传热学问答题

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1、1、试分析室内暖气片的散热过程，各个环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。答：有以下换热环节及传热方式：(1)由热水到暖气片管道内壁，热传递方式为强制对流换热；(2)由暖气片管道内壁到外壁，热传递方式为固体导热；(3)由暖气片管道外壁到室内空气，热传递方式有自然对流换热和辐射换热。2、写出Nu、Re、Pr、Bi、Fo数的表达式，并说明其物理意义。答：（1）努谢尔特数，，它表示壁面法向无量纲过余温度梯度的大小，或反映对流换热的强弱。（2）雷诺数，，它表示流体流动时惯性力与粘性力的相对大小。（3）普朗特

2、数，，它反映了流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小。（4）毕渥数，，它表示物体内部导热热阻与物体表面对流换热热阻的比值。（5）傅立叶数，，是非稳态导热过程的无量纲时间,它表示非稳态导热过程进行的深度。3、热扩散系数是表征什么的物理量？它与导热系数的区别是什么？答：热扩散率，与导热系数一样都是物性参数，它是表征物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向均匀一致的能力。热扩散率取决于导热系数和的综合影响；而导热系数λ是反映物体的导热能力大小的物性参数。一般情况下，稳态导热的温度分布取决于物体的导热系数，但非稳

3、态导热的温度分布不仅取决于物体的导热系数，还取决于物体的导温系数。 4、集总参数法的适用条件是什么？满足集总参数法的物体，其内部温度分布有何特点？答：集总参数法的适用条件是Bi<0.1，其特点是当物体内部导热热阻远小于外部对流换热热阻时，物体内部在同一时刻均处于同一温度，物体内部的温度仅是时间的函数，而与位置无关8、影响强制对流换热的表面换热系数的因素有哪些？答：影响强制对流换热的表面换热系数的因素有流态、流体的物性、换热表面的几何因素等，用函数表示为：9、沸腾换热的临界热流密度的含义是什么？答：在泡态沸腾阶

4、段时，液体温度与壁面温度之差若进一步增大，汽泡在表面上生成、长大，随后引因浮力作用而离开表面。沸腾的液体主体温度这时有一定的过热度，故汽泡通过液体层时还会继续被加热、膨胀，直到逸出液面，由于气泡的大量迅速生成和它的剧烈运动，换热强度剧增，热流密度随的提高而急剧增大，直到达到热流密度的峰值，此时的热流密度称为临界热流密度。当进一步增大时，热流密度又开始下降。14、不凝结气体对表面凝结换热强弱有何影响？答：不凝结气体的存在，一方面使凝结表面附近蒸汽的分压力降低，从而蒸汽饱和温度降低，使得传热驱动力即温差减小；另一

5、方面，凝结蒸汽穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散，从而增加了阻力。因此，上述两方面原因导致凝结换热时的表面传热系数降低。15、空气横掠垂直管束时，沿流动方向管排数越多，换热越强，而蒸汽在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管排数越多，换热强度降低，为什么？答：空气横掠垂直管束时，沿流动方向管排数越多，气流扰动越强，换热越强，而蒸汽在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管排数越多，凝结液膜越厚，凝结换热热阻越大，换热强度降低。16、写出时间常数的表达式，时间常数是从什么导热问题中定义出来的？它与哪些因素有关？答：时间

6、常数的表达式为，是从非稳态导热问题中定义出来的，它不仅取决于几何参数V/A,物性参数PC，还取决于换热条件h。8、其它条件相同时，同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比，哪个的表面换热系数大？为什么？答：同一根管子横向冲刷比纵向冲刷相比的表面换热系数大。因为纵向冲刷时相当于外掠平板的流动，热边界层较厚，热阻较大；而横向冲刷时热边界层较薄且在边界层由于分离而产生的旋涡，增加了流体扰动，因而换热增强。23、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？答：采用空心砖较好，因为空心砖内部充满着空气，而空

7、气的导热系数相对较小，热阻较大，空心砖导热性较之实心砖差，同一条件下空心砖的房间的散热量小保温性好。25、北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上、下表面的哪一面上容易结霜？为什么？答：霜会容易结在树叶的上表面，因为树叶上表面朝向太空，而太空表面的温度会低于摄氏零度；下表面朝向地面，而地球表面的温度一般在零度以上。相对于下表面来说，树叶上表面向外辐射热量较多，温度下降的快，一旦低于零度时便会结霜。27、窗玻璃对红外线几乎是不透过的，但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和？答：窗玻璃对红外线几乎不透过，

8、但对可见光则是可透过的，当隔着玻璃晒太阳时，太阳光可以穿过玻璃进入室内，而室内物体发出的红外线却被阻隔在室内，因房间内温度越来越高，从而感到暖和。29、用热电偶监测气流温度随时间变化规律时，应如何选择热电偶节点的大小？答：在其它条件相同时，热电偶节点越大，它的温度变化一定幅度所需要吸收（或放出）的热量越多，此时虽然节点换热表面积也有所增大，但其增大的幅度小于体积增大的幅度。故综合地讲，节点大的热电偶