2022年传热学知识点.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -传热学主要学问点1. 热量传递的三种基本方式.热量传递的三种基本方式:导热 热传导 、对流 热对流 和热辐射.2导热的特点 .a 必需有温差. b 物体直接接触. c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量. d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中.气体气体分子无规章的热运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_微观导热机理导电固体:自由电子的运动固体非导电固体:晶格振动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_液体3. 对流(热对流) Convection的概念.流
2、体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象.4 对流换热的特点.当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必需有直接接触(流体与壁面)和宏观运动.也必需有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层5. 牛顿冷却公式的基本hAtwt W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结
3、归纳 - - - - - - - - - - - -表达式及其中各物理量的定义.q A2ht wt f W m6.热辐射的特点.a 任何物体,只要温度高于0 K ,就会不停的向四周空间发出热辐射.b 可以在真空中传播.c 相伴能量形式的转变.d 具有猛烈的方向性.e 辐射能与温度和波长均有关.f 发射辐射取决于温度的4 次方. 7. 导热系数 ,表面传热系数和传热系数之间的区分. 导热系数: 表征材料导热才能的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关.表面传热系数:当流体与壁面温度相差1 度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量.影响h 因素:流速、流体物性、壁面外形大小等.传热系数:是
4、表征传热过程猛烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关.常温下部分物质导热系数:银:427.纯铜: 398.纯铝: 236.一般钢: 30-50.水: 0.599.空气: 0.0259.保温材料: 0.14.水垢: 1-3.烟垢: 0.1-0.3.8. 实际热量传递过程:经常表现为三种基本方式的相互串联/ 并联作用.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - -
5、 - -9.复杂传热过程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -Upside surface: adiabaticL2LLA/4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_airA/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A/4xDownside surface: adiabatic可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学
6、习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第一章导热理论基础1 傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义.傅立叶定律(导热基本定律) :垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度, 方向与温度梯度相反. 1 间隙中充有空气 , 空气导热系数小 , 因此保温性好 ;(2) 间隙太大 , 会形成自然对流换热 , 辐射的影响也会增强 , 因此并非间隙越大越好.(3) 由于水分的渗入,替代了相当一部
7、分空气,而且更主要的是水分 将从高温区向低温区迁移而传递热量.因此,湿材料的导热系数比干材料和水都要大.所以,建筑物的围护结构,特殊是冷、热设备的保 温层,都应实行防潮措施.导热微分方程式的理论基础.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -傅里叶定律+热力学第肯定律 热扩散率的概念.热扩散率(用 a 表示)反映了导热过程中材料的导热才能与沿途物质
8、储热才能之间的关系值大,即 值大或 c 值小,说明物体的某一部分一旦获得热量, 该热量能在整个物体中很快扩散.热扩散率表征物体被加热或冷却时, 物体内各部分温度趋向于匀称一样的才能在同样加热条件下,物体的热扩散率越大,物体内部各处的温度差别越小. 热扩散率反应导热过程动态特性,是讨论不稳态导热的重要物理量. 完整数学描述:导热微分方程+单值性条件导热微分方程式描写物体的温度随时间和空间变化的关系.它没有涉及详细、 特定的导热过程.是通用表达式.对特定的导热过程,需要补充单值性条件,才能得到特定问题的唯独解. 单值性条件包括四项: 几何条件、物理条件、时间条件(初始条件) 、边界条件.边界条件.
9、边界条件说明导热体边界上过程进行的特点反映过程与四周环境相互作用的条件()第一类边界条件:已知任一瞬时导热体边界上温度值. ( 2)其次类边界条件:已知物体边界上热流密度的分布及变化规律, 其次类边界条件相当于已知任何时刻物体边界面法向的温度梯度值. ( 3)第三类边界条件:当物体壁面与流体相接触进行对流换热时, 已知任一时刻边界面四周流体的温度和表面传热系数.其次章稳态导热 1. 由第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热量关系式,分析为了增加传热量,可以实行哪些措施.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 25
10、 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热量关系式:为了增加传热可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t f 11t f 21W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_h1 AAh2 A量,可以实行哪些措施.( 1)增加温差( t f1-t f2 ),但受工艺条件限制(2)减小热阻:a) 金属壁一般很薄 d 很小 、热导率很大,故导热热阻一般可忽视b) 增大 h1、h2,但提高 h1、h2 并非任意的c) 增大换热面
11、积 A 也能增加传热量在一些换热设备中,在换热面上加装肋片是增大换热量的重要手段. 2在管道外掩盖保温层是不是在任何情形下都能削减热缺失?为什么?不是, 只有当管道外径大于临界热绝缘直径时, 掩盖保温层才能减小 热缺失 . 接触热阻的概念. 实际固体表面不是抱负平整的,所以两固体表面直接接触的界面简洁显现点接触,或者只是部分的而不是完全的和平整的面接触给导热带来额外的热阻,即接触热阻.5. 热阻:1单位面积上的传热热阻 : Rkk单位面积上的导热热阻 : R.单位面积上的对流换热热阻: R1h对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节第三章非稳态导热 1非稳态导热的分类.可编辑资料 - -
12、- 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -周期性非稳态导热和瞬态非稳态导热2 Bi准就数 , Fo准就数的定义及物理意义.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Bi准就数: Bih/ 1/ h物体内部导热热阻.物体表面对流换热热阻可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Fo 准就数: Foa2 ,是非稳态导热过程的无量纲时间.可编辑资料 - - -
13、欢迎下载精品_精品资料_3集总参数法的物理意义及应用条件.忽视物体内部导热热阻、认为物体温度匀称一样的分析方法.此时,温度分布只与时间有关,与空间位置无关.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_应用条件: Bi0.14时间常数的定义及物理意义.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_采纳集总参数法分析时,物体中过余温度随时间变化的关系式中的cV / hA 具有时间的量纲,称为时间常数.时间常数的数值越小表示测温元件越能快速的反映流体的温度变化.5非稳态导热的正规状况阶段的物理意义.当 Fo0.2 时,物体在给定的条件下冷却或加热,物体中任何给定的点过余温度的对数值将随时间按线
14、性规律变化.物体中过余温度的对数值随时间按线性规律变化的这个阶段,称为瞬态温度变化的正规状况阶 段 . 6半无限大物体的概念.半无限大物体的概念如何应用在实际工程 问题中?半无限大物体, 是指以无限大的y-z平面为界面, 在正 x 方向伸延至无穷远的物体.在实际工程中,对于一个有限厚度的物体,在所考虑的时间范畴内,如渗透厚度小于本身的厚度,这时可以认为该物体是个半无限大物可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料wo
15、rd 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -体.第四章导热问题数值解法基础1数值解法的基本求解过程数值解法,即把原先在时间和空间连续的物理量的场, 用有限个离散点上的值的集合来代替,通过求解按肯定方法建立起来的关于这些值的代数方程,从而获得离散点上被求物理量的值.并称之为数值解.2热平稳法的基本思想.对每个有限大小的掌握容积应用能量守恒,从而获得温度场的代数方程组,它从基本物理现象和基本定律动身,不必事先建立掌握方程, 依据能量守恒和傅立叶导热定律即可.第五章对流换热分析影响对流换热的主要物理因素 .对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的结果. 其影响因素主
16、要有以下五个方面: 1 流淌起因 ; 2 流淌状态 ; 3 流体有无相变 ; 4 换热表面的几何因素 ; 5 流体的热物理性质.对流换热是如何分类的.流淌起因:自然对流和强制对流.(2) 流淌状态 :层流和紊流.(3) 流体有无相变 :单相换热和相变换热 4 换热表面的几何因素: 内部流淌对流换热和外部流淌对流换热.3对流换热问题的数学描写 中包括那些方程 .连续性方程 、动量微分方程、能量微分方程、对流换热过程微分方程式.4. 边界层概念的基本思想.流场可以划分为两个区:边界层区与主流区可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -
17、第 9 页,共 25 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -边界层区: 流体的粘性作用起主导作用, 流体的运动可用粘性流体运动微分方程描述 ( N-S 方程)主流区: 速度梯度为 0,t=0. 可视为无粘性抱负流体.流体的运动可用欧拉方程描述.5流淌边界层的几个重要特性.1边界层厚度 d 与壁的定型尺寸L 相比微小, d L2边界层内存在较大的速度梯度3边界层流态分层流与湍流. 湍流边界层紧靠壁面处仍有层流特点,存在层流底层. 4流场可以划分为边界层区与主流区可以划分为
18、两个区: 热边界层区与等温流淌区 7数量级分析的方法.比较方程中各量或各项的量级的相对大小.保留量级较大的量或项.舍去那些量级小的项,方程大大简化.8相像理论回答了关于试验的哪三大问题?(1)试验中应测哪些量(是否全部的物理量都测) ?应测量各相像准就中包含的全部物理量,其中物性由试验系统中的定性温度确定. (2)试验数据如何整理(整理成什么样函数关系) ?试验结果整理成准就关联式.( 3)实物试验很困难或太昂贵的情形, 如何进行试验?试验结果可推广应用于哪些的方?试验结果可推广应用到相像的现象,在支配模型试验时,为保证明验设备中的现象(模型)与实际设备中的现象(原型)相像,必需保证模型与原型
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