热动面试试题

1. 热量传递的三种基本方式。

热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。

2．导热的特点。

a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。

3.对流（热对流）(Convection)的概念。

流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。

4对流换热的特点。

当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点：a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层5. 热辐射的特点。

a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射；b 可以在真空中传播；c 伴随能量形式的转变；d 具有强烈的方向性；e 辐射能与温度和波长均有关；f 发射辐射取决于温度的4次方。

6.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。

导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。

表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。

影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。

7.傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。

傅立叶定律（导热基本定律）：垂直导过等温面的热流密度，正比于该处的温度梯度，方向与温度梯度相反。

空隙中充有空气,空气导热系数小,因此保温性好;(2)空隙太大,会形成自然对流换热,辐射的影响也会增强,因此并非空隙越大越好。

(3)由于水分的渗入，替代了相当一部分空气，而且更主要的是水分将从高温区向低温区迁移而传递热量。

因此，湿材料的导热系数比干材料和水都要大。

所以，建筑物的围护结构，特别是冷、热设备的保温层，都应采取防潮措施。

8.边界条件。

边界条件说明导热体边界上过程进行的特点反映过程与周围环境相互作用的条件（１）第一类边界条件：已知任一瞬间导热体边界上温度值；第二类边界条件：已知物体边界上热流密度的分布及变化规律，第二类边界条件相当于已知任何时刻物体边界面法向的温度梯度值；（3）第三类边界条件：当物体壁面与流体相接触进行对流换热时，已知任一时刻边界面周围流体的温度和表面传热系数。

9.接触热阻的概念。

实际固体表面不是理想平整的，所以两固体表面直接接触的界面容易出现点接触，或者只是部分的而不是完全的和平整的面接触——给导热带来额外的热阻，即接触热阻。

10.什么是形状因子为了便于工程设计计算，对于有些二维、三维的稳态导热问题，针对已知两个恒定温度边界之间的导热热流量，可以采用一种简便的计算公式。

在这种公式中，将有关涉及物体几何形状和尺寸的因素归纳在一起，称为形状因子。

11．非稳态导热的分类。

周期性非稳态导热和瞬态非稳态导热准则数, Fo准则数的定义及物理意义。

Bi 准则数：物体内部导热热阻物体表面对流换热热阻；Fo准则数：是非稳态导热过程的无量纲时间。

13．集总参数法的物理意义及应用条件。

忽略物体内部导热热阻、认为物体温度均匀一致的分析方法。

此时，温度分布只与时间有关，与空间位置无关。

应用条件：Bi<．14.时间常数的定义及物理意义。

采用集总参数法分析时，物体中过余温度随时间变化的关系式中的ρcV/(hA)具有时间的量纲，称为时间常数。

时间常数的数值越小表示测温元件越能迅速地反映流体的温度变化。

15．非稳态导热的正常情况阶段的物理意义。

当Fo大于或等于时，物体在给定的条件下冷却或加热，物体中任何给定地点过余温度的对数值将随时间按线性规律变化。

物体中过余温度的对数值随时间按线性规律变化的这个阶段，称为瞬态温度变化的正常情况阶段。

16．半无限大物体的概念。

半无限大物体，是指以无限大的y-z平面为界面，在正x方向伸延至无穷远的物体。

在实际工程中，对于一个有限厚度的物体，在所考虑的时间范围内，若渗透厚度小于本身的厚度，这时可以认为该物体是个半无限大物体。

第四章导热问题数值解法基础1．数值解法的基本求解过程数值解法，即把原来在时间和空间连续的物理量的场，用有限个离散点上的值的集合来代替，通过求解按一定方法建立起来的关于这些值的代数方程，从而获得离散点上被求物理量的值；并称之为数值解。

17.．热平衡法的基本思想。

对每个有限大小的控制容积应用能量守恒，从而获得温度场的代数方程组，它从基本物理现象和基本定律出发，不必事先建立控制方程，依据能量守恒和傅立叶导热定律即可。

18对流换热分析影响对流换热的主要物理因素.对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的结果。

其影响因素主要有以下五个方面：(1)流动起因; (2)流动状态; (3)流体有无相变; (4)换热表面的几何因素; (5)流体的热物理性质。

19. 对流换热是如何分类的流动起因：自然对流和强制对流；(2)流动状态: 层流和紊流；(3)流体有无相变: 单相换热和相变换热(4)换热表面的几何因素：内部流动对流换热和外部流动对流换热。

20．对流换热问题的数学描写中包括那些方程连续性方程、动量微分方程、能量微分方程、对流换热过程微分方程式。

21边界层概念的基本思想。

流场可以划分为两个区：边界层区与主流区边界层区：流体的粘性作用起主导作用，流体的运动可用粘性流体运动微分方程描述（N-S方程）主流区：速度梯度为0，t=0；可视为无粘性理想流体；流体的运动可用欧拉方程描述。

22．流动边界层的几个重要特性。

(1) 边界层厚度 d 与壁的定型尺寸L相比极小，d << L (2) 边界层内存在较大的速度梯度(3) 边界层流态分层流与湍流；湍流边界层紧靠壁面处仍有层流特征，存在层流底层；(4) 流场可以划分为边界层区与主流区边界层区：由粘性流体运动微分方程描述主流区：由理想流体运动微分方程—欧拉方程描述。

可以划分为两个区：热边界层区与等温流动区7．数量级分析的方法。

比较方程中各量或各项的量级的相对大小；保留量级较大的量或项；舍去那些量级小的项，方程大大简化。

23．相似理论回答了关于试验的哪三大问题（1）实验中应测哪些量（是否所有的物理量都测）应测量各相似准则中包含的全部物理量，其中物性由实验系统中的定性温度确定。

（2）实验数据如何整理（整理成什么样函数关系）实验结果整理成准则关联式。

（3）实物试验很困难或太昂贵的情况，如何进行试验实验结果可推广应用于哪些地方实验结果可推广应用到相似的现象，在安排模型实验时，为保证实验设备中的现象（模型）与实际设备中的现象（原型）相似，必须保证模型与原型现象单值性条件相似，而且同名的已定准则数值上相等。

朗肯循环、理想循环过程，主要包括等熵压缩、等压加热、等熵膨胀、以及一个等压冷凝过程。

用于蒸汽装置动力循环。

卡诺循环以分析热机的工作过程，卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热，绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。

熵化学及热力学中所指的熵，是一种测量在动力学方面不能做功的能量总数。

熵亦被用于计算一个系统中的失序现象。

熵是一个描述系统状态的函数，但是经常用熵的参考值和变化量进行分析比较。

焓焓(enthalpy)是一个热力学系统中的能量参数。

规定由字母H表示（H来自于英语Heat Capacity（热容）一词），单位为焦耳（J）。

此外在化学和技术文献中，摩尔焓Hm（单位：千焦/摩尔，kJ/mol）和特别焓h（单位：千焦/千克，kJ/kg）也非常重要，它们分别描述了焓在单位物质的量和单位质量上的定义。

焓是内能和体积的勒让德变换。

它是SpN总合的热势能。

焓是一个状态函数，也就是说，系统的状态一定，焓的值就定了。

焓的定义式（焓没有实际的物理意义，但是他有操作意义。

）是这样的：H=U+pV [焓=流动内能+推动功]其中U表示热力学能，也称为内能(Internal Energy)，即系统内部的所有能量；p是系统的压强(Pressure)，V是系统的体积(Volume)熵增物理定义：熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程(Bortz, 1986; Roth, 1993)。

热力学定义：熵增加，系统的总能量不变，但其中可用部分减少。

统计学定义：熵衡量系统的无序性。

熵越高的系统就越难精确描述其微观状态。

从某种角度来讲，生命的意义就在于具有抵抗自身熵增的能力，即具有熵减的能力。

在人体的生命化学活动中，自发和非自发过程同时存在，相互依存，因为熵增的必然性，生命体不断地由有序走回无序，最终不可逆地走向老化死亡。

系统经绝热过程由一状态达到另一状态熵值不减少——熵增原理（theprincipleoftheincreaseofentropy）对绝热过程，ΔQ=0，有ΔS（绝热）≥0（大于时候不可逆，等于时候可逆）或dS（绝热）≥0(>0不可逆；=0可逆)熵增原理表明，在绝热条件下，只可能发生dS≥0的过程，其中dS=0表示可逆过程；dS>0表示不可逆过程,dS<0过程是不可能发生的。

但可逆过程毕竟是一个理想过程。

因此，在绝热条件下，一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大，直到达到平衡态。

焓变焓（hán）变(Enthalpy changes)即物体焓的变化量。

[1]焓是物体的一个热力学能状态函数，即热函：一个系统中的热力作用，等于该系统内能加上其体积与外界作用于该系统的压强的乘积的总和(Enthalpy is a combination of internal energy and flow work.)。

焓变是生成物与反应物的焓值差。

作为一个描述系统状态的状态函数，焓变没有明确的物理意义。

焓变是与化学反应的起始状态、终止状态有关，与物质所处环境的压强、温度等因素有关，与化学反应的过程无关。

焓（H）及焓变（△H）与等压热效应（qp）的关系如下：熵增焓减，反应自发；熵减焓增，反应逆向自发；熵增焓增，高温反应自发；熵减焓减，低温反应自发。

伯努利方程流体分类层流紊流：液体质点作有条不紊的运动，彼此不相混掺的形态称为层流。

液体质点作不规则运动、互相混掺、轨迹曲折混乱的形态叫做紊流（湍流，乱流）。

它们传递动量、热量和质量的方式不同：层流通过分子间相互作用，紊流主要通过质点间的混掺。

紊流的传递速率远大于层流。

层流：只存在粘滞切应力。

在简单的剪切流中，粘滞切应力：μ式中为剪切变形速度,亦即速度沿垂直方向的变化率；μ为动力粘滞系数,只和液体种类及温度有关的常数。

此式表达了着名的牛顿内摩擦定律。

粘性系数：在牛顿黏性定律中，当流体的流动为层流[1]时，则在层与层之间所作用的黏性力f 分别与液体中定向运动的速度梯度du/dz 及流动方向切向面积 A 成正比的关系，其比例系数η 称为黏度或黏性系数，即f=-η*du/dz*A。