高等传热学ppt

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高等传热学作业

标签:文库时间:2025-02-15
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第一章

1-4、试写出各向异性介质在球坐标系(r、?、?)中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。

解:球坐标微元控制体如图所示:

热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为:

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高等传热学作业 (DOC)

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第一章

1-4、试写出各向异性介质在球坐标系(r、?、?)中的非稳态导热方程,已知坐标为导热系数主轴。

解:球坐标微元控制体如图所示:

热流密度矢量和傅里叶定律通用表达式为:

?T?1?T?1?T?q??k?T??kri?k?j?k?k (1-1)

?rr??rsin???''根据能量守恒:Ein?Eg?Eout?Est

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高等传热学基本方程推导

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本文详细推导了高等传热学的基本方程:连续性方程、动量方程和能量方程

方程推导

1.导热微分方程

x方向导入微元体的热流量为 x

x+dx方向导出微元体的热流量为: Tdydz x

x dx x x Tdx x ( dydz)dx x x x

同理可得y、z方向的导入、导出热流量。

根据能量守恒:导入微元体的总热流量+微元体内的生

成热=导出微元体的总热流量+微元体内能的增加 微元体内能的增加:dU c

Tdxdydz 微元体内的生成热:qdxdydz T T T T

经整理有: c z z q x x y y

该式可在(1)导热系数为常数;(2)导热系数为常数,无内热源(3)导热系数为常数、稳态(4)导热系数为常数、无内热源、稳态等情况下简化 T 1 T 1 T T

圆柱坐标系: c r 2 q r r r r z z

T 1 2 T 1 T 1 T

球坐标系: c r sin q r2 r r r2sin r2si

高等传热学对流理论1

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?2t?1dhh(h3dt)

12h3dxh1h2dx

d2tndt??dr2?rdr???0n?0Plate n?1Cylindern?2Sphere

h=∞, t∞=tw

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高等传热学对流换热理论

参考文献:

1. 对流传热与传质,杨强生,高等教育出版社,1985

2. 对流传热传质分析,王启杰,西安交通大学出版社,1991

3. 相似理论及其在传热学中的应用,王丰,高等教育出版社,1990 4. A. Bejan, Convection Heat Transfer, Colorado University, New York,

John & Son Inc, 1995

5. W. M. Kays et al, Convection Heat and Mass Transfer, McGraw_Hill

Book Co, 1980

6. 强化传热及其工程应用,林宗虎,机械工业出版社,1991

7. Schliching H, Boundary Layer Theroy, 7th e

高等传热学对流理论1

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12h3dxh1h2dx

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h=∞, t∞=tw

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高等传热学对流换热理论

参考文献:

1. 对流传热与传质,杨强生,高等教育出版社,1985

2. 对流传热传质分析,王启杰,西安交通大学出版社,1991

3. 相似理论及其在传热学中的应用,王丰,高等教育出版社,1990 4. A. Bejan, Convection Heat Transfer, Colorado University, New York,

John & Son Inc, 1995

5. W. M. Kays et al, Convection Heat and Mass Transfer, McGraw_Hill

Book Co, 1980

6. 强化传热及其工程应用,林宗虎,机械工业出版社,1991

7. Schliching H, Boundary Layer Theroy, 7th e

高等传热学部分答案

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7-4,常物性流体在两无限大平行平板之间作稳态层流流动,下板静止不动,上板在外力作用下以恒定速度U运动,试推导连续性方程和动量方程。 解:按照题意

v?0,?v?v??0 ?y?x故连续性方程

可简化为

?u?0 ?x?u?v??0 ?x?y因流体是常物性,不可压缩的,N-S方程为 x方向:

?u?uFx1?p?2u?2uu?v???v(2?2) ?x?y???y?x?y可简化为

?p?2vFx???2?0

?x?yy方向

?v?vFy1?p?2v?2vu?v???v(2?2) ?x?y???y?x?y可简化为

Fy??p?0 ?y

8-3,试证明,流体外掠平壁层流边界层换热的局部努赛尔特数为

Nux?1?rRe12Pr12

证明:适用于外掠平板的层流边界层的能量方程

?t?t?2tu?v?a2 ?x?y?y常壁温边界条件为

y?0时,t?twy??时,t=t?t?tw

t??tw

引入量纲一的温度???????2??v?a2 则上述能量方程变为u?x?y?y引入相似变量??Uyy?Re12?y??(x)x?x

??????1U?11?????(?)(?y)????(?) 有

?x???x2?xx2xU??????

传热学

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传热学

摘要:

传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。生成生活中,传热学应用广泛存在。对传热学的研究虽然由来已久,但其任然有着活力,虽然目前在一些行业取得了一定的成功,但是任然任重而道远,特别是当今基础工业,装备行业快速发展的时代犹是如此。

关键词:传热学 温度差 装备

一 传热学的发展

传热现象在我们的日常生活中十分普遍,不管是冬天取暖,还是夏天吹凉,不管是家里烧水,亦或是工厂炼油换热等,所有的这些现象无不包涵着传热学的相关知识。

早在1822年, 傅里叶根据大量的实验观察总结出了著名的导热公式即傅里叶导热定理,并在他的划时代名著—《热的解析理论》中通过严密的数学演绎奠定了现有热传导理论基础。从傅里叶导热定理出发,可以导出多维稳态和瞬态热传导方程[1]。由于对流换热的复杂性,人们更多的是采用实验的方法,其主要思路是利用N一S方程和能量方程,导出一些无量纲参数,利用大量的实验数据,拟合出无量纲数之间的准则关系式,并且根据相似理论,对相似理论进行推广使用来求解。 Prandil观察到对流过程中在贴近壁面处有一蠕动的薄层,大胆提出了边界层理论,使得流体力学基本问题得到解决,对流换热的研究从而进人了理论化阶段。

热传递的三种基本方式

传热学

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一、(10分)如图所示的墙壁,其导热系数为50W/(m·K),厚度为50mm,在稳态情况下的墙壁内的一维温度分布为:t?200?2000x2,式中t的单位为℃,x单位为m.试求:

(1)墙壁两侧表面的热流密度;

(2)墙壁内单位体积的内热源生成的热量。

解:(1)由傅立叶定律:

q?Φdt??????(?4000x)?4000?xW/m2 AdxO x t ??50mm t?200?2000x2(2分)

所以墙壁两侧的热流密度:

(2)由导热微分方程

qx?0?4000??0?0W/m2 qx???4000?50?0.05?10000W/m2

d2tqv??0 dx2?(2分) (2分) (2分)

得:

d2tqv???2???(?4000)?4000?50?200000 W/m3

dx(2分)

二、(10分)用热电偶来测量气流的温度,热电偶结点可近似看作圆球,若气流和热电偶结点间的对流表面传热系数h?400W/(m2·K),比定压热容CP?400 J/(kg·K),密度??8000kg/m3。

(1)若时间常数为一秒,求热电偶结点的直径?

(2)若将初温为25℃、时间常数为1秒的热电偶放入200℃

传热学绪论

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ht0.doc 绪论 1

绪 论

传热学是研究热量传递过程规律的科学。

自然界和生产过程中,到处存在温度差,热量将自发地由高温物体传递到低温物体,热传递就成为一种极为普遍的物理现象。因此,传热学有着十分广泛的应用领域。就各类工业领域而言,诸如,锅炉和换热设备的设计以及为强化换热和节能而改进锅炉及其他换热设备的结构;化学工业生产中,为维持工艺流程的温度,要求研究特定的加热、冷却以及余热的回收技术;电子工业中解决集成电路或电子仪器的散热方法;机械制造工业测算和控制冷加工或热加工中机件的温度场;交通运输业在冻土地带修建铁路、公路;核能、航天等尖端技术中也都存在大量传热问题需要解决;太阳能、地热能、工业余热利用及其他可再生能源工程中高效能换热器的开发和设计等;应用传热学知识指导强化传热或削弱传热达到节能目的;其他如农业、生物、医学、地质、气象、环境保护等部门,无一不需要传热学。因此,传热学已是现代技术科学的主要技术基础学科之一。近几十年来,传热学的成果对各

传热学试卷

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平顶山工学院2006—2007学年第二学期期末考试

《传热学》试题(A卷)答案

一、填空题(每空1分,共20分)

1、某物体温度分布的表达式为t=f(x ,y,τ),此温度场为二维(几维)、非稳态(稳态或非稳态)温度场。

2、当等温线图上每两条相邻等温线的温度间隔相同时,等温线的疏密可以直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。

3、导热微分方程式是根据能量守恒定律和傅里叶定律建立起来的导热物体中的温度场应当满足的数学表达式。

4、工程上常采用肋片来强化传热。

5、换热器传热计算的两种方法是平均温差法和效能-传热单元数法。

6、由于流动起因的不同,对流换热可以区别为强制对流换热与自然对流换热。

7、固体表面附近流体温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层或热边界层,其厚度定义为以过余温度为来流过余温度的99%处。

8、判断两个现象相似的条件是:同名的已定特征数相等;单值性条件相似。

9、凝结有珠状凝结和膜状凝结两种形式,其中珠状凝结有较大的换热强度,工程上常用的是膜状凝结。

10、遵循兰贝特定律的辐射,数值上其辐射力等于定向辐射强度的π倍。

11、单位时间内投射到表面的单位面积上总辐射能为投入辐射,单位时间内离开表面单位面积的总辐射能为该表面的