发布时间 : 星期四 文章传热复习更新完毕开始阅读
相同形式并具有相同内容的微分方程式所描写的同类现象之间的关系。
21．简述使用相似分析法推导准则关系式的基本方法。
相似分析法根据相似现象的基本定义——各个物理量的场对应成比例，对与过程有关的量引入两个现象之间的一系列比例系数（称相似倍数），然后引用描述该过程的一些数学关系式，来导出制约这些相似倍数间的关系，从而得出相应的相似准则数。
22．简述使用?定理推导准则关系式的基本方法。
?定理的内容为：一个表示n个物理量间关系的量纲一致的方程式，一定可以转换成包含n?r个独立的无量纲物理量群间的关系式。r指n个物理量中所涉及到的基本量纲的数目。
应用?定理获得准则关系式的步骤如下：
（1）找出组成与本问题有关的各物理量量纲中的基本量的量纲。 （2）将基本量逐一与其余各量组成无量纲量。
（3）应用量纲和谐原理来决定步骤（2）中的待定指数。
23．Nu，Re，Pr，Gr准则数的物理意义是什么？
Nu?Re?hl?ul，是壁面上流体的无量纲温度梯度。 ，是惯性力与粘性力之比的一种度量。
?Pr??cp?3??a，是动量扩散厚度与热量扩散厚度之比的一种度量。
Gr?gl??t?2，是浮升力与粘性力之比的一种度量。
24．在有壁面换热条件时，作图表示出管内流体速度分布的变化特点。
1——等温流；
2——冷却液体或加热气体； 3——加热液体或冷却气体。
25．管内强制对流换热系数及换热量的计算方法是什么？如何确定特性长度和定性温度？
对于管内湍流强制对流换热，Nuf?0.023RefPrf。加热流体时n?0.4，冷却流体时n?0.3。此
0.8n式适用于流体与壁面具有中等以下温度差的场合。式中采用流体的平均温度tf（即管道进、出口两个截面平均温度tf?和tf??的算术平均值）为定性温度，tf?tf??tf??/2，取管内径d为特征长度。实验验证范围：Ref?10?1.2?10，Prf?0.7?120，l/d?60。
对于管内层流换热，Nuf?RefPrf??1.86??l/d??1/3??45??f?????w?0.14。定性温度为流体平均温度tf（?w按壁温计
算），特征长度为管径。实验验证范围为：
Prf?0.48?16700，
?f?w?RefPrf??0.0044?9.75，???l/d?1/3??f?????w?0.14?2，且管子处于均匀壁温。
则换热系数为：hm??fdNuf。换热量为：???u?d42cptf???tf?。
??
26．流体横掠单管和管束时对流换热的计算方法是什么？
流体横掠单管时，Nu?CRenPr1/3，C及n的值可查表。定性温度为?tw?t??/2；特征长度为管外径。Re数中的特征速度为通道来流速度u?。
对于流体横掠管束，管子排数在10排以上时，Nu?CRem，C及m的值可查表。定性温度采用
tr??tw?tf?/2，其中tf为管束中流体的平均温度；特征长度为管外径d。Re中的特征速度采用整个管
束中最窄截面处的流速。该式使用范围为Ref?2000?40000。对于排数少于10排的管束，平均表面传热系数要乘以一个小于1的管排修正系数?n，得到 h???nh。?n的值可查表。
27．竖壁附近自然对流的温度分布，速度分布和换热系数有什么特点？
温度分布的特点为：在贴壁处，流体温度等于壁面温度tw，在离开壁面的方向上逐步降低，直至周围环境温度t?，如图1所示。
薄层内的速度分布则有两头小中间大的特点。贴壁处，由于粘性作用速度为零，在薄层外缘温度不均匀作用消失，速度也等于零，在偏近热壁的中间处速度有一个峰值，如图2所示。
从换热壁面下端开始，层流薄层的厚度逐渐增加。与此相对应，局部表面传热系数hx也随高度增加而减小。如果壁面足够高，流体的流动将逐渐转变为湍流。旺盛湍流时的局部表面传热系数几乎是个常量。如图3所示。
28．大空间自然对流换热的计算方法是什么？如何确定横管和竖管的特性长度？
对于大空间自然对流换热，Nu?C?GrPr?，对于符合理想气体性质的气体，格拉晓夫准则数中的体积膨胀系数??1/T。定性温度采用边界层的算术平均温度tm??t??tw?/2，t?指未受壁面影响的远处的流体温度。横管的特征长度取外径，竖管的特征长度取高度。
n
29．如何区分自然对流是属于大空间自然对流还是受限空间自然对流？
对于被同样加热的两个热竖壁形成的空气夹层，如图，底部封闭时，只要a/H?0.28，壁面的换热就可应用大空间的换热规律计算；底部开口时，只要b/H?0.01，壁面换热也可按大空间自然对流处理。
30．如何计算物体表面自然对流和辐射换热同时需要考虑的换热问题？
对流与辐射同时存在的换热过程称为复合换热。对于复合换热，常常采用把辐射换热量折合成对流换热量的处理方法。其具体处理方法如下：先按辐射换热的有关公式算出辐射换热量?r，然后将它表示成牛顿冷却公式的形式：?r?Ahr?t。式中hr称为辐射换热表面传热系数。于是复合换热的总换热量可方便地表示成：??Ahc?t?Ahr?t?A?hc?hr??t?Aht?t。式中下标“c”表示对流换热；ht为包括对流与辐射换热在内的总表面传热系数，称为复合换热表面传热系数。
31．如何使用实验数据整理对流换热准则数实验方程式？
32．对自然对流换热，自模化的有什么物理意义及工程应用意义？
无论是常壁温，还是常热流密度，自然对流湍流时的换热规律都表明表面传热系数是个与特征长度无关的常量。这种特征称为自模化。利用这一特征，湍流自然对流的实验研究，可以用比已定特征数相等所
要求的更小尺寸的模型进行模型研究，而只要保证仍处于湍流的范围就可以了。
33．什么是混合对流？
对于管内对流换热，自然对流对总换热量的影响低于10％的作为纯强制对流；强制对流对总换热量的影响低于10％的作为纯自然对流；这两部分都不包括的中间区域为自然对流与强制对流并存的混合对流。
1．简述膜状凝结和珠状凝结的概念。
如果凝结液体能很好地湿润壁面，它就在壁面上铺展成膜。这种凝结形式称为膜状凝结。
当凝结液体不能很好地湿润壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个的小液珠，称为珠状凝结。
2．纯净饱和蒸汽层流膜状凝结换热分析解的基本推导方法是什么？在这个推导方法中最基本的假设是什么?
以竖壁的膜状凝结为例，把坐标x取为重力方向，如图所示。在稳态状况下，微分方程组为： ?u?x??v?y ?0
（a）
??u?u?dp?u?l?u?v????g?? ll?2?x?ydx?y??2（b）
u?t?x?v?t?y?al?t?y22 （c）
下标l表示液相。
对纯净饱和蒸汽层流液膜，作以下假设：（1）常物性；（2）蒸气是静止的，汽液界面上无对液膜的粘滞应力；（3）液膜的惯性力可以忽略；（4）汽液界面上无温差，界面上液膜温度等于饱和温度，t??ts；（5）膜内温度分布是线性的，即认为液膜内的热量转移只有导热，而无对流作用；（6）液膜的过冷度可以忽略；（7）?v??l， ?v相对于?l可忽略不计；（8）液膜表面平整无波动。
应用假定（3），式（b）左方可舍去。dp/dx为液膜在x方向的压力梯度，可按y??处液膜表面蒸气的压力梯度计算。考虑到假定（2），若以?v表示蒸气密度，则有 dp/dx??vg。按假定（7），相对于?lg，?vg可以舍去。按假定（5），式（c）左方可以舍去。方程式（b）及（c）中只有u、t两个未知量，不需补充其他方程即可求解，于是式（a）可以舍去。由此，微分方程组简化为
?l2dudy22??lg?0
dtdy2?0
其边界条件为
y?0时，u?0，t?tw