传热学实际现象应用(2)

要点：分析各种传热方式，考虑周到。

答：1.游泳者出泳池后，皮肤发生的所有传热过程包括：（1）皮肤与水膜之间伴随有相变的对流传热（2）水膜内部的导热（3）水膜外表面与空气之间的对流换热（4）皮肤与环境的辐射换热。

2.伴随有相变的对流传热表面传热系数的数量级为104，皮肤与空气的对流换热系数数量级为102，所以皮肤有水膜时对流换热强烈，所以感到冷的多。

3.太阳出来后，（1）皮肤与水膜间伴随有相变的对流传热（2）水膜内部的导热（3）水膜外表面与空气之间的对流传热（4）皮肤与太阳的辐射换热。因为太阳温度较高，所以辐射传热吸收的热量抵消了相变换热放出的热量，所以感觉温暖。

（9）铝壶烧水时炉火很旺，水安然无恙，水烧干后水壶很快被烧坏：

要点：对流换热系数

答：当壶内有水时，水与壶底发生对流换热，水侧沸腾对流换热系数大，可以对壶底进行很好的冷却，壶底的温度能够很快被传走，不至于温度升得很高；当没有水时，和壶底发生对流传热的是气体，气体的表面传热系数很小，壶底的热量无法被很快得传走，因此壶底温度升高得很快，铝壶被烧坏。

（10）为什么暖气片一般都放置在窗户的下面？

要点：温差大对流传热强度高

答：1.可以提高换热效率，在室内，靠近窗户处的空气温度较低，假设暖气片的温度一定，当暖气片放在窗户下面时，暖气片于周围空气温度的温差最大，从而使换热量增加，传热效率提高。 2.可以使室内温度分布均匀，靠近窗户处的温度较低，暖气片放在窗户下可以使室内的温度均匀。

（11）用空气冷却高温设备的内通道壁，为了提高冷却效果，在通道内紧插一块沿轴向放置的金属平板，能否使同道内壁的冷却加强壁温下降？

要点：肋片散热、辐射换热、破坏了边界层减小了传热热阻。

答：可以使设备内通道壁的冷却加强。相当于增加了肋片强化了散热。同时也增加了辐射换热；加上平板后，也增加了流体的扰动，破坏了边界层，减小了对流传热热阻，强化了对流传热。

（12）一台冷油器，管内的油被管外的冷却水冷却，为了强化传热，管内加装一个细的螺旋状金属丝。另有一台暖风器，以热水在管内流动来加热管外的空气，同样在管内加装一细的螺旋状金属丝，比较这

两种方案强化换热的效果，为什么？

要点：强化对流换热系数以强化对流传热、加金属丝破坏边界层强化对流传热 答：1对于冷油器。由于油的粘度较大对流换热表面传热系数较小，占整个传热过程中热阻的主要部分，在管内加装一细化螺旋金属丝，可以破坏边界层，减小油侧热阻，从而强化传热效果明显。 2.对于暖风机，空气的对流换热系数比热水要小，占整个传热过程中热阻的主要部份，但管内是水，管内加装金属丝，只能强化热水侧换热，对于总热阻则减小很少，强化效果不明显。

（13）为了强化一台冷油器的传热，有人用提高冷却水流速的方法但发现效果不明显，试分析原因？

要点：冷油器主要热阻在内部的油

答：冷油器由于油的粘度大，对流传热表面传热系数较小，占整个传热过程热阻的主要部分，而冷却水的对流传热热阻较小，不占主导地位，因而采用提高水速的方法，只能减小不占主导地位的水侧热阻，效果不明显。应该试图减小内部油的热阻，如加装一根细化螺旋金属丝破坏油的边界层。

（14）温度同为20℃的空气和水，假设流动速度相同，当你把两只手分别放倒水和空气中，为什么感觉却不一样？

要点：密度不同-雷诺数不同-努塞尔数不同+导热系数不同=h不同

答：尽管空气和水的流速和温度相同，但是由于水的密度约为空气的1000倍，而动力黏度则相差不多，在相同的特征尺度下，雷诺数为R e=u*l/v,所以将手放入水中的雷诺数要远远大于放入空气中的雷诺数，因此放入水中的努塞尔数大；另一方面，又由于水的导热系数大于空气的导热系数，Nu=h l/入，所以将手放入水中时的对流换热系数远远大于放入空气中的对流换热系数，所以感觉不同。

（15）空调和制冷器用的冷却器其管外装的肋片往往制成百叶窗式的肋片，试问肋片做成这样的意义？

要点：百叶窗，破坏边界层强化传热。

答：空气通过平直肋片时，随着流程的增长，边界层会增厚，传热热阻增大，表面传热系数会减小。将其做成百叶窗式，可以使流体流经肋片的边界层破坏，使边界层减薄。同时，流体脱离百叶窗式肋片后产生分离状扰动，这些均能强化传热。

（16）地面上按自然对流设计的换热装置，在太空中还能正常工作吗？为什么？ …… 此处隐藏：59字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……