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《传热传质学》概念汇总

第一章 绪论
1. 传热学：研究热量传递规律的科学。
2. 热量传递的基本方式：导热、对流、辐射。
3. 热传导：物体的各部分之间不发生相对位移，依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
4. 纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
5. 热流密度：单位时间内通过单位面积的热流量（W/m2）。
6. 常温下导热系数（W/m℃）：
银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30~50；
水：0.599；空气：0.0259；保温材料：<0.14；
水垢：1~3；烟垢：0.1~0.3
7. 热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。
8. 热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。
9. 自然对流：由于流体密度差引起的相对运动。
10. 强制对流：由于机械作用或其它压差作用引起的相对运动。
11. 对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
12. 辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。
13. 热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
14. 辐射换热：不直接接触的物体之间，由于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
15. 传热过程：热流体通过固体壁面将热量传给另一侧冷流体的过程。
16. 传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1℃时，单位面积上的热流量（W/m2℃）。
17. 单位面积上的传热热阻：
18. 单位面积上的导热热阻：
19. 单位面积上的对流换热热阻：
20. 对比串联热阻大小可以找到强化传热的主要环节。
21. 单位：物理量的度量标尺。
22. 基本单位：基本物理量的单位。
23. 导出单位：由物理含义导出，以基本单位组成的单位。
24. 单位制：基本单位与导出单位的总和。
25. 常用单位换算：
第二章 导热基本定律及稳态导热
26. 温度场：物体中温度分布的总称。
27. 稳态温度场：物体中各点温度不随时间变化的温度场。
28. 非稳态温度场：物体中各点温度随时间变化的温度场。
29. 均匀温度场：物体中各点温度相同的温度场。
30. 一维温度场：物体中各点温度只在一个方向变化的温度场。
31. 二维温度场：物体中各点温度在两个方向变化的温度场。
32. 三维温度场：物体中各点温度在三个方向变化的温度场。
33. 等温面：温度场中同一瞬间温度相同点组成的面。
34. 等温线：等温面与某一平面相交所得的线。
35. 等温面（线）在物体内连续，且互不相交。
36. 方向导数：函数在某点沿某一方向对距离的变化率。
37. 梯度：最大方向导数。
38. 方向导数等于梯度在该方向上的投影。
39. 每点的梯度都垂直于该点等温面Þ热流线垂直于等温面。
40. Fourier定律：在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热流量，正比于该截面面积及其在法线方向上的温度变化率。
41. 导热系数：是物体导热能力的量度，数值上等于单位温度梯度作用下的热流密度。
42. 推导导热微分方程的理论基础是Fourier定律和能量守恒定律。
43. 导热微分方程： （各项物理含义：内能变化量=导热量+内热源）
44. 导温系数（热扩散率）:物体中温度趋于均匀的速率。
45. 单值性条件一般包含几何、物理、时间、边界四个方面。
46. 边界条件可以分为三类：第一类是给定物体边界处任何时刻的温度分布，其特例是恒壁温；第二类是给定物体边界处任何时刻的热流密度，其特例是恒热流，恒热流的特例是绝热；第三类是给定物体与周围流体的换热系数h以及流体温度tf 。
47. 平壁单位面积导热热阻：；圆筒壁单位长度导热热阻：。
48. φ不变时，；q不变时，。
49. 变导热系数问题中，平均导热系数：
50. 伸展体的导热量用肋基处的截面积与此处温度变化率的乘积求取。
51. 过余温度：某点温度与基准温度之差。
52. 等截面细长杆导热微分方程：，式中：。
53. 无限高细长杆内温度分布：。
54. 无限高细长杆散热量：。
55. 细长杆内热应力。
56. 忽略端部散热的有限高细长杆内温度分布：。
57. 忽略端部散热的有限高细长杆杆端温度：。
58. 忽略端部散热的有限高细长杆散热量：。
59. 细长杆实际计算中的简化方法：。
60. 肋片：传热面上凸出的部分。
61. 肋片加工关键：降低根部接触热阻。
62. 肋效率：肋片实际散热量与最大散热量之比，其中最大散热量是假设整个肋片表面处于肋基温度下的散热量。对于等厚直肋，其肋效率为：。
63. 接触热阻：接触界面所产生的热阻（）。
第三章 非稳态导热
64. 非稳态导热特点：
（1） 两个阶段：初始阶段®正规热状况阶段；
（2） 热流方向上各点热流密度不同。
65. 非稳态分析解（仅适用于恒温介质第三类边界条件）：

66. 毕渥准则：表示内外热阻之比的综合量。
67. 傅利叶准则：表示无因次时间的综合量。
68. 查诺谟图解题（适用于正规热状况阶段）：

69. 多维非稳态导热问题的解可以用多个一维问题解的乘积来表示，解的形式是无量纲过余温度。
70. 物体中温度随时间的变化趋势：
71. （转化为第一类边界条件）
72. 集总参数法解题（忽略内部热阻）
73. 集总参数分析：
74. 时间常数：相对过余温度到达0.368所需的时间。（）
75. 零维非稳态换热量：
第四章 导热问题的数值解法
76. 差分形式：向前；向后；中心。
77. 两维稳态无内热源导热问题的内部接点方程（DX=DY）：
78. 稳态导热数值解法：
接点差分方程（中心、边界）Þ方程组Þ解方程组。
79. 一维非稳态导热中心接点差分方程（显式）：
80. 显式算法稳定性条件：
81. 变物性有内热源非稳态导热问题数值解接点方程（显式）：

第五章 对流换热
82. 对流换热量等于附壁薄层的导热量。
83. 层流：流体各层之间互不混合，层间热量传递方式主要依靠分子扩散和导热作用。
84. 湍流：流体质点不规则运动，湍流区域的热量传递主要依靠流体微团的热对流作用，但在靠近壁面的层流底层仍然依靠导热作用。
85. 对流换热微分方程组（换热、能量、动量、连续性）。

86. 流动边界层：

87. 热边界层：

88. 普朗特准则：流体动量扩散率与热量扩散率之比，是物性准则，其定义式为：。
89. 若流动边界层与热边界层从同一点开始，且Pr=1，则。
90. 平板层流强制对流精确解：
91. 相似理论：物理现象相似 Ü微分方程相同，定解（几何、物理、时间、边界）条件相似（对应成比例）。
92. 相似性质：相似现象中各同名准则相等。
93. 相似判据：各同名已定准则相等，单值性条件相似。
94. 怒射尔特准则：流体对流换热能力与导热能力之比（）。
95. 雷诺准则：流体对惯性力与粘性力之比（）。
96. 格拉晓夫准则：流体浮升力与粘性力之比（）。
97. 在物理现象中，物理量不是单个起作用的，而是由其组成的准则起作用的，所以微分方程的解都可以表示成准则方程式。
98. 已定准则：由已知量组成的准则。
99. 待定准则：含有未知量的准则。
100. 近似模化：保证主要同名准则相等的模拟试验方法。
101. 试验准则的确定方法：（1）方程分析法；（2）量纲分析法。
102. p定理：一个表示n个物理量间的量纲一致的方程式，一定可以转换成n-r个独立无量纲物理量间的关系式，其中r是n个物理量中所涉及的基本量纲数目。
103. 实验关联式的应用应注意适用范围、所规定的定性温度、特性尺度、特征流速及各项修正系数。
104. 定性温度：用于确定准则中物性参数的温度。
105. 特性尺度：准则中所规定的尺度。
106. 特征流速：准则中所规定的流速。
107. 管内紊流换热实验关联式：
第六章 凝结与沸腾换热
108. 膜状凝结：凝结液在壁面上铺展成膜。
109. 珠状凝结：凝结液在壁面上凝聚成液珠。
110. 不凝气体：在壁面温度下不能凝结的气体。它的存在将使凝结换热系数下降，原因是增加了蒸汽与液膜间的热阻，所以在一些换热系统中要设气体分离器或抽气器。
111. 加热面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾称为大容器沸腾。
第七章 辐射基本定律
112. 黑体：吸收比为1的物体。
113. 辐射力：单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射的全部波长的辐射能。
114. 光谱辐射力：单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射的某一波长的辐射能。
115. 普朗克定律： W/m3
116. 维恩位移定律： mK
117. 斯蒂芬——波尔兹曼定律： W/m2
118. 兰贝特定律：具有漫辐射特性的表面，其定向辐射强度与方向无关。服从兰贝特定律的辐射，在半球空间不同方向的单位立体角内的辐射能数值不等，其值正比于该方向与辐射面法线方向夹角的余弦，所以兰贝特定律又叫余弦定律。
119. 定向辐射强度：在某一方向上，单位时间、单位可见辐射面积、单位立体角内的辐射能称为该方向的定向辐射强度。
120. 定向辐射力：单位时间、单位辐射面积在某一方向P的单位立体角内的辐射能称为该方向的定向辐射力。
121. 对服从兰贝特定律的辐射，。
122. 黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值称为实际物体的黑度（发射率），记为：。
123. 光谱黑度：实际物体的光谱辐射力与同温度及波长下黑体的光谱辐射力之比，记为：。
124. 定向黑度：在某一方向实际物体的定向辐射强度与同温度下黑体的定向辐射强度之比。
125. 光谱吸收比：物体对某一特定波长辐射能的吸收份额，记为：al
126. 吸收比：物体对投入辐射的吸收份额，它不仅与自身的表面性质与温度有关，还与辐射源的性质与温度有关。
127. 物体的颜色仅对可见光的吸收比有较大影响。
128. 灰体：光谱吸收比与波长无关的物体。
129. 基尔霍夫定律：在热平衡条件下，任何物体的辐射力与它对来自黑体辐射的吸收比之比值，恒等于同温度下黑体的辐射力。
130. 善于辐射的物体必善于吸收。
131. 同温度下黑体辐射力最大。
132. 在与黑体处于热平衡的条件下，任何物体对来自黑体辐射的吸收比等于同温度下该物体的黑度。
133. 对于灰体， （灰体吸收率与外界条件无关）。
134. 一般工程材料在红外线范围内可近似按灰体处理。
第八章 辐射换热的计算
135. 角系数：表面1发出的辐射能落到表面2上的份额称为表面1对表面2的角系数。记为：X1，2。
136. 辐射空间热阻：
137. 对于性质均匀且服从兰贝特定律的表面，其角系数是纯几何因子。
138. 角系数的相对性：A1X1，2=A2X2，1
139. 角系数的完整性： （对于封闭系统的n个表面）
140. 角系数的可加性：X1，2+3=X1，2+X1，3 ；
141. 投入辐射：单位时间投射到表面单位面积上的辐射能，记为G。
142. 有效辐射：单位时间、单位面积离开表面的辐射能，记为J。
143. 辐射表面热阻：
144. 两灰体间辐射换热的系统黑度：
145. 对于内包小物体：A1<<A2 ，X1，2=1，Þes=e1
146. 对于平行大平壁：A1=A2 ，X1，2=1，Þ
147. 对于遮热板：
148. 气体辐射特性：（1）选择性；（2）在整个容积中进行。
第九章 传热过程与换热器
149. 热绝缘临界直径：dcr=2l/h
150. 肋面总效率：
151. 肋化系数：加肋后的总表面积与未加肋时的表面积之比，记为b。
152. 肋化目的：（1）强化传热；（2）降低壁温（低温侧）。
153. 污垢系数：单位面积的污垢热阻
154. 换热器型式：
（1） 间壁式：壳管式、套管式、肋管式、板式、螺旋板式
（2） 混合式
（3） 回热式
155. 传热平均温压：
156. 相同进出口温度条件下：Dtm逆>Dtm复杂>Dtm顺
157. 换热器计算方法：
（1） 平均温压法；
（2） e¾NTU （效能——传热单元数法）
158. 换热器效能：流体实际最大温升与最大可能温升之比，是传热单元数和水当量比的函数。
159. 传热单元数：表征换热能力大小的参数
160. 水当量比：
161. 换热器设计中要充分注意流动阻力、结构强度、制造与维护工艺、生产成本等问题。
162. 强化传热的目的是使换热器体积小、重量轻。
163. 削弱传热的目的是降低消耗、减少污染、防止超温、改善劳动条件。
164. 强化传热的主要思路是增大传热温差、减小总热阻。
165. 减少散热的主要措施是保温。
166. 对周期性生产设备，要减少其蓄热损失，应设法降低热容。
第十章 传质过程简介
167. 质量传递：物质由高浓度向低浓度区域转移的过程。
168. 斐克定律：扩散通量正比于浓度梯度
169. 质扩散率：单位浓度梯度作用下的质流通量，表征物质扩散能力的大小。
170. 对流传质：流体流过壁面或液体界面的时候，由于主流与界面间的浓度差引起的质量传递过程。
171. 浓度边界层：
172. 对流传质的原则性准则方程：Sh=f（Re，Sc）
173. 薛伍德准则：流体实际传质能力与扩散传质能力之比。
174. 施密特准则：动量扩散率与质量扩散率之比。
175. 管槽内对流传质关联式：
176. 刘易斯准则：热扩散率与质扩散率之比。