《传热学期末复习》word版

《《传热学期末复习》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、1．写出矢量傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义。：传递的热流密度矢量；：空间某点的温度梯度；：通过该点的等温线上的法向单位矢量，方向指向温度升高的方向；：导热系数2．简述温度场，等温面，等温线的概念。物体中存在着温度的场，称为温度场，它是各时刻物体中各点温度分布的总称。温度场中同一瞬间同温度各点连成的面称为等温面。在任何一个二维的截面上等温面表现为等温线。3．试利用能量守恒定律和傅立叶定律推导导热微分方程。从导热物体中取出一个任意的微元平行六面体，假定导热物体是各向同性的。如图所示，任一方向的热流量可以分解成、、坐标轴方向的分热流量、及。

2、通过、、三个微元表面导入微元体的热流量可根据傅立叶定律写出为（a）通过、、三个表面导出微元体的热流量亦可按傅立叶定律写出如下：（b）对于微元体，按照能量守恒定律，在任一时间间隔内有如下热平衡关系：导入微元体的总热流量＋微元体内热源的生成热＝导出微元体的总热流量＋微元体热力学能（即内能）的增量（c）其中：微元体热力学能的增量＝（d）微元体内热源的生成热＝（e）将式（a）、（b）、（d）及（e）代入式（c），整理得三维非稳态导热微分方程的一般形式：3．试使用热阻概念，计算通过单层和多层平板，圆筒和球壳壁面的一维导热稳态导热。（1）设单层平板壁厚为，导

3、热系数为，两个表面分别维持均匀而恒定的温度和，则单层平板的面积热阻为，热流密度为。（2）多层平板时，设第层平板的壁厚为，导热系数为，多层平板两端的温度为和，则多层平板的总热阻为，热流密度为。（3）设圆筒内外半径分别为、，导热系数为，内外表面分别维持均匀恒定的温度和，则圆筒壁的热阻为，热流密度为。（4）设空心球壳内外半径分别为、，导热系数为，内外表面分别维持均匀恒定的温度和，则球壳壁面的热阻为，热流量为。7．什么是肋效率？肋效率1．简述非稳态导热的分类及各类型的特点。根据物体随时间的推移而变化的特性可以将非稳态导热区分为两类：物体的温度随时间的推移

4、逐渐趋近于恒定的值及物体的温度随时间而作周期性的变化。前者物体中的温度分布存在着两个不同的阶段。在第一阶段里，温度分布呈现出主要受初始温度分布控制的特性，即在这一阶段中物体中的温度分布受初始温度分布很大的影响。这一初始阶段称为非正规状况阶段。当过程进行到一定深度时，物体的初始温度分布的影响逐渐消失，物体中不同时刻的温度分布主要取决于边界条件和物性，此时非稳态导热过程进入到了第二个阶段，即正规状况阶段。后者物体中各点的温度及热流密度都随时间作周期性的变化。2．简述准则数，准则数的定义及物理意义。，表征固体内部导热热阻与其界面上换热热阻比值的无量纲数

5、。，非稳态过程的无量纲时间，表征过程进行的深度。3．和各代表什么样的换热条件？，时，，物体内部的导热热阻几乎可以忽略，因而任一时刻物体中各点的温度接近均匀，并随着时间的推移，逐渐趋近于周围流体的温度。时，，表面对流换热热阻几乎可以忽略，因而过程一开始物体的表面温度变化到周围流体温度。随着时间的推移，物体内部各点的温度逐渐趋近于周围流体的温度。4．简述集总参数法的物理意义及应用条件。忽略物体内部导热热阻的简化分析方法称为集总参数法。如果物体的导热系数相当大，或者几何尺寸很小，或表面换热系数极低，则其导热问题都可能属于这一类型的非稳态导热问题。一般以

6、式作为容许采用集总参数法的判断条件，其中是与物体几何形状有关的无量纲数。6．简述时间常数的定义及物理意义。时间常数。当时间时，物体的过余温度已经达到了初始过余温度的36.8％。在用热电偶测定流体温度的场合，热电偶的时间常数是说明热电偶对流体温度变动响应快慢的指标。时间常数越小，热电偶越能迅速反映出流体温度的变动。热电偶对流体温度变化反应的快慢取决于自身的热容量（）及表面换热条件（）。热容量越大，温度变化得越慢；表面换热条件越好（越大），单位时间内传递的热量越多，则越能使热电偶的温度迅速接近被测流体的温度。时间常数反映了这两种影响的综合效果。1．对

7、流换热是如何分类的？影响对流换热的主要物理因素有哪些？对流换热的分类如下所示：影响对流换热的因素主要有以下五个方面：（1）流体流动的起因；（2）流体有无相变；（3）流体的流动状态；（4）换热表面的几何因素；（5）流体的物理性质。3．自然对流和强制对流在数学方程的描述上有何本质区别？自然对流和强制对流的数学方程的区别主要是动量守恒方程上。4．从流体的温度场分布可以求出对流换热系数（表面传热系数），其物理机理和数学方法是什么?当粘性流体在壁面上流动时，由于粘性的作用，在靠近壁面的地方流速逐渐减小，而在贴壁处流体将被滞止而处于无滑移状态。即在贴壁处流体

8、没有相对于壁面的流动。贴壁处这一极薄的流体层相对于壁面是不流动的，壁面与流体间的热量传递必须穿过这个流体层，而穿过不流动的流体层的热量传