1、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
2、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
3、传热面积在单位时间内的传热量。11温度场：某一瞬间物体内各点温度分布的总称。一般来说，它是空间坐标和时间坐标的函数。12等温面(线)：由物体内温度相同的点所连成的面（或线） 。13温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。14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。15导温系数：材料传播温度变化能力大小的指标。16稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。17非稳态导热：物体中各点温度随时间而改变的导热过程。18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
4、流密度正比于该导热面法向温度变化率。19保温(隔热)材料：0.12 W/(mK)(平均温度不高于 350时)的材料。20 肋效率：肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。21 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。22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。23 速度边界层：在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。24 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。25 定性温度：确定换热过程中流体物性的温度。26 特征尺度：对于对流传热起决定作用的几何尺寸。27 相似准则(如
5、Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由几个变量组成的无量纲的组合量。28 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。29 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。30 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。31 珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面(90) 时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。 32 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)90，凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。33 核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于
6、汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。34 膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。35热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动状态改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。36吸收比：投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。37反射比：投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。38穿透比：投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。39黑体：吸收比 = 1 的物体。40白体：反射比 =l 的物体 (漫射表面)41透明体：透射比 = 1
7、的物体42灰体：光谱吸收比与波长无关的理想物体。43黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值，即物体发射能力接近黑体的程度。44辐射力：单位时间内物体的单位辐射面积向外界(半球空间) 发射的全部波长的辐射能。45漫反射表面：如果不论外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投入，物体表面在半球空间范围内各方向上都有均匀的反射辐射度 Lr，则该表面称为漫反射表面。46角系数： 从表面 1 发出的辐射能直接落到表面 2 上的百分数。47有效辐射：单位时间内从单位面积离开的总辐射能，即发射辐射和反射辐射之和。48投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能。49定向辐射度：单
8、位时间内，单位可见辐射面积在某一方向 p 的单位立体角内所发出的总辐射能(发射辐射和反射辐射 )，称为在该方向的定向辐射度。50漫射表面：如该表面既是漫发射表面，又是漫反射表面，则该表面称为漫射表面。51定向辐射力：单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射的辐射能。52表面辐射热阻：由表面的辐射特性所引起的热阻。53遮热板：在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以削弱辐射传热。54重辐射面：辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。55.传热过程:热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程.56.复合传热:对流传热与辐射传热同时存在的传热过程 .57.污垢系数:单位面积的
9、污垢热阻 .58 肋化系数: 肋侧表面面积与光壁侧表面积之比 .59 顺流:两种流体平行流动且方向相同60 逆流: 两种流体平行流动且方向相反61效能:换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比.62传热单元数:传热温差为 1K 时的热流量与热容量小的流体温度变化 1K 所吸收或放出的热流量之比.它反映了换热器的初投资和运行费用,是一个换热器的综合经济技术指标.63临界热绝缘直径:对应于最小总热阻 (或最大传热量)的保温层外径.思考题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
10、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 导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么？哪些是物性参数，哪些与过程有关？答： 导热系数 的单位是： W/(m.K)； 表面传热系数 h 的单位是：W/(m 2.K)； 传热系数 k 的单位是： W/(m2.K)。这三个参数中，只有导热系数 是物性参数，其它均与过程有关。3 什么是串联热阻叠加原则，它在什么前提下成立？以固体中的导热为例，试讨
11、论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如：三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁，对于各个传热环节的传热面积不相等，可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。第二章思考题1 试写出导热傅里叶定律的一般形式，并说明其中各个符号的意义。答：傅立叶定律的一般形式为：nxtgradtq ，其中： gradt为空间某点的温度梯度； n是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方向； q为该处的热流密度矢量。3 试说明得出导热微分方程所依据的基本定律。答：导热微
12、分方程式所依据的基本定律有：傅立叶定律和能量守恒定律。5 试说明串联热阻叠加原则的内容及其使用条件。答：在一个串联的热量传递过程中，如果通过每个环节的热流量都相同，则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答：当内外热阻之比趋于零时，影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。而内部由于热阻很小而温度趋于均匀，以至于不需要关心温度在空间的分布，温度只是时间的函数，数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。6. 试说明 Bi 数的物理意义。 oBi及 i各代表什么样的换热条件
13、?有人认为, Bi0 代表了绝热工况,你是否赞同这一观点,为什么?答；Bi 数是物体内外热阻之比的相对值。 oBi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； 时，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。认为 i代表绝热工况是不正确的，该工况是指边界热阻相对于内部热阻较大，而绝热工况下边界热阻无限大。第五章复习题1、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。第六章复习题1、什么叫做两个
14、现象相似，它们有什么共性？答：指那些用相同形式并具有相同内容的微分方程式所描述的现象，如果在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对于成比例，则称为两个现象相似。凡相似的现象，都有一个十分重要的特性，即描述该现象的同名特征数（准则）对应相等。（1） 初始条件。指非稳态问题中初始时刻的物理量分布。（2） 边界条件。所研究系统边界上的温度（或热六密度） 、速度分布等条件。（3） 几何条件。换热表面的几何形状、位置、以及表面的粗糙度等。（4） 物理条件。物体的种类与物性。7、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
15、，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。 9简述 数数 ，数 ， GrNuP的物理意义 BiNu数 与 数有什么区别？Gr 数 ：浮升力与粘性力之比的一种量度Nu 数： 壁面上流体的无量纲温度梯度（注意， 为流体的导热系数）Pr 数：动量扩散能力与热量扩散能力的一种量度 BiNu数 与区别： Nu 数是壁面上流体的无量纲温度梯度（注意， 为流体的导热系数）Bi 数是固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比（ 为固体的导热系数）
16、第七章思考题1.什么叫膜状凝结，什么叫珠状凝结?膜状凝结时热量传递过程的主要阻力在什么地方？答：凝结液体在壁面上铺展成膜的凝结叫膜状凝结，膜状凝结的主要热阻在液膜层，凝结液5试说明大容器沸腾的 tq曲线中各部分的换热机理。1） 自然对流区：避免过热度较小时，壁面无气泡，传热属于自然对流2）核态沸腾区：壁面过热度大于 t 4，产生气泡，随着 t 进一步增加，汽化核心增加，气泡相互影响，并会合成气块及气柱3)过渡沸腾区：4）膜态沸腾区6对于热流密度可控及壁面温度可控的两种换热情形，分别说明控制热流密度小于临界热流密度及温差小于临界温差的意义，并针对上述两种情形分别举出一个工程应用实例。答：对于热流
17、密度可控的设备，如电加热器，控制热流密度小于临界热流密度，是为了防止设备被烧毁，对于壁温可控的设备，如冷凝蒸发器，控制温差小于临界温差，是为了防止设备换热量下降。第八章1.什么叫黑体？在热辐射理论中为什么要引入这一概念？吸收比 =1 的物体称为黑体，黑体是一个理想化的物体,黑体辐射的特性反映了物体辐射在波长、温度和方向上的变化规律，这为研究实际物体的辐射提供了理论依据和简化分析基础。4. 黑体的辐射能按波长是怎样分布的？光谱吸收力 Eb 的单位中分母的“ m ”代表什么意义？黑体的辐射能按波长服从普朗克定律，光谱吸收力 Eb 的单位中分母的“ m ”代表了单位面积“ ”和单位波长“m ”的意思
18、5. 黑体的辐射能按空间方向是怎样分布？定向辐射强 度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空 间各方向上是均匀分布的？ 答：黑体辐射能按空间方向分布服从兰贝特定律。定 向辐射强度与空间方向无关并不意味着黑体辐射能在 半球空间各个方向均匀分布，因为辐射强度是指单位 可见辐射面积的辐射能，在不同方向，可见辐射面积 是不同的，即定向辐射力是不同的 什么叫光谱吸收比？在不同光源的照耀下，物体常 呈现不同的颜色，如何解释？ 答：所谓光谱吸收比，是指物体对某一波长投入辐 射的吸收份额，物体的颜色是物体对光源某种波长 光波的强烈反射，不同光源的光谱不同，所以物体 呈现出不同颜色。 8.说明灰体的定义以
19、及引入灰体的简化对工程辐射换 热计算的意义。 答：光谱吸收比与波长无关的物体叫做灰体，灰体的 吸收比恒等于同温度下的发射率，把实际物体当作灰 体处理，可以不必考虑投入辐射的特性，将大大简化 辐射换热的计算。 各种流动方式中顺流和逆流可以看作是两个极端情况。在相同的的进、出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小。前面已经指出，顺流时冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度，而逆流时，却可以大于热流体的的出口温度。从这些方面看，换热器应当尽量布置成逆流，而避免做顺流布置。但应考虑到在采用逆流时流体的最高温度和发生在热交换器同一端使该端在较高壁温下工作。对于高温换热器来说，这是应
20、注意避免的。为了降低这里的壁温，有时甚至有意改用顺流，锅炉中的高温过热器就有这种布置。 614、已知： Pa5103.下的空气在内径为 76mm 的直管内流动，入口温度为65，入口体积流量为 sm/2，管壁的平均温度为 180。求：管子多长才能使空气加热到 115。解：定性温度90156ft，相应的物性值为： 3/972.0mkg690.Pr,15,/13.,/09.1 62 sKmWKkgJcp 在入口温度下， /4.，故进口质量流量： skgsm/098.05/2. 233 ，46217.1.16.984Re d，先按 60/dl计， KmWhNu 24000 /.7.35,73空气在 1
21、15 时， KkgJcp/9.，65时， kgJcp。故加热空气所需热量为： tmp 3.162507.150.1028. 33“ 采用教材 P165 上所给的大温差修正关系式： 8.436739.5.5.0 wftTc。所需管长： mtdhlfw 96.20185.0620.146.13807/9.2/ ，需进行短管修正。采用式（5-64 ）的关系式：5.1.lcf， 所需管长为 2.96/1.0775=2.75m。10-13、一台 12 型壳管式换热用来冷却 11 号润滑油。冷却水在管内流动，Ctt502，流量为 3kg/s；热油入口温度为600C， )/(32KmWk。试计算：（1） 油的流量；（2） 所传騠递热量；（3） 所需的传热面积。（4）232121121211 216405167.9.89.75.0/5.03 3.10637.8.4)/ln(50)/l(6)3( 6.375)20(473/48 /417,8)( mtkACt RPRtt Ctttt KWcq skgt CkgJcCJcmrmrm 查 得， 图由 参 考 文 献则 分 别 为查 得 润 滑 油 及 水 的 比 热解 ：
