东南大学传热学名词解释+分析题整理笔记.docx

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东南大学传热学名词解释+分析题整理笔记

第一章

1.热传导物体各部分之间不发生相对位移，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.热流量单位时间内通过某一给定面积的热量。

3.热对流指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。

4.导热系数表征材料导热性能优劣的参数，数值上等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。

取决于物质的种类和热力状态（温度和压力等）

5.对流换热流体流过固体表面时，对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面之间产生热量传递的过程。

6.辐射物体通过电磁波来传递能量的方式。

7.热辐射物体因热的原因而发出辐射能的现象。

8.辐射传热物体不断向空间发出热辐射，又不断吸收其他物体的热辐射，辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。

9.传热过程热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。

10.传热系数表征传热过程强烈尺度的标尺，数值上等于冷热流体间温差1℃、传热面积1㎡时的热流量的值。

11.传热过程热阻面积热阻（见P14）

第二章

1.温度场各个时刻物体中各点温度所组成的集合。

2.稳态温度场物体中各点温度不随时间变化的温度场。

3.非稳态温度场物体中各点温度随时间变化的温度场。

4.均匀温度场物体中各点温度相同的温度场。

5.一维温度场物体中各点温度只在一个坐标方向变化的温度场。

6.二维温度场物体中各点温度只在二个坐标方向变化的温度场。

7.等温面温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面。

8.等温线在任何一个二维截面上等温面表现为等温线。

9.导热基本定律在导热过程中，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。

（傅里叶定律）

10.热流线一组与等温线处处垂直的曲线，通过平面上任一点的热流线与该点的热流密度矢量相切。

11.热流通道相邻两条热流线之间所传递的热流量处处相等，相当于构成一个热流通道。

12.保温材料导热系数小的材料。

13.表观导热系数不均匀连续的介质的一种折算导热系数。

14.导热微分方程根据能量守恒定律和傅里叶定律来建立的物体中的温度场应该满足的变化关系式。

15.热扩散率表征材料传播温度变化能力大小的参数。

（导温系数）

16.边界条件第一类：

规定了边界上的温度值。

第二类：

规定了边界上的热流密度值。

第三类：

规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数h及周围流体温度tf

另外辐射边界条件，界面连续条件（见P45）

17.导温材料的结构①均匀、各向同性②均匀、各向异性③不均匀、各向同性④不均匀各向异性

18.接触热阻两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。

在未接触的界面之间的间隙中常常充满了空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层。

这种情况与两固体表面真正完全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。

影响因素：

①表面粗糙度②表面硬度③表面间的压力等

19.肋片依附于基础表面上的扩展表面。

20.肋效率肋片实际散热量与假设整个肋片表面处于肋根温度下的理想散热量的比值。

21.过余温度某点温度与基准温度之差（基准温度一般选取不受换热条件影响的物体温度）

22.多维稳态导热求解方法①分析解法②数值解法③模拟方法

注意：

形状因子法只能用于两个等温边界

F套管测温减小误差的方法（P62）

F单层圆筒壁温度分布（P52）

J肋总效率（P66）

第三章

1.非稳态导热物体的温度随时间而变化的导热过程

分类①非周期性物体的温度随时间的推移逐渐趋近于恒定值

②周期性物体的温度随时间而做周期性变化

其中非周期性非稳态导热阶段分为

①非正规阶段温度分布主要受初始温度分布控制

②正规阶段物体初始温度分布的影响逐渐消失，温度分布主要受热边界条件的影响

2.导热微分方程解的唯一性定律不可能同时存在两个都满足导热微分方程及同一定解条件的不同解。

3.牛顿加热（冷却）物体内部导热热阻可以忽略的导热或冷却。

4.半无限大物体指从界面一侧开始可以向上、下以及正向无限延伸，而在每一个与正向垂直的截面上的物体温度都相等，即温度分布至于一个坐标有关的物体。

（详见P133）

5.特征数表征某一类物理现象或物理过程特征的无量纲数。

6.特征长度出现在特征数定义式中的几何尺度。

7.集总参数法当固体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻时，任何时刻固体内部的温度都趋于一致，可认为整个固体在同一瞬间均处于同一温度下。

这时温度仅是时间τ的一元函数而与空间坐标无关，好像该固体的质量与热容量汇总到一点上，这种忽略物体内部导热热阻的简化分析方法称为集总参数法。

F第三类边界条件下Bi对平板内温度分布的影响（P116）

F诺谟图仅适用于第一类与第三类边界条件（P131）

F三种边界条件下半无限大物体温度场（P134）

F多维非稳态导热的乘积法（P139）以过余温度或无量纲过余温度表示，不能用温度表示

适用条件：

初始温度均匀，第一类边界条件时边界温度为定值或第三类边界条件时流体温度与对流传热系数为定值

第四章

1.节点用一系列与坐标轴平行的网格线把求解区域划分成许多子区域，以网格线的交点作为需要确定温度值的空间位置。

2.步长相邻两节点间的距离。

3.元体节点所代表的小区域。

4.离散方程节点上物理量的代数方程。

5.网格Bi数以网格步长为特征长度的Bi数。

F稳态收敛性条件（对角占优）（P171）

F非稳态导热显示格式内部节点（P176）外部节点（P178）

F稳定性条件（常被误说成“收敛性条件”）（P178）注：

第一类，第二类边界条件只有内点限制，第三类还要注意边界点的限制。

常考二维

第五章

1、对流传热：

流体流过固体表面时与固体间的热量交换称为对流传热。

（自然对流，强制对流见第六章12、21）

2、对流传热的研究方法：

分析法、比拟法、数值法、实验法

3、流动边界层：

在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层称为流动边界层（又称速度边界层）。

特点：

①起粘滞性作用的区域仅仅局限在靠近壁面的薄层内，尺寸很小；②边界层内流速急剧变化，壁面法线方向速度梯度很大；③沿流动方向边界层逐渐加厚，并逐渐由层流边界层过渡为湍流边界层；④主流区可以认为是理想流体的流动；⑤规定达到主流速度99%处的距离Y为流动边界层厚度，记为δ

4、层流边界层：

在平板的起始段边界层很薄，随着板长度X的增加边界层逐渐加厚，但在某一距离Xc内以前会一直保持层流的性质，此时流体左右秩序的分层流动，各层互不干扰，这时的边界层称为层流边界层。

5、湍流边界层：

随着边界层厚度的增加，边界层内由于粘滞力和惯性力的作用变得不稳定起来，自前缘Xc处起流动朝着湍流过渡，最终过渡为旺盛湍流。

此时流体质点在沿X方向流动的同时，有作者紊乱的不规则脉动，故称湍流边界层。

6、粘性底层：

湍流边界层的主体核心虽处于湍流流动状态，但紧靠壁面处粘滞应力仍占主导地位，致使贴附于壁面的一极薄层内仍保持层流的主要性质，这个极薄层称为粘性底层。

7、缓冲层：

在湍流核心与粘性底层之间存在着起过渡作用的部分。

8、温度边界层：

固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层（或热边界层），其厚度称为δt

9、数量及分析：

通过比较方程式中各项数量级的相对大小，把数量级大的保留下来，而舍去数量级小的项。

10、特征数方程：

以特征数表示的对流传热计算关系式。

11、比拟理论：

利用两个物理现象之间在控制方程方面的类似性，通过测定其中一种现象的规律而获得另一种现象基本关系的方法。

（注：

只是控制方程方面的相似，而实际内容不同，例如湍流切应力和湍流热流密度）

F1对流传热的影响因素P197-198

F2换热微分方程与第三类边界条件的异同P202

F3对流传热问题总的数学描写P205

F4流动边界层内的流态分析P207下方-P208

F5数量级分析法P210

F6二维稳态边界层型对流传热问题的数学描述P211

第六章

1、相似原理：

是一种借助于量纲分析研究相似物理现象之间的关系，从而指导实验的理论。

目的是减少实验次数而又能获得通用性规律

2、同类现象：

指那些由相同形式并具有相同内容的微分方程式所描写的现象。

3、相似现象：

对于两个同类的物理现象如果在相应的时刻及相应的地点上与现象与有关的物理量一一对应成比例，则称此两现象彼此相似。

（同类现象才能谈相似）

辩证关系：

相似必同类，同类不一定相似，例如描写电场与导热物体的温度场的微分方程虽然形式相仿但内容不同，因此不是同类现象，而是比拟现象。

相似现象必须满足的条件：

①必须是同类现象②同名已定准则数相等③单值性条件相似

4、单值性条件：

指使所研究的问题能被唯一地确定下来的条件，包括①初始条件②边界条件③几何条件④物理条件

5、模化试验：

是指用不同于实物几何尺度的模型（在大多数情况下是缩小的模型来研究实际装置中所进行的物理过程的试验）P239最下面

6、近似模化：

即只要求对过程有决定性影响的条件满足相似原理的要求。

P240

7、已定准则：

有已知量组成的准则

8、待定准则：

含有未知量的准则

9、特征长度：

包括在相似准则数中的，具有代表性的尺寸称为特征长度。

10、特征速度：

计算Re时用到的流速，一般取截面平均流速。

11、定性温度：

用以计算流体物性的温度。

12、强制对流：

由于泵、风机或其他外部动力源造成的流体流动的对流换热现象。

13、内部流动：

换热壁面上边界层的发展受到流道壁面的限制的流动。

14、外部流动：

换热壁面上的流体边界层可以自由的发展，不会受到流道壁面的阻碍或限制。

15、入口段：

从进口到流动边界层及热边界层汇合于管子中心线处之间的区域称为入口段。

16、充分发展段：

当流动边界层及热边界层汇合于管子中心线后称流动或换热已经充分发展，汇合后的部分称为充分发展段，此后换热强度将保持不变。

17、入口效应：

由于入口段边界层较薄，平均表面传热系数比较充分发展段大，入口段有强化传热的作用。

18、均匀热流：

轴向与周向热流密度均匀。

（用均匀缠绕的电热丝加热）

19、均匀壁温：

轴向与周向壁温均匀。

（用蒸汽凝结或液体沸腾加热）

20、当量直径：

对于非圆形槽道计算Re时的特征尺度（De=4Ac/P,Ac-流动截面积，P-润湿周长）

21、自然对流：

不依靠泵和风机等外力推动，有流体自身温度场的不均匀所引起的流动称为自然对流。

22、大空间自然对流：

指热边界层的发展不受到干扰或阻碍的自然对流，而不拘泥于几何上的很大或无限大。

（又称外部自然对流）

23、有限空间自然对流：

边界层的发展受到干扰或者流体流动受到限制的自然对流。

（又称内部自然对流）

F1相似准则数的物理意义P241

F2入口段和充分发展段的换热系数h分析（图）P243-244

F3均匀热流及均匀壁温条件的解释及对数温差P245

F4管内流动速度分布随换热情况的畸变（图）P247

F5流体横掠单管的边界层分离理论P256

F6大空间自然对流传热边界层中速度与温度的分布P263

F7大空间自然对流局部换热系数沿竖壁的变化P265-266

（三一丛书）

F1管内强制对流换热的强化P91下方

F2影响外掠管束对流换热表面传热系数h的因素P106下方

F3对流换热强化综述P107

第七章

1、膜状凝结：

凝结液体能很好的润湿壁面，并在壁面上铺展成膜的凝结传热形式。

2、珠状凝结：

凝结液体不能很好的润湿壁面，在壁面上形成一个个的小液珠的凝结形式。

3、不凝结气体：

在壁面温度下不能凝结的气体。

4、沸腾过程可分为大容器沸腾（又称池沸）和管内沸腾，或者按饱和度分为饱和沸腾和过冷沸腾。

5、大容器沸腾（池沸）：

加热壁面沉浸在依靠汽泡的扰动和自然对流而流动且具有自由表面的液体中所发生的沸腾。

6、饱和沸腾：

流体主体温度达到饱和温度Ts，而壁温Tw高于饱和温度所发生的沸腾。

7、汽化核心：

加热表面上能产生气泡的地点

8、孤立气泡区：

在核态沸腾区，汽化核心开始产生的气泡彼此互不干扰。

9、核态沸腾（或称泡状沸腾）：

孤立气泡区和汽块区的沸腾现象。

特点：

温压小，传热强。

10、烧毁点：

核态沸腾终点的热流密度Qmax，又称临界热流密度。

11、管内沸腾：

液体以一定流速流经加热管时所发生的沸腾现象。

12、过冷沸腾：

大容器沸腾中流体主要部分的温度低于相应压力下的饱和温度，则称为过冷沸腾。

F1膜状凝结和珠状凝结的换热机理P302

F2膜状凝结的Re计算公式P308

F3膜状凝结的影响因素P310-311

F4膜状凝结的强化P312-313

F5大容器饱和沸腾的三个区域P315-316

F6大容器饱和沸腾的临界热流密度及工程意义P317

F7气泡动力学｛高传热强度的原因；出现汽化核心的地点；加热表面为何要过热｝P318-319

F8沸腾传热的影响因素P327-328

F9沸腾传热的强化P329

F10热管的工作原理P331-332

第八章（补充）

名词解释：

1、镜面反射：

辐射能投射到物体表面，当表面的不平整尺寸小于投入辐射的波长时形成镜面反射。

2、漫反射：

辐射能投射到物体表面，当表面的不平整尺寸大于投入辐射的波长时形成镜面反射。

3、镜体：

反射比=0；透明体：

透射比=0；

4、斯-玻耳定律：

辐射四次方定律，P356.

5、普朗克定律：

黑体光谱辐射力随波长增加先增后减。

光谱辐射力最大处的波长亦随温度不同而变化。

温度升高曲线峰值左移，即移向较短波长。

6、维恩位移定律：

P357.

7、基尔霍夫定律：

热平衡时，任意物体对黑体辐射的吸收比等于同温下该物体的发射率。

公式P376.

8、太阳辐射常数：

在日地平均距离处，大气层外缘与太阳射线相垂直的单位表面积所接收到的太阳辐射能：

值为；1370（见P380）；大气层外缘水平面接收到的太阳投入辐射P380式8-26；

环境辐射：

地球以及大气层中某些具有辐射能力成分的辐射。

模型分析：

1、兰贝特定律推导P361；

2、兰贝特定律与斯—波耳定律关系推导P362；

3、影响物体发射率的因素：

物体种类、温度、表面状况。

高度磨光发射率小，受氧化、粗糙面发射率大，非金属发射率高。

P369

4、简述太阳能穿过大气层时的削弱（包括散射、太阳直接辐射定义）P381；

5、实际物体光谱吸收比影响因素：

1物体自身性质、温度；2与投入辐射按波长的能量分布有关

第九章（补充）

名词解释：

1、绝热表面：

净辐射传热量为零的表面。

2、系统发射率：

由于灰体系统发射率之值小于1引起的多次吸收与反射对换热量影响的因子，又称系统黑度。

模型分析：

1、角系数性质：

相对性，完整性，可加性；公式P396-397；交叉线法公式P403；

2、两个漫灰体组成的封闭腔辐射传热：

3种模型简化公式；系统发射率公式P407

3、控制物体表面间辐射传热的方法：

1、控制表面热阻：

强化传热应减小串联环节中最大的热阻项；利用太阳辐射采用光谱选择性涂层2、控制表面的空间热阻：

增加散热时增加该表面与温度较低的表面间的辐射角系数。

P430-431

4、遮热板原理（公式反映）及应用。

P433

5、传热网络图画法

6、遮热罩抽气式热电偶为什么能减小气体温度的测量误差；涉及的三种传热方式P436—437

第十章（全）

名词解释：

1、肋化系数：

P462

2、临界绝缘直径：

P466

3、污垢热阻：

换热器运行一段时间后，换热面上常会积起水垢、污垢、油污、烟灰之类的覆盖物垢层，有时由于换热面与流体的相互作用而发生腐蚀而引起的覆盖物垢层，这些污垢层表现为的附加热阻。

4、清洁系数：

按干净换热面计算出传热系数，再对这一传热系数打一折扣，此折扣即为~。

5、强化传热：

增加传热过程的传热量。

强化传热技术：

在一定的传热面积与温差下，增加传热系数或对流传热系数的技术。

6、纵向涡：

P502

7、场协同原理：

在一定的流速及温度梯度下强化传热，实质上就是减小速度与温度梯度之间的夹角。

8、保温效率：

判断热力管保温优劣的技术指标。

影响因素：

材料、结构工艺、含湿量。

+公式P508.（顺带模型分析第10题）

模型分析：

1、通过平壁、圆筒壁、肋壁的传热过程计算，传热系数表示。

2、按操作过程分换热器分为：

间壁式、混合式、蓄热式；按紧凑性分：

紧凑式、非紧凑式---用传热面积密度衡量P466.

3、间壁式换热器主要形式：

套管式换热器、管壳式换热器、交叉流换热器、板式换热器、螺旋板式换热器

4、提高换热器紧凑性的途径P471

5、换热器温度曲线凹凸、距离变化分析（见换热器书）

6、简述换热器设计、校核步骤P485

7、换热器效能：

公式、定义：

实际换热效果与最大可能的换热效果之比。

P487

8、污垢热阻计算P491；应对污垢热阻方法：

设计时考虑污垢热阻；定期清洗。

强化传热技术分类；有源、无源技术定义、手段P499—502；强化传热概述：

P502第二段。

9、热阻分离法：

P505。

10、开发新型隔热材料的理论指导思想P508