热动面试试题.doc

精品文档 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 （）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 12.Bi 准则数, Fo准则数的定义及物理意义。 Bi 准则数： d物体内部导热热阻物体表面对流换热热阻 ； Fo准则数： t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：Bi0.1414.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cV/(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0.2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 0不可逆；=0可逆)熵增原理表明，在绝热条件下，只可能发生dS0的过程，其中dS=0表示可逆过程；dS0表示不可逆过程,dS0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（hn）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：式中为剪切变形速度,亦即速度沿垂直方向的变化率；为动力粘滞系数,只和液体种类及温度有关的常数。此式表达了著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 称为黏度或黏性系数，即 f=-*du/dz*A。 的单位为N*s*m-2，也有用泊（poise)为单位的，1泊（P）=0.1kg/(m*s)。汽轮机的损失包含哪些？内部外部普朗特数：普朗特数是由流体物性参数组成的一个无因次数（即无量纲参数），表明温度边界层和流动边界层的关系，反映流体物理性质对对流传热过程的影响。普朗特数是流体力学中表征流体流动中动量交换与热交换相对重要性的一个无量纲参数，表明温度边界层和流动边界层的关系，反映流体物理性质对对流传热过程的影响。雷诺数雷诺数 表征液流惯性力与粘滞力相对大小，可用以判别流动形态的无因次数，记作Re。雷诺数的定义式为：Re=vd/式中、为液体的密度和动力粘滞系数；v、d为流动的特征速度和特征长度。雷诺数小时,粘性效应在整个流场中起主要作用,流动为层流。雷诺数大时，紊动混掺起决定作用，流动为紊流。必需汽蚀余量在给定转速和流量下必需具有的汽蚀余量称为泵的必需汽蚀余量，常用NPSH，表示。又称为泵的汽蚀余量，是规定泵要达到的汽蚀性能参数NPSH，和离心泵的内部流动有关，是由泵本身头定的，其物理意义是表示液体在泵进口部分压力下降的程度，也就是为了保征泵不发生汽蚀，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。必须汽蚀余量与装置参数无关，只与泵进口部分的运动参数(uo、wo、wk”等)有关。反动度衡量气体在动叶片内膨胀程