传热学知识点.docx

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1、传热学主要学问点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）、对潦（热对流）和热辐射。2 .导热的特点a必需有温差；b物体干脆接触；C依罪分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量：d在引力场下单纯的导热股只发生在密实的固体中。3 .对流（热对流）（ConVeCtion）的概念.流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热St由处传递到另处的现象。4对流换编的特点.当流体流过一个物体表面时的热电传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点：a导热与热对流同时存在的困难热传递过程b必需有干脆接触（流体与壁面）和宏观运动：也必需有温差c壁面处会形

2、成速度梯度很大的边界层5 .牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义.qff=h（tw-tj（w）=qaA=AA（Zm-Zx）w/nh是对流换热系数单位w（m-k）/是热流密度（导热速率），单位（Wm）d是导热量W6 .热辐射的特点.a任何物体，只要温度高于0K,就会不停地向四周空间发出热辐射：b可以在真空中传播：c伴随能量形式的转变；d具有猛烈的方向性：e辐射能与温度和波长均有关：放射辐射取决于温度的4次方。7 .导热系数，表面传然系数和传然系数之间的区分.导热系数：表征材料导热实力的大小，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

3、位时间内所传递的热量。影晌力因素：流速、流体物性、壁面形态大小等传热系数：是表征传热过程拓烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。第一章导羯理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义.傅立叶定裤（导热基本定律）：,PT.t.T.T.TT（x.y,z）为标量温度场圆简壁表面的导热速率=一而与=HQ，*垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度，方向1.J温度梯度相反。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,辐射的影响也会增加,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

4、。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，特殊是冷、热设备的保温层，都应实行防潮措施。导轴微分方程式的理论基础.傅里叶定律+热力学第肯定律导热与导出净热量（运用傅里叶定律）+微元产生的热Iit=微元的内能变更任。导热微分方程*sa饯如是一导焦且无内热源（k是导热率一一导热系数）i1.snxa”列、.苏仅在）+办伙而）+*“w）+q=百T1T82Tq1如守官左跖（可以用来计算湿度随时间的变更率）涓+歹+三+厂二否热力姒系数a=MpC1.）热扩散率的概念热扩散率（用a表示）反映了导热过程中材料的导热实力与沿途物质储热实力之间的关系值大，即入值大或Pc值小，说明物体的某一部

5、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匀称一样的实力在同样加热条件下，物体的热扩散率越大，物体内部各处的温度差别越小。热扩散率反应导热过程动态特性，是探讨不稳态导热的全要物理量。完整数学描述t导热微分方程+单值性条件导热微分方程式描写物体的湿度随时间和空间变更的关系：它没有涉及详细、特定的导热过程。是通用表达式。对特定的导热过程，须要补充雎值性条件，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。边界条件边界条件说明导热体边界上过程进行的特点反映过程与四周环境相互作用的条件（1）第类

6、边界条件：已知任瞬间导热体边界上湿度值：（2）其次类边界条件：已知物体边界上热流密度的分布及变更规律，其次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:侬第三类边界条件：当物体壁面与流体相接触进行对流换热时，已知任-时刻边界而四周流体的正度利表而传热系数.(-i=Tx-T(0,)p第二章稳态导热（一雉导热结果总汇P.80）然阻：（径向系统的羯阻P.74）&-W2=1./一kA一7二1ahA导焦（conduction）热阻”,.c对流（convection）热阻八八“加_7；-1.1.1幅射（radiation）热Ifi1.=-一i“TA-Tb接触(themICOntaCt)热阻定义式

7、Rz=总传然系数U：qx三UAT总热阻：Kw=ERrT1=7=加Jnd）例简壁中的径向导热热阻，”d一2111.kB1.筒壁表面的对流换熊热阻V=h（2兀r1.）1 .由第三类边界条件下通过平整的一维稔态导羯:关系式，分析为了增加传熊量，可以实行弊按措皎？第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热址关系式：hAkAh2A为了增加传热量，可以实行哪些措施？（I）增加平壁两边的温差（aa.-K2）,但受工艺条件限制（2）减小热阻:a）金属壁一股很薄（1.很小）、热导率很大，故导热热阻一般可忽视b）增大加、2,但提高加、仞并非随意的C）增大换热面积力也能增加传热量在一些换热设备中，在换热面上加装肋片是增

8、大换热量的重要手段。2 .在管道外覆I1.保层是不是在任何状况下都能削俄热损失？为什么？不是，只有当管道外径大于临界热绝缘直径时，覆盖保温层才能减小热损失.接触热阻的柢念.实际固体表面不是志向平整的，所以两固体表面干脆接触的界面简洁出现点接触，或者只是部分的而不是完全的和平整的面接触一一给导热带来额外的热阻，即接触热阻。5.什么是形态因子？为便丁工程设计计算，时丁有些二维、三维的稳态导热问题，针对已知两个恒定温度边界之间的导热热流电，可以采纳一种简便的计免公式。在这种公式中，将有关涉及物体几何形态和尺寸的因素归纳在一起，称为形态因子。第三章非稽态导编（瞬态导热一确定瞬态过程中固体内的温度分布随

9、时间变更的确定方法。）1 .非稳态导热的分类.周期性非稳态导热和瞬态造态导热2 .Bi准则数，Fo准则数的定义及物理意义.Bi准则数（瞬态导热问题第一件事，计算Bi准则数）：h!物体内部导热热阻ZMh物体表面对流换热热阳1.-I-=采纳集总热容法误差较小。定性长度4三VAaFo准则数:FC=a,是非稳态导热过程的无量纲时间.在稔态导热过程中，Fo意大，热扰动愈能深化地传播到物体内部，使物体内部各点温度趋丁匀称一样.并接近于四周介质温度.3 .集总弁数法的物理意义及应用条件.忽视物体内部导热热阳、认为物体温度匀称样的分析方法。此时，温度分布只与时间有关，与空间位国无关。应用条件：Bi三7。用来确

10、定固体达到某个温度TnA.0所需的时间。反向计算可以计算在某个时间t到达的温度。其中空=r,是所谓的热时间常数它是指环境湿度变更时，热敏电阻器rA,变更了环境温度变更值的63%所用的时间。（采纳集总参数法分析时，物体中过就溺领时间变更的关系式中的夕eV/（/滔）具有时间的量纲，称为时间常数。）时间常数的数值越小表示测温元件越能快速地反映流体的温度变更。5 .非稳态导播的正常状况阶段的物理意义.当K,02时，物体在给定的条件下冷却或加热，物体中任何给定地点过余温度的对数值将随时间按线性规律变更。物体中过余温度的对数值随时间按线性规律变更的这个X阶段，称为瞬态温度变更的正常状况阶段。6 .半无限大

11、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，是指以无限大的y-z平面为界面，在正X方向伸延至无穷远的物体。在实际工程中，对于个有限厚度的物体，在所考虑的时间范围内，若涵透厚度小丁本身的厚度，这时可以认为该物体是个半无限大物体.第四章导热问题数值解法基础1 .数值解法的基本求解过程数值解法，即把原来在时间和空间连续的物理地的场，用有限个离散点上的值的集合来代咨，通过求解按肯定方法建立起来的关于这些值的代数方程，从而获得离散点上被求物理量的值：并称之为数值解.2 .徐平衡法的基本思想.对每个有限大小的限制容积应用能量守恒，从而获得温度场的代数方程组，它从基本物理现象和基本

12、定律动身，不必事先建立限制方程，依据能量守恒和傅立叶导热定律即可.第五章对流换热分析影响对流换候的主要物理因素.对流换热是流体的导热和对潦两种基本传热方式共同作用的结果。其影响因素主要有以下五个方面：流淌起因：(2)流淌状态；(3)流体有无相变;(4)换热表面的几何因素；(5)流体的热物理性质。3 .对流换焦是如何分类的？(D流淌起因：自然对流和强制对流：(2)流淌状态:层流和素流:(3)流体有无相变：单相换热和相变换热(4)换热表面的几何因素：内部流淌对流换热和外部流淌对流换热。4 .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、能量微分方程、对流换热过程微分方程式。5 .

13、边界层概念的基本思想.流场可以划分为两个区：边界房区与主流区边界层区：潦体的粘性作用起主导作用，潦体的运动可用粘性流体运动微分方程描述(N-S方程)主流区：速度梯度为0,尸0：可视为无粘性志向流体：流体的运动可用欧拉方程描述。6 .漉消边界层的几个要特性.(1)边界层厚度d与壁的定型尺寸2相比微小,(11.(2)边界层内存在较大的速度梯度(3)边界层流态分层流与湍流：湍流边界层紧旅壁面处仍有U流特征，存在乂流底展：(4)流场可以划分为边界层区与主流区边界层区：由枯性流体运动微分方程描述主流区：由志向流体运动微分方程一欧拉方程描述可以划分为两个区：焦边界层区与等温流消区7 .数量级分析的方法.比

14、较方程中各M或各项的量级的相对大小：保留斌级较大的量或项：舍去那些量级小的项，方程大大简化。8 .相像理论回答了关于试验的哪三大问勒？(1)试验中应测哪些量(是否全部的物理量都测)？应测量各相像准则中包含的全部物理坟，其中物性由试验系统中的定性温度确定。(2)试验数据如何整理(整理成什么样函数关系)？试验结果整理成准则关联式。(3)实物试验很困难或太昂班的状况，如何进行试险？武验结果可推广应用哪些地方？试眩结果可推广应用到相像的现象，在支配模型试验时，为保证明的设备中的现象（模型）与实际设备中的现象（原型）相像，必需保证模型与原出现象单值性条件相像，而且同名的已定准则数值上相等。NY9 .Nu

15、,Re,Pr,Gr准则数的物理意义.表征壁面法向无盘纲过余温度梯度的大小，由此梯度反映对流换热的+强弱;Rc=y,表征流体流淌时惯性力与粘滞力的相对大小，Re的大小能反映流态:VPr=-,物性准则，反映了潦体的动量传递实力与热量传递实力的相对大小:aGr=吗C,表征浮升力与粘滞力的相对大小，Gr表示自然对流流态对换热的v影响.*对流导论三个边界层（速度、热边、浓度），三个公式（表面切应力公式、热流密度的傅里叶定律、摩尔流密度的斐克定律-摩尔传递速率N.（kms）=%A（Co-CS）C为摩尔浓度），三个参数，摩擦系数C/、对流传热系数力、对流传质系数4,）,两个平均参数（对于随意形态表面RQ=WKX_V1.雷诺数KeX=