2021中国海洋大学979热工学与流体力学综合研究生考试大纲

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2021中国海洋大学979热工学与流体力学综合研究生考试大纲正文

979热工学与流体力学综合

一、考试性质
热工学与流体力学综合是能源与动力工程类专业硕士研究生招生考试的专业理论课程。作为选拔性考试，具有较高的信度、效度、必要的区分度和适当的难度。
二、考查目标
重点考核学生对工程热力学、传热学和流体力学基本定律和基本原理的掌握，常用工质的热物理性质的了解，有关图表及计算公式的综合运用。对典型热力工程和热力循环的计算和分析能力，对热量传递的工程问题的分析能力和热量传递工程计算方法。掌握流体运动学的基本概念和动力学的基本方程，并能熟练运用连续方程、能量方程、动量方程解决工程实际问题。掌握能源合理利用及其高效转换的基本观念。
三、考试形式
本考试为闭卷考试，满分为150分，考试时间为180分钟。
试卷结构：选择20%，计算题80%
四、考试内容
   （一）基本概念
1、主要内容：
（1）热力系。
（2）热力状态和平衡状态。
（3）工质的状态参数。状态方程。热力参数坐标图。
（4）功和热量。热力过程，可逆过程和不可逆过程。热力循环。
（5）流体的黏性。牛顿内摩擦定律。作用在流体上的力。流线与迹线。
（6）沿程损失和局部损失。相似原理。量纲分析法。
（7）伯努利方程。
2、具体要求：
理解热力系、理想气体、平衡状态和可逆过程的基本概念。掌握工质基本状态参数和热效率的计算、理想气体状态方程的应用。了解热力系的分类和特点、工质状态参数性质。掌握牛顿内摩擦定律、作用在流体上的力以及流体力学中量纲和单位。理解黏性流体运动的两种状态及判别原则。理解黏性流体管内流动的沿程损失和局部损失。理解各种相似准则数。掌握伯努利方程及其物理意义。
（二）热力学第一定律
1、主要内容：
（1）热力学第一定律的实质。
（2）内能。
（3）热力学第一定律表达式。
（4）焓和稳定流动能量方程。
2、具体要求：
了解热力学第一定律的来源和本质。掌握热力学第一定律在不同热力系的表达方程、应用特点和工程计算方法、热与功的计算。理解内能、焓、比热的定义和含义。
（三）气体的热力性质和热力过程
1、主要内容：
（1）实际气体和理想气体。
（2）理想气体的热力性质。理想气体的比热。
（3）定容、定压、绝热和多变过程。
2、具体要求：
掌握理想气体的定容、定压、定温和绝热过程、多变过程的热力学计算。理解理想气体的性质，掌握理想气体的内能和焓的计算方法。
（四）热力学第二定律
1、主要内容：
（1）热力学第二定律实质及表述。
（2）卡诺循环和卡诺定理
（3）克劳修斯不等式
（4）熵和孤立系熵增原理。
2、具体要求：
理解热力学第二定律、卡诺定理、克劳修斯不等式、热力学绝对温标的内涵，掌握状态参数熵的概念和计算、卡诺循环及其应用、孤立系的熵增原理与过程不可逆性的联系。了解第二类永动机不可能实现的原因。
（五）气体的流动和压缩
1、主要内容：
（1）气体在喷管中流动基本特性。
（2）活塞式压缩机的工作过程。
（3）多级压缩和中间冷却。
2、具体要求：
理解气体的等熵流动方程的热力学原理，掌握气流在喷管的绝热流动的热力参数变化及其计算方法，以及几何条件和临界状态对喷管的绝热流动影响的分析方法。掌握压缩机的压气过程计算。
（六）气体动力循环
1、主要内容：
（1）燃气轮机循环。
（2）内燃机循环。
2、具体要求：
了解气体动力循环的组成和特点。理解燃气轮机循环与内燃机循环的热力学原理，掌握气体动力循环的分析和计算方法着重讲清一种内燃机循环。
（七）蒸汽的性质、热力过程和热力循环
1、主要内容：
（1）蒸汽的定压发生过程。
（2）蒸汽图表。
（3）朗肯循环及提高循环热效率的途径。
2、具体要求：
了解水蒸气的性质，掌握水蒸气图表及其应用，掌握朗肯循环的分析和计算方法。
（八）制冷循环
1、主要内容：
（1）逆卡诺循环。
（2）空气压缩制冷循环
（3）蒸汽压缩制冷循环。
2、具体要求：
了解产生低温的方法，理解制冷循环热力学原理，掌握制冷循环分析和计算方法，了解提高循环制冷系数的途径。
（九）导热
1、主要内容：
（1）导热的基本概念和傅力叶定律。导热系数。
（2）通过平壁的导热。热阻。
（3）通过圆筒壁的导热。
（4）导热微分方程。不稳定导热过程的特点。不稳定导热过程求解方法简述。
2、具体要求：
理解傅里叶定律的基本内涵，了解用此定律推演平壁、圆筒壁的稳态导热计算公式的过程，并对比导热微分方程求解也可获得的相同结果。了解导热微分方程的推演，掌握简单导热问题、不稳态导热问题的求解方法。
（十）对流换热
1、主要内容：
（1）对流换热概说。牛顿冷却公式与对流换热系数。
（2）速度边界层和热边界层概念。
（3）影响对流换热的因素分析。
（4）圆管及非圆形通道强制对流换热的特征及其实验关系式。绕掠单管、管束强制对流换热的特征及其实验关系式。
（5）大空间自然对流换热的特征及其实验关系式。
（6）传热过程。
2、具体要求：
理解牛顿冷却公式的内涵及影响对流换热的各种因素。了解常用相似准则数，了解强迫对流和自然对流换热的内容，掌握相似准则及准则方程式和应用准则方程式求解对流换热问题。掌握传热过程的分析和传热系数的计算方法。
（十一）热辐射与辐射换热
1、主要内容：
（1）热辐射的本质与特征。吸收率、反射率和穿透率。黑体、灰体、黑度。辐射力和单色辐射力。
（2）热辐射的基本定律：普朗克定律、基尔霍夫定律、斯蒂芬－玻尔兹曼定律。
（3）平行壁间的辐射换热。遮热板。空腔与包物体间的辐射换热。
2、具体要求：
了解热辐射的基本概念和基本定律，掌握简单几何条件下灰体间辐射换热的计算方法。
（十二）流体静力学
1、主要内容：
（1）流体静压强及其特性。流体的平衡微分方程。等压面及其微分方程。
（2）重力作用下的液体平衡。绝对压强、相对压强、真空。测压原理及方法。
（3）液体的相对平衡。静止液体作用在固体壁面上的总压力。
2、具体要求：
理解流体静压强及其特性。掌握静力学基本方程、等压面以及静止液体中压强的计算和总压力的计算。
（十三）流体动力学基础
1、主要内容：
（1）研究流体流动的两种方法。流动类型。流线和迹线。系统、控制体、输运公式。
（2）一维流动的连续性方程；动量方程；动量矩方程；能量方程；伯努利方程。
2、具体要求：
了解研究流体流动的两种方法。掌握流动类型、系统和控制体的概念。连续性方程、伯努利方程、动量方程、动量矩方程及其物理意义和应用。
（十四）黏性流体的一维流动
1、主要内容：
（1）黏性流体总流的伯努利方程。
（2）沿程损失和局部损失。层流和紊流。沿程损失系数的实验研究。
（3）圆管中的层流流动。
2、具体要求：
理解黏性流体总流的伯努利方程及其应用条件，能正确地综合应用基本方程进行总流问题的计算。理解黏性流体管内流动的沿程损失和局部损失。理解黏性流体运动的两种状态及判别准则。掌握圆管中的层流流动规律。理解沿程损失系数和局部损失系数的确定方法，掌握沿程损失和局部损失的计算。
（十五）相似原理和量纲分析
1、主要内容：
（1）几何相似；运动相似；动力相似。
（2）重力相似准则；黏性力相似准则；压力相似准则；弹性力相似准则。
（3）物理方程量纲一致性原则。
2、具体要求：
理解流动的力学相似、动力相似准则及近似模型实验。理解各种相似准则数。了解流动相似的充要条件。了解量纲分析法。
五、是否需使用计算器
允许携带无存储功能的计算器。