传热学补充

名词解释：导热：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，简称导热。热对流：由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。接触热阻：两个名义上互相接触的固体表面，实际上接触仅发生在一些离散的面元上，在未接触的界面之间的间隙中常常充满了空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层，这种情况与两固体表面真正完全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。温度边界层：固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。辐射力：单位时间内单位表面积向其上的半球空间的所有方向辐射出去的全部波长范围内的能量称为辐射力，记为E，单位W/m2定向辐射强度：从黑体单位可见面积发射出去的落到空间任意方向的单位立体角中的能量，称为定向辐射度。定解条件：使微分方程获得适合某一特定问题的解的附加条件。特征长度：包括在相似准则数中的几何尺度。定性温度：计算流体物性时所采用的温度。灰体：把光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体。角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2的百分数称为表面1对表面2的角系数。膜状凝结：如果凝结液体能很好的润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式成为膜状凝结。节点：用一系列与坐标轴平行的网格线把求解区域划分成许多子区域，以网格线的交点作为需要确定温度值的空间位置，称为节点。步长：两相邻节点间的距离称为步长。网格毕渥数:以网格步长为特征长度的Bi数，称为网格Bi数。黑度：实际物体的辐射力E总是小于同温度下黑体的辐射力Eb,两者的比值称为实际物体的发射率，又称为黑度。简答题：1.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。2.试说明Bi和Fo数的物理意义.毕渥数是固体内部单位导热面积上的导热热阻与单位表面积上的换热热阻之比。傅里叶数是换热时间与边界热扰动扩散到l2的面积上所需要的时间之比。3.Bi和Fo数对温度场的影响。Bi→0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→∞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。Fo数越大，热扰动就越深入地传播到物体内部，因而物体各点的温度就越接近周围介质的温度。4.、试用简明的语言说明热边界层的概念。答：在壁面附近的一个薄层内，流体温度在壁面的法线方向上发生剧烈变化，而在此薄层之外，流体的温度梯度几乎为零，固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层或热边界层。5、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。6.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：①第一类边界条件：)(01ftw时，②第二类边界条件：)()(02fxtw时③第三类边界条件：)()(fwwtthxt7.什么是辐射表面热阻？什么是辐射空间热阻？网络法的实际作用你是怎样认识的？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热阻，网络法的实际作用是为实际物体表面之间的辐射换热描述了清晰的物理概念和提供了简洁的解题方法。8.9.什么叫换热器的设计计算，什么叫校核计算？答：已知流体及换热参数，设计一个新的换热器的过程叫做设计计算，对已有的换热器，根据流体参数计算其换热量和流体出口参数的过程叫做校核计算。10.在进行换热器的校核计算时，无论采用平均温差法还是采用传热单元数法都需要假设一种介质的出口温度，为什么此时使用传热单元数法较为方便？答：用传热单元数法计算过程中，出口温度对传热系数的影响是通过定性温度来体现的，远没有对平均温差的影响大，所以该法用于校核计算时容易得到收敛的计算结果。11.什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。选择题：1.Pr=1时，热边界层厚度等于流动边界层厚度。Pr1时，热边界层厚度大于流动边界层厚度。Pr1时，热边界层厚度小于流动边界层厚度。2.Nu数：壁面上的无量纲温度梯度。3.Gr数：浮升力与粘性力之比的一种量度。4.温度梯度：等温线法线方向上的温度变化率。5.等温面：温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面。在任何一个二维的截面上等温面表现为等温线。6.算术平均温差逆流平均温差顺流平均温差7.影响黑度（发射率）的因素：取决于物质种类、表面温度和表面状况。8.导热系数单位W/m.k导温系数单位：米每二次方秒9.温度分布曲线无内热源平壁：直线无内热源圆筒壁：对数曲线有内热源平壁：抛物线有内热源圆筒壁：抛物线10.影响对流换热的因素：流动的起因（强迫对流或自然对流）、有无相变、流动状态（层流或湍流）、换热表面的几何因素（换热表面的形状、大小、换热表面与流体运动方向的相对位置以及换热表面的状态光滑或粗糙）、流体的热物理性质（流体的密度、动力粘度、导热系数、比定压热容等）11.强化管内强迫对流换热的方法：增加流速、采用短管。采用导热系数大的流体，增加换热面积，扰流（采用机械搅拌）、用小管径、采用入口效应和弯管效应。