传热学名词解释及简答题.docx

1. 热传导：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。2. 传热系数：在数值上等于冷、热流体间温差t=1、传热面积A=1m2时的热流量的值，它表征传热过程的强烈程度。3. 传热过程：热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧的低温流体的过程。4. 温度场：指各个时刻物体内各点温度组成的集合，又称温度分布。一般的，物体的温度场是时间和空间的函数。5. 等温面：同一瞬间，温度场中所有温度相同的点所组成的面。6. 等温线：在任何一个二维截面上，等温面表现为等温线。7. 温度梯度：在温度场中某点处沿等温面的法向的最大方向导数，。8. 热流量：单位时间内通过某一给定面积的热量。记为。9. 热流密度：通过单位面积的热流量。记为q。10. 热对流：由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。11. 表面传热系数：单位面积上，流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的能量。12. 对流传热：流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。13. 自然对流：由于流体冷、热各部分的密度不同而引起流体的流动。14. 强制对流：流体的流动是由于水泵、风机或者其他压差作用所造成。15. 沸腾传热（凝结传热）：液体在热表面上沸腾（及蒸汽在冷表面上凝结）的对流传热。16. 入口段和充分发展段：流体从进入管口开始，需经历一段距离，管断面流速分布和流动状态才能达到定型，这一段距离通称进口段。之后，流态定型，流动达到充分发展，称为流动充分发展段。17. 自模化现象：自然对流紊流的表面传热系数与定型尺寸无关的现象。18. 辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式。19. 热辐射：物体会因各种原因发出辐射能，其中因热的原因而发出辐射能的现象称。20. 辐射传热：辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射的方式进行的物体间的热量传递。21. 黑体：指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。22. 傅里叶导热定律：在导热过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂直该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。23. 保温材料：国家标准规定，凡平均温度不高于350，导热系数不大于 0.12w/(mk)的材料。24. 热扩散率（热扩散系数/导温系数）：，表示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。a越大，表示物体内部温度扯平的能力越大，材料中温度变化传播的越迅速。25. 接触热阻：两个名义上互相接触的固体表面，实际上接触仅发生在一些离散的面积元上，在未接触截面之间的间隙中充满空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层。这种情况下与两固体表面真正完全接触相比，增加了附加的传递阻力。26. 肋效率：衡量肋片散热有效程度的指标，定义为在肋片表面平均温度下，肋片的实际散热量与假定整个肋片表面处在肋基温度时的理想散热量的比值。27. 肋面总效率：28. 形状因子S：将有关涉及物体几何形状和尺寸的因素归纳在一起。形状因子仅适用于计算发生在两个等温表面之间的导热热流量。形状因子S是有量纲的物理量，其单位是m。29. 蓄热系数：，当物体表面温度波振幅为1时，导入物体的最大热流密度。S越大感觉越冰冷。30. 非稳态导热：物体的温度随时间而变化的导热过程。31. 特征数（准则数）：表征某一类物理现象或者物理过程特征的无量纲数。32. 特征长度：出现在特征数定义式中的几何尺度。33. 集中参数法：当Bi0k时，就有辐射能发射；在辐射传热过程中，不仅有能量的转移，而且伴随有能量形式的转换。即在发射时，从热能转换为辐射能；在吸收时，由辐射能转换为热能；3） 辐射传热是一种双向传热过程，即不仅高温物体向低温物体辐射热能，而且低温物体也向高温物体辐射热能；4） 物体的辐射能力与温度有关，同一温度下不同物体的辐射与吸收本领也不大一样。17. 解释现象：某办公室由中央空调系统维持室内恒温，人们注意到尽管冬夏两季室内都是20度，但感觉却不同。这是因为冬夏两季室外温度不同，在对流传热的作用下，导致冬夏两季墙壁的温度是不同的。考虑辐射传热，人体与墙壁之间进行辐射传热，由于冬天的壁温较低，所以冬天人体与墙壁之间的辐射传热量更大。所有尽管冬夏两季室内温度都是20度，但是人的感觉是不一样的。18. 对流传热和热对流有何本质上的区别？对流传热不是基本的传热方式。它是流体与相互接触的固体表面之间的热能传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果；而热对流时由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热能传递现象，热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。19. 判断：流体发生热对流时，必然会伴有导热。对20. 肋片高度增加引起两种效果：肋效率下降及散热表面积增加。因而有人认为，随着肋片高度的增加会出现一个临界高度，超过这个高度之后，肋片的导热热流反而会下降。试分析这一观点的正确性。这个观点是不正确的。计算公式表明，肋片散热量与mH的双曲正切成正比，而双曲正切是单调增加函数，所以散热量不会随高度增加而下降。且随着H增加，th（mH）1，而当th（mH）=1后，其值为无限长细长杆的散热量。21. 对于无限大平板的一维稳态导热问题，试说明在三类边界条件中，两侧面边界条件的哪些组合可以使平板中的温度场获得确定的解？两侧面不能全为第二类边界条件，因为对于稳态无内热源的情况，平壁两侧热流密度相等，对于稳态有内热源的情况，两侧热流必须与内热源平衡，所以两侧热流密度并不相互独立，其他情况对边界条件没有限制。22. 导热微分方程所依据的基本定律傅里叶定律和能量守恒定律23. 常物性、无内热源的稳态导热方程中，不包含任何物性量，这是否说明导热物体中的温度分布与导热物体的物性无关，为什么？若有一侧的边界条件是第三类边界条件，则平壁内的温度分布与物性参数有关。否则，在无内热源稳态的情况下，平壁内的温度分布与材料的物性参数无关。实际上，若有一侧为第二类边界条件，壁温为均匀分布。24. 对于球层绝热，有无“临界热绝缘直径”问题？同样有，因为对流热阻和导热热阻均与半径有关，且两者随半径变化规律相反，故存在极值。25. 判断：湿材料的导热系数可以比谁的导热系数还要大。对26. 判断：电线上包有的绝缘层可以起到帮助散热的作用。错27. 判断：导热微分方程是导热的普遍规律的数学描写，所以它对任意物体的内部和边界都适用。对28. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时，怎样才能改善热电偶的温度响应特性？要改善热电偶的温度响应特性，即最大限度降低热电偶的时间常数，在形状上要降低体面比，要选择热容小的材料，要强化热电偶表面的对流换热。30. 试说明“无限大”平板的物理概念，并举出一两个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题。所谓“无限大”平板，是指其长度尺度远大于其厚度，从边缘交换的热量可以忽略不计，当平板两侧换热均匀时，热量只垂直于板面流动。如薄板两侧均匀加热或冷却、炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。31. 什么是“半无限大”的物体？半无限大物体的非稳态导热存在正规状况阶段么？所谓“半无限大”物体是指平面一侧空间无限延伸的物体。因为物体向纵深无限延伸，初始温度的影响永远不会消除，所以半无限大物体的非稳态导热不存在正规状况阶段。32. 推导导热微分方程的步骤和过程与用热平衡法建立节点温度离散方程的过程十分相似，为什么前者得到的是精确描写，后者解出的却是近似解。差分方程与微分方程的主要区别是前者用有限小量代替了后者的无限小量，前者用各离散点参数代替了后者的连续参数。实际上物体中的物理参数是时间和空间的连续函数，所以说微分方程解是精确解，而差分方程解是近似解。33. 什么是显式格式？什么是显式格式计算中的稳定性问题？什么是隐式格式？在非稳态导热的差分分析中，取温度对时间的向前差分，使后一时刻的温度分布完全取决于前一时刻的温度分布，而不必联立方程求解，这样的差分格式称显式格式。在显式计算中，时间步长和空间步长的选择会影响求解过程的稳定性，选择得不适当会使温度产生震荡，而不收敛于某一数值，这是不符现实的。对于隐式格式来说，节点n的下一时刻的温度是用自身节点和当前时刻以及相邻节点的下一时刻温度来表示的，因此必须一次列出全部待求节点差分方程并联立求解。34. 分析显式差分和隐式差分格式的稳定性特性。在应用显式差分格式计算时，一旦选定，的选择就不能是任意的，要受到稳定性条件式的限制。隐式差分格式：因为它是联系求解节点离散方程组得出各节点温度，所以这种计算时无条件稳定的，和可以任意独立的选取而不受限制。但计算工作量较大。35. 什么是内部流动？什么是外部流动？所谓内部流动是指流体流过与之换热的管壁内部，其流动边界层与热边界层不能自由发展，最后汇合于管道中心。而外部流动指的是换热壁面上的流动边界层和热边界层可以自由发展，存在一个边界层外的区域。36. 对于外掠管束的换热，整个管束的平均表面传热系数只有在流动方向管排数大于一定值后才与排数无关，试分析原因。原因是上游排管尾流扰动对后排管传热的影响知道一定排数后才能消失。37. 什么叫大空间自然对流换热？什么叫有限空间自然对流换热？这与强制对流中的外部流动及内部流动有什么异同？所谓大空间指的是边界层可以自由生长的空间，而有限空间指的是边界层相互干扰的空间，与强制对流相比，除流动的成因不同外，就边界层的生长方式而言，大空间类似于外部流动，有限空间类似于内部流动。38. 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。对于热流密度可控的设备，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，对比壁温可控的设备，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。39. 从换热表面的结构而言，强化凝结换热的基本思想是什么？强化沸腾换热的基本思想是什么？从换热表面的结构而言，强化凝结换热的基本思想是尽量减薄粘滞在换热表面上液膜的厚度，强化沸腾换热的基本思想是尽量增加换热表面的汽化核心数。40. 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？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。41. 管外流动换热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，（横向）冲刷方式换热更为强烈，这可以解释为（横向冲刷边界层厚度相对纵向冲刷薄，而且绕流脱体会强化换热）。42. 试比较竖壁上自然对流与膜状凝结的异同。1） 都是竖壁表面与流体的换热，自然对流主要作用力为浮升力和粘性力，膜状凝结的主要作用力为中立和粘性力。2） 都存在层流和湍流两种流态，其中自然对流是气体的流动状态；膜状凝结指的是液膜凝结液的流动状态。43. 判断：对细长管外的凝结换热来说，水平放置比垂直放置好。错44. 判断：竖壁层流膜状凝结时，壁越高，凝结表面传热系数越大。对45. 沸腾换热时，管子应尽量（水平布置），以免出现汽水分层。46. 换热器热力计算主要基于（热平衡方程式和传热方程式）。47. 以等截面直肋为例，试用热阻的概念简要说明在什么条件采用肋化表面可以得到强化换热的效果，何时得不到强化换热的效果（仅考虑一侧壁面与流体间的换热）。设置肋片使导热热阻增加较少，而换热热阻降低较多，使总热阻下降，起到强化传热的作用。但当外径小于临界直径时，增加保温层厚度反而会强化传热。因此，理论上只有当肋化系数与肋面总效率的乘积小于1时，肋化才会削弱传热。48. 试述法与平均温差法相比所具有的优点。在中t对传热系数k的影响是通过定性温度来体现的，显然远不如对流平衡热量或平均温差影响那么大，在这点上法有一定优越性。