文档介绍：试用简练的语言说明导热、对流换热及辐射换热三种热传递方式之间的联系和区别。
答:导热和对流的区别在于:物体内部依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递现象,称为导热;对流则是流体各部分之间发生宏观相对位移及冷热流体的相互掺混。联系是:在发生对流换热的同时必然伴生有导热。
导热、对流这两种热量传递方式,只有在物质存在的条件下才能实现,而辐射可以在真空中传播,辐射换热时不仅有能
量的转移还伴有能量形式的转换。
以热流密度表示的傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩-玻耳兹曼定律是应当熟记的传热学公式。试写出这三个公式并说明其中每一个符号及其意义。
答:①傅立叶定律:,其中,-热流密度;-导热系数;-沿x方向的温度变化率,“-”表示热量传递的方向是沿着温度降低的方向。
②牛顿冷却公式:,其中,-热流密度;-表面传热系数;-固体表面温度;-流体的温度。
③斯忒藩-玻耳兹曼定律:,其中,-热流密度;-斯忒藩-玻耳兹曼常数;-辐射物体的热力学温度。
导热系数、表面传热系数及传热系数的单位各是什么?哪些是物性参数,哪些与过程有关?
答:①导热系数的单位是:W/();②表面传热系数的单位是:W/();③传热系数的单位是:W/()。这三个参数中,只有导热系数是物性参数,其它均与过程有关。
当热量从壁面一侧的流体穿过壁面传给另一侧的流体时,冷、热流体之间的换热量可以通过其中任何一个环节来计算(过程是稳态的),但本章中又引入了传热方程式,并说它是“换热器热工计算的基本公式”。试分析引入传热方程式的工程实用意义。
答:因为在许多工业换热设备中,进行热量交换的冷、热流体也常处于固体壁面的两侧,是工程技术中经常遇到的一种典型热量传递过程。
用铝制的水壶烧开水时,尽管炉火很旺,但水壶仍然安然无恙。而一旦壶内的水烧干后,水壶很快就烧坏。试从传热学的观点分析这一现象。
答:当壶内有水时,可以对壶底进行很好的冷却(水对壶底的对流换热系数大),壶底的热量被很快传走而不至于温度升得很高;当没有水时,和壶底发生对流换热的是气体,因为气体发生对流换热的表面换热系数小,壶底的热量不能很快被传走,故此壶底升温很快,容易被烧坏。
用一只手握住盛有热水的杯子,另一只手用筷子快速搅拌热水,握杯子的手会显著地感到热。试分析其原因。
答:当没有搅拌时,杯内的水的流速几乎为零,杯内的水和杯壁之间为自然对流换热,自热对流换热的表面传热系数小,当快速搅拌时,杯内的水和杯壁之间为强制对流换热,表面传热系数大,热水有更多的热量被传递到杯壁的外侧,因此会显著地感觉到热。
什么是串联热阻叠加原则,它在什么前提下成立?以固体中的导热为例,试讨论有哪些情况可能使热量传递方向上不同截面的热流量不相等。
答:在一个串联的热量传递过程中,如果通过每个环节的热流量都相同,则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。例如:三块无限大平板叠加构成的平壁。例如通过圆筒壁,对于各个传热环节的传热面积不相等,可能造成热量传递方向上不同截面的热流量不相等。
,注入同样温度、同样体积的热水后不久,A杯的外表面就可以感觉到热,而B杯的外表面则感觉不到温度的变化,试问哪个保温杯的质量较好?
答:B:杯子的保温质量好。因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少,经外部散