国防科技大学传热传质分析考博真题

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国防科技大学传热传质分析考博真题（精选）

一、真题文本

1. 按照分子运动论的观点，不同类物质的导热机理不同。非金属固体是通过____①____实现热量传递，金属固体则是通过____②____和____③____传递热量。
2. 集总参数法是求解____④____维非稳态热传导的常用方法。
3. 在物理上，格拉晓夫数是流体____⑤____力和____⑥____力比值的量度。

二、答案解析（附考点定位、核心要点及学科价值）

传热传质分析核心解析

1. 不同物质的导热机理填空解析

• 答案：①晶格振动（或声子运动）；②自由电子运动；③晶格振动（或声子运动）
• 核心解析：
  导热的本质是微观粒子的热运动传递能量：
  • 非金属固体内部无自由电子，热量通过 ** 晶格振动（声子的碰撞与运动）** 传递；
  • 金属固体同时存在自由电子与晶格结构，热量主要通过自由电子的定向热运动传递，同时伴随晶格振动的辅助传热（但自由电子传热占主导，因此金属导热系数远高于非金属）。
• 学科价值：是解释材料导热性能差异的理论基础，直接指导航空航天、能源等领域的热防护材料选型。

2. 集总参数法的维度填空解析

• 答案：④0
• 核心解析：
  集总参数法的适用条件是物体内部热阻远小于表面热阻（毕渥数 Bi << 1），此时物体内部温度均匀，无需考虑空间维度的温度分布差异，因此是求解0 维非稳态热传导的简化方法。
• 学科价值：是工程中快速计算小尺寸构件（如电子元件、薄壁零件）加热 / 冷却过程的常用方法，大幅降低计算复杂度。

3. 格拉晓夫数的力比值填空解析

• 答案：⑤浮升；⑥黏滞（或黏性）
• 核心解析：
  格拉晓夫数（Gr）的表达式为\(Gr = \frac{g\alpha_V\Delta t l^3}{\nu^2}\)（g 为重力加速度，\(\alpha_V\)为体积膨胀系数，\(\Delta t\)为温差，l 为特征长度，\(\nu\)为运动黏度），其物理意义是浮升力与黏滞力的比值，决定了自然对流的流动状态（层流 / 湍流）。
• 学科价值：是自然对流换热准则关联式的核心参数，直接支撑散热器、建筑围护结构等自然散热系统的工程设计。

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