?t?第二类边界条件:τ>0,??????fw(x,?)
??n?w?t?第三类边界条件:τ>0,??s????h?tw?tf?
??n?w4. 在一根蒸汽管道上需要加装一根测温套管,有三种材料可选:铜、铝、
不锈钢。问选用哪种材料所引起的测温误差最小,为什么?为减小测量误差,在套管尺寸的选择上还应注意哪些问题?
(提示:与简答题2的第(2)点类似,套管材料应选用不锈钢,因给出的三种材料中,不锈钢的导热系数最小)
5. 什么是接触热阻?减少固体壁面之间的接触热阻有哪些方法?
(提示:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻称为接触热阻,接触热阻的存在使相邻的两个表面产生温降(温度不连续)。接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法,此外,也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。)
第三章
对流传热
一、名词解释
1. 速度边界层:在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。 2. 温度边界层:在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。 3. 定性温度:确定换热过程中流体物性的温度。 4. 特征尺度:对于对流传热起决定作用的几何尺寸。
5. 相似准则(如):由几个变量组成的无量纲的组合量。
6. 强迫对流传热:由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对
运动。
7. 自然对流传热:流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。 8. 大空间自然对流传热:传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干
扰时的自然对流传热。
9. 珠状凝结:当凝结液不能润湿壁面(θ>90?)时,凝结液在壁面上形成许
多液滴,而不形成连续的液膜。
10.
膜状凝结:当液体能润湿壁面时,凝结液和壁面的润湿角(液体与壁
面交界处的切面经液体到壁面的交角)θ<90?,凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。
11.
核态沸腾:在加热面上产生汽泡,换热温差小,且产生汽泡的速度小
于汽泡脱离加热表面的速度,汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。
12.
膜态沸腾:在加热表面上形成稳定的汽膜层,相变过程不是发生在壁
面上,而是汽液界面上,但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数,因此表面传热系数大大下降。 二、填空题
1. 影
响自然对流传热系数的主要因素
有: 、 、 、 、 、 。
(流动起因,流动速度,流体有无相变,壁面的几何形状、大小和位置,
流体的热物理性质)
2. 速度边界层是指 。
(在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。) 温度边界层是指 。 (在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。)
3. 流体刚刚流入恒壁温的管道作层流传热时,其局部对流传热系数沿管长
逐渐 ,这是由于 。 (减小,边界层厚度沿管长逐渐增厚)
4. 温度边界层越 对流传热系数越小,强化传热应使温度边界
层越 。 (厚,簿)
5. 流体流过弯曲的管道或螺旋管时,对流传热系数会 ,这是
由于 。
(增大,离心力的作用产生了二次环流增强了扰动)
6. 流体横掠管束时,一般情况下, 布置的平均对流传热
系数要比 布置时高。 (叉排,顺排)
7. 管外流动传热,有纵向冲刷和横向冲刷之分,在其他条件相同时,以
向冲刷方向传热更为强烈。 (横向)
8. 对流传热微分方程式的表达式为 。其中,αx
是 ,λ是 ,Δt是 ,??是 。 (hx????t?????y?y?0??,局部换热系数,流体导热系数,主流流体温度与壁温之??t??y??y?0???t?差,贴壁处流体的法向温度变化率)
9. 纯净饱和蒸气膜状凝结的主要热阻是 。
(液膜的导热热阻)
10.
大容器饱和沸腾曲线可分为 、 、 、
四个区域,其中 具有温差小、热流大的传热特点。 (自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾,核态沸腾)
11.
雷诺比拟采用 模型,其结果在= 条件下与实
验解相吻合. (单层,1)
12.
沸腾的临界热通量是指 。
(当壁面过热度大到某一程度时,汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜,即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡,出现临界点的热流密度)
13.
格拉晓夫准则的物理意义 ;表达式
= 。
(流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量,
14.
g?v?tlc3?2) 阻
的
方
法
减小管内湍流对流传热热
有 、 、 、 。
(增加流速,采用短管。改变流体物性,增加换热面积,扰流,采用导热系数大的流体 用小管径等)
15.
反映对流传热强度的准则称为 准
则。 (努塞尔)
16.
普朗特准则的数学表达式为 ,它表征了
的相对大小。
(ν,动量传递与热量传递)
17.
管内充分发展湍流的传热系数与平均流速U的 次方成
比.,与内径D的 次方成 比。 (0.8,正,0.2,反)
18.
大空间自然对流处于湍流状态时有自模化特征,此时传热系数与
无关。 (尺寸)
19.
自然对流传热在 条件下发生关于特征尺度L的自模化现
象.。 (湍流)
20.
在蒸汽的凝结过程中, 凝结的传热系数大于
凝结。
(珠状,膜状)
21.
自然对流传热是