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工程热力学与传热学总结与复习
287 J
/ kg K
摩尔气体常数:R = ������0������0 = 8.314������/(������������������ ∗ ������)
������0
热容:物体温度升高 1K(或
所需要的热量
C δQ δQ dT dt
比热容():单位物量的物质升高 1K 或 1oC 所需的热量
3, 水蒸气在汽轮机中的可逆绝热膨胀过程 1-2;
4, 乏汽在冷凝器中定压放热过程 2-3。
提高蒸汽动力循环效率的途径:再热循环(增加蒸汽的干度)、回热
循环(提高锅炉前给水的温度)。
第八章
导热:在物体内部或相互接触的物体表面之间,由于分子、原子及自
由粒子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象称为热传导。
特征长度:V/A 具有长度的量纲,称之为物体的特征长度。
时间常数:
第十章
平均表面传热系数:h,������ = Ah(tw − tf),q = h(tw − tf) 其中������������为固体表面的平均温度,������������为流体温度。 对于外部绕流,������������取远离壁面的平均温度t∞,对于内部流动,������������取流 体的平均温度。
压力(Pa,mmH2O,mmHg,atm, at 换算):
p pb pv p pe pb
1 bar = 105 Pa 1 MPa = 106 Pa 1 atm = 760 mmHg = 1.013 105 Pa 1 mmHg =133.3 Pa 1 at=735.6 mmHg = 9.80665 104 Pa 1 psi=0.006895MPa
对流换热热阻: Rh
1 Ah
单位:K/W
热辐射:由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的
现象称为热辐射。
说明:热辐射总是伴随着物体的热能和辐射能这两种能量形式的相互
转化、热辐射不依靠中间媒介、物体间热辐射是双向的、辐射换热量
与物体温度、辐射特性、物体大小、形状、相对位置等有关。
辐射换热:当物体之间存在温差时,以热辐射的方式进行能量交换的
理想气体:凡遵循克拉贝龙方程式的气体。
状态方程式:
1mol : pVm RT mkg : pV mRgT
1kg : pv RgT
nmol : pV nRT
气体常数:
Rg
R M
J/ kg K
Rg空气
R M 空气
8.314 J mol K
28.9 10-3 kg mol
k h1 λ h2
第九章
温度场: 在某一时刻 ,物体内所有各点的温度分布,在直角坐标系
中,温度场可表示为: t f (x, y, z, ) 。
非稳态温度场:随时间变化的温度场。
稳态温度场:不随时间变化的温度场。
稳态导热:稳态温度场中的导热。
等温线:在同一时刻,温度场中温度场中的点所连接成的线。
结果使高温物体失去热量,低温物体得到能量,这种热量传递的现象。
传热过程:这种热量从固体壁面一侧的流体通过固体壁面传递到另一
侧流体的过程。Φ
=
= tf1−tf2
tf1−tf2
A1h1+Aδλ+A1h2
Rk
传热热阻:Rk
=
1 Ah1
+
δ Aλ
+
1 =R
Ah2
h1
+
Rλ
+
Rh2
单位:K/W
传热系数:1 = 1 + δ + 1 单位: W冷却时,物体内温度变化的快慢
热扩散率 a 越大,温度随时间的变化率∂t越大,即温度变化越快。
∂τ
单值性条件:为完整地描写某个具体的导热过程,还必须说明导热过
程的具体特点,即给出导热微分方程的单值性条件,或定解条件,使 导热微分方程具有唯一解。
定解条件:几何条件,物理条件,时间条件,边界条件。 边界条件:说明导热物体边界上的热状态以及与周围环境之间的相互 作用,例如边界上的温度分布、热流密度分布以及物体通过边界与周 围环境之间的热量传递情况等。
对流换热:流体与固体表面之间的热量传递是热对流与导热两种基本
传递共同作用的结果。
表面传热系数:h 的大小反映对流换热的强度,与物性(热导率、粘
度、密度、比热容等)、流态(湍流、层流)、流动成因(自然对流、
强迫对流)、物体形状和尺寸、换热时流体有无相变(沸腾或凝结)
有关。不是物性参数。 Ah tw t f
毕渥数: Bi h
1h
分子为导热物体内部单位面积上的导热热阻������⁄������,分母为边界处的单 位表面积上的对流换热热阻 1/h。物理意义为物体内部的导热热阻与
边界处的对流换热热阻之比,所以 Bi 的大小,反映了边界条件对平
壁内温度分布的影响。
特征数:Bi 和 F0称为特征数。也称为准则数,具有特定的物理意义。 集总参数法:忽略物体内部导热热阻的简化分析方法。
温度:处于同一热平衡状态的各个热力系,必定有某一宏观特征彼此 相同,用于描述此宏观特征的物理量。(标志冷热程度的物理量) 比体积:单位质量的工质所占有的体积。 v V
m
密度:单位体积工质的质量。ρν = 1。 状态公理:对组元一定的闭口系,独立状态参数个数 N=n+1 状态方程式:Ϝ(p,ν,T) = 0。
逆的,则是不可逆循环。
克劳修斯积分等式:工质经历任意可逆循环后,沿整个循环积分等于
零
Q
Tr 0
克劳修斯不等式:工质经历任意不可逆循环后,沿整个循环积分小于
零
Q Q1' Q2' 0 T T1 T2
熵流:
dSf
Q T
熵产:熵产是过程不可逆性大小的度量。
闭口系统熵方程 S Sf Sg 第五章 水蒸气与湿空气
λ的大小反映材料的导热能力, λ越大,材料导热能力越强。
导热热阻(平壁):Rλ
=
δ λA
表示物体对热量传递的阻力单位:K/W
热流密度:q:单位时间通过单位面积的热流量。单位:W/m2 q tw1 tw2
A
热对流:由于流体的宏观运动使温度不同的流体相对位移而产生的热
量传递现象。(只能发生在流体中、必然伴随导热)
一、基本要求 严格遵守考试纪律,绝不做任何有作弊嫌疑的动作。 二、考试需要携带的物品 相关身份证件、笔、计算器 三、复习要点
(一)基本概念(红色粗体部分是热力学与传热学最基本的概念,要 求掌握其定义、物理意义、表达式、单位) 第一章 基本概念 工质:热能与机械能之间转换的媒介物质。 热源:热容量很大、并且在吸收或放出有限热量时自身温度及其他的 热力学参数无明显变化的物体。 热力系统: 人为选取的研究对象(空间或工质)。 外界(环境):系统以外的所有物质。 闭口系统:与外界无物质交换的系统。 开口系统:与外界有物质交换的系统。 绝热系统:与外界无热量交换的系统。 孤立系统:与外界既无热量交换又无物质交换的系统。 平衡状态:在不受外界影响(重力场作用除外)的条件下,工质或系 统的状态参数不随时间而变化的状态。 热力状态:工质在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。 状态参数:压力、温度、比体积、热力学能、焓、熵等。 基本状态参数:压力、温度、比体积
焓:h = u + pv
[ kJ/kg ]
H = U + pV
、 [ kJ ]
对流动工质,比焓代表能量(比热力学能+流动功) 对静止工质,比焓虽具有能量的单位但不代表能量。
比焓:h = u + pv
流动功:在数值上等于工质的压力与比体积的乘积。pv
技术功:
wt
1 2
c2
gz
ws
第三章 理想气体的性质和热力过程
导热热阻(圆筒壁): R
1 2 l
ln
d2 d1
傅里叶数:F0
=
a������ ������2
=
������ ������2⁄a
分子为从非稳态导热过程开始到τ时刻的时间,分母可理解为温度变
化波及到������2面积所需要的时间。所以,F0为两个时间之比,是非稳态
导热过程的无量纲时间。
临界点
未饱和湿空气
饱和湿空气
露点(温度):湿空气中水蒸气的分压为������������所对应的饱和温度。������������
绝对湿度:每 1m3 湿空气中所含的水蒸气的质量。
相对湿度
v pv s ps
表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度、反映所含水蒸气的饱和
程度 。
含湿量:在湿空气中,与单位质量干空气共存的水蒸气的质量。
特点:(1)不需要物体发生宏观运动(2)物质状态不同(3)微观粒
子的运动特点不同(4)温差
一维稳态导热:平壁两表面维持均匀恒定的温度,温度不随时间的变
化,热量只沿垂直于壁面的方向传递
热流量:
A tw1 tw2
W
热导率(导热系数):λ是材料的热导率(导热系数) 单位:W/(m•K)
局部表面传热系数:hx,������ = ∫A qxdA = ∫A hx(tw − tf)xdA
h
=
������ A
∫A
hxdA
对流换热影响因素:1,流动的起因;2,流动的状态;3,流动有无
相变;4,流体的物理性质;5,换热表面的几何因素
特征长度(定型尺寸):l
流动边界层:速度发生明显变化的流体薄层;
热量:热力系统与外界之间依靠温差传递的能量。
比熵:ds
=