传热学考试重点

一．名词解释1.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能传递称为热传导。2.对流传热——流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。3.等温面——温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面。4.导热系数——在数值上等于单位温度降度下，在垂直于热流密度的单位面积上所传导的热流量。5.集中参数法——Bi≤0.1时，物体内部的导热热阻远小于外部的对流换热热阻，这种忽略物体内部导热热阻的简化分析方法。6．比拟理论——利用两个不同物理现象之间在控制方程方面的类似性，通过测定其中一种现象的规律而获得另一种现象基本关系的方法。7.自然对流——不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动。一般地，不均匀温度场仅发生在靠近换热壁面的薄层之内。8.膜状凝结——凝结液体能很好地润湿壁面时，凝结液展成膜。9.珠状凝结——凝结液体不能很好地润湿壁面，凝结液体在壁面上形成一个个小液珠。10.沸腾的定义——沸腾指液体吸热后在其内部产生汽泡的汽化过程称为沸腾。11.换热器——用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。12.导热微分方程——根据能量守恒定律与傅立叶定律，建立导热物体中的温度场应满足的数学表达式，称为导热微分方程。二．简单1．强化对流传热的原则是什么？一般说来管壁热阻较小，常常要强化对流热阻。强化对流换热的原则：(1)无相变的对流换热：减薄边界层，加强流体混合；(2)核态沸腾：增加汽化核心；(3)膜状凝结：减薄液膜及加速凝结液膜的排泄；(4)减小污垢热阻：工质的预处理，定期清洗。2.换热器按操作过程不同可分为哪几类？按换热器的操作不同可分为间壁式，混合式及蓄热式。间壁式换热指冷、热流体由壁面间隔开来而分别位于壁面得两侧；而混合式换热则冷、热两种流通过直接接触、互相混合来实现换热；蓄热式换热是冷、热两种流体依次交替地流过同一换热表面而实现热量交换。间壁式换热器的主要形式包括：套管式换热器、管壳式换热器、交叉流换热器、板式换热器、螺旋板式换热器以及弹性管束换热器等。3.简述大容器饱和沸腾的四个过程。1）单相自然对流段（液面汽化段）当，壁面过热度小，沸腾尚未开始，换热服从单相自然对流规律。2）核态沸腾（饱和沸腾）随着的上升，在加热面的一些特定点上开始出现汽化核心，并随之形成汽泡，该特定点称为起始沸点。①开始阶段，汽化核心产生的汽泡互不干扰，称为孤立汽泡区②随着的上升，汽化核心增加，生成的汽泡数量增加，汽泡互相影响并合成汽块及汽柱，称为相互影响区。③随着的增大，q增大，当增大到一定值时，q增加到最大值，汽泡扰动剧烈，汽化核心对换热起决定作用，则称该段为核态沸腾（泡状沸腾）。3）过渡沸腾从峰值点进一步提高，热流密度q减小；当增大到一定值时，热流密度减小到qmin，这一阶段称为过渡沸腾。该区段的特点是属于不稳定过程。4）稳定膜态沸腾从qmin开始，随着的上升，气泡生长速度与跃离速度趋于平衡。此时，在加热面上形成稳定的蒸汽膜层，产生的蒸汽有规律地脱离膜层，致使上升时，热流密度q上升，此阶段称为稳定膜态沸腾。4.简述热流密度的峰值的重大意义。对于依靠控制热流密度来改变工况的加热设备，如电加热器、对冷却水加热的核反应堆，一旦热流密度超过峰值，工况将沿虚线跳至稳定膜态沸腾线，将猛升至近1000℃，可能导致设备的烧毁，所以必须严格监视并控制热流密度，确保在安全工作范围之内。也由于超过它可能导致设备烧毁，所以亦称烧毁点。核态沸腾转折点偏离核态沸腾规律的点，作为监视接近的警戒。5.简述珠状凝结相对于膜状凝结的优势。1）珠状凝结时大量的液珠的直径很小，空出了大量的壁面可与蒸汽直接接触。4tttttt2）因受重力作用液珠长大道一定尺寸后沿壁面滚落。在滚落过程中合并其他液珠，清扫了沿途液珠。6.流动边界层的重要特性：1）边界层厚度与壁的定型尺寸L相比极小，L；2）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征，粘性底层（层流底层）7.简述对流传热的影响因素1）流动的起因——强迫对流，自然对流。流动的起因不同，流体内的速度分布，温度分布不同，对流换热的规律也不同。2）流动的流动状态——层流流动，湍流流动。3）流体有无相变；4)流体的热物理性质——对对流换热的强弱有非常大的影响;5)换热表面的几何因素——换热表面的几何形状，尺寸，相对位置，表面状态（光滑或粗糙）等.8.简述流体掠过平板时边界层的形成和发展流动边界层在壁面上的发展过程显示出，在边界层内也会出现层流和湍流两类状态不同的流动。在平板的起始段，δ很薄。随着x的增加,由于壁面粘滞力的影响逐渐向流体内部传递，边界层逐渐增厚，但在某一距离xc以前会一直保持层流的性质。此时流体作有秩序的分层流动，各层互不干扰。这时的边界层称为层流边界层。沿流动方向随着边界层厚度的增加，边界层内部粘滞力和惯性力的对比向着惯性力相对强大的方向变化，促使边界层内的流动变得不稳定起来。自距前缘xc处起，流动朝着湍流过渡，最终过渡为旺盛湍流。此时流体质点在沿x方向流动的同时，又作着紊乱的不规则脉动，称为湍流边界层。9．不凝结气体对膜状凝结的影响蒸汽中含有不可凝结的气体，如空气，即使含量极微也会对凝结传热t产生十分有害的影响。因为在靠近液膜表面的蒸汽侧，随着蒸汽的凝结，蒸汽分压力减小而不凝结气体的分压增大。蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过凝集在界面附近的不凝结气体层。因此，不凝结气体层得存在增加了传递过程的阻力。同时蒸汽分压力的下降，使相应的饱和温度下降，减小了凝结的动力，也使凝结过程削弱。三、计算题习题1-21，习题2-2，习题2-12，例题3-1，习题3-13，习题3-48，例题5-1，例题6-1，例题6-8，习题6-9，习题6-36，习题6-48