压,而ε—NTU法则要计算热容量比、传热单元数或换热器效能。设计计算时,用平均温差法比用ε—NTU法方便,而在校核计算时,用ε—NTU法比用平均温差方便。 11. 什么叫换热器的顺流布置和逆流布置?这两种布置方式有何特点?设计时如何选用?
提示:从顺、逆流布置的特点上加以论述。冷、热流体平行流动且方向相同称为顺流,换热器顺流布置具有平均温差较小、所需换热面积大、具有较低的壁温、冷流体出口温度低于热流体出口温度的特点。冷、热流体平行流动但方向相反称为逆流,换热器逆流布置具有平均温差大、所需换热面积小、具有较高壁温、冷流体出口温度可以高于热流体的出口温度的特点。设计中,一般较多选用逆流布置,使换热器更为经济、有效,但同时也要考虑冷、热流体流道布置上的可行性,如果希望得到较高的壁面温度,则可选用逆流布置,反之,如果不希望换热器壁面温度太高,则可以选择顺流布置,或者顺、逆流混合布置方式。
12. 解释为什么许多高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性结构和多层隔热屏结构。
提示:从削弱导热、对流、辐射换热的途径方面来阐述。高效隔热材料都采用蜂窝状多孔性结构和多层隔热屏结构,从导热角度看,空气的导热系数远远小于固体材料,因此采用多孔结构可以显著减小保温材料的表观导热系数,阻碍了导热的进行;从对流换热角度看,多孔性材料和多层隔热屏阻隔了空气的大空间流动,使之成为尺度十分有限的微小空间。使空气的自然对流换热难以开展,有效地阻碍了对流换热的进行;从辐射换热角度分析,蜂窝状多孔材料或多层隔热屏相当于使用了多层遮热板,可以成倍地阻碍辐射换热的进行,若再在隔热屏表面镀上高反射率材料,则效果更为显著。 13. 试举出3个隔热保温的措施,并用传热学理论阐明其原理?
提示:可以从导热、对流、辐射等角度举出许多隔热保温的例子.例如采用遮热板,可以显著削弱表面之间的辐射换热,从传热学原理上看,遮热板的使用成倍地增加了系统中辐射的表面热阻和空间热阻,使系统黑度减小,辐射换热量大大减少;又如采用夹层结构并抽真空,可以削弱对流换热和导热,从传热角度看,夹层结构可以使强迫对流或大空间自然对流成为有限空间自然对流,使对流换热系数大大减小,抽真空,则杜绝了空气的自然对流,同时也防止了通过空气的导热;再如表面包上高反射率材料或表面镀银,则可以减小辐射表面的吸收比和发射率(黑度),增大辐射换热的表面热阻,使辐射换热削弱,等等。