1、1传热学试卷一.填空题:(共 20 分)评分标准:每小题 2 分 1 导温系数是材料 物体内部温度扯平能力 的指标,大小等于 /C。2 影响强制对流换热的主要因素有 流体的物性,状态,壁面结构。3 动量传递和热量传递的雷诺比拟的解为 ,适用条件是 Pr=1。5/4Re096.xxNu4 影响膜状凝结传热的主要热阻是液膜层的导热热阻。5 自膜化现象是对流换热系数与壁面尺寸无关,其发生的条件是流体处于湍流自然对流。6 同一壳管式换热器,逆流布置时对数平均温压最大,顺流布置时对数平均温压最小。7 在热辐射分析中,把单色吸收率与波长无关的物体称为灰体。8 通常,把 的材料称为保温材料。kmw./12.
2、09 有效辐射是单位时间内离开物体单位表面的辐射能,它包括本身辐射和反射辐射两部分。10傅立叶定律的数学表达式是 。xtAQ二问答及推导题:(共 50 分)1.名词解释:(10 分)评分标准:每小题 2 分 辐射力:单位表面积物体在单位时间内向半球空间发射得全部波长的能量. 热边界层:在壁面附近温度剧烈变化的薄层. 导温系数: 表示物体内部温度扯平的能力.ca 膜状凝结:凝结液能很好的润湿壁面,在壁面上铺展成膜.液膜的热阻为主要热阻. 太阳常数:大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接受的太阳辐射能为 1367W/m22.试介绍三种强化管内湍流换热的措施,并说明措施的传热学原理。 (10 分
3、)答:三种方法(1)流速 u 提高, (2)直径 d 减小, (3)采用强化的换热面。(6 分)原理 nfffNuPrRe023.8.或 (4 分).8dh第一章 概 论一、名词解释1热流量:单位时间内所传递的热量2热流密度:单位传热面上的热流量3导热:当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。5辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同
4、时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。6总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为 1K 是的对流传热量,单位为 W(m 2K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。8辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为 1K 是的辐射传热量,单位为 W(m 2K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。9复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度
5、差为 1K 是的复合传热量,单位为 W(m 2K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。10总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间内2的传热量。三、选择题1下列哪几种传热过程不需要有物体的宏观运动?(1)导热 (2)对流 (3)辐射 (4)复合传热 2热流密度 q 与热流量的关系为(以下式子 A 为传热面积, 为导热系数,h 为对流传热系数):(1)qA (2)q /A (3)q= (4)qh3如果在水冷壁的管子里结了一层水垢,其他条件不变,管壁温度与无水垢时相比将:(1)不变 (2)提高 (3)降低 (4)随机改变4下列哪一种表达式
6、是错误的? ( )(1)qt/ (2)qht (3)qkt (4)q rtt5导热系数的单位是: ( )(1)W/(m2.K) (2)W/m2 (3)W/(mK) (4)m2.K/W6在传热过程中,系统传热量与下列哪一个参数成反比? ( )(1)传热面积 (2)流体温差 (3)传热系数 (4)传热热阻7. 在稳态传热过程中,传热温差一定,如果希望系统传热量增大,则不能采用下述哪种手段? ( )(1)增大系统热阻 (2)增大传热面积(3)增大传热系数 (4)增大对流传热系数8. 试判断下述几种传热过程中哪一种的传热系数最小?(1)从气体到气体传热 (2)从气体到水传热(3)从油到水传热 (4)从
7、凝结水蒸气到水传热9若已知对流传热系数为 78W(m 2.K),则其单位面积对流传热热阻为多少?(1)78W/(mK) (2)1/78mK/W(3)1/78m2K/W (4)78W(m 2K)10单位时间通过单位面积的热量称为什么?一般用什么符号表示?(1)热流密度, q (2)热流密度,(3)热流量,q (4)热流量,11太阳与地球间的热量传递属于下述哪种传热方式?(1)导热 (2)热对流(3)热辐射 (4)以上几种都不是12热流量与温差成正比,与热阻成反比,此规律称为什么?(1)导热基本定律 (2)热路欧姆定律(3)牛顿冷却公式 (4)传热方程式 13传热过程热路图的原理是什么?(1)傅里
8、叶定律 (2)牛顿冷却公式(3)斯蒂芬-波尔兹曼定律 (4)热路欧姆定律14某一传热过程的热流密度 q500W/m 2,冷、热流体间的温差为 10,其传热系数和单位面积的总传热热阻各为多少?( )(1)K50W/(m 2.K),r t0.05m 2.K/W(2)K0.02W/(m 2.K),r t50m 2.K/W(3)K 50W/(m2.K), rt 0.02m2.K/W(4)K50W/(m 2.K),r t0.05K/W15平板的单位面积导热热阻的计算式应为哪一个?(1)/ (2)/(KA) (3)1h (4)1/(KA)第二章 热传导一、名词解释1温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称
9、。一般来说,它是空间坐标和时间坐标的函数。2等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面(或线) 。3温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。4热导率:物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值,数值上等于 1 Km 的温度梯度作用下产生的热流密度。热导率是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。5导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。6稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。37非稳态导热:物体中各点温度随时间而改变的导热过程。8傅里叶定律:在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。9保温(隔热)材料:0.12 W/(mK)(平均温
10、度不高于 350时)的材料。10肋效率:肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。11接触热阻:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。12定解条件(单值性条件):使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件,包括初始条件和边界条件。三、选择题1 当采用加肋片的方法增强传热时,最有效的办法是将肋片加在哪一侧? ( )(1)传热系数较大的一侧 ( 2)传热系数较小的一侧(3)流体温度较高的一侧 (4)流体温度较低的一侧2 下列各参数中,属于物性参数的是:(1)肋化系数 (2)导热系数 ( 3)导温系数 (4)传热系数3 导温系数的物理意义是什么?(1) 表明材
11、料导热能力的强弱(2) 反映了材料的储热能力( 3) 反映材料传播温度变化的能力(4) 表明导热系数大的材料一定是导温系数大的材料4 常温下,下列物质中哪一种材料的导热系数较大?(1)纯铜 (2)碳钢(3)不锈钢 (4)黄铜5 温度梯度表示温度场内的某一点等温面上什么方向的温度变化率? (1)切线方向 (2)法线方向(3)任意方向 (4)温度降低方向6 接触热阻的存在使相接触的两个导热壁面之间产生什么影响?(1)出现温差 (2)出现临界热流(3)促进传热 (4)没有影响7 下述哪一点不是热力设备与冷冻设备加保温材料的目的?(1)防止热量(或冷量)损失 (2)提高热负荷(3)防止烫伤(或冻伤)
12、(4)保持流体温度8 某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温,为了达到较好的保温效果,应将哪种材料放在内层?(1)导热系数较大的材料 (2)导热系数较小的材料(3)任选一种均可 (4)无法确定9 金属含有较多的杂质,则其导热系数将如何变化?(1)变大 ( 2)变小(3)不变 (4)可能变大,也可能变小10 下列材料中,导热材料较差的材料是什么?(1)铝合金 (2)铸铁(3)不锈钢 (4)普通玻璃 11 物体之间发生热传导的动力是什么?(1)温度场 (2)温差(3)等温面 (4)微观粒子运动 12 下面哪种物质材料具有较大的导热系数?(1)水 (2)空气(3)水蒸气 ( 4)冰块13
13、通过大平壁导热时,大平壁内的温度分布规律是下述哪一种?(1)直线 (2)双曲线(3)抛物线 (4)对数曲线14 若已知某种气体的密度为 0.617kgm 3,比热为 1.122 kJ(kgK),导热系数为 0.0484W(m.K),则其导温系数是多少? ( )(1)14.3m2s (2)69.910-6m2 s(3)0.0699m2s (4)1.4310 4m2s 15 已知某一导热平壁的两侧壁面温差是 30,材料的导热系数是 22W(m.K),通过的热流密度是 300Wm 2,则该平壁的壁厚是多少? ( )4(1)220m (2)22m ( 3) 2.2m (4)0.22m16 第二类边界条
14、件是什么?(1) 已知物体边界上的温度分布。(2) 已知物体表面与周围介质之间的传热情况。( 3) 已知物体边界上的热流密度。(4) 已知物体边界上流体的温度与流速。17 冬天用手分别触摸置于同一环境中的木块和铁块,感到铁块很凉,这是什么原因?(1)因为铁块的温度比木块低 (2)因为铁块摸上去比木块硬(3)因为铁块的导热系数比木块大 (4)因为铁块的导温系数比木块大18 什么情况下圆筒壁导热可以按平壁处理? (1)当其长度大于其外半径的 10 倍时 (2)当其长度是其壁厚的 10 倍时(3)当其外径大于 2 倍的内径时 (4)当其外径大于其壁厚的 4 倍时19 温度升高时,气体的导热系数一般随
15、温度会发生怎样的变化? ( )(1)增大 (2)减小(3)不变 (4)可能增大也可能减小20 一般情况下,对于材料的导热系数,下述哪种说法是错误的?(1)合金小于纯金属 (2)气体小于固体(3)液体小于固体 (4)导电体小于非导电体21下列那种情况内燃机汽缸温度场不会随时间发生变化?(1)内燃机启动过程 (2)内燃机停机 (3)内燃机变工况运行 (4)内燃机定速运行22在稳态导热中,已知三层平壁的内外表面温度差为 120,三层热阻之比 R1 、R2、 R3=1:2:3,则各层的温度降为 。(1)60、40、20 (2)70、40、10 ( 3) 20 、 40 、 60 (4)10、40、70
16、23材料的导热能力与吸热能力之比称为 。(1)放热系数 (2)传热系数 (3)导热系数 (4)导温系数24蒸汽管道的内外直径分别为 68mm 和 100mm,导热系数 1=63W/(m. ) ,内表面温度为 140。今采用玻璃棉垫料保温,2=0.053W/(m. ) 。若要求保温层外表面的温度不超过 50,且蒸汽管道允许的热损失ql=50W/m,则玻璃棉垫料保温层的厚度至少为 。(1)41mm (2)54mm ( 3) 91mm (4) 104mm 25 导热体中不同温度的等温面将 。(1)互相相交 (2) 互不相交 (3)互相相切 (4)不定26 材料的导温系数是材料 和 的比值。(1)吸热
17、能力/导热能力 (2) 导热能力 /吸热能力 (3)比热容/导热系数 (4)导热系数/比热容27 固体壁面上敷设肋片后,其实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量的比值为 。(1)肋壁效率 (2) 肋化系数 ( 3)肋片效率 (4)无明确的专用名称28 忽略物体内部导热热阻的分析方法称为 。(1)正规状况法(2)数学分析法 (3)数值解法 (4)集总参数法29 下列哪个是非稳态导热的表达式? (1)t=f(x,y,z) (2)t=f( y, ) (3)t=f(x,y) (4)t=f(z,x)30 下列那个表示非稳态导热过程的无因次时间? (1)Bi (2)Fo (3)e (4)r第三章
18、 对流传热一、名词解释1 速度边界层:在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。2 温度边界层:在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。3 定性温度:确定换热过程中流体物性的温度。4 特征尺度:对于对流传热起决定作用的几何尺寸。5 相似准则(如 Nu,Re,Pr,Gr,Ra):由几个变量组成的无量纲的组合量。6 强迫对流传热:由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动。7 自然对流传热:流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。58 大空间自然对流传热:传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。9 珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(90 )时,凝结液在壁面上形
19、成许多液滴,而不形成连续的液膜。 10 膜状凝结:当液体能润湿壁面时,凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角) 时,可以不考虑入口效应的影响。(1)20 (2) 30 (3)40 ( 4) 50传热学(一) 第一部分 选择题 单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1. 在稳态导热中 , 决定物体内温度分布的是 ( B) A. 导温系数 B. 导热系数 C. 传热系数 D. 密度 2. 下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响 ?(C ) A. 雷诺
20、数 B. 雷利数 C. 普朗特数 D. 努谢尔特数 3. 单位面积的导热热阻单位为 ( B) A. B. C. D. 4. 绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数 ( C) 自然对流。 A. 小于 B. 等于 C. 大于 D. 无法比较 5. 对流换热系数为 100 、温度为 20 的空气流经 50 的壁面,其对流换热的热流密度为(D ) A. B. C. D. 6. 流体分别在较长的粗管和细管内作强制紊流对流换热,如果流速等条件相同,则( C) A. 粗管和细管的 相同 B. 粗管内的 大 C. 细管内的 大 D. 无法比较 7. 在相同的进出口温度条件下,逆流和顺流的平均温差的关系为(A
21、) A. 逆流大于顺流 B. 顺流大于逆流 C. 两者相等 D. 无法比较 118. 单位时间内离开单位表面积的总辐射能为该表面的( A) A. 有效辐射 B. 辐射力 C. 反射辐射 D. 黑度 9. ( D)是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。 A. 灰体 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑体 10. 削弱辐射换热的有效方法是加遮热板,而遮热板表面的黑度应(B ) A. 大一点好 B. 小一点好 C. 大、小都一样 D. 无法判断 第二部分 非选择题 12. 一般来说,紊流时的对流换热强度要比层流时 。 强13. 导热微分方程式的主要作用是确定 。 导热体内的温度分布 ( 仅答“温度分
22、布”或“温度场”、“导热体内的温度场”也可 ) 14. 当 d 50 时,要考虑入口段对整个管道平均对流换热系数的影响。 小于或“” 15 小或 “ 低 ” 17. 普朗克定律揭示了 按波长和温度的分布规律。 18. 角系数仅与几何 因素有关。 19. 已知某大平壁的厚度为 15mm ,材料导热系数为 0.15 ,壁面两侧的温度差为 150 ,则通过该平壁导热的热流密度为 。 1500W/m 2 20. 已知某流体流过固体壁面时被加热,并且 , 流体平均温度为 40 ,则壁面温度为 。 80 名词解释 ( 本大题共 5 小题 , 每小题 4 分 , 共 20 分 ) 21. 导热基本定律 :
23、当导热体中进行纯导热时 , 通过导热面的热流密度 , 其值与该处温度梯度的绝对值成正比 , 而方向与温度梯度相反。 22. 发生在非稳态温度场内的导热过程称为非稳态导热。 或:物体中的温度分布随时间而变化的导热称为非稳态导热。 23. 蒸汽同低于其饱和温度的冷壁面接触时 , 蒸汽就会在壁面上发生凝结过程成为流液体。 24. 物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。 12第一部分 选择题 一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1 对于过热器中:高温烟气外壁内壁过热的传热过程次
24、序为( a ) A 复合换热、导热、对流换热 B 导热、对流换热、复合换热 C 对流换热、复合换热、导热 D 复合换热、对流换热、导热 2 温度对辐射换热的影响 对对流换热的影响。( B ) A 等于 B 大于 C 小于 D 可能大于、小于 3 对充换热系数为 1000W/(m 2 K) 、温度为 77 的水流经 27 的壁面,其对流换热的热流密度为( D ) A 8 10 4 W/m 2 B 6 10 4 W/m 2 C 7 10 4 W/m 2 D 5 10 4 W/m 2 4 流体流过管内进行对流换热时,当 l/d 时,要进行入口效应的修正。( C ) A 50 B 80 C 50 D
25、100 5 炉墙内壁到外壁的热传递过程为( D ) A 热对流 B 复合换热 C 对流换热 D 导热 6 下述哪个参数表示传热过程的强烈程度?( A ) A k B C c D 7 雷诺准则反映了 的对比关系?( B ) A 重力和惯性力 B 惯性和粘性力 C 重力和粘性力 D 浮升力和粘性力 8 下列何种材料表面的法向黑度为最大? CA 磨光的银 B 无光泽的黄铜 C 各种颜色的油漆 D 粗糙的沿 9 在热平衡的条件下,任何物体对黑体辐射的吸收率 同温度下该物体的黑度。( C ) A 大于 B 小于 C 恒等于 D 无法比较 10 五种具有实际意义的换热过程为:导热、对流换热、复合换热、传热
26、过程和( A) 13A 辐射换热 B 热辐射 C 热对流 D 无法确定 第一部分 选择题 一、单项选择题(本大题 10 小题,每小题 2 分,共 20 分) 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确项前的字母填在题后的括号内。 1. 在锅炉的炉墙中:烟气 内壁 外壁 大气的热过和序为 : 【 】 A. 辐射换热 , 导热 , 复合换热 B. 导热,对流换热,辐射换热 C. 对流换热泪盈眶,复合换热,导热 D. 复合换热,对流换热,导热 2. 由表面 1 和表面 2 组成的封闭系统中: X 1,2 _ X 2,1 。 A. 等于 B. 小于 C. 可能大于,等于, 小于 D
27、. 大于 3. 流体流过短管内进行对流换热时其入口效应修正系数 【 】 A.=1 B. 1 C. 1 0K,都会不断地发射热射线 4)可在真空中进行 5)具有强烈的方向性 6)辐射能有温度和波长有关 7)发射辐射取决于温度的 4 次方。 如果物体能全部吸收外来射线,即 a=1,由于可见光亦被吸收而不被反射,入眼所见到的颜色上呈现为黑色,故这种物体被定义为黑体 如物体能全部反射外界投射过来的射线,即 P=1,由于可见光全部被反射,颜色上呈现为白色,故这种物体成为白体。 如果外界投射过来的射线能够全部穿透,即 t=1,则这种物体称为透明体。 在某给定辐射方向上,单位时间、单位可见辐射面积、在单位立
28、体角内所发射全部波长的能量称为定向辐射强度。 在某给定辐射方向上,在单位时间、物体单位辐射面积、在单位立体角内所发射全部波长的能量称为定向辐射力 单位时间内、物体单位辐射面积向半球空间内所发射全部波长的总能量称为辐射力。 单位时间内、物体单位辐射面积、在波长入附近的单位波长间隔内,向半球空间所发射的能量称光谱辐射力 实际物体的辐射力与同温度黑体的辐射力之比称为该物体的发射率 第九章 辐射换热计算 角系数表示离开表面的辐射能中直接落到另一表面分数,仅取决于表面的大小和相对位置 角系数的性质:相对性,完整性,分解性。 减少表面间辐射换热的有效方法是采用高反射比的表面涂层,或在表面间加设遮热板,这类
29、有效措施称为辐射隔热。 气体辐射特点:1,气体的辐射和吸收具有明显的选择性。2,气体的辐射和吸收在整个气体容积中进行辐射的强弱程度和穿过气体的录成绩气体的温度和分压有关。 第十章 传热和换热器 记住 P268 对流与辐射并存的换热称为“复合换热” 增强传热方法: 1。扩展传热面积 2.改变流动状况 3.改变流体物性 4.改变表面状况 5.改变换热面形状和大小 6.改变能量传递方式 7.靠外力产生振荡,强化化热 削弱传热原则:1.覆盖热绝缘材料 2.改变表面状况和材料结构 削弱传热的目的:减少热设备及其管道的热损失节省能源,保持温度积满足生活和生产的需要;以及保护设备。 影响气体发射率的因素:1
30、,气体温,2,涉嫌平均行程 s 和气体分压力 p 的乘积 3,气体分压力和气体所处的总压力。 太阳辐射在大气层中的减弱于以下因素有关:1,大气层中的水 二氧化碳 对太阳辐射吸收作用具有明显的选择性 2,太阳辐射在大气层中遇到空气分子和微小尘埃就会产生散射 3,大气中的云层和较大的尘埃对太阳辐射器反射作用 4,与太阳辐射通过大气层的行程有关。1、 傅里叶定律 P35:在导热的过程中,单位时间内通过给定截面的导热量,正比于垂直该截面方向上的变化率和截面面积,而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。 2、 热导率(导热系数)P6、P37:表征材料导热性能优劣的参数,即是一种热物性参数,单位 W/(m
31、k)。数值上,其定义为单位温度梯度(在 1m 长度内温度降低 1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。 3、 绝对黑体 P9:简称黑体,是指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。 4、 传热系数 P13:数值上,它等于冷、热流体间温差t=1C、传热面积 A=1m时热流量的值,是表征传热过程强烈程度的标尺。 5、 热扩散率 P45:定义式为 a=/c,它表示物体在加热或冷却中,温度趋于均匀一致的能力。这个综合物性参数对稳态导热没有影响,但是在非稳态导热过程中,它是一个非常重要的参数。 6、 接触热阻 P67:在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气,与两个固体便面完全接触相比,增加了附加
32、的传递阻力,称为接触热阻。 7、 肋效率 P62:表征肋片散热的有效程度。肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下得散热量之比。 8、 第一类边界条件 P44:规定了边界上的温度值,称为第一类边界条件。 9、 第二类边界条件 P44:规定了边界上的热流密度值,称为第二类边界条件。 2910、第三类边界条件 P44:规定了边界上的物体与周围流体间的表面传热系数 h 及周围流体的温度 tf,称为第三类边界条件。 11、集中参数法 P117: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致,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,这种忽略物体内部导热热
33、阻的简化方法称为集总参数法。 14、定性温度 P?:定性温度为流体的平均温度。 15、膜状凝结 P301:如果凝结液体很好地润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式就称为膜状凝结。16、珠状凝结 P301:当凝结液体不能很好地润湿壁面时,凝结液体在壁面上形成以个个的小液珠,称为珠状凝结。 18、热边界层其厚度:? 19、维恩位移定律 P357:在一定温度下,绝对黑体的与辐射本领最大值相对应的波长 和绝对温度 T 的乘积为一常数,波长 m 与温度 T 成反比的规律称为维恩位移定律。 20、玻耳兹曼定律 P356:Eb=T4,表示黑体辐射力也热力学温度(K)的关系。 21、基尔霍夫定律 P37
34、5:在给定温度下,对于给定波长,所有物体的比辐射率与吸收率的比值相同,且等于该温度和波长下理想黑体的比辐射率。 22、角系数 P396: 辐射换热时,一个表面发出的辐射能落到另一表面上的百分数。 23、有效辐射 P405: 有效辐射是指单位时间内离开表面单位面积的总辐射能,记为 J。 24、投入辐射 P405: 单位时间内从外界投入到物体的单位表面积上的总辐射能称为投入辐射。 25、复合换热表面传热系数:? 26、重辐射面 P440:净辐射传热量为零的表面。 27、光谱发射率:热辐射体的光谱辐射出射度与处于相同温度的黑体的光谱辐射出射度之比。28、光谱吸收比:物体吸收某一特定波长辐射能的百分数
35、成为光谱吸收比。 29、灰体:对于各种波长的电磁波的吸收系数为常数且与波长无关的物体,其吸收系数介于 0 与 1 之间的物体。 30、漫灰表面:除了与方向无关外,还与波长无关,则称为“漫灰”表面。 31、传热过程 P459:是指热量从壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体的过程。 32、临界热绝缘直径P462:在圆柱形物体外表包覆热绝缘材料时,相应于散热量为最大值的热绝缘层外直径。其数学表达式为:d02h0。 33、换热器的设计计算 P484:设计一个新的换热器,已确定换热器所需的换热面积。 34、换热器的校核计算P484:对已有的或已选定的了换热面积的换热器,在非设计工况的条件下核算它能否胜任
36、规定的换热任务。 35、间壁式换热器:所谓间壁式换热器,是指两种不同温度的流体在固定的壁面(称为传热面)相隔的空间里流动,通过璧面得导热和壁表面的对流换热进行热量的传递。 36、定向辐射强度:指垂直于辐射方向的物体单位表面积在单位时间、单位立体角内向外发射出的辐射能量。是一表征物体表面沿不同方向发射能量的强弱的物理量。 37、传热单元数 P487:定义的 NTU,反映冷热流体间换热过程难易程度的参数,也是衡量换热器传热能力的参数。 38、换热器的效能 P486:定义为 =(t-t)max/(t1 -t2) 1、什么是物体表面的黑度,它与哪些因素相关? 什么是物体表面的吸收率,它与哪些因素相关?
37、 它们之间有什么区别? 物体表面的黑度被定义为物体表面的辐射力与其同温度下黑体辐射的辐射力之比,它与物体的种类、表面特征及表面温度相关。 物体表面的吸收率是表面对投入辐射的吸收份额,它不仅与物体的种类、表面特征和温度相关,而且与投入辐射的能量随波长的分布相关,也就是与投入辐射的发射体的种类、温度和表面特征相关。 比较两者的相关因素不难看出它们之间的区别,概括地说黑度是物体表面自身的属性,而吸收率确不仅与自身有关情况有关还与外界辐射的情况紧密相连。 2、什么是定向辐射强度?满足兰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。 定向辐射强度定义为,单位时间在某方向上单位可见辐射面积(实际
38、辐射面在该方向的投影面积)向该方向上单位立体角内辐射出去的一切波长范围内的能量。 满足兰贝特定律的辐射表面是漫反射和漫发射的表面,简称漫射表面。 如,相对于光线的粗糙表面、黑体表面和红外辐射范围的不光滑的实际物体表面都可以近似认为是漫射表面。3、按照基尔霍夫定律的要求,物体表面的黑度等于其吸收率应该在什么条件下成立?灰体是否需要这些条件?按照基尔霍夫定律的要求,物体表面的黑度应等于其对同温度的黑体辐射的吸收率,条件就是,发射体为黑体,且温度与吸收体的温度相同。 30由于灰体是单色吸收率为常数的物体,那么它对来自不同温度的如何物体都有相同的吸收率,因而是无条件具有黑度等于其吸收率。 4、什么是灰
39、体?在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足什么条件?而又为什么要满足这样的条件? 灰体是单色吸收率为常数的物体。 在实际工程计算中我们把物体表面当作灰体处理应满足的条件是物体的辐射换热过程必须在工程温度范围。 这是因为在工程温度范围(2000K 以下)物体的热辐射主要是红外辐射,而在红外辐射范围内大多数物体表面的吸收率仅在一个小范围内变化,因而可以将其视为常数,也就可以当作灰体处理。 6.用辐射换热知识解释玻璃温室的工作原理? 当太阳光照射到玻璃上时,玻璃对波长小于 2.2m 的辐射能吸收比很小,从而使大部分太阳能可以进入到暖房内。暖房中的物体温度低,辐射能绝大部分位于红外区,而玻璃
40、对于波长大于 3 的辐射能吸收比很大,阻止了辐射能向暖房外的散失。 7、什么是辐射表面之间的角系数? 在什么条件下角系数成为一个纯几何量? 1.热量传递有哪三种基本方式?它们传递热量的机理任何?自然界是否存在单一的热量传递方式?试举例说明。 热传导是借助于物质的微观粒子运动而实现的热量传递过程; 热对流是借助于流场中流体的宏观位移而实现的热量传递过程; 热辐射是借助于物体发射和吸收光量子或电磁波而实现的热量传递过程; 自然界存在单一的热量传递方式,如真空中进行的热辐射和固态物质中的热传导。 我们把 1 表面辐射出去的辐射能投到 2 表面上去的份额定义为表面 1 对表面 2 的角系数,记为 X1
41、,2。 将从能量传递角度定义的角系数视为一个纯几何量,只能在等强辐射表面之间的能量传递中成立。 2.什么是温度场?什么是温度梯度?傅立叶定律指出热流密度与温度梯度成正比所反映的物理实质是什么? 温度场是传热学研究的系统(物体)中各个点上的温度的集合,也称为温度在时间和空间上的分布,数学表达式为, 这是对于直角坐标系而言。 温度梯度是温度场中任意点上的温度在其法线方向上的变化率,它是一个矢量,方向为该点的法线方向,其大小就是该方向的变化率的绝对值。 热流密度与温度梯度成正比能反映出热量的传递是物体系统中能量分布不均匀或者不平衡的结果,因为这种不平衡导致温度分布的差异,而这种差异空间分布上越大,产生的热流密度也就越大。 3.导热系数和热扩散系数各自从什么地方产生?它们各自反映了物质的什么特性?并指出它们的差异? 导热系数是从傅立叶定律定义出来的一个物性量,它反映了物质的导热性能; 热扩散系数是从导热微分方程式从定义出来的一个物性量,它反映了物质的热量扩散性能,也就是热流在物体内的渗透的快慢程度。两者的差异在于前者是导热过程的静态特性量,而或者则是导热过程的动态特性量,因而热扩散系数反映的是非稳态导热过程的特征。2、何谓过冷沸腾和饱和沸腾?