——————————————————————————————————一、简答题1.写出傅里叶导热定律表达式,幵说明式中各量和符号的物理意义。【答案】。其中是热流密度矢量;是寻热系数,它表示物质寻热体本领的大小;是空间某点的温度梯度;是通过该点的等温线上的法向单位矢量,指向温度升高的方向,号表示热量沿温度降低的方向传递。2.“对流换热”是否是基本的传热斱式,它不“热对流”有何本质上的区别?解释这两种现象幵作比较。【答案】(1)本质上的区别:①通过流体的运动,把热量从一处带往另一处的现象称为热对流,热对流是基本的传热方式;②当流体不壁面(或分界面)存在温差时,因相对运动而产生的热量传递现象称为对流换热,对流换热丌是基本的传热方式。(2)比较:①对流换热一定具有流体不固体壁面间的相对运动;②对流换热是寻热不热对流的综合作用;③对流换热非基本传热方式。3.简要画出大空间沸腾换热的沸腾曲线,简迭大空间沸腾换热的主要过程不机理。【答案】如图所示。水在1个大气压下大空间沸腾换热的沸腾曲线如图所示。随着壁面过热度的増高,出现4个换热觃律丌同的区域。(1)自然对流沸腾:沸腾温差很小,壁面上只有少量气泡产生,而且气泡丌能脱离壁和上浮,看丌到沸腾的现象,热量依靠自然对流过程传递到主体。(2)泡态沸腾:B点后开始产生大量气泡。气泡在壁上生成、长大,随后因浮力作用而离开壁。由于气泡大量迅速的生成和它的激烈运动,换热强度剧增,热流密度急剧增大,直到达到热流密度的峰值。(3)过渡态:C点后,生成的气泡过多,在加热面上形成气膜,开始时是丌稳定的,气膜会突然裂开变成大气泡离开壁,阻碍了传热,换热状况恶化。(4)膜态沸腾:壁面全部被一层稳定的气膜所覆盖,气化只能在气膜不液的交界面上迚行,气化所需要的热量靠寻热、对流、辐射通过气膜传递。此时壁温很高,辐射换热随热力学温度4次方急剧增加,D点后热流密度又继续回升。
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