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传热学知识点.

2023-02-21 6页 doc 39KB 10阅读

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热爱运动,跆拳道。

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传热学知识点.传热学主要知识点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必须有温差;b物体直接接触;c依靠分子、原子及自由电子等微观粒子3.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。□□□□□□□(Convection)的概念。流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,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,点:a导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c...
传热学知识点.
传热学主要知识点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必须有温差;b物体直接接触;c依靠分子、原子及自由电子等微观粒子3.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。□□□□□□□(Convection)的概念。流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,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面时的热量传递过程,点:a导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c壁面处会形成速度梯度很大的边界层中各物理量的定义。由于发生相对的宏观运动而把热它与单纯的对流不同,具有如下特5.牛顿冷却公式的基本表达式及其①=hA(t-1)lw]q=⑦AWw刃=h(t-1)>Wm2]wf热辐射的特点。a□□□□,□□□□□□0K,就□□□□□□□□□□出□□□;b可以在真空中传播;c伴随能量形式的转变;d具有强烈的方向性;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别。导热系数:表征材料导热能力的大小,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□□□□□□□□□h□□:□□□□□□□□□□□□□□□□□□□:□□征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。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)空隙中充有空气,空气导热系数小,因此保温性好;(2)空隙太大,会形成自然对流换热,辐射的影响也会增强,因此并非空隙越大越好。(3)由于水分的渗入,替代了相当一部分空气,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,特别是冷、热设备的保温层,都应采取防潮措施。.导热微分方程式的理论基础。傅里叶定律+热力学第一定律热扩散率的概念。热扩散率□□a表示)□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□人值大或pc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均匀一致的能力在同样加热条件下,物体的热扩散率越大,物体内部、边界条件。已知任一瞬间导热体边界上温度值;(2)第二类边界条件:已知物体边界上热流密度的分布及变化各处的温度差别越小。热扩散率反应导热过程动态特性,是研究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;它没有涉及具体、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一解。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。边界条件说明导热体边界上过程进行的特点反映过程与周围环境相互作用的条件(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,已知任一时刻边界规律,第二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;面周围流体的温度和表面传热系数。第二章稳态导热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,析为了增加传热量,可以采取哪些措施第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热量关系式:为了增加传热量,可以采取哪些措施[w]t—tf1f2^-^1+.+hA九AhAa)b)c)1)增加温差(金属壁一般很薄增大h1、增大换热面积tf1-tf2),但受工艺条件限制(h2,但提高2)减小热阻:(d很小)、热导率很大,故导热热阻一般可忽略h1、h2并非任意的A也能增加传热量2.在管道不是,只有当管道外径大于临界热绝缘直径时热阻的概念。实际固体表面不是理想平整的,,覆盖保温层才能减小热损失所以两固体表面直接接触的界面容.接触在一些换热设备中,在换热面上加装肋片是增大换热量的重要手段。外覆盖保温层是不是在任何情况下都能减少热损失?为什么?——给导热带来易出现点接触,或者只是部分的而不是完全的和平整的面接触额外的热阻,即接触热阻。5.什么是形状因子三维的稳态导热问题,针对已知两个恒为了便于工程设计计算,对于有些二维、定温度边界之间的导热热流量,可以采用一种简便的计算公式。在这种公式中,将有关涉及物体几何形状和尺寸的因素归纳在一起,称为形状因子。第三章非稳态导热1.非稳态导热的分类。周期性非稳态导热和瞬态非稳态导热义。2.Bi准则数,Fo□□□□□□□□□□Bi准则数:Bi=hO_O/入物体内部导热热阻入1/h□□□□□□□□□□FoDDD:axFo=s,□□□□□□□□□□□□□□O23.集总参数法的物理意义及应用条件。忽略物体内部导热热阻、与时间有关,与空间位置无关。认为物体温度均匀一致的分析。此时,温度分布只应用条件:Bi<0.141时间常数的定义及物理意义。peV/(hA)具采用集总参数法分析时,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迅速地反映流体的温度变化。5.非稳态导热的正常情况阶段的物理意义。当Fo>0.2□,□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□的对数值将随时间按线性规律变化。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常情况阶段。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,体。是指以无限大的在正x方向伸延至无穷远的物在实际工程中,小于本身的厚度,值解法基础的物理量的场,对于一个有限厚度的物体,这时可以认为该物体是个半无限大物体。1.数值解法的基本求解过程用有限个离散点上的值的集合来代替,在所考虑的时间范围内,第四章数值解法,即把原来在时间和空间连续通过求解按一定方法建立若渗透厚度导热问题数起来的关于这些值的代数方程,值解。2.热平衡法的基本思想。从而获得离散点上被求物理量的值;并称之为数对每个有限大小的控制容积应用能量守恒,基本物理现象和基本定律出发,从而获得温度场的代数方程组,不必事先建立控制方程,依据能量守恒和傅立叶它从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。要有以下五个方面:面的几何因素对流换热是如何分类的(2)流动状态(3)流体有无相变(1)流动起因;(2)流动状态;(5)流体的热物理性质。?流动起因:自然对流和强制对流;:层流和紊流;:单相换热和相变换热;(3)流体有无相变其影响因素主;(4)换热表换热和外部流动对流换热。(4)换热表面的几何因素:内部流动对流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、量微分方程、对流换热过程微分方程式。4.层概念的基本思想。流场可以划分为两个区:边界层区与主流区边界层区:流体的粘性作用起主导作用,□□□N-S□□□□□□:□□□□□流体的运动可用粘性流体运动微分方程0,t=0;可视为无粘性理想流体;流体的运动可用欧拉方程描述。5.流动边界层的几个重要特性。d<方案
最好?□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□采用增长管长的办法最好。31蒸汽在水平管束外□□时,□口口流动方向管束排数越多,换热强度越低。为什么?□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□,使液口□增厚,阻碍了换热。4.沸腾的概念。□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□过冷沸腾和饱和沸腾的概念。过冷沸腾:指液体主流尚未达到饱和温度,即处于□□□,□□□□□□□□□□,□□□□□□□饱和沸腾:□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□61饱和沸腾曲线可以分成□个区域?□□□□□□?各个区域在换热原理上有何特点?□□□□□□□□:□□□□□□□□□□□□□□□,共包括4个换热规律□□□□:□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□7.□□□□□□□□实验表明,□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□上,这些产生气泡的点被称为汽化核心,较普遍的看法认为,□□上的凹穴和裂缝易残留气体,是最好的汽化核心8.什么是临界热流密度?什么是烧毁点□□□□□□qmax□□□□□,□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□qmax□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□两种情况都非常重要。第八章热辐射基本定律1.热辐射定义和特点。⑴□□:□□□□□□□,□□□□□□□□□□□;(2)特点:a□□□□,□□□□□□0K,就会不停地向周围空间发出热辐射;b可以在真空中传播;c伴随能量形式的转变;d具有强烈的方向性;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。什么是黑体,灰体实际物体在什么样的条件下可以看成是灰体?黑体:是指能吸收投入到其面上的所有热辐射能的物体,是一种科学假想的物体,现实生活中是不存在的。但却可以人工制造出近似的人工黑体。其发射和吸收辐射与黑体在形式灰体:单色发射率与波长无关的物体称为灰体。上完全一样,只是减小了一个相同的比例。3.物体的发射率,吸收率,反射率,透射率是怎样定义的下,实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比当热辐射投射到物体表面上时,一般会发生三种现象,即吸收、反射和透射。反射率表示投射的总能量中吸收率表示投射的总能量中被吸收的能量所占份额;被反射的能量所占份额;透射率表示投射的总能量中被透射的能量所占份额。4.漫表面的概念。物体发射的辐射强度与方向无关的性质叫漫辐射。反射的辐射强度与方向无关的性质叫漫反射。既是漫辐射又是漫反射的表面统称漫表面。5.白颜色的物体就是白体,黑颜色的物体就是黑体,对吗?为什么?由于可见光在全波长射线不能凭物体的颜色来黑体、白体是对全波长射线而言。在一般温度条件下,中只占有一小部分,所以物体对外来射线吸收能力的高低,判断。6.四个黑体辐射基本定律。普朗克定律,斯蒂芬—玻尔兹曼定律,兰贝特余弦定律,基尔霍夫定律。第九章辐射换热计算角系数的定义及性质。角系数:有两个表面,编号为1和2,其间充满透明介质,则表面1对表面2的角系数X1,2□:□□1□□□□□□□□□□□□□□2上的百分数。同理,也可以定义表面2对表面1的角系数。角系数性质:相对性,完整性,分解性。2.重辐射面(绝热表面)的特点。重辐射面(绝热表面)的净换热量为零。重辐射面(绝热表面)仍然吸收和发射辐射,只是发出的和吸收的辐射相等。它仍然影响其它表面的辐射换热。这种表面温度未定而净辐射换热量为零的表面被称为重辐射面(绝热表面)。3.有效辐射的概念。灰体表面的有效辐射是其表面的本身辐射和反射辐射之和。4..表面辐射热阻和空间辐射热阻的表达式。表面辐射热阻:1-8i8Aii空间辐射热阻:AXii,j5.应用网络法的基本步骤B列出各节点的热流A画等效电路图;(电流)方程组;C求解方程组,以获得各个节点的等效辐射;D利用公式EJoi=b.i,i8Aii计算每个表面的净辐射热流量。6.强化辐射换热和削弱辐射换热的主要途径强化辐射换热的主要途径有两种:削弱辐射换热的主要途径有三种:增加发射率;(1)降低发射率;增加角系数。(2)降低角系数;加入隔热板。7.普通窗玻璃对红外线几乎是不透过的,但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和?(1)虽然红外线几乎不透过,但太阳中的可见光却可大部分透过;(2)室内常温物体发出的红外线几乎不能透过窗户到室外。8.北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜。试问树叶上下表面的哪一面结霜?为什么?树叶上表面结霜。因为此时天空的温度已降得很低,树叶上表面和天空间辐射换热可失去更多能量;而树叶下表面和大地间有辐射换热,大地表面温度相对天空温度要高得多。9.太阳能吸收器表面材料应满足什么特性?并说明原因对太阳辐射波段内的射线单色吸收率尽可能大,发射红外波段内范围内射线的单色发射率尽可能的小。这样可以从太阳辐射中尽可能多的吸收能量,而其本身的辐射损失很小。第十章传热和换热器1..换热器有那些主要形式?换热器是实现两种或两种以上温度不同的流体相互换热的设备,按工作原理可分为三类:间壁式换热器、混合式换热器、回热式换热器。2.间壁式换热器的主要型式(1)套管式换热器:最简单的一种间壁式换热器,流体有顺流和逆流两种,适用于传热量不大或流体流量不大的情形;(2)管壳式换热器:最主要的一种间壁式换热器,传热面由管束组成,管子两端固定在管板上,管束与管板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。(3)交叉流换热器:间壁式换热器的又一种主要形式。其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。交叉流换热器又分管束式、管翅式和板翅式三种。单位体积内所包含的换热面积作为衡量换热器紧凑程度的衡量指□,□□□□□700m2/m3□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□凑式,因此,日益受到重视。(4)板式换热器:由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成,冷热流体间隔地在每个通道中流动,其特点是拆卸清洗方便,故适用于含有易结垢物的流体。(5)螺旋板式换热器:换热表面由两块金属板卷制而成,优点:换热效果好;缺点:密封比较困难。对数平均温差的公式。At'-AtaAt,In—At''4.换热器热计算的基本方法。平均温差法和效能-传热单元数法。5.什么是换热器的效能和传热单元数。换热器的效能:换热器的实际传热量与最大可能的最大传热量之比,并用示,传热单元数:换热器效能公式中的C则依赖于min换热器的运行条件,因此,kA/C在一定程度上表征了换热器综合技术经济性min能,习惯上将这个比值(无量纲数)定义为传热单元数6.是不是所有的换热器都设计成逆流形式的就最好呢?不是,因为一台换热器的设计要考虑很多因素,而不仅仅是换热的强弱。比如,NTU。逆流时冷热流体的最高温度均出现在换热器的同一侧,使得该处的壁温特别高,可能对换热器产生破坏,因此,对于高温换热器,又是需要故意设计成顺流。7.什么是污垢热阻?11kk0污垢增加了热阻,使传热系数减小,这种热阻称为污垢热阻,用Rf表示,式中:k为有污垢后的换热面的传热系数,k为洁净换热面的传热系数。0
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