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843传热学简答题07大连理工大学8.画出大容积沸腾曲线，分为几个区？哪个区温差小，传热强？答：○1自然对流区；○2核态沸腾区；○3过渡沸腾区；○4膜态沸腾区；其中核态沸腾区温差小，传热强。9.试说明大容器沸腾的𝐪~∆𝐭曲线中各部分的传热机理。答：自然对流区：过热度较小（∆t4℃）沸腾尚未开始，服从单相自然对流规律。核态沸腾区：开始段，∆t不大，汽化核心处产生汽泡彼此相互不干扰，称为孤立汽泡区；随着∆t进一步增加，汽化核心增加，汽泡相互干扰，并会合成汽块或汽柱，汽泡的扰动加剧，h↑,q↑→𝑞𝑚𝑎𝑥；该区温差小，换热强。过渡沸腾区：随着∆t进一步提高，汽泡汇聚覆盖在加热面上，壁面交替被汽泡和汽膜覆盖，蒸汽排除过程趋恶化，因此，h↓,q↓→𝑞𝑚𝑖𝑛。膜态沸腾区：随着∆t进一步提高，加热面上形成稳定的气膜层产生的蒸汽有规律地排离膜层，∆t↑,h↑,q↑，并有辐射存在。10.直径为6mm的合金钢元在98℃中淬火时的曲线如图所示，钢元初温为800℃。试分析曲线管段所代表的换热过程的性质。答：AB段：膜态沸腾BC前半段：核态沸腾BC后半段：稳态换热11.一杯水倒在赤热的铁板上会有液滴跳动，在一段相当长的时间内液体不能完全汽化，试从传热学的角度分析这一现象。843传热学简答题07大连理工大学答：此时赤热的表面上形成了稳定的膜态沸腾，小水滴在气膜上蒸发，被上升的空气带动，形成跳动。12.两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为120℃和400℃的铁板上，试问滴在哪块板上的水滴先被烧干，为什么？答：在大气压下发生沸腾换热时，上述两水滴的过热度分别是∆t=𝑡𝑤−𝑡𝑠=20℃和∆t=300℃，由大容器饱和沸腾曲线，前者发生的是核态沸腾，后者发生的是膜态沸腾。虽然前者传热温差小，但其表面传热系数大，从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。13.试从沸腾过程分析，为什么电加热器加热时当加热功率𝐪𝒒𝒎𝒂𝒙时易发生壁面被烧毁的现象，而采用蒸气加热则不会？答：用电加热时，加热方式是控制表面的热流密度；而采用蒸气加热则是壁面温度可控的情形。由大容器饱和沸腾曲线可知，当加热功率q稍超过𝑞𝑚𝑎𝑥值时，工况将沿𝑞𝑚𝑎𝑥虚线跳至稳定膜态沸腾区，使壁面温度飞升，导致设备烧毁。14.从传热表面的结构而言，强化凝结传热的基本思想是什么？强化沸腾传热的基本思想是什么？答：从传热表面的结构而言，强化凝结传热的基本思想是尽量减薄粘滞在传热表面上液膜的厚度；强化沸腾传热的基本思想是尽量增加传热表面的汽化核心处。15.强化冷凝和强化沸腾的举措。答：凝结强化措施：减薄液膜厚度或破坏液膜；加速液膜排泄；减少不凝结气体质量分数；对凝结表面采取一定措施，使其尽可能实现珠状凝结。沸腾强化措施：用烧结、钎焊、火焰喷涂、电离沉积或机械加工造成多孔结构。16.凝结换热和沸腾换热的动力各是什么？843传热学简答题07大连理工大学答：凝结换热的驱动力是∆t=𝑡𝑤−𝑡𝑠(𝑡𝑤𝑡𝑠)，是蒸汽与低于其温度的壁面相接触时，将汽化潜热释放给固体壁面的过程；沸腾换热的推动力是∆t=𝑡𝑤−𝑡𝑠(𝑡𝑤𝑡𝑠)，是在固体内部固液界面上形成汽泡从而实现热量由固体传给液体的过程。17.为什么冷凝器上要装抽气器将其中的不凝结气体抽出？（不凝结气体对凝结换热的影响。）答：不凝结气体的存在，一方面使凝结表面附近蒸气的分压力降低，从而蒸气饱和温度降低，使传热驱动力即温差(𝑡𝑠−𝑡𝑤)减小；另一方面凝结蒸气穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散，从而增加了阻力。上述两方面原因使不凝结气体存在大大降低了表面传热系数，使换热量降低，所以实际冷凝器中要尽量降低并排除不凝结气体。18.不凝结气体对膜状凝结和沸腾凝结分别起什么作用？答：对于膜状凝结，一方面使凝结表面附近蒸气的分压力降低，从而蒸气饱和温度降低，使传热驱动力即温差(𝑡𝑠−𝑡𝑤)减小；另一方面凝结蒸气穿过不凝结气体层到达壁面依靠的是扩散，从而增加了阻力。对于沸腾传热，不凝结气体的存在，使沸腾换热系数升高。因为随着工作液体温度的升高，不凝结气体会从液体中溢出，使壁面附近的微小凹坑得以活化，称为气泡的胚芽。19.简述热管的原理（以重力热管为例）。答：重力热管的工作介质积聚在热管的底部。当该处受到热管外热流体加热时工作液体蒸发，其中蒸气到热管上半部被管外流体冷却而凝结成液体，凝结液在重力作用下沿内壁流下返回到蒸发段而完成一个循环。这样，通过工作液体的不断蒸发、凝结，把热管下半部热源的热量连续地传递到热管上半部的冷源中去。843传热学简答题07大连理工大学第八章1.名词解释1)黑体——把吸收比α=1的物体称为黑体。2)辐射力——单位时间，单位面积的辐射表面向半球空间所有方向所发射的全部波长的总能量。3)光谱辐射力——单位时间内物体的单位表面积向半球空间所有方向所发射的在包含波长λ在内的单位波长内的能量。4)立体角——以立体角的角端为中心，作半径为r的半球，将半球表面上被立体角所切割的面积𝐴𝑐除以半径的平方𝑟2，即得到立体角的量度Ω=𝐴𝑐𝑟2。5)定向辐射强度——单位时间，单位可见辐射面积向指定方向单位立体角内辐射的能量。6)光谱发射率——表示实际物体的光谱辐射力𝐸𝜆与同温度下黑体的光谱辐射力𝐸𝑏𝜆的比值，即ε(λ)=𝐸𝜆𝐸𝑏𝜆。7)定向发射率——表示实际物体的定向辐射强度与同温度下黑体辐射在该方向的辐射强度的比值。8)光谱吸收比——物体吸收某一特定波长辐射能的百分数。9)灰体——在热辐射分析中，把光谱吸收比α(λ)与波长无关的物体称为灰体，即α=α(λ)=常数。10)漫射表面——通常把服从兰贝特定律的表面称为漫射表面，即该表面的定向辐射强度与方向无关。11)斯忒藩-玻耳兹曼定律——黑体辐射力随温度的变化规律。𝐸𝑏=𝜎𝑇412)普朗克定律——黑体辐射能按波长的分布规律，即光谱辐射力𝐸𝑏𝜆与波长λ和温度T的关系。843传热学简答题07大连理工大学13)兰贝特定律——黑体辐射能按空间方向的分布规律。14)基尔霍夫定律——实际物体的辐射力E与吸收比α之间的关系。对于与黑体辐射处于热平衡或漫灰表面，ε(T)=α(T)；对于漫射表面，ε(λ,T)=α(λ,T)。