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传传热热学学辅辅导导

1.试⽤简练的语⾔说明导热、对流换热及辐射换热三种传递⽅式之间的联系与别？

答：导热、对流换热及辐射换热是热量传递的三种⽅式。导热主要依靠微观粒⼦运动⽽传递热量；对流换热是流体与固体壁⾯

之间的换热，依靠流体对流和导热的联合作⽤⽽产⽣热量传递；辐射换热是通过电磁波传播能量，是物体之间辐射和吸收的综

合效果。⼀个传热现象往往是⼏种传热⽅式同时作⽤。

2、试举5个隔热保温的措施，并⽤传热学理论阐明其原理?

答：⑴在热⼒管道上敷设保温材料，以增加传热热阻，减少管道损失；

⑵保温材料外敷设防⽔材料，以避免受潮⽽降低保温效果‘

⑶保温层外采⽤发射率低材料，以降低辐射散热量；

⑷对于管道保温，将导热系数⼩的材料包在内层，以增加保温层热阻；

⑸采⽤遮热板，增加系统辐射热阻，以减少⾼温物体的辐射散热。

3、采⽤温度计套管测量⽓体温度时，辐射和导热会引起测温误差，请提出提⾼测温精度的措施？

答：⑴采⽤导热系数较⼩的材料作套管，尽量增加套管⾼度，减少套管的壁厚，从⽽降低套管顶端与根部间的导热量；

⑵强化套管与流体间的换热，从⽽降低套管顶端与⽓体的温差；

⑶在⽓体测量段或⽓体容器外部进⾏保温处理和减少套管表⾯⿊度，从⽽降低套管与⽓体容器壁⾯的辐射换热量；

⑷降低温度计探头与套管内壁的接触热阻，从采⽤导热油、⽔银、导热硅胶等。

4、试⽐较竖壁上⾃然对流与膜状凝结的异同？

答：⑴都是竖壁表⾯与流体的换热，⾃然对流主要作⽤⼒是浮升⼒和粘性⼒，膜状凝结主要作⽤⼒是重⼒和粘性⼒；

⑵都存在层流和湍流两种状态，其中⾃然对流是⽓体的流动状态，膜状凝结指的是液膜中凝结液的流动状态。

5、简述⾮稳态导热的基本特点？

答：⑴随着导热过程的进⾏,导热体内温度不断变化,好象温度会从物体的⼀部分逐渐向另⼀部分转播⼀样,习惯上称为导温现

象。这在稳态导热中是不存在的。

⑵⾮稳态导热过程中导热体⾃⾝参与吸热（或放热），即导热体有储热现象，所以即使对通过平壁的⾮稳态导热来说，在与热

流⽅向相垂直的不同截⾯上的热流量也是处处不等的，⽽在⼀维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。

⑶⾮稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远⼤于稳态导热。

6、什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否⼀定能起到保温的作⽤，为什么？

答：⑴对应于总热阻为极⼩值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。

⑵平壁外敷设保温材料⼀定能起到保温的作⽤，因为增加了⼀项导热热阻，从⽽增⼤了总热阻，达到削弱传热的⽬的。

⑶圆筒壁外敷设保温材料不⼀定能起到保温的作⽤，虽然增加了⼀项热阻，但外壁的换热热阻随之减⼩，所以总热阻有可能减

⼩，也有可能增⼤。

7、不凝结⽓体含量如何影响了蒸汽凝结时的对流换热系数值？其影响程度如何？凝汽器如何解决这个问题？

答：⑴因在⼯业凝汽器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空⽓等⽓体是不会

凝结的，故称这些⽓体成分为不凝结⽓体。当蒸汽凝结时，不凝结⽓体聚积在液

膜附近，形成不凝结⽓体层，远处的蒸汽在抵达液膜表⾯进⾏凝结前，必须以扩

散⽅式穿过这个⽓体层，这就使凝结换热过程增加了⼀个热阻，即汽相热阻，所

以对流换热系数降低。

⑵在⼀般冷凝温差下，当不凝结⽓体含量为1%时，换热系数将只达纯净

蒸汽的40%左右，后果是很严重的。

⑶这是凝汽器必须装设抽⽓器的主要原因之⼀。

8、⽓体辐射有哪些特点？

答：⑴⽓体的辐射（和吸收）对波长有强烈的选择性，即它只能辐射和吸收某

些波长范围内的能量。

⑵⽓体的辐射（和吸收）是在整个容积中进⾏的。固体和液体不能穿透热

射线，所以它们的辐射（和吸收）只在表⾯进⾏。

9、为什么⾼温过热器⼀般采⽤顺流式和逆流式混合布置的⽅式？

答：⑴因为在⼀定的进出⼝温度条件下，逆流的平均温差最⼤，顺流的平均温

差最⼩，即采⽤逆流⽅式有利于设备的经济运⾏。

⑵但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最⾼温度集中在换热器

的同⼀端，使得该处的壁温较⾼，即这⼀端⾦属材料要承受的温度⾼于顺流型换

热器，不利于设备的安全运⾏。

⑶所以⾼温过热器⼀般采⽤顺流式和逆流式混合布置的⽅式，即在烟温较

⾼域采⽤顺流布置，在烟温较低域采⽤逆流布置。

10、为强化传热，可采⽤那些措施？

答：⑴增⼤传热温差：提⾼热源温度，降低冷源温度，尽量接近逆流流程。

⑵减少传热热阻：选择合适的材料及传热壁厚，以降低导热热阻；减少污

垢（流程设计、清洗、吹灰）热阻；提⾼流速，采⽤短管、⼩管径、螺旋管等以

降低对流换热热阻；在传热表⾯肋化，以扩展传热⾯；应⽤热管换热器；增加表

⾯⿊度和辐射⾓系数以降低辐射换热热阻。

11、在⽤热电偶测