1、1熱流量：單位時間內所傳遞的熱量2熱流密度：單位傳熱面上的熱流量3導熱：當物體內有溫度差或兩個不同溫度的物體接觸時，在物體各部分之間不發(fā)生相對位移的情況下，物質微粒(分子、原子或自由電子)的熱運動傳遞了熱量，這種現(xiàn)象被稱為熱傳導，簡稱導熱。 4對流傳熱：流體流過固體壁時的熱傳遞過程，就是熱對流和導熱聯(lián)合用的熱量傳遞過程，稱為表面對流傳熱，簡稱對流傳熱。5輻射傳熱：物體不斷向周圍空間發(fā)出熱輻射能，并被周圍物體吸收。同時，物體也不斷接收周圍物體輻射給它的熱能。這樣，物體發(fā)出和接收過程的綜合結果產生了物體間通過熱輻射而進行的熱量傳遞，稱為表面輻射傳熱，簡稱輻射傳熱。6總傳熱過程：熱量從溫度較高的流體

2、經過固體壁傳遞給另一側溫度較低流體的過程，稱為總傳熱過程，簡稱傳熱過程。 7對流傳熱系數(shù)：單位時間內單位傳熱面當流體溫度與壁面溫度差為1K是的對流傳熱量，單位為W(m2K)。對流傳熱系數(shù)表示對流傳熱能力的大小。8輻射傳熱系數(shù)：單位時間內單位傳熱面當流體溫度與壁面溫度差為1K是的輻射傳熱量，單位為W(m2K)。輻射傳熱系數(shù)表示輻射傳熱能力的大小。9復合傳熱系數(shù)：單位時間內單位傳熱面當流體溫度與壁面溫度差為1K是的復合傳熱量，單位為W(m2K)。復合傳熱系數(shù)表示復合傳熱能力的大小。10總傳熱系數(shù)：總傳熱過程中熱量傳遞能力的大小。數(shù)值上表示傳熱溫差為1K時，單位傳熱面積在單位時間內的傳熱量。11溫度

3、場：某一瞬間物體內各點溫度分布的總稱。一般來說，它是空間坐標和時間坐標的函數(shù)。12等溫面(線)：由物體內溫度相同的點所連成的面（或線）。13溫度梯度：在等溫面法線方向上最大溫度變化率。14熱導率：物性參數(shù)，熱流密度矢量與溫度降度的比值，數(shù)值上等于1 Km的溫度梯度作用下產生的熱流密度。熱導率是材料固有的熱物理性質，表示物質導熱能力的大小。15導溫系數(shù)：材料傳播溫度變化能力大小的指標。16穩(wěn)態(tài)導熱：物體中各點溫度不隨時間而改變的導熱過程。17非穩(wěn)態(tài)導熱：物體中各點溫度隨時間而改變的導熱過程。18傅里葉定律：在各向同性均質的導熱物體中，通過某導熱面積的熱流密度正比于該導熱面法向溫度變化率。19保溫

4、(隔熱)材料：0.12 W/(mK)(平均溫度不高于350時)的材料。20 肋效率：肋片實際散熱量與肋片最大可能散熱量之比。21接觸熱阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接觸的表面之間存在間隙，給導熱過程帶來額外熱阻。22定解條件(單值性條件)：使微分方程獲得適合某一特定問題解的附加條件，包括初始條件和邊界條件。23速度邊界層：在流場中壁面附近流速發(fā)生急劇變化的薄層。24溫度邊界層：在流體溫度場中壁面附近溫度發(fā)生急劇變化的薄層。25定性溫度：確定換熱過程中流體物性的溫度。26特征尺度：對于對流傳熱起決定作用的幾何尺寸。27相似準則(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由幾個變量組成的無量綱的組合

5、量。28強迫對流傳熱：由于機械(泵或風機等)的作用或其它壓差而引起的相對運動。29自然對流傳熱：流體各部分之間由于密度差而引起的相對運動。30大空間自然對流傳熱：傳熱面上邊界層的形成和發(fā)展不受周圍物體的干擾時的自然對流傳熱。31珠狀凝結：當凝結液不能潤濕壁面(90)時，凝結液在壁面上形成許多液滴，而不形成連續(xù)的液膜。 32膜狀凝結：當液體能潤濕壁面時，凝結液和壁面的潤濕角(液體與壁面交界處的切面經液體到壁面的交角)90，凝結液在壁面上形成一層完整的液膜。33核態(tài)沸騰：在加熱面上產生汽泡，換熱溫差小，且產生汽泡的速度小于汽泡脫離加熱表面的速度，汽泡的劇烈擾動使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和熱流密度都急劇增加。3

6、4膜態(tài)沸騰：在加熱表面上形成穩(wěn)定的汽膜層，相變過程不是發(fā)生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的導熱系數(shù)遠小于液體的導熱系數(shù)，因此表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大下降。35熱輻射：由于物體內部微觀粒子的熱運動狀態(tài)改變，而將部分內能轉換成電磁波的能量發(fā)射出去的過程。36吸收比：投射到物體表面的熱輻射中被物體所吸收的比例。37反射比：投射到物體表面的熱輻射中被物體表面所反射的比例。38穿透比：投射到物體表面的熱輻射中穿透物體的比例。39黑體：吸收比= 1的物體。40白體：反射比=l的物體(漫射表面)41透明體：透射比= 1的物體42灰體：光譜吸收比與波長無關的理想物體。43黑度：實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射

7、力的比值，即物體發(fā)射能力接近黑體的程度。44輻射力：單位時間內物體的單位輻射面積向外界(半球空間)發(fā)射的全部波長的輻射能。45漫反射表面：如果不論外界輻射是以一束射線沿某一方向投入還是從整個半球空間均勻投入，物體表面在半球空間范圍內各方向上都有均勻的反射輻射度Lr，則該表面稱為漫反射表面。46角系數(shù)： 從表面1發(fā)出的輻射能直接落到表面2上的百分數(shù)。47有效輻射：單位時間內從單位面積離開的總輻射能，即發(fā)射輻射和反射輻射之和。48投入輻射：單位時間內投射到單位面積上的總輻射能。49定向輻射度：單位時間內，單位可見輻射面積在某一方向p的單位立體角內所發(fā)出的總輻射能(發(fā)射輻射和反射輻射)，稱為在該方向

8、的定向輻射度。50漫射表面：如該表面既是漫發(fā)射表面，又是漫反射表面，則該表面稱為漫射表面。51定向輻射力：單位輻射面積在單位時間內向某一方向單位立體角內發(fā)射的輻射能。52表面輻射熱阻：由表面的輻射特性所引起的熱阻。53遮熱板：在兩個輻射傳熱表面之間插入一塊或多塊薄板以削弱輻射傳熱。54重輻射面：輻射傳熱系統(tǒng)中表面溫度未定而凈輻射傳熱量為零的表面。55.傳熱過程:熱量從高溫流體通過壁面?zhèn)飨虻蜏亓黧w的總過程.56.復合傳熱:對流傳熱與輻射傳熱同時存在的傳熱過程.57.污垢系數(shù):單位面積的污垢熱阻.58肋化系數(shù): 肋側表面面積與光壁側表面積之比.59順流:兩種流體平行流動且方向相同60逆流: 兩種流

9、體平行流動且方向相反61效能:換熱器實際傳熱的熱流量與最大可能傳熱的熱流量之比.62傳熱單元數(shù):傳熱溫差為1K時的熱流量與熱容量小的流體溫度變化1K所吸收或放出的熱流量之比.它反映了換熱器的初投資和運行費用,是一個換熱器的綜合經濟技術指標.63臨界熱絕緣直徑:對應于最小總熱阻(或最大傳熱量)的保溫層外徑.1傅里葉定律：單位時間內通過單位截面積所傳遞的熱量，正比例于當?shù)卮怪庇诮孛娣较蛏系臏囟茸兓?集總參數(shù)法：忽略物體內部導熱熱阻的簡化分析方法3臨界熱通量：又稱為臨界熱流密度，是大容器飽和沸騰中的熱流密度的峰值5效能：表示換熱器的實際換熱效果與最大可能的換熱效果之比6對流換熱是怎樣的過程，熱量如

10、何傳遞的？對流：指流體各部分之間發(fā)生相對位移，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞方式。對流僅能發(fā)生在流體中，而且必然伴隨有導熱現(xiàn)象。對流兩大類：自然對流與強制對流。影響換熱系數(shù)因素：流體的物性，換熱表面的形狀與布置，流速7何謂膜狀凝結過程，不凝結氣體是如何影響凝結換熱過程的？蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時，如果凝結液體能很好的潤濕壁面，它就在壁面上鋪展成膜，這種凝結形式稱為膜狀凝結。 不凝結氣體對凝結換熱過程的影響：在靠近液膜表面的蒸氣側，隨著蒸氣的凝結，蒸氣分壓力減小而不凝結氣體的分壓力增大。蒸氣在抵達液膜表面進行凝結前，必須以擴散方式穿過聚集在界面附近的不凝結氣體層。因此，不凝結氣體層的存在

11、增加了傳遞過程的阻力。8試以導熱系數(shù)為定值，原來處于室溫的無限大平壁因其一表面溫度突然升高為某一定值而發(fā)生非穩(wěn)態(tài)導熱過程為例，說明過程中平壁內部溫度變化的情況，著重指出幾個典型階段。首先是平壁中緊挨高溫表面部分的溫度很快上升，而其余部分則仍保持原來的溫度，隨著時間的推移，溫度上升所波及的范圍不斷擴大，經歷了一段時間后，平壁的其他部分的溫度也緩慢上升。主要分為兩個階段：非正規(guī)狀況階段和正規(guī)狀況階段9灰體有什么主要特征？ 灰體的吸收率與哪些因素有關？灰體的主要特征是光譜吸收比與波長無關。灰體的吸收率恒等于同溫度下的發(fā)射率，影響因素有：物體種類、表面溫度和表面狀況。10氣體與一般固體比較其輻射特性有

12、什么主要差別？氣體輻射的主要特點是：（1）氣體輻射對波長有選擇性（2）氣體輻射和吸收是在整個容積中進行的11說明平均傳熱溫壓得意義，在純逆流或順流時計算方法上有什么差別？平均傳熱溫壓就是在利用傳熱傳熱方程式來計算整個傳熱面上的熱流量時，需要用到的整個傳熱面積上的平均溫差。純順流和純逆流時都可按對數(shù)平均溫差計算式計算，只是取值有所不同。12邊界層，邊界層理論邊界層理論：（1）流場可劃分為主流區(qū)和邊界層區(qū)。只有在邊界層區(qū)考慮粘性對流動的影響，在主流區(qū)可視作理想流體流動。（2）邊界層厚度遠小于壁面尺寸 （3）邊界層內流動狀態(tài)分為層流與紊流，紊流邊界層內緊靠壁面處仍有層流底層。13液體發(fā)生大容器飽和沸

13、騰時，隨著壁面過熱度的增高，會出現(xiàn)哪幾個換熱規(guī)律不同的區(qū)域？這幾個區(qū)域的換熱分別有什么特點？為什么把熱流密度的峰值稱為燒毀點？分為四個區(qū)域：1、自然對流區(qū)，這個區(qū)域傳熱屬于自然對流工況。2、核態(tài)沸騰區(qū)，換熱特點：溫壓小、傳熱強。3、過度沸騰區(qū)：傳熱特點：熱流密度隨著溫壓的升高而降低，傳熱很不穩(wěn)定。4、膜態(tài)沸騰區(qū)：傳熱特點：傳熱系數(shù)很小。由于超過熱流密度的峰值可能會導致設備燒毀，所以熱流密度的峰值也稱為燒毀點。14闡述蘭貝特定律的內容。說明什么是漫射表面？角系數(shù)具有哪三個性質？在什么情況下是一個純幾何因子，和兩個表面的溫度和黑度沒有關系？蘭貝特定律給出了黑體輻射能按空間方向的分布規(guī)律，它表明黑體

14、單位面積輻射出去的能量在空間的不同方向分布是不均勻的，按空間緯度角的余弦規(guī)律變化：在垂直于該表面的方向最大，而與表面平行的方向為零。光譜吸收比與波長無關的表面稱為漫射表面。角系數(shù)的三個性質：相對性、完整性、可加性。當滿足兩個條件：（1）所研究的表面是漫射的（2）在所研究表面的不同地點上向外發(fā)射的輻射熱流密度是均勻的。此時角系數(shù)是一個純幾何因子，和兩個表面的溫度和黑度沒有關系。15試述氣體輻射的基本特點。氣體能當灰體來處理嗎？請說明原因氣體輻射的基本特點：（1）氣體輻射對波長具有選擇性（2）氣體輻射和吸收是在整個容積中進行的。氣體不能當做灰體來處理，因為氣體輻射對波長具有選擇性，而只有輻射與波長

15、無關的物體才可以稱為灰體。16試說明管槽內強制對流換熱的入口效應。流體在管內流動過程中，隨著流體在管內流動局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)如何變化的？外掠單管的流動與管內的流動有什么不同管槽內強制對流換熱的入口效應：入口段由于熱邊界層較薄而具有比較充分的發(fā)展段高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。入口段的熱邊界層較薄，局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較高，且沿著主流方向逐漸降低。充分發(fā)展段的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較低。外掠單管流動的特點：邊界層分離、發(fā)生繞流脫體而產生回流、漩渦和渦束。18為什么在給圓管加保溫材料的時候需要考慮臨界熱絕緣直徑的問題而平壁不需要考慮？圓管外敷設保溫層同時具有減小表面對流傳熱熱阻及增加導熱熱阻兩種相反的作用，在這兩種作用下

16、會存在一個散熱量的最大值，在此時的圓管外徑就是臨界絕緣直徑。而平壁不存在這樣的問題。19為什么二氧化碳被稱作“溫室效應”氣體？氣體的輻射與吸收對波長具有選擇性，二氧化碳等氣體聚集在地球的外側就好像給地球罩上了一層玻璃窗：以可見光為主的太陽能可以達到地球的表面，而地球上一般溫度下的物體所輻射的紅外范圍內的熱輻射則大量被這些氣體吸收，無法散發(fā)到宇宙空間，使得地球表面的溫度逐漸升高。20試分析大空間飽和沸騰和凝結兩種情況下，如果存在少量不凝性氣體會對傳熱效果分別產生什么影響？原因？對于凝結，蒸氣中的不可凝結氣體會降低表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，因為在靠近液膜表面的蒸氣側，隨著蒸氣的凝結，蒸氣分壓力減小而不凝結氣體

17、的分壓力增大。蒸氣在抵達液膜表面進行凝結前，必須以擴散方式穿過聚集在界面附近的不凝結氣體層。因此，不凝結氣體層的存在增加了傳遞過程的阻力。大空間飽和沸騰過程中，溶解于液體中的不凝結氣體會使沸騰傳熱得到某種強化，這是因為，隨著工作液體溫度的升高，不凝結氣體會從液體中逸出，使壁面附近的微小凹坑得以活化，成為汽泡的胚芽，從而使qt沸騰曲線向著t減小的方向移動，即在相同的t下產生更高的熱流密度，強化了傳熱。21太陽能集熱器的吸收板表面有時覆以一層選擇性涂層，使表面吸收陽光的能力比本身輻射能力高出很多倍。請問這一現(xiàn)象與吉爾霍夫定律是否矛盾？原因？基爾霍夫定律表明物體的吸收比等于發(fā)射率，但是這一結論是在“

18、物體與黑體投入輻射處于熱平衡”這樣嚴格的條件下才成立的，而太陽能集熱器的吸收板表面涂上選擇性涂層，投入輻射既非黑體輻射，更不是處于熱平衡，所以，表面吸收陽光的能力比本身輻射能力高出很多倍，這一現(xiàn)象與基爾霍夫定律不相矛盾。22請說明Nu、Bi的物理意義，Bi趨于0和趨于無窮時各代表什么樣的換熱條件？Nu數(shù)表明壁面上流體的無量綱溫度梯度Bi表明固體內部導熱熱阻與界面上換熱熱阻之比Bi趨于0時平板內部導熱熱阻幾乎可以忽略，因而任一時刻平板中各點的溫度接近均勻，并隨著時間的推移整體的下降，逐漸趨近于外界溫度。Bi趨于無窮時，表面的對流換熱熱阻幾乎可以忽略，因而過程一開始平板的表面溫度就被冷卻到外界溫度

19、，隨著時間的推移，平板內部各點的溫度逐漸下降而趨近于外界溫度。23舉例說明什么是溫室效應，以及產生溫室效應的原因位于太陽照耀下被玻璃封閉起來的空間，例如小轎車、培養(yǎng)植物的暖房等，其內的溫度明顯地高于外界溫度，這種現(xiàn)象稱為溫室效應。這是因為玻璃對太陽輻射具有強烈的選擇性吸收性，從而大部分太陽輻射能穿過玻璃進入有吸熱面的腔內，而吸熱面發(fā)出的常溫下的長波輻射卻被玻璃阻隔在腔內，從而產生了所謂的溫室效應。24數(shù)值分析法的基本思想對物理問題進行數(shù)值求解的基本思想可以概括為：把原來的時間、空間坐標系中連續(xù)的物理量的場，用有限個離散點上的值的集合來代替，通過求解按一定方法建立起來的關于這些值的代數(shù)方程，來獲

20、得離散點上被求物理量的值。25強化沸騰的方法強化沸騰的方法：1、強化大容器沸騰的表面結構，2、強化管內沸騰的表面結構。思考題1 試用簡練的語言說明導熱、對流換熱及輻射換熱三種熱傳遞方式之間的聯(lián)系和區(qū)別。答：導熱和對流的區(qū)別在于：物體內部依靠微觀粒子的熱運動而產生的熱量傳遞現(xiàn)象，稱為導熱；對流則是流體各部分之間發(fā)生宏觀相對位移及冷熱流體的相互摻混。聯(lián)系是：在發(fā)生對流換熱的同時必然伴生有導熱。導熱、對流這兩種熱量傳遞方式，只有在物質存在的條件下才能實現(xiàn)，而輻射可以在真空中傳播，輻射換熱時不僅有能量的轉移還伴有能量形式的轉換。2 以熱流密度表示的傅立葉定律、牛頓冷卻公式及斯忒藩玻耳茲曼定律是應當熟記

21、的傳熱學公式。試寫出這三個公式并說明其中每一個符號及其意義。答： 傅立葉定律：，其中，熱流密度；導熱系數(shù)；沿x方向的溫度變化率，“”表示熱量傳遞的方向是沿著溫度降低的方向。 牛頓冷卻公式：，其中，熱流密度；表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；固體表面溫度；流體的溫度。 斯忒藩玻耳茲曼定律：，其中，熱流密度；斯忒藩玻耳茲曼常數(shù)；輻射物體的熱力學溫度。3 導熱系數(shù)、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及傳熱系數(shù)的單位各是什么？哪些是物性參數(shù)，哪些與過程有關？答： 導熱系數(shù)的單位是：W/(m.K)； 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的單位是：W/(m2.K)； 傳熱系數(shù)的單位是：W/(m2.K)。這三個參數(shù)中，只有導熱系數(shù)是物性參數(shù)，其它均與過程有關。4 當熱量從

22、壁面一側的流體穿過壁面?zhèn)鹘o另一側的流體時，冷、熱流體之間的換熱量可以通過其中任何一個環(huán)節(jié)來計算（過程是穩(wěn)態(tài)的），但本章中又引入了傳熱方程式，并說它是“換熱器熱工計算的基本公式”。試分析引入傳熱方程式的工程實用意義。答：因為在許多工業(yè)換熱設備中，進行熱量交換的冷、熱流體也常處于固體壁面的兩側，是工程技術中經常遇到的一種典型熱量傳遞過程。5 用鋁制的水壺燒開水時，盡管爐火很旺，但水壺仍然安然無恙。而一旦壺內的水燒干后，水壺很快就燒壞。試從傳熱學的觀點分析這一現(xiàn)象。答：當壺內有水時，可以對壺底進行很好的冷卻（水對壺底的對流換熱系數(shù)大），壺底的熱量被很快傳走而不至于溫度升得很高；當沒有水時，和壺底發(fā)生

23、對流換熱的是氣體，因為氣體發(fā)生對流換熱的表面換熱系數(shù)小，壺底的熱量不能很快被傳走，故此壺底升溫很快，容易被燒壞。6 用一只手握住盛有熱水的杯子，另一只手用筷子快速攪拌熱水，握杯子的手會顯著地感到熱。試分析其原因。答：當沒有攪拌時，杯內的水的流速幾乎為零，杯內的水和杯壁之間為自然對流換熱，自熱對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小，當快速攪拌時，杯內的水和杯壁之間為強制對流換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，熱水有更多的熱量被傳遞到杯壁的外側，因此會顯著地感覺到熱。7 什么是串聯(lián)熱阻疊加原則，它在什么前提下成立？以固體中的導熱為例，試討論有哪些情況可能使熱量傳遞方向上不同截面的熱流量不相等。答：在一個串聯(lián)的熱量傳遞過程中，

24、如果通過每個環(huán)節(jié)的熱流量都相同，則各串聯(lián)環(huán)節(jié)的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)熱阻的和。例如：三塊無限大平板疊加構成的平壁。例如通過圓筒壁，對于各個傳熱環(huán)節(jié)的傳熱面積不相等，可能造成熱量傳遞方向上不同截面的熱流量不相等。8.有兩個外形相同的保溫杯A與B，注入同樣溫度、同樣體積的熱水后不久，A杯的外表面就可以感覺到熱，而B杯的外表面則感覺不到溫度的變化，試問哪個保溫杯的質量較好？答：杯子的保溫質量好。因為保溫好的杯子熱量從杯子內部傳出的熱量少，經外部散熱以后，溫度變化很小，因此幾乎感覺不到熱。1 試寫出導熱傅里葉定律的一般形式，并說明其中各個符號的意義。答：傅立葉定律的一般形式為：，其中：為空間某點的溫度梯

25、度；是通過該點的等溫線上的法向單位矢量，指向溫度升高的方向；為該處的熱流密度矢量。2 已知導熱物體中某點在x,y,z三個方向上的熱流密度分別為及，如何獲得該點的 熱密度矢量？答：，其中分別為三個方向的單位矢量量。3 試說明得出導熱微分方程所依據的基本定律。答：導熱微分方程式所依據的基本定律有：傅立葉定律和能量守恒定律。4 試分別用數(shù)學語言將傳熱學術語說明導熱問題三種類型的邊界條件。答： 第一類邊界條件： 第二類邊界條件： 第三類邊界條件：5 試說明串聯(lián)熱阻疊加原則的內容及其使用條件。答：在一個串聯(lián)的熱量傳遞過程中，如果通過每個環(huán)節(jié)的熱流量都相同，則各串聯(lián)環(huán)節(jié)的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)熱阻的和。使用

26、條件是對于各個傳熱環(huán)節(jié)的傳熱面積必須相等。7.通過圓筒壁的導熱量僅與內、外半徑之比有關而與半徑的絕對值無關，而通過球殼的導熱量計算式卻與半徑的絕對值有關，怎樣理解？答：因為通過圓筒壁的導熱熱阻僅和圓筒壁的內外半徑比值有關，而通過球殼的導熱熱阻卻和球殼的絕對直徑有關，所以絕對半徑不同時，導熱量不一樣。6 發(fā)生在一個短圓柱中的導熱問題，在下列哪些情形下可以按一維問題來處理？答：當采用圓柱坐標系，沿半徑方向的導熱就可以按一維問題來處理。8 擴展表面中的導熱問題可以按一維問題來處理的條件是什么？有人認為，只要擴展表面細長，就可按一維問題來處理，你同意這種觀點嗎？答：只要滿足等截面的直肋，就可按一維問題

27、來處理。不同意，因為當擴展表面的截面不均時，不同截面上的熱流密度不均勻，不可看作一維問題。9 肋片高度增加引起兩種效果：肋效率下降及散熱表面積增加。因而有人認為，隨著肋片高度的增加會出現(xiàn)一個臨界高度，超過這個高度后，肋片導熱熱數(shù)流量反而會下降。試分析這一觀點的正確性。答：錯誤，因為當肋片高度達到一定值時，通過該處截面的熱流密度為零。通過肋片的熱流已達到最大值，不會因為高度的增加而發(fā)生變化。10 在式（2-57）所給出的分析解中，不出現(xiàn)導熱物體的導熱系數(shù)，請你提供理論依據。答：由于式（2-57）所描述的問題為穩(wěn)態(tài)導熱，且物體的導熱系數(shù)沿x方向和y方向的數(shù)值相等并為常數(shù)。11 有人對二維矩形物體中

28、的穩(wěn)態(tài)無內熱源常物性的導熱問題進行了數(shù)值計算。矩形的一個邊絕熱，其余三個邊均與溫度為的流體發(fā)生對流換熱。你能預測他所得的溫度場的解嗎？答：能，因為在一邊絕熱其余三邊為相同邊界條件時，矩形物體內部的溫度分布應為關于絕熱邊的中心線對稱分布。第三章試說明集總參數(shù)法的物理概念及數(shù)學處理的特點 答：當內外熱阻之比趨于零時，影響換熱的主要環(huán)節(jié)是在邊界上的換熱能力。而內部由于熱阻很小而溫度趨于均勻，以至于不需要關心溫度在空間的分布，溫度只是時間的函數(shù)，數(shù)學描述上由偏微分方程轉化為常微分方程、大大降低了求解難度。1. 在用熱電偶測定氣流的非穩(wěn)態(tài)溫度場時,怎么才能改善熱電偶的溫度響應特性?答：要改善熱電偶的溫度

29、響應特性，即最大限度降低熱電偶的時間常數(shù),形狀上要降低體面比，要選擇熱容小的材料，要強化熱電偶表面的對流換熱。2. 試說明”無限大平板”物理概念,并舉出一二個可以按無限大平板處理的非穩(wěn)態(tài)導熱問題 答；所謂“無限大”平板，是指其長寬尺度遠大于其厚度，從邊緣交換的熱量可以忽略不計，當平板兩側換熱均勻時，熱量只垂直于板面方向流動。如薄板兩側均勻加熱或冷卻、爐墻或冷庫的保溫層導熱等情況可以按無限大平板處理。3. 什么叫非穩(wěn)態(tài)導熱的正規(guī)狀態(tài)或充分發(fā)展階段?這一階段在物理過程及數(shù)學處理上都有些什么特點? 答：非穩(wěn)態(tài)導熱過程進行到一定程度,初始溫度分布的影響就會消失，雖然各點溫度仍隨時間變化,但過余溫度的比

30、值已與時間無關，只是幾何位置()和邊界條件(Bi數(shù))的函數(shù)，亦即無量綱溫度分布不變，這一階段稱為正規(guī)狀況階段或充分發(fā)展階段。這一階段的數(shù)學處理十分便利，溫度分布計算只需取無窮級數(shù)的首項進行計算。4. 有人認為,當非穩(wěn)態(tài)導熱過程經歷時間很長時,采用圖3-7記算所得的結果是錯誤的.理由是： 這個圖表明,物體中各點的過余溫度的比值與幾何位置及Bi有關,而與時間無關.但當時間趨于無限大時,物體中各點的溫度應趨近流體溫度,所以兩者是有矛盾的。你是否同意這種看法,說明你的理由。 答：我不同意這種看法，因為隨著時間的推移，雖然物體中各點過余溫度的比值不變但各點溫度的絕對值在無限接近。這與物體中各點溫度趨近流

31、體溫度的事實并不矛盾。5. 試說明Bi數(shù)的物理意義。及各代表什么樣的換熱條件?有人認為, 代表了絕熱工況,你是否贊同這一觀點,為什么? 答；Bi數(shù)是物體內外熱阻之比的相對值。時說明傳熱熱阻主要在邊界，內部溫度趨于均勻，可以用集總參數(shù)法進行分析求解；時，說明傳熱熱阻主要在內部，可以近似認為壁溫就是流體溫度。認為代表絕熱工況是不正確的，該工況是指邊界熱阻相對于內部熱阻較大，而絕熱工況下邊界熱阻無限大。6. 什么是分非穩(wěn)態(tài)導熱問題的乘積解法,他的使用條件是什么?答；對于二維或三維非穩(wěn)態(tài)導熱問題的解等于對應幾個一維問題解的乘積，其解的形式是無量綱過余溫度，這就是非穩(wěn)態(tài)導熱問題的乘積解法，其使用條件是恒

32、溫介質，第三類邊界條件或邊界溫度為定值、初始溫度為常數(shù)的情況。8.什么是”半無限大”的物體?半無限大物體的非穩(wěn)態(tài)導熱存在正規(guī)階段嗎? 答：所謂“半大限大”物體是指平面一側空間無限延伸的物體：因為物體向縱深無限延伸，初臉溫度的影響永遠不會消除，所以半死限大物體的非穩(wěn)念導熱不存在正規(guī)狀況階段。9.冬天，72的鐵與600的木材摸上去的感覺一樣嗎，為什么？10.本章的討論都是對物性為常數(shù)的情形作出的,對物性溫度函數(shù)的情形,你認為怎樣獲得其非穩(wěn)態(tài)導熱的溫度場? 答：從分析解形式可見，物體的無量綱過余溫度是傅立葉數(shù)（）的負指數(shù)函數(shù)，即表示在相同尺寸及換熱條件下，導溫系數(shù)越大的物體到達指定溫度所需的時間越短

33、、這正說明導溫系數(shù)所代表的物理含義。1、試用簡明的語言說明熱邊界層的概念。答：在壁面附近的一個薄層內，流體溫度在壁面的法線方向上發(fā)生劇烈變化，而在此薄層之外，流體的溫度梯度幾乎為零，固體表面附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的這一薄層稱為溫度邊界層或熱邊界層。2、與完全的能量方程相比，邊界層能量方程最重要的特點是什么？答：與完全的能量方程相比，它忽略了主流方向溫度的次變化率，因此僅適用于邊界層內，不適用整個流體。3、式（54）與導熱問題的第三類邊界條件式（217）有什么區(qū)別？答：（54） （211）式（54）中的h是未知量，而式（217）中的h是作為已知的邊界條件給出，此外（217）中的為固體導熱系數(shù)而

34、此式為流體導熱系數(shù)，式（54）將用來導出一個包括h的無量綱數(shù)，只是局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，而整個換熱表面的表面系數(shù)應該把牛頓冷卻公式應用到整個表面而得出。4、式（54）表面，在邊界上垂直壁面的熱量傳遞完全依靠導熱，那么在對流換熱中，流體的流動起什么作用？答：固體表面所形成的邊界層的厚度除了與流體的粘性有關外還與主流區(qū)的速度有關，流動速度越大，邊界層越薄，因此導熱的熱阻也就越小，因此起到影響傳熱大小5、對流換熱問題完整的數(shù)字描述應包括什么內容？既然對大多數(shù)實際對流傳熱問題尚無法求得其精確解，那么建立對流換熱問題的數(shù)字描述有什么意義？ 答：對流換熱問題完整的數(shù)字描述應包括：對流換熱微分方程組及定解條件，

35、定解條件包括，（1）初始條件 （2）邊界條件 （速度、壓力及溫度）建立對流換熱問題的數(shù)字描述目的在于找出影響對流換熱中各物理量之間的相互制約關系，每一種關系都必須滿足動量，能量和質量守恒關系，避免在研究遺漏某種物理因素。1、什么叫做兩個現(xiàn)象相似，它們有什么共性？答：指那些用相同形式并具有相同內容的微分方程式所描述的現(xiàn)象，如果在相應的時刻與相應的地點上與現(xiàn)象有關的物理量一一對于成比例，則稱為兩個現(xiàn)象相似。凡相似的現(xiàn)象，都有一個十分重要的特性，即描述該現(xiàn)象的同名特征數(shù)（準則）對應相等。（1） 初始條件。指非穩(wěn)態(tài)問題中初始時刻的物理量分布。（2） 邊界條件。所研究系統(tǒng)邊界上的溫度（或熱六密度）、速度

36、分布等條件。（3） 幾何條件。換熱表面的幾何形狀、位置、以及表面的粗糙度等。（4） 物理條件。物體的種類與物性。2試舉出工程技術中應用相似原理的兩個例子3當一個由若干個物理量所組成的試驗數(shù)據轉換成數(shù)目較少的無量綱以后，這個試驗數(shù)據的性質起了什么變化？4外掠單管與管內流動這兩個流動現(xiàn)象在本質上有什么不同？5、對于外接管束的換熱，整個管束的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)只有在流動方向管排數(shù)大于一定值后才與排數(shù)無關，試分析原因。答：因后排管受到前排管尾流的影響（擾動）作用對平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響直到10排管子以上的管子才能消失。6、試簡述充分發(fā)展的管內流動與換熱這一概念的含義。答：由于流體由大空間進入管內時，管內

37、形成的邊界層由零開始發(fā)展直到管子的中心線位置，這種影響才不發(fā)生變法，同樣在此時對流換熱系數(shù)才不受局部對流換熱系數(shù)的影響。7、什么叫大空間自然對流換熱？什么叫有限自然對流換熱？這與強制對流中的外部流動和內部流動有什么異同？答：大空間作自然對流時，流體的冷卻過程與加熱過程互不影響，當其流動時形成的邊界層相互干擾時，稱為有限空間自然對流。這與外部流動和內部流動的劃分有類似的地方，但流動的動因不同，一個由外在因素引起的流動，一個是由流體的溫度不同而引起的流動。 8簡述射流沖擊傳熱時被沖擊表面上局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的分布規(guī)律9簡述的物理意義數(shù)有什么區(qū)別？10對于新遇到的一種對流傳熱現(xiàn)象，在從參考資料中尋找換

38、熱的特征數(shù)方程時要注意什么？1.什么叫膜狀凝結，什么叫珠狀凝結?膜狀凝結時熱量傳遞過程的主要阻力在什么地方？答：凝結液體在壁面上鋪展成膜的凝結叫膜狀凝結，膜狀凝結的主要熱阻在液膜層，凝結液體在壁面上形成液珠的凝結叫珠狀凝結。2在努塞爾關于膜狀凝結理論分析的8條假定中，最主要的簡化假定是哪兩條?答：第3條，忽略液膜慣性力，使動量方程得以簡化；第5條，膜內溫度是線性的，即膜內只有導熱而無對流，簡化了能量方程。3有人說，在其他條件相同的情況下水平管外的凝結換熱一定比豎直管強烈，這一說法一定成立？答；這一說法不一定成立，要看管的長徑比。4為什么水平管外凝結換熱只介紹層流的準則式？常壓下的水蒸氣在的水平

39、管外凝結，如果要使液膜中出現(xiàn)湍流，試近似地估計一下水平管的直徑要多大?答：因為換熱管徑通常較小，水平管外凝結換熱一般在層流范圍。對于水平橫圓管：臨界雷諾數(shù)由,查表：由，查表： 即水平管管徑達到2.07m時，流動狀態(tài)才過渡到湍流。5試說明大容器沸騰的曲線中各部分的換熱機理。6對于熱流密度可控及壁面溫度可控的兩種換熱情形，分別說明控制熱流密度小于臨界熱流密度及溫差小于臨界溫差的意義，并針對上述兩種情形分別舉出一個工程應用實例。答：對于熱流密度可控的設備，如電加熱器，控制熱流密度小于臨界熱流密度，是為了防止設備被燒毀，對于壁溫可控的設備，如冷凝蒸發(fā)器，控制溫差小于臨界溫差，是為了防止設備換熱量下降。7試對比水平管外膜狀凝結及水平管外膜態(tài)沸騰換熱過程的異同。答：穩(wěn)定膜態(tài)沸騰與膜狀凝結在物理上同屬相變換熱，前者熱量必須穿過熱阻較大的汽膜，后者熱量必須穿過熱阻較大的液膜，前者熱量由里向外，后者熱量由外向里。8從換熱表面的結構而言，強化凝結換熱的基本思想是什么?強化沸騰換熱的基本思想是什么？答：從換熱表面的結構而言，強化凝結換熱的基本思想是盡量減薄粘滯在換熱表面上液膜的厚度，強化沸騰換熱的基本思想是盡量增加換熱表