傳熱學主要知識點
緒論1. 熱量傳遞的三種基本方式。
熱量傳遞的三種基本方式：導熱(熱傳導)、對流(熱對流)和熱輻射。
2．導熱的特點。
a 必須有溫差；b 物體直接接觸；c 依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動而傳遞熱量；d 在引力場下單純的導熱一般只發生在密實的固體中。
3.對流（熱對流）(convection)的概念。
流體中（氣體或液體）溫度不同的各部分之間，由於發生相對的巨集觀運動而把熱量由一處傳遞到另一處的現象。
4對流換熱的特點。
當流體流過乙個物體表面時的熱量傳遞過程，它與單純的對流不同，具有如下特點：
a 導熱與熱對流同時存在的複雜熱傳遞過程
b 必須有直接接觸（流體與壁面）和巨集觀運動；也必須有溫差
c 壁面處會形成速度梯度很大的邊界層
5.牛頓冷卻公式的基本表示式及其中各物理量的定義。
6. 熱輻射的特點。
a 任何物體，只要溫度高於0 k，就會不停地向周圍空間發出熱輻射；
b 可以在真空中傳播；
c 伴隨能量形式的轉變；
d 具有強烈的方向性；
e 輻射能與溫度和波長均有關；
f 發射輻射取決於溫度的4次方。
7.導熱係數, 表面傳熱系數和傳熱系數之間的區別。
導熱係數：表徵材料導熱能力的大小，是一種物性引數，與材料種類和溫度關。
表面傳熱系數：當流體與壁面溫度相差1度時、每單位壁面面積上、單位時間內所傳遞的熱量。影響h因素：流速、流體物性、壁面形狀大小等。
傳熱系數：是表徵傳熱過程強烈程度的標尺，不是物性引數，與過程有關。
8. 實際熱量傳遞過程： 常常表現為三種基本方式的相互串聯/併聯作用。
9. 複雜傳熱過程
1傅利葉定律的基本表示式及其中各物理量的意義。
傅利葉定律（導熱基本定律）：垂直導過等溫面的熱流密度，正比於該處的溫度梯度，方向與溫度梯度相反。
2．為什麼隔熱保溫材料都是多孔材料？是不是空隙越大隔熱保溫效能越好？為什麼多孔材料的導熱係數受濕度的影響很大？
(1) 多孔材料的空隙中充有空氣,空氣導熱係數小,因此保溫性好;
(2)空隙太大,會形成自然對流換熱,輻射的影響也會增強,因此並非空隙越大越好。
(3)由於水分的滲入，替代了相當一部分空氣，而且更主要的是水分將從高溫區向低溫區遷移而傳遞熱量。因此，溼材料的導熱係數比干材料和水都要大。所以，建築物的圍護結構，特別是冷、熱裝置的保溫層，都應採取防潮措施。
3．導熱微分方程序的理論基礎。
傅利葉定律 + 熱力學第一定律
4．熱擴散率的概念。
熱擴散率（用a表示）反映了導熱過程中材料的導熱能力與沿途物質儲熱能力之間的關係
值大，即λ值大或ρc值小，說明物體的某一部分一旦獲得熱量，該熱量能在整個物體中很快擴散。
熱擴散率表徵物體被加熱或冷卻時，物體內各部分溫度趨向於均勻一致的能力
在同樣加熱條件下，物體的熱擴散率越大，物體內部各處的溫度差別越小。
熱擴散率反應導熱過程動態特性，是研究不穩態導熱的重要物理量。
5．導熱問題的完整數學描述。
完整數學描述：導熱微分方程 + 單值性條件
導熱微分方程序描寫物體的溫度隨時間和空間變化的關係；它沒有涉及具體、特定的導熱過程。是通用表示式。
對特定的導熱過程，需要補充單值性條件，才能得到特定問題的唯一解。
單值性條件包括四項：幾何條件、物理條件、時間條件（初始條件）、邊界條件。
6．三類邊界條件。
邊界條件說明導熱體邊界上過程進行的特點
反映過程與周圍環境相互作用的條件
（１）第一類邊界條件：規定了邊界上的溫度（已知任一瞬間導熱體邊界上溫度值；）
（2）第二類邊界條件：已知物體邊界上熱流密度的分布及變化規律，第二類邊界條件相當於已知任何時刻物體邊界面法向的溫度梯度值；
（3）第三類邊界條件：當物體壁面與流體相接觸進行對流換熱時，已知任一時刻邊界面周圍流體的溫度和表面傳熱系數。
1值.由第三類邊界條件下通過平壁的一維穩態導熱量關係式，分析
第三類邊界條件下通過平壁的一維穩態導熱量關係式：
為了增加傳熱量，可以採取哪些措施?
（1）增加溫差（tf1 - tf2），但受工藝條件限制
（2）減小熱阻：
a) 金屬壁一般很薄( 很小)、熱導率很大，故導熱熱阻一般可忽略
b) 增大h1、h2，但提高h1、h2並非任意的
c) 增大換熱面積 a 也能增加傳熱量
在一些換熱裝置中，在換熱面上加裝肋片是增大換熱量的重要手段。
2．在管道外覆蓋保溫層是不是在任何情況下都能減少熱損失？為什麼？
不是,只有當管道外徑大於臨界熱絕緣直徑時,覆蓋保溫層才能減小熱損失
3．肋片效率的概念。
肋片效率是衡量肋片散熱有效程度的指標，定義為在肋片表面平均溫度下，肋片的實際散熱量與假定整個肋片表面都處在肋基溫度時的理想散熱量的比值。
4．接觸熱阻的概念。
實際固體表面不是理想平整的，所以兩固體表面直接接觸的介面容易出現點接觸，或者只是部分的而不是完全的和平整的面接觸 —— 給導熱帶來額外的熱阻，即接觸熱阻。
5. 熱阻：
單位面積上的傳熱熱阻：
單位面積上的導熱熱阻：。
單位面積上的對流換熱熱阻：
對比串聯熱阻大小就可以找到強化傳熱的主要環節
1．非穩態導熱的分類。
週期性非穩態導熱和瞬態非穩態導熱
2．bi 準則數, fo準則數的定義及物理意義。
bi 準則數：；
fo準則數：。
3．集總引數法的物理意義及應用條件。
忽略物體內部導熱熱阻、認為物體溫度均勻一致的分析方法。此時，溫度分布只與時間有關，與空間位置無關。
應用條件：
4．時間常數的定義及物理意義。
採用集總引數法分析時，物體中過餘溫度隨時間變化的關係式中的具有時間的量綱，稱為時間常數。
時間常數的數值越小表示測溫元件越能迅速地反映流體的溫度變化。
5．非穩態導熱的正規狀況階段的物理意義。
當時，物體在給定的條件下冷卻或加熱，物體中任何給定地點過余溫度的對數值將隨時間按線性規律變化。物體中過餘溫度的對數值隨時間按線性規律變化的這個階段，稱為瞬態溫度變化的正規狀況階段。
6．半無限大物體的概念。半無限大物體的概念如何應用在實際工程問題中？
所謂半無限大物體，是指以無限大的y-z平面為介面，在正x方向伸延至無窮遠的物體。在實際工程中，對於乙個有限厚度的物體，在所考慮的時間範圍內，若滲透厚度小於本身的厚度，這時可以認為該物體是個半無限大物體。
第四章導熱問題數值解法基礎
1．數值解法的基本求解過程
數值解法，即把原來在時間和空間連續的物理量的場，用有限個離散點上的值的集合來代替，通過求解按一定方法建立起來的關於這些值的代數方程，從而獲得離散點上被求物理量的值；並稱之為數值解。
2．熱平衡法的基本思想。
對每個有限大小的控制容積應用能量守恆，從而獲得溫度場的代數方程組，它從基本物理現象和基本定律出發，不必事先建立控制方程，依據能量守恆和傅利葉導熱定律即可。
第五章對流換熱分析
影響對流換熱的主要物理因素.
對流換熱是流體的導熱和對流兩種基本傳熱方式共同作用的結果。其影響因素主要有以下五個方面：(1)流動起因; (2)流動狀態; (3)流體有無相變; (4)換熱表面的幾何因素; (5)流體的熱物理性質。
2．對流換熱是如何分類的?
(1) 流動起因：自然對流和強制對流；
(2) 流動狀態: 層流和紊流；
(3)流體有無相變: 單相換熱和相變換熱
(4)換熱表面的幾何因素：內部流動對流換熱和外部流動對流換熱。
3．對流換熱問題的數學描寫中包括那些方程?
連續性方程、動量微分方程、能量微分方程、對流換熱過程微分方程序。
4.邊界層概念的基本思想。
流場可以劃分為兩個區：邊界層區與主流區
邊界層區：流體的粘性作用起主導作用，流體的運動可用粘性流體運動微分方程描述（n-s方程）
主流區：速度梯度為0，=0；可視為無粘性理想流體；流體的運動可用尤拉方程描述。
5．流動邊界層的幾個重要特性。
(1) 邊界層厚度與壁的定型尺寸l相比極小， << l
(2) 邊界層內存在較大的速度梯度
(3) 邊界層流態分層流與湍流；湍流邊界層緊靠壁面處仍有層流特徵，存在層流底層；
(4) 流場可以劃分為邊界層區與主流區
6．溫度場可以劃分為兩個區：熱邊界層區與等溫流動區
7．數量級分析的方法。
比較方程中各量或各項的量級的相對大小；保留量級較大的量或項；捨去那些量級小的項，方程大大簡化。
8．相似理論回答了關於試驗的哪三大問題？
（1） 實驗中應測哪些量（是否所有的物理量都測）？應測量各相似準則中包含的全部物理量，其中物性由實驗系統中的定性溫度確定。
（2） 實驗資料如何整理（整理成什麼樣函式關係）？實驗結果整理成準則關聯式。
（3） 實物試驗很困難或太昂貴的情況，如何進行試驗？實驗結果可推廣應用於哪些地方？實驗結果可推廣應用到相似的現象，在安排模型實驗時，為保證實驗裝置中的現象（模型）與實際裝置中的現象（原型）相似，必須保證模型與原型現象單值性條件相似，而且同名的已定準則數值上相等。
re, pr, gr準則數的物理意義。
，表徵壁面法向無量綱過餘溫度梯度的大小，由此梯度反映對流換熱的強弱；
，表徵流體流動時慣性力與粘滯力的相對大小，re的大小能反映流態；
，物性準則，反映了流體的動量傳遞能力與熱量傳遞能力的相對大小；
，表徵浮公升力與粘滯力的相對大小，gr表示自然對流流態對換熱的影響。
1． 對管內受迫對流換熱，為何採用短管和彎管可以強化流體的換熱？
.短管:入口效應。入口處邊界層較薄，對流換熱強度較大；
彎管：由於離心力作用，產生二次回流，對邊界層形成一定擾動。
2． 對管內受迫對流換熱，各因素對紊流表面傳熱系數影響的大小。
3． 空氣橫掠管束時，沿流動方向管排數越多，換熱越強，為什麼？
橫掠管束時，前排管子後形成的渦旋對後排管子上的邊界層造成一定的擾動作用，有利於換熱。
膜狀凝結：沿整個壁面形成一層薄膜，並且在重力的作用下流動，凝結放出的汽化潛熱必須通過液膜，液膜厚度直接影響熱量傳遞。
珠狀凝結：當凝結液體不能很好的浸潤壁面時，則在壁面上形成許多小液珠，此時壁面的部分表面與蒸汽直接接觸，因此，換熱速率遠大於膜狀凝結（可能大幾倍，甚至乙個數量級）
傳熱學實驗
傳熱學b 實驗指導書 楊晚生廣東工業大學土木與交通工程學院 二 一 年六月印刷 實驗指導書 實驗專案名稱 建築材料恆定熱源法熱擴散率及導熱係數的測試 實驗專案性質 綜合性實驗 所屬課程名稱 傳熱學b 實驗計畫學時 4.0 一 實驗目的 通過利用恆定熱源法及熱箱檢測裝置，對建築牆體材料的熱擴散率及導熱...
傳熱學教案
第四章導熱問題的數值解法 1.重點內容 掌握導熱問題數值解法的基本思路 利用熱平衡法和泰勒級數展開法建立節點的離散方程。2.掌握內容 數值解法的實質。3.了解內容 了解非穩態導熱問題的兩種差分格式及其穩定性。由前述可知，求解導熱問題實際上就是對導熱微分方程在定解條件下的積分求解，從而獲得分析解。但是...
傳熱學考研知識點總結
1傅利葉定律 單位時間內通過單位截面積所傳遞的熱量，正比例於當地垂直於截面方向上的溫度變化率 2集總引數法 忽略物體內部導熱熱阻的簡化分析方法 3臨界熱通量 又稱為臨界熱流密度，是大容器飽和沸騰中的熱流密度的峰值 5效能 表示換熱器的實際換熱效果與最大可能的換熱效果之比 6對流換熱是怎樣的過程，熱量...