传热学简答题.docx

1 .Htttv-th冷柜方K?H5?。怀界祢中为IMtwa与五？的的答：三种方式为热传导，热辐射，热对流。热传导是物体各部分之间不发生相对位移，依林分子与自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。热对流是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砧传递过程。热辐射是物体通过由于热的缘由而产生的电磁波来传递能量的方式。存在，太阳与地球间的热辐射，固体的热盘由热的一端流向冷的一端-2 .导热系数与不同相态的材料导热系数差异？答：人自，殷来说，导热系数：对于不同物质，金属固体非金属固体液体气体；对于同种物质，固态液态气态。它与物质的种类与热力学状态（温度、压力）等有关。3 .导热、对流、辐射换热之间的区分？答：导热与辐射中物体各部分是不发生相对位移的，而对流中流体各部分发生相对位移。导热与对流均须要介质才能传递热量且无能显形式的转换，而辐射则不须要介质且有伴随着能最形式的转换。4 .什么是温度场？什么是温度梯度？答：各个时刻物体的各点温度所组成的集合称为温度场。温度梯度是温度变更的速度与方向，它是温度变更最猛烈的方向。5 .等温线的概念与性质？答：温度场在同一瞬间相同温度的各点连成的线叫等温线。物体中的任一条等温线要么形成一个封闭的曲线，要么终止在物体表面上，它不会与另一条等温线相交。当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相等时，等温线的疏密可直观的反映出不同区域导热热流密度的相对大小,等温线越密，热流密度越大。6 .导热微分方程与其理论依据？答：Pe色Gi包）.亘色）+C包）.,依据为能R守恒定律，即导入微元体的总热流量+微元SrSxGxyyzz体内热源的生成热=导出微元体的总热流酬+微元体热力学能的增量。7 .定解条件与常见边界条件？答：定解条件：使微分方程获得某一特定问题的解的附加条件。D初始条件：给出初始时刻的温度分布2）边界条件：给出导热物体边界上的温度或换热状况。第一类边界条件：规定r边界上的温度值。其次类边界条件：规定了边界上的热流密度值.第三类边界条件：规定了边界上物体与四周流体间的表面传热系数h与流体温度tf。对稳态问题只需边界条件。8 .肋片导热的特点与加肋的缘由？答：特点：肋片伸展的方向上有表面的对流传热与辐射传热，因而肋片中沿导热热流方向上热流灶是不断变更的。缘由：采纳肋片可有效的增加换热面积，增加对流传热量。9 .泮稳态导热的基本概念与其区分于稳态导热的基本特点？答：物体的温度随时间而变更的导热过程称为非稳态导热。区分：非稳态导热过程中在热量传递方向上不同位置处的导热量是不同的。10 .什么叫集中参数法？实质？运用时应留意什么问题？答：忽视物体内部导热热阻的简化分析方法称为集中参数法。实质是固体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻时，任何时刻固体内部的温度都趋F一样，以致于可以认为蟋个固体在同一瞬间均处于同一温度下。应留意只适用于当Bi=h1.<01.（平板）、0.05（圆柱）、0.033（球）时。11 .试说明无限大平板的概念并举例子，可以按无限大平板来处理的非稳态导热问题？答：从X=O的界面起先可以向正向以与上、下方向无限延长，而在每一个与X坐标垂直的饯面上物体的温度都相等的物体。例子：一块几何上为方限厚度的平板，起初具方匀称的温度，然后其一侧表面突然受到热扰动C当扰动的影响还局限在表面旁边而尚未深化到平板内部去时，就可把该平板视为一“半无限大物体”。12 .对流换热定义？对流换热系数是怎样定义出来的？影响h的因素？探讨h的常用方法？答：流体流过固体表面时流体与固体间的热僦交换称为对流传热。人=_。影响因素：（D流体流淌的动因（2）有无相变（3）流淌状态（4）换热表面的几何因素（5）流体的物理性质。探讨方法：（1）分析法（2）试验法（3）比拟法（4）数值法。13 .傅里叶定律中的负号起什么作用？牛顿冷却公式是如何解决的？9=如,T.）与”向._小两式各自描述什么对流换热？答：负号说明热最传递方向与温度上升方向相反。牛顿冷却公式是通过定义温基的概念来解决的。at恒大于0.。q-w,一.）是凝聚换热，而”=帕“-J则是计算流体沸腾时的换热量。其中，,为饱和流体温度，为壁面温度。14流体流淌边界层与其厚度和热边界层与其厚度的定义？边界层理论的要点？答：流淌边界层：当流体流过固体壁面时，由于流体黏性的作用使得在固体壁面旁边存在速度发生猛烈变更的薄层。达到主流速度的99%处距离y为流淌边界层厚度6°热边界层：固体表面旁边流体温度发生猛烈变更的薄层。一般以过余温度为来流过余温度的99%处定义为其厚度6t。要点：1.边界层厚度远小于特征长度；2.边界层到过渡区，再到湍流，湍流分为湍流核心区,层流底层；3.把流场分为主流区与边界层区；4主流区列出惯性流体微分方程，边界层区列粘性流体微分方程。15 .相像原理的主要内容？怎么推断两物理现象相像？相像原理的用途？通过相像原理对于强制对流换热，H然对流换热，非稳态无限大平板问题可以表示成什么无因次破的函数关系？答：主要内容：同名相像特征数相等；同一类现象中相像特征数的数最与其间的关系；两个同类物理现象相像的充要条件。推断：同名的已定特征数相等；单值性条件相像（初始条件、边界条件、几何条件、物理条件）。管内强制对流：NU=f（Re,Pr）,自然对流：Nu=f（Gr,Pr）,非稳态：上加,用途：削减试验次数，得出一个通用性的规律或结果；得出的结果可以上升到一个代表整个相像组的地位；试验里只需测珏准则数，避开食盐的盲H性；可以知道试验的支配与试验数据的整理16 .在非稳态导热问题中的Bi数和在对流换热过程中的Nu数分别是由什么物理量组成的？它们的定义式是什么？并指出它们之间的差别是什么？帘&=纥,W=蛆；Bi是固体内部导热热阻M与界面上换热热阻1.之比。为固体导热系数）。Nuh是流体的Re3与pr的函数伍为流体的导热系数）17 .写出流体的管槽内湍流强制对流换热的迪图斯贝尔特D-B公式，并说明为什么在中等温差以上时必需加以修正？答：N".=o<三c,f，加热流体时，11=0.4;冷却流体时，n=O3因为管子截面上温度是不匀称的，温度影响粘度，粘度影响Pr,因而引起NU的变更。18 .试叙述流体横掠单管的流淌与换热的特征.答：流体横掠单管流消除了具有边界层特征外，还要发生绕流脱体，而产生PI流、漩涡和涡束,换热关联式-crcp/,定性温度为19 .流体平行流过平板换热，流体管内流消换热以与流体绕流圆柱表面换热的流淌与换热特点。答：外掠平板：/,=O,32-（Re,/（Pr/；管内流淌：N"=O,O23Re"*H（加热流体时，11=O.4;冷却流体时，n=0.3）绕流圆柱：M,=CRf?（此处C、n需杳表）。20 .格拉晓夫数Gr的表达式是什么？物理意义？用在什么状况的换热？答：S=史&更，流体体胀系数4=1/Tm,4=是浮升力与粘滞力比值的一-种度量，Gr数增大表明浮升力作用相对增大。用于自然对流换热C21 .努塞尔建立竖板层流膜状凝聚换热模型时做r很多假设，在实际的膜状凝聚中，因不满意这些假设因索会对凝聚过程带来何种影响？答（1）蒸汽流速：蒸汽流淌方向与液膜向下流淌同向时，h增大；反之，则h减小；（2）液膜过冷度：肯定程度卜.，过冷蒸气可以强化传热（3）特别物性，事实上物性变更不大，分析结果无大影响。（4）惯性力，与V比很小，影响不大。（5）密度影响不大；（6）波动：影响很大，对系数进行修正。22 .什么是膜状凝聚？什么是珠状凝聚？珠状凝聚与膜状凝聚谁好？为什么？竖板壁面的膜状凝聚换热热性能与竖板高度有何关系？答：凝聚液体能很好地涧湿壁面时，会在壁面上铺展成膜，这种凝聚形式称为膜状凝聚C当凝聚液体不能很好地涧湿壁面时，凝聚液体在壁面上形成一个个的小液珠，称为珠状凝聚。珠状凝聚比较好，因为其表面系数远大于膜状凝聚，高度越高，hx越小，换热性能越差。23 .大容器沸腌换热过程有哪几个主要的区域，并指出临界热流悠度的工程意义。答：自然对流区、核态沸脚区、过渡沸腾区、膜态沸腾区。临界热流密度意义：对于依里限制热流密度来变更工况的加热设笛以与冷却水加热的核反应堆，一旦热流密度超过临界热流密度，工况将跳至稳定膜态沸脆线，也将猛升至近100Oe,可能导致设备烧毁.24 .凝聚和沸腌换热的强化主要有哪些措施？答：膜状凝聚：减薄液膜厚度与与时将传热表面上产生的凝液排走；沸腌换热：在加热表面上尽地增加汽化核心，即产生气泡的地点（表面上的狭缝、空穴、凹坑）。25 .什么是定向辐射强度？满意丝贝特定律的辐射表面是什么样的表面？试列举几种这样的表面。答：从黑体单位可见面积放射出去的落到空间随意方向的单位立体角中的能量，称为定向黑体辐射强度。兰贝特定律（余弦定律）：黑体单位面积辐射出去的能畸在空间的不同方向分布是不匀称的，按空间纬度角角的余弦规律变更：在垂直于该表面的方向最大，而与表面平行的方向为零。黑体表面，漫射物体表面。26 .什么是角系数？它有些什么性质？请写出其表达式。答：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，记为Xi,2。相对性：AX1.Ax”；完整性：X,1=H可加性：九£小。1.27 .辐射换热中的遮热板的效应是什么？怎么弼化或减弱辐射换热？答：是指在两个辐射传热表面之间插入一薄板用以减弱辐射传热的效应。1、限制表面热阻；2、限制表面的空间热阻.28 .为了削减热电偶测量烟气温度的误差，经常在热电偶外面加上遮热罩，试说明遮热盘削减测温误差的缘由，以与对遮热盘的要求。答:假如运用袒露的热电偶测闿高温气流温度,高温气流以对流方式把热小传给热电偶,同时热电偶又以辐射方式把热量传给容器曜。当热电偶的对流传热量等于其辐射散热早时，此时的温度即为热电偶的指示温度。运用遮热制后热电偶在遮热罩爱护卜辐射散热削减，而气体与热电偶间的对流传热增加，此时指示温度可更接近于气体的真实温度，使测唬误差减小。为使遮热罩能对热电偶有效地祈祷屏蔽作用；热电偶离开遮热溟端口距离S应大于遮热罩内径529影响强制对流换热的主因：流体流淌的起因；流体方无相变；流体的流淌状态；热表面的几何因素；流体的物理性质。30 .集总参数法？条件？物理意义？：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样，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，这种忽视物体内部导热热阻的简化方法称为集总参数法。Bi0.01;固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比31 .什么叫临界热绝缘宜径？用什么方式可以求得热绝缘直径？怎么求？答：&尸卫（do称为临界热绝缘直径，记为dcr）,用右式求得.大于CU时，dt,Rt;小于%时,d,R1.（R为散热量）。32 .什么叫间壁式换热器？在换热最相等，传热系数相等、进出口温差相同的状况下，采纳I项流或逆流换热器，哪种所需的换热面积小？答：冷、热流体由壁面间隔开来而分别位于壁面的两侧。因为中TAV,由于%>m,所以废<4。33 .空气在圆管处于紊流充分发展的对流换热，若保持管内流速与其他条件不变，将圆管的直径削减一半，换热系数如何变更？总热最如何变更？答J-<BRc,Pr'-O.（C-;IXj,.ii.-Ss-34 .有台油-水换热器，水与油分别在管内外作强迫对流换热，在变更水速（UG和变更油速（Uirt）时k的变更如图，设导热热阻恒定，如要加肋片，应加在水侧还是油侧,为什么？答：油侧，由图知，1变更水侧的热阻对k变更不大，变更油侧的热阻对k变更明显。a,.一.%故主要热阻在油侧，肋片应加在油侧.