(guī)律變化。物體中過(guò)余溫度的對(duì)數(shù)值隨時(shí)間按線性 規(guī)律變化的這個(gè) x 階段，稱為瞬態(tài)溫度變化的正常情況階段。 6．半無(wú)限大物體的概念。半無(wú)限大物體的

16、概念如何應(yīng)用在實(shí)際工程問(wèn)題中？ y-z 平面為界面，在正 x 方向伸延至無(wú)窮遠(yuǎn)的 在實(shí)際工程中，對(duì)于一個(gè)有限厚度的物體，在所考慮的時(shí)間范圍內(nèi)，若滲透厚度小于本身的厚度，這時(shí)可以認(rèn)為該物體是個(gè)半無(wú)限大物體。 第 4 章 導(dǎo)熱問(wèn)題數(shù)值解法基礎(chǔ) 1．?dāng)?shù)值解法的基本求解過(guò)程 數(shù)值解法，即把原來(lái)在時(shí)間和空間連續(xù)的物理量的場(chǎng)，用有限個(gè)離散點(diǎn)上的值的集合來(lái)代替，通過(guò)求解按一定方法建立起來(lái)的關(guān)于這些值的代數(shù)方程，從而獲得離散點(diǎn)上被求物理量的值；并稱之為數(shù)值解 。 2．熱平衡法的基本思想。 對(duì)每個(gè)有限大小的控制容積應(yīng)用能量守恒，從

17、而獲得溫度場(chǎng)的代數(shù)方程組，它從基本物理現(xiàn)象和基本定律出發(fā)，不必事先建立控制方程，依據(jù)能量守恒和傅立葉導(dǎo)熱定律即可 。 第五章 對(duì)流換熱分析影響對(duì)流換熱的主要物理因素 . 對(duì)流換熱是流體的導(dǎo)熱和對(duì)流兩種基本傳熱方式共同作用的結(jié)果。其影響因素 主要有以下五個(gè)方面： (1) 流動(dòng)起因 ; (2) 流動(dòng)狀態(tài) ; (3) 流體有無(wú)相變 ; (4) 換熱表面的幾何因素 ; (5) 流體的熱物理性質(zhì)。 2．對(duì)流換熱是如何分類的 ? (1) 流動(dòng)起因：自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流； (2) 流動(dòng)狀態(tài) : 層流和紊流； (3) 流體有無(wú)相變 : 單相換熱和相變換熱 (4)

18、換熱表面的幾何因素：內(nèi)部流動(dòng)對(duì)流換熱和外部流動(dòng)對(duì)流換熱。 3．對(duì)流換熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描寫中包括那些方程 ? 連續(xù)性方程 、動(dòng)量微分方程、 能量微分方程 、對(duì)流換熱過(guò)程微分方程式。 4. 邊界層概念的基本思想。 流場(chǎng)可以劃分為兩個(gè)區(qū)：邊界層區(qū)與主流區(qū) 邊界層區(qū)：流體的粘性作用起主導(dǎo)作用，流體的運(yùn)動(dòng)可用粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程描述（ N-S 方程）主流區(qū)：速度梯度為 0，t=0；可視為無(wú)粘性理想流體；流體的運(yùn)動(dòng)可用歐拉方程描述。 5．流動(dòng)邊界層的幾個(gè)重要特性。 (1) 邊界層厚度 d 與壁的定型尺寸 L 相比極 小， d << L (2) 邊界層

19、內(nèi)存在較大的速度梯度 (3) 邊界層流態(tài)分層流與湍流；湍流邊界層緊靠壁面處仍有層流特征，存在層流底層； (4) 流場(chǎng)可以劃分為邊界層區(qū)與主流區(qū)邊界層區(qū)：由粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程描述主流區(qū)：由理想流體運(yùn)動(dòng)微分方 程 —?dú)W拉方程描述。 可以劃分為兩個(gè)區(qū)：熱邊界層區(qū)與等溫流動(dòng)區(qū) 7．?dāng)?shù)量級(jí)分析的方法。 比較方程中各量或各項(xiàng)的量級(jí)的相對(duì)大?。槐Ａ袅考?jí)較大的量或項(xiàng)；舍去那些量級(jí)小的項(xiàng)，方程大大簡(jiǎn)化。 8．相似理論回答了關(guān)于試驗(yàn)的哪三大問(wèn)題？ （1） 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)哪些量（是否所有的物理量都測(cè)）？應(yīng)測(cè)量各相似準(zhǔn)則中包含的全部物理量，其中物性由實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)中的定性溫度確定。（

20、2） 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何整理（整理成什么樣函數(shù)關(guān)系）？實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式。（ 3） 實(shí)物試驗(yàn)很困難或太昂貴的情況，如何進(jìn)行試驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推廣應(yīng)用于哪些地方？實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推廣應(yīng)用到相似的現(xiàn) 象，在安排模型實(shí)驗(yàn)時(shí)，為保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的現(xiàn)象（模型）與實(shí)際設(shè)備中的現(xiàn)象（原型）相似，必須保證模型與原型現(xiàn)象單值性條件相似，而且同名的已定準(zhǔn)則數(shù)值上相等。 9.Nu, Re, Pr, Gr 準(zhǔn)則數(shù)的物理意義。 Nu hl ，表征壁面法向無(wú)量綱過(guò)余溫度梯度的大小，由此梯度反映對(duì)流換熱的 +強(qiáng)弱； Re ul ，表征流體流動(dòng)時(shí)慣性力與粘滯力的相對(duì)大小， Re的大

21、小能反映流態(tài)； Pr  ，物性準(zhǔn)則，反映了流體的動(dòng)量傳遞能力與熱量傳遞能力的相對(duì)大小； a Gr  g t  2  3l  ，表征浮升力與粘滯力的相對(duì)大小，  Gr 表示自然對(duì)流流態(tài)對(duì)換熱 的影響。 /* 對(duì)流導(dǎo)論 三個(gè)邊界層（ 速度、熱邊、濃度 ），三個(gè)公式（表面切應(yīng)力公式、熱流密度的傅里葉定律、摩爾流密度的斐克定律 --- 摩爾傳遞速率 NA(kmol/s)= hm As (CA,s CA , ) C 為摩爾濃度），三個(gè)參數(shù)（ 摩擦系數(shù) C

22、 f 、對(duì)流傳熱系數(shù) h 、 對(duì)流傳質(zhì)系數(shù) hm ），兩個(gè)平均參數(shù)（對(duì)于任意形狀表面 h 1 h dAs ， As A s hm 1 hm dx ） As A s 雷諾數(shù)  Rex  u x  VL  慣性力與粘性力之比，臨街雷諾數(shù)為  5*10 5--- - 涉及平板的計(jì)算使用這個(gè)值（涉及層流和紊流的計(jì)算需要想到雷

23、諾數(shù)的公式）邊界層相似 引入重要的無(wú)量綱相似參數(shù)，雷諾數(shù) ReL、普朗特?cái)?shù) Pr、施密特?cái)?shù) Sc。 */ 相似參數(shù)的重要性 ------ 在一組對(duì)流條件下的表面得到的結(jié)果應(yīng)用與所處條件 完全不同但是幾何相似的表面（特征長(zhǎng)度 L 定義的）。 邊界層類比  p234 傳熱和傳質(zhì)比  Nu Prn  Sh Scn  n取  1 3  根據(jù)已知的對(duì)流系數(shù)確定另一種對(duì)流系數(shù)。 Nu hL （對(duì)流傳熱與熱傳導(dǎo)之比） Sh hm L （表面處無(wú)

24、綱量濃度梯度） k f D AB Pr c p （動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)與熱擴(kuò)散系數(shù)之比） Sc （動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)與 k D AB 質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù)之比） 第六章 單相流體對(duì)流換熱及 準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式 1．對(duì)管內(nèi)受迫對(duì)流換熱，為何采用短管和彎管可以強(qiáng)化流體的換熱？ . 短管 : 入口效應(yīng)。入口處邊界層較薄，對(duì)流換熱強(qiáng)度較大； 彎管：由于離心力作用，產(chǎn)生二次回流，對(duì)邊界層形成一定擾動(dòng)。 2．對(duì)管內(nèi)受迫對(duì)流換熱，各因素對(duì)紊流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)影響的大小。 h f (u0.8 , 0.6 , cp 0.4 , 0.8 , 0.4 ,

25、d 0.2 ) 3．空氣橫掠管束時(shí)，沿流動(dòng)方向管排數(shù)越多，換熱越強(qiáng)，為什么？ 橫掠管束時(shí)，前排管子后形成的渦旋對(duì)后排管子上的邊界層造成一定的擾動(dòng)作用，有利于換熱。 4．無(wú)限空間自然對(duì)流換熱的自?；F(xiàn)象及應(yīng)用。 自然對(duì)流紊流的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與定型尺寸無(wú)關(guān)，該現(xiàn)象稱自?；F(xiàn)象。利用這一特征，紊流換熱實(shí)驗(yàn)研究可以采用較小尺寸的物體進(jìn)行，只要求實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的 GrPr 值處于紊流范圍。 第七章 凝結(jié)與沸騰換熱膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)的概念 . 膜狀凝結(jié)：沿整個(gè)壁面形成一層薄膜，并且在重力的作用下流動(dòng)，凝結(jié)放出的汽化潛熱必須通過(guò)液膜，因此，液膜厚度直接影響了熱量傳遞。珠狀凝結(jié)

26、：當(dāng)凝結(jié)液體不能很好的浸潤(rùn)壁面時(shí)，則在壁面上形成許多小液珠，此時(shí)壁面的部分表面與蒸汽直接接觸，因此，換熱速率遠(yuǎn)大于膜狀凝結(jié)（可能大幾倍，甚至一個(gè)數(shù)量級(jí)）雖然珠狀凝結(jié)換熱遠(yuǎn)大于膜狀凝結(jié)，但可惜的是，珠狀凝結(jié)很難保持，因此，大多數(shù)工程中遇到的凝結(jié)換熱大多屬于膜狀凝結(jié)，因此，教材中只簡(jiǎn)單介紹了膜狀凝結(jié) 2．為什么冷凝器中的管子多采用水平布置？要增大臥式冷凝器的換熱面積，采用什么方案最好？ 只要不是很短的管子，水平布置較豎直布置管外的凝結(jié)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大。采用增長(zhǎng)管長(zhǎng)的辦法最好。 3．蒸汽在水平管束外凝結(jié)時(shí)，沿液膜流動(dòng)方向管束排數(shù)越多，換熱強(qiáng)度越低。 為什么？

27、 蒸汽在水平管束外凝結(jié)時(shí)，上排管子形成的凝結(jié)液滴落到下排管子上，使液膜 層增厚，阻礙了換熱。 4．沸騰的概念。 工質(zhì)內(nèi)部形成大量氣泡并由液態(tài)轉(zhuǎn)換到氣態(tài)的一種劇烈的汽化過(guò)程。 過(guò)冷沸騰和飽和沸騰的概念。 過(guò)冷沸騰：指液體主流尚未達(dá)到飽和溫度，即處于過(guò)冷狀態(tài)，而壁面上開始產(chǎn)生氣泡，稱之為過(guò)冷沸騰 飽和沸騰：液體主體溫度達(dá)到飽和溫度，而壁面溫度高于飽和溫度所發(fā)生的沸騰，稱之為飽和沸騰。 6．飽和沸騰曲線可以分成幾個(gè)區(qū)域 ? 有那些特性點(diǎn) ? 各個(gè)區(qū)域在換熱原理上有 何特點(diǎn) ? 大空間飽和沸騰曲線：表征了大容器飽和沸騰的全部過(guò)程，共包括律不同

28、的階段：自然對(duì)流、泡態(tài)沸騰、過(guò)渡態(tài)沸騰和膜態(tài)沸騰。  4 個(gè)換熱規(guī) 7. 氣化核心的概念。 實(shí)驗(yàn)表明，通常情況下，沸騰時(shí)汽泡只發(fā)生在加熱面的某些點(diǎn)，而不是整個(gè)加 熱面上，這些產(chǎn)生氣泡的點(diǎn)被稱為汽化核心，較普遍的看法認(rèn)為，壁面上的凹穴和裂縫易殘留氣體，是最好的汽化核心 8. 什么是臨界熱流密度 ? 什么是燒毀點(diǎn) ? 熱流密度的峰值 qmax 有重大意義，稱為臨界熱流密度，亦稱燒毀點(diǎn)。一般用核態(tài)沸騰轉(zhuǎn)折點(diǎn)作為監(jiān)視接近 qmax的警戒。這一點(diǎn)對(duì)熱流密度可控和溫度可控的兩種情況都非常重要 。 第 8 章 熱輻射基本定律 1．熱輻射定義

29、和特點(diǎn)。 (1) 定義：由熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，以電磁波形式傳遞的能量； (2) 特點(diǎn)： a 任何物體，只要溫度高于 0 K ，就會(huì)不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射； b 可以在真空中傳播； c 伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變； d 具有強(qiáng)烈的方向性； e 輻射能與溫度和波長(zhǎng)均有關(guān)； f 發(fā)射輻射取決于溫度的 4 次方。什么是黑體 , 灰體 ? 實(shí)際物體在什么樣的條件下可以看成是灰體 ? 黑體：是指能吸收投入到其面上的所有熱輻射能的物體，是一種科學(xué)假想的物體，現(xiàn)實(shí)生活中是不存在的。但卻可以人工制造出近似的人工黑體。 灰體：?jiǎn)紊l(fā)射率與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的物體稱為灰體。其發(fā)射和吸收輻射與黑體在形式上完全一樣

30、，只是減小了一個(gè)相同的比例。 3．物體的發(fā)射率 , 吸收率 , 反射率 , 透射率是怎樣定義的 ?發(fā)射率：相同溫度下，實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比當(dāng)熱輻射投射到物體表面上 時(shí)，一般會(huì)發(fā)生三種現(xiàn)象，即吸收、反射和透射。 吸收率表示投射的總能量中被吸收的能量所占份額；反射率表示投射的總能量 中被反射的能量所占份額； 透射率表示投射的總能量中被透射的能量所占份額。 4. 漫表面的概念。 物體發(fā)射的輻射強(qiáng)度與方向無(wú)關(guān)的性質(zhì)叫漫輻射。反射的輻射強(qiáng)度與方向無(wú)關(guān)的性質(zhì)叫漫反射。既是漫輻射又是漫反射的表面統(tǒng)稱漫表面。 5．白顏色的

31、物體就是白體，黑顏色的物體就是黑體，對(duì)嗎？為什么？ 黑體、白體是對(duì)全波長(zhǎng)射線而言。在一般溫度條件下，由于可見光在全波長(zhǎng)射線中只占有一小部分，所以物體對(duì)外來(lái)射線吸收能力的高低，不能憑物體的顏色來(lái)判斷。 6. 四個(gè)黑體輻射基本定律。 普朗克定律，斯蒂芬 —玻爾茲曼定律，蘭貝特余弦定律，基爾霍夫定律。 第九章 輻射換熱計(jì)算角系數(shù)的定義及性質(zhì)。 角系數(shù)：有兩個(gè)表面，編號(hào)為 1 和 2，其間充滿透明介質(zhì)，則表面 1 對(duì)表面 2 的角系數(shù) X1,2 是：表面 1 發(fā)射出的輻射能中直接落到表面 2 上的百分?jǐn)?shù)。同理， 也可以定義表面 2 對(duì)表面 1

32、 的角系數(shù)。角系數(shù)性質(zhì)：相對(duì)性，完整性，分解性。 2．重輻射面（絕熱表面）的特點(diǎn)。 重輻射面（絕熱表面）的凈換熱量為零。重輻射面（絕熱表面）仍然吸收和發(fā)射輻射，只是發(fā)出的和吸收的輻射相等。它仍然影響其它表面的輻射換熱。這種表面溫度未定而凈輻射換熱量為零的表面被稱為重輻射面（絕熱表面）。 3．有效輻射的概念。 灰體表面的有效輻射是其表面的本身輻射和反射輻射之和。 4．. 表面輻射熱阻和空間輻射熱阻的表達(dá)式。 表面輻射熱阻： 1 i i Ai 1 空間輻射熱阻： Ai Xi , j 5．應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)法的基本步驟 A 畫等效電路

33、圖； B 列出各節(jié)點(diǎn)的熱流 ( 電流 ) 方程組； C 求解方程組，以獲得各個(gè)節(jié)點(diǎn)的等效輻射； D 利用公式 i Ebi Ji ， 計(jì)算每個(gè)表面的凈輻射熱流量。 1 i i Ai 6．強(qiáng)化輻射換熱和削弱輻射換熱的主要途徑 強(qiáng)化輻射換熱的主要途徑有兩種： (1) 增加發(fā)射率； (2) 增加角系數(shù)。 削弱輻射換熱的主要途徑有三種： (1) 降低發(fā)射率； (2) 降低角系數(shù)； (3) 加 入隔熱板。 7．普通窗玻璃對(duì)紅外線幾乎是不透過(guò)的，但為什么隔著玻璃曬太陽(yáng) 卻使人感到暖和？ (1) 雖然紅外線幾乎不透過(guò)

34、，但太陽(yáng)中的可見光卻可大部分透過(guò)； (2) 室內(nèi)常溫物體發(fā)出的紅外線幾乎不能透過(guò)窗戶到室外。 8．北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜。試問(wèn)樹葉上下表面的哪一面結(jié)霜？為什么？ 樹葉上表面結(jié)霜。因?yàn)榇藭r(shí)天空的溫度已降得很低，樹葉上表面和天空間輻射換熱可失去更多能量；而樹葉下表面和大地間有輻射換熱，大地表面溫度相對(duì)天空溫度要高得多。 9．太陽(yáng)能吸收器表面材料應(yīng)滿足什么特性？并說(shuō)明原因 對(duì)太陽(yáng)輻射波段內(nèi)的射線單色吸收率盡可能大，發(fā)射紅外波段內(nèi)范圍內(nèi)射線的單色發(fā)射率盡可能的小。這樣可以從太陽(yáng)輻射中盡可能多的吸收能量，而其本身的輻射損失很小。 第 10 章 傳熱

35、和換熱器 1．. 換熱器有那些主要形式 ? 換熱器是實(shí)現(xiàn)兩種或兩種以上溫度不同的流體相互換熱的設(shè)備，按工作原理可分為三類：間壁式換熱器、混合式換熱器、回?zé)崾綋Q熱器。 2．間壁式換熱器的主要型式 (1) 套管式換熱器：最簡(jiǎn)單的一種間壁式換熱器，流體有順流和逆流兩種，適用于傳熱量不大或流體流量不大的情形； (2) 管殼式換熱器：最主要的一種間壁式換熱器，傳熱面由管束組成，管子兩端固定在管板上，管束與管板再封裝在 外殼內(nèi)。兩種流體分管程和殼程。 (3) 交叉流換熱器：間壁式換熱器的又一種主要形式。其主要特點(diǎn)是冷熱流體呈交叉狀流動(dòng)。交叉流換熱器又分管束式、管翅式和板

36、翅式三種。單位體積內(nèi)所包含的換熱面積作為衡量換熱器緊湊程度的衡量指標(biāo)，一般將大于 700m2/m3的換熱器稱為緊湊式換熱器，板翅式換熱器多屬于緊湊式，因此，日益受到重視。 (4) 板式換熱器：由一組幾何結(jié)構(gòu)相同 的平行薄平板疊加所組成，冷熱流體間隔地在每個(gè)通道中流動(dòng)，其特點(diǎn)是拆卸 清洗方便，故適用于含有易結(jié)垢物的流體。 (5) 螺旋板式換熱器：換熱表面由 兩塊金屬板卷制而成，優(yōu)點(diǎn)：換熱效果好；缺點(diǎn)：密封比較困難。 對(duì)數(shù)平均溫差的公式。 t m t t t ln t 4．換熱器熱計(jì)算的基本方法。 平均溫差法和效能 - 傳熱單元數(shù)法。

37、 5．什么是換熱器的效能和傳熱單元數(shù)。 換熱器的效能：換熱器的實(shí)際傳熱量與最大可能的最大傳熱量之比，并用 ε 表 示，傳熱單元數(shù)：換熱器效能公式中的 kA 依賴于換熱器的設(shè)計(jì)， Cmin 則依賴于 換熱器的運(yùn)行條件，因此， kA / Cmin 在一定程度上表征了換熱器綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 能，習(xí)慣上將這個(gè)比值（無(wú)量綱數(shù)）定義為傳熱單元數(shù) NTU。 6．是不是所有的換熱器都設(shè)計(jì)成逆流形式的就最好呢？ 不是，因?yàn)橐慌_(tái)換熱器的設(shè)計(jì)要考慮很多因素，而不僅僅是換熱的強(qiáng)弱。比如，逆流時(shí)冷熱流體的最高溫度均出現(xiàn)在換熱器的同一側(cè)，使得該處的壁溫特別高，可能對(duì)換熱器產(chǎn)生破壞，因此，對(duì)于高溫?fù)Q熱器，又是需要故意設(shè)計(jì)成順流。 7. 什么是污垢熱阻 ? Rf  1 1 k k0 污垢增加了熱阻，使傳熱系數(shù)減小，這種熱阻稱為污垢熱阻，用 Rf 表示， 式中： k 為有污垢后的換熱面的傳熱系數(shù)， k0 為潔凈換熱面的傳熱系數(shù)。