传热学典型例题讲解PPT演示课件

发布于:2021-06-11 04:31:57

1、简答题 (Brief answers) 2、分析题 (Analysis) 3、计算题 (Calculations) 1 简答题 (Brief answers) 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。 Analyze the heat transfer process of a room heater. How many heat transfer modes(方式) are there? Suppose that warm water flows in inner tube of the heater. 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 2、写出Nu、Re、Pr、Bi、Fo 数的表达式,并说明其物理意 义。 Write the expressions of Nusselt number Nu、Reynolds number Re、Prandtl number Pr、Biot number Bi and Fo number, and indicate their physical meanings. hl 答:(1)努谢尔特数,Nu ,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, Re ul ,它表示流体流动时惯性力与粘性力 的 ( 传相3递)对能普大力朗小的特相。数对,大Pr小 。a ,它反映了流体的动量传递能力与热量 hl (4)毕渥数,Bi ,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。 ( 它5表)示傅非立稳叶态数导,热F过o 程a进2 行,的是深非度稳。态导热过程的无量纲时间, 3 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? What is the meaning of thermal diffusivity(扩散率) a? What is the difference of thermal diffusivity and thermal conductivity λ? 答:热扩散率 a ,与导热系数一样都是物性参数, c 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 c 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 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? What are the conditions necessary for a lumpedcapacity method(集总参数法) to apply? What is the characteristics of the solid used lumped-capacity method? 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。 5 5、什么是灰体? What is gray body? 答:如果某物体的光谱发射率 不随波长发生变化, 这种物 体称为灰体。或光谱吸收率与波长无关的物体。 6、什么是漫射表面? What is diffuse(漫射) surface? 答:通常把服从兰贝特定律的表面称为漫射表面,即该表 面的定向辐射强度与方向无关。或物体发射的辐射强度与 方向无关的性质叫漫辐射,具有这样性质的表面称为漫射 表面。 6 7、什么是肋片效率? What is fin efficiency? 答:在肋片表面*均温度下,肋片的实际散热量与假定整 个肋片表面都处在肋基温度时的理想散热量的比值称为肋 片效率。 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: h f (u, tw , t f , , c p , , , ,l) 7 9、沸腾换热的临界热流密度的含义是什么? 答:在泡态沸腾阶段时,液体温度与壁面温度之差t 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t 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 t 进一 步增大时,热流密度又开始下降。 8 10、利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗 电量大还是未结霜冰箱耗电量大?为什么? 答:在其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱的蒸发 器和冰箱的冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加的热 阻,因此,冷冻室(或冷藏室)要达到相同的温度,必须 要求蒸发器处于更低的温度。所以,结霜的冰箱的耗电量 要大。 11、圆管临界热绝缘直径与哪些因素有关? 答:圆管临界热绝缘直径 dc 2ins h2 ,它不仅取决于保温层 材料的导热系数 ins ,还取决于表面传热系数h2。 9 12、为什么珠状凝结表面换热系数比膜状凝结表面换热系 数大? 答:膜状凝结换热时沿整个壁面形成一层液膜,并且在重 力的作用下流动,凝结放出的汽化潜热必须通过液膜,因 此,液膜厚度直接影响了热量传递。 珠状凝结换热时,凝结液体不能很好的浸润壁面,仅 在壁面上形成许多小液珠,此时壁面的部分表面与蒸汽直 接接触,因此,换热速率远大于膜状凝结换热。 13、增

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