传热学名词解释(6页).doc

-1、 傅里叶定律P35：在导热的过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂直该 截面方向上的变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。 2、 热导率（导热系数）P6、P37：表征材料导热性能优劣的参数，即是一种热物性参数， 单位W/(m·k)。数值上，其定义为单位温度梯度（在1m长度内温度降低1K）在单位时间内经单位导热面所传递的热量。 3、 绝对黑体P9：简称黑体，是指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。 4、 传热系数P13：数值上，它等于冷、热流体间温差t=1°C、传热面积A=1m²时热流量 的值，是表征传热过程强烈程度的标尺。 5、 热扩散率P45：定义式为a=/c，它表示物体在加热或冷却中，温度趋于均匀一 致的能力。这个综合物性参数对稳态导热没有影响，但是在非稳态导热过程中，它是一个非常重要的参数。 6、 接触热阻P67：在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气，与两个固体便面完 全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。 7、 肋效率P62：表征肋片散热的有效程度。肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温 度下得散热量之比.8、 第一类边界条件P44：规定了边界上的温度值，称为第一类边界条件。 9、 第二类边界条件P44：规定了边界上的热流密度值，称为第二类边界条件。 10、第三类边界条件P44：规定了边界上的物体与周围流体间的表面传热系数h及周围流体 的温度tf，称为第三类边界条件。 11、集中参数法P117：当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度 趋于一致，近似认为固体内部的温度t仅是时间的一元函数而与空间坐标无关，这种忽略物体内部导热热阻的简化方法称为集中参数法。 12、当量直径：定义：把水利半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径。 13、混合对流P273：当0.1Gr/Re210时称混合对流。 14、定性温度：定性温度为流体的平均温度。 15、膜状凝结P301：如果凝结液体很好地润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式就称为膜状凝结。 16、珠状凝结P301：当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成以个个的小液珠，称为珠状凝结17、烧毁点：燃料元件发生烧毁的位置。 18、热边界层及其厚度： 19、维恩位移定律P357：在一定温度下，绝对黑体的与辐射本领最大值相对应的波长和绝对温度T的乘积为一常数，波长 m与温度 T成反比的规律称为维恩位移定律。 20、玻耳兹曼定律P356：Eb=T4，表示黑体辐射力也热力学温度（K）的关系。 21、基尔霍夫定律P375：在给定温度下，对于给定波长，所有物体的比辐射率与吸收率的比值相同，且等于该温度和波长下理想黑体的比辐射率。 22、角系数P396: 辐射换热时，一个表面发出的辐射能落到另一表面上的百分数。 23、有效辐射P405: 有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能，记为J。 24、投入辐射P405: 单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的总辐射能称为投入辐射。 25、复合换热表面传热系数： 26、重辐射面P440：净辐射传热量为零的表面。 27、光谱发射率：热辐射体的光谱辐射出射度与处于相同温度的黑体的光谱辐射出射度之比。 28、光谱吸收比：物体吸收某一特定波长辐射能的百分数成为光谱吸收比。 29、灰体：对于各种波长的电磁波的吸收系数为常数且与波长无关的物体，其吸收系数介于0与1之间的物体。 30、漫灰表面：除了与方向无关外，还与波长无关，则称为“漫灰”表面。 31、传热过程P459：是指热量从壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体的过程。32、临界热绝缘直径P462：在圆柱形物体外表包覆热绝缘材料时，相应于散热量为最大值的热绝缘层外直径。其数学表达式为：d02h0。 36、定向辐射强度：指垂直于辐射方向的物体单位表面积在单位时间、单位立体角内向外发射出的辐射能量。是一表征物体表面沿不同方向发射能量的强弱的物理量。 1. 导热基本定律 : 当导热体中进行纯导热时 , 通过导热面的热流密度 , 其值与该处温度梯度的绝对值成正比 , 而方向与温度梯度相反。 2. 非稳态导热: 发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。 或：物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。 3. 凝结换热 : 蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时 , 蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。 4. 黑度 : 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。 5. 有效辐射: 单位时间内离开单位表面积的总辐射能。 6 稳态导热 : 发生在稳态温度场内的导热过程称为稳态导热。 7稳态温度场 : 温度场内各点的温度不随时间变化。（或温度场不随时间变化。） 8 热对流:依靠流体各部分之间的宏观运行，把热量由一处带到另一处的热传递现象。 对流换热：流体与固体壁直接接触时所发生的热传递过程. 对流换热与热对流不同， 既有热对流，也有导热；不是基本传热方式 9 传热过程 : 热量由固体壁面一侧的热流体通过固体壁面传递给另一侧冷流体的过程。 10肋壁总效率 : 肋侧表面总的实际散热量与肋壁 测温度均为肋基温度的理想散热量之 比。 11. 换热器的效能（有效度） : 换热器的实际传热量与最大可能传热量之比。或 12. 大容器沸腾 : 高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾。 13. 准稳态导热 : 物体内各点温升速度不变的导热过程。 14. 黑体 : 吸收率等于 1 的物体。 15. 复合换热: 对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程。 16. 温度场 : 温度场是指某一瞬间物体中各点温度分布的总称。 17. 吸收率: 外界投射到某物体表面上的辐射能，被该物体吸收的百分数。 18.温度边界层：对流换热时，在传热壁面附近形成的一层温度有很大变化(或温度变化率很大)的薄层。 简答1. 简述非稳态导热的基本特点。 （ 1 ）随着导热过程的进行 , 导热体内温度不断变化 , 好象温度会从物体的一部分逐渐向另一部分转播一样 , 习惯上称为导温现象。这在稳态导热中是不存在的。 （ 2 ）非稳态导热过程中导热体自身参与吸热（或放热），即导热体有储热现象，所以即使对通过平壁的非稳态导热来说，在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的，而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。 （ 3 ）非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态导热。 2. 什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温的作用，为什么？ （ 1 ）对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。 （ 2 ）平壁外敷设保温材料一定能起到保温的作用，因为增加了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热的目的。 （ 3 ）圆筒壁外敷设保温材料不一定能起到保温的作用，虽然增加了一项热阻，但外壁的换热热阻随之减小，所以总热阻有可能减小，也有可能增大。 4 不凝结气体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？ （ 1 ）因在工业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体层，远处的蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过这个气体层，这就使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以 c 降低。（ 3 分） （ 2 ）在一般冷凝温差下，当不凝结气体含量为 1% 时，换热系数将只达纯净蒸汽的 40% 左右，后果是很严重的。（ 3 分，答 50% 左右也可） （ 3 ）这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。 5 写出直角坐标系中导热微分方程的一般表达式，它是根据什么原理建立起来的？它在导热问题的分析计算中有何作用？ （ 1 ）直角坐标系中导热微分方程的一般表达式为： （ 2 ）它是根据导热基本定律（或傅里叶定律）和能量守恒定律建立起来的。 （ 3 ）作用：确定导热体内的温度分布（或温度场）。 6. 气体辐射有哪些特点？ (1)气体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸收某些波长范围内的能量。 （ 2 ）气体的辐射（和吸收）是在整个容积中进行的。固体和液体不能穿透热射线，所以它们的辐射（和吸收）只在表面进行。 7. 为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？ （ 1 ）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。 （ 2 ）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器，不利于设备的安全运行。 （ 3 ）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式，即在烟温较高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。 8 . 简述物性参数导热系数和粘度对表面传热系数的影响。 （ 1 ）导热系数大，则流体内部、流体与壁面间的导热热阻小，表面传热系数就大。 （ 2 ）粘度大，流速就低，表面传热系数就小。 9. 蒸汽凝结换热中有不凝结气体存在时，对凝结换热有什么影响？ 形成气体热阻，使表面传热系数大大减少。1.试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。 答： 第一类边界条件：)(01ttftw=>时， 第二类边界条件：)()( 02tltfxt w=¶¶->时 第三类边界条件： )()( fwwtthxt -=¶¶-l 3. 肋片高度增加引起两种效果：肋效率下降及散热表面积增加。因而有人认为，随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度后，肋片导热热数流量反而会下降。试分析这一观点的正确性。 答：错误，因为当肋片高度达到一定值时，通过该处截面的热流密度为零。通过肋片的热流已达到最大值，不会因为高度的增加而发生变化。 3. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点? 答：非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失，虽然各点温度仍 随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关，只是几何位置(d/x)和边界条件(Bi数) 的函数，亦即无量纲温度分布不变，这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。这一阶段的数学处理十分便利，温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。 4. 试说明Bi数的物理意义。oBi®及¥®Bi各代表什么样的换热条件?有人认为, ¥®Bi代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么? 答；Bi数是物体内外热阻之比的相对值。oBi®时说明传热热阻主要在边界，内部温度趋于均匀，可以用集总参数法进行分析求解； ¥®Bi时，说明传热热阻主要在内部，可以近似认为壁温就是流体温 度。认为oBi®代表绝热工况是不正确的，该工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。 5、与完全的能量方程相比，边界层能量方程最重要的特点是什么？ 答：与完全的能量方程相比，它忽略了主流方向温度的次变化率 sa22xA ，因此仅适用于边界层内，不适用整个流体。 6. 对流换热问题完整的数字描述应包括什么内容？既然对大多数实际对流传热问题尚无法求得其精确解，那么建立对流换热问题的数字描述有什么意义？ 答：对流换热问题完整的数字描述应包括：对流换热微分方程组及定解条件，定解条件包括，（1）初始条件 （2）边界条件 （速度、压力及温度）建立对流换热问题的数字描述目的在于找出影响对流换热中各物理量之间的相互制约关系，每一种关系都必须满足动量，能量和质量守恒关系，避免在研究遗漏某种物理因素。 7.什么叫做两个现象相似，它们有什么共性？ 答：指那些用相同形式并具有相同内容的微分方程式所描述的现象，如果在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对于成比例，则称为两个现象相似。 凡相似的现象，都有一个十分重要的特性，即描述该现象的同名特征数（准则）对应相等。 （1） 初始条件。指非稳态问题中初始时刻的物理量分布。 （2） 边界条件。所研究系统边界上的温度（或热六密度）、速度 分布等条件。 （3） 几何条件。换热表面的几何形状、位置、以及表面的粗糙度 等。 （4） 物理条件。物体的种类与物性。 8、什么叫大空间自然对流换热？什么叫有限自然对流换热？这与强制对流中的外部流动和内部流动有什么异同？ 答：大空间作自然对流时，流体的冷却过程与加热过程互不影响，当其流动时形成的边界层相互干扰时，称为有限空间自然对流。 这与外部流动和内部流动的划分有类似的地方，但流动的动因不同，一个由外在因素引起的流动，一个是由流体的温度不同而引起的流动。 9简述数数，数， GrNuPr的物理意义BiNu数与数有什么区别？ 无 10. 什么叫膜状凝结，什么叫珠状凝结?膜状凝结时热量传递过程的主要阻力在什么地方？ 答：凝结液体在壁面上铺展成膜的凝结叫膜状凝结，膜状凝结的主要热阻在液膜层，凝结液体在壁面上形成液珠的凝结叫珠状凝结 11.从换热表面的结构而言，强化凝结换热的基本思想是什么?强化沸腾换热的基本思想是什么？ 答：从换热表面的结构而言，强化凝结换热的基本思想是尽量减薄粘滞在换热表面上液膜的厚度，强化沸腾换热的基本思想是尽量增加换热表面的汽化核心数 12什么叫光谱吸收比？在不同光源的照耀下，物体常呈现不同的颜色，如何解释？黑体的辐射具有漫射特性如何理解从黑体模型（温度均匀的空腔器壁上的小孔）发出的辐射能也具有漫射特性呢？ 13、试述角系数的定义。“角系数是一个纯几何因子”的结论是在什么前提下得出的? 答：表面1发出的辐射能落到表面2上的份额称为表面对表面2的角系数。“角系数是一个纯几何因子” 的结论是在物体表面性质及表面湿度均匀、物体辐射服从兰贝特定律的前提下得出的。 14、试述气体辐射的基本特点。 无 15、什么是辐射表面热阻？什么是辐射空间热阻？ 答：出辐射表面特性引起的热阻称为辐射表面热阻，由辐射表面形状和空间位置引起的热阻称为辐射空间 16. 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。 17试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。 答：导热和对流的区别在于：物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象，称为导热；对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是：在发生对流换热的同时必然伴生有导热。 导热、对流这两种热量传递方式，只有在物质存在的条件下才能实现，而辐射可以在真空中传播，辐射换热时不仅有能 量的转移还伴有能量形式的转换。 18.如何减少测温套管温度计的测量误差？ （1）选用导热系数较小的材料做套管 （2）尽量增加套管的高度 （3）减少套管的厚度 （4）加强流体与套管壁之间的换热 （5）在套管外包一层保温膜 19.请解释非稳态导热分析中的集总参数法，其适用条件是什么？为何可以在这种条件下使用？ 答：当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻是，固体内部的温度趋于一致，近似认为固体内部的温度T仅是时间（tao）的一元函数而与空间坐标无关，这种忽略物体内部导热热阻的简化方法称为集总参数法（3分），通常当毕奥数Bi<0.1时，采用集总参数法求解温度响应误差不大 20.什么是流动边界层与热边界层?它们的厚度之比与普朗特数是否有关？为什么？ 答：当流体沿壁面流动时，由于流体的粘性作用，使壁面附近的流体速度降低，通常用相对于流速 -第 6 页-