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集美大學(xué)2019年碩士研究生入學(xué)考試自命題考試大綱

考試科目代碼：[813]

考試科目名稱：工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)

一、考核目標

(一)考查考生對熱力學(xué)基本概念、熱力過程及與船舶有關(guān)的常用熱工設(shè)備的組成、工作過程及相關(guān)熱力計算的掌握程度，以及相關(guān)的工程實際問題的計算能力;

(二)考查考生對熱量傳遞的三種基本方式導(dǎo)熱、對流換熱和輻射換熱掌握程度，以及相關(guān)的工程實際問題的計算能力。

二、試卷結(jié)構(gòu)

(一)考試時間：180分鐘，滿分：150分。

(二)題型結(jié)構(gòu)

1、選擇題：20小題，每小題2分，共40分 ;

2、簡答題：6小題，每小題5分，共30分;

3、計算題：5-6小題，分值6-15分不等，共65分;

4、分析、論述題：15分。

三、答題方式

答題方式為閉卷、筆試(請考生注意自帶科學(xué)計算器)。

四、考試內(nèi)容

1、熱力學(xué)基本概念和熱力學(xué)第一定律

考試內(nèi)容：掌握熱力系統(tǒng)、工質(zhì)、熱源和冷源;熱力狀態(tài)、狀態(tài)參數(shù)及狀態(tài)參數(shù)坐標圖;準平衡過程和可逆過程;膨脹功、熱量和熵;示功圖和示熱圖;循環(huán)、正向循環(huán)和逆向循環(huán);內(nèi)能、焓和流動功;熱力學(xué)第一定律的實質(zhì);閉口系統(tǒng)能量方程式及應(yīng)用;開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動能量方程式及應(yīng)用。

考試要求：

[1]熟練掌握在示功圖(p-v圖)和示熱圖(T-s圖)上表示熱力狀態(tài)、熱力過程和熱力循環(huán);

[2]熟練掌握閉口系統(tǒng)能量方程式和開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動能量方程式及應(yīng)用這些公式進行熱力計算。

2、理想氣體的性質(zhì)及熱力過程

考試內(nèi)容：理想氣體模型、理想氣體狀態(tài)方程、氣體常數(shù)、摩爾氣體常數(shù)及理想氣體的比熱容的表示、邁耶公式;用定值比熱容和平均比熱容計算熱量;理想氣體的內(nèi)能、焓和熵的計算;理想氣體混合物及理想氣體混合物的比熱、內(nèi)能、焓和熵的計算;噴管、噴管氣流截面變化規(guī)律及噴管的截面流速和流量計算。

考試要求：

[1]掌握定值比熱容的計算方法及邁耶公式;

[2]掌握理想氣體和理想氣體混合物的比熱、內(nèi)能、焓和熵的計算方法;

[3]掌握四種典型熱力過程中理想氣體內(nèi)能、焓和熵變化量及過程的功和熱量的計算方法;

[4]了解噴管氣流截面變化規(guī)律，熟練掌握噴管的選擇，掌握噴管的截面流速和流量計算。

3、熱力學(xué)第二定律

考試內(nèi)容：自發(fā)過程的方向性、熱力學(xué)第二定律的兩種表述;卡諾定理、卡諾循環(huán)及其熱效率;熱過程進行方向的判據(jù);熵流、熵產(chǎn)的概念及閉口系熵方程;孤立系統(tǒng)熵增原理;熱量火用。

考試要求：

[1]理解并掌握熱力學(xué)第二定律、卡諾定理、克勞修斯不等式及孤立系熵增原理;

[2]能夠熟練地利用所學(xué)知識判斷一個循環(huán)或過程是否可以進行、是否可逆。

4、壓氣機的熱力過程

考試內(nèi)容：單級活塞式壓氣機的工作原理、理論耗功量;活塞式壓氣機余隙容積、容積效率;多級壓縮與級間冷卻;多級壓縮的最佳增壓比;葉輪式壓氣機的特點及工作原理。

考試要求：

[1]理解單級活塞式壓氣機的理想工作過程;

[2]能夠應(yīng)用所學(xué)知識分析壓氣機余隙容積對容積效率的影響;

[3]掌握壓氣機理想循環(huán)的功耗和容積效率的計算方法。

5、水蒸氣及其蒸汽動力裝置循環(huán)

考試內(nèi)容： 水蒸氣的定壓加熱汽化過程;飽和溫度、飽和壓力，濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽、過熱蒸汽及干度、過熱度等概念，水蒸氣的p-v圖和T-s圖;水蒸氣表和水蒸氣的焓-熵圖;水蒸氣的基本熱力過程;蒸汽動力裝置循環(huán)(朗肯循環(huán))、循環(huán)熱效率的影響因素及提高循環(huán)熱效率的途徑。

考試要求：

[1]熟練掌握濕飽和蒸汽的比焓、比熵的計算;

[2]熟練掌握“水和水蒸氣表”及“水蒸氣的焓熵圖”的用法;

[3]熟練掌握朗肯循環(huán)熱效率的計算方法。

6、氣體動力循環(huán)

考試內(nèi)容：活塞式內(nèi)燃機的實際循環(huán);活塞式內(nèi)燃機的工作過程及循環(huán)的簡化;活塞式內(nèi)燃機的理想循環(huán)(混合加熱、定壓加熱和定容加熱理想循環(huán))及其熱效率的計算;影響混合加熱理想循環(huán)熱效率的因素;燃氣輪機裝置的理想循環(huán)及循環(huán)熱效率的計算。

考試要求：

[1]熟練掌握(混合加熱、定壓加熱和定容加熱)理想循環(huán)熱效率的計算方法;

[2]掌握燃氣輪機裝置熱效率的方法。

7、制冷循環(huán)

考試內(nèi)容：空氣壓縮制冷循環(huán)的循環(huán)裝置、工作過程、循環(huán)的T-s圖及制冷系數(shù)計算;蒸汽壓縮制冷循環(huán)的循環(huán)裝置、工作過程、循環(huán)的T-s圖及制冷系數(shù)計算;兩種制冷循環(huán)的比較;熱泵循環(huán)的基本工作過程及供熱系數(shù)計算。

考試要求：

[1]了解制冷裝置的工作過程;

[2]熟練掌握空氣壓縮制冷循環(huán)和蒸汽壓縮制冷循環(huán)制冷系數(shù)的計算方法。

[3]了解制冷劑的特性。

8、濕空氣

考試內(nèi)容：未飽和濕空氣、飽和濕空氣和露點的概念;絕對濕度、相對濕度、含濕量;濕空氣焓的計算;濕空氣的焓-濕圖及濕空氣的基本熱力過程(加熱吸濕過程、冷卻去濕過程)。

考試要求：

[1]理解并讀懂濕空氣的“焓-濕圖”，;

[2] 熟練掌握濕空氣典型熱力過程(加熱吸濕、冷卻去濕)的計算;

9、導(dǎo)熱

考試內(nèi)容：導(dǎo)熱基本概念(溫度場、溫度梯度、導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)和熱阻等);導(dǎo)熱基本定律(傅立葉定律);導(dǎo)熱微分方程及其定解條件;通過平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱;通過圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。

考試要求：

[1]了解導(dǎo)熱微分方程的推導(dǎo)過程及求解;

[2]熟練掌握采用“熱阻網(wǎng)絡(luò)圖”對多層平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題進行求解;

[3]熟練掌握采用“熱阻網(wǎng)絡(luò)圖”對多層圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題進行求解。

10、對流換熱

考試內(nèi)容：牛頓冷卻公式、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的概念、影響對流換熱的因素;流動邊界層和熱邊界層、普朗特數(shù);相似原理在整理實驗數(shù)據(jù)上的應(yīng)用;準則數(shù)、準則方程、常用準則數(shù)(普朗特數(shù)Pr、雷諾數(shù)Re、努塞爾數(shù)Nu和格拉曉夫數(shù)Gr);內(nèi)部流動強制對流換熱(管內(nèi)湍流、管內(nèi)層流換熱);縱掠平壁換熱、橫掠單管換熱、橫掠管束換熱;大空間自然對流換熱;凝結(jié)與沸騰換熱。

考試要求：

[1]理解并熟記四個常用準則數(shù)(Nu、Pr、Re和Gr)的表達式及其物理意義，以及當量直徑的計算方法;

[2]能夠熟練應(yīng)用教材提供的相關(guān)準則方程式解決管內(nèi)強迫對流換熱等對流換熱問題;

[3]掌握膜狀凝結(jié)、珠狀凝結(jié)的概念及區(qū)別。

11、輻射換熱

考試內(nèi)容：熱輻射的基本概念(輻射、熱輻射、吸收率、反射率、透射率和黑體模型等);黑體輻射的基本規(guī)律(普朗克定律、斯蒂芬-玻爾茲曼定律和蘭貝特定律);實際物體和灰體的輻射;角系數(shù)、角系數(shù)的特性、角系數(shù)的確定方法;封閉系統(tǒng)中灰表面間的輻射傳熱;有效輻射、輻射熱阻、輻射換熱網(wǎng)絡(luò)圖;遮熱板原理及計算;氣體輻射和吸收特性。

考試要求：

[1]熟練地應(yīng)用角系數(shù)的概念和基本性質(zhì)計算角系數(shù);

[2]能夠熟練應(yīng)用輻射換熱網(wǎng)絡(luò)圖計算由灰體組成的兩平行無限大平板(包括遮熱板)、空腔內(nèi)包壁面以及兩個同心圓筒壁和兩個同心球壁表面組成的封閉系統(tǒng)的輻射換熱量。

12、傳熱過程和換熱器

考試內(nèi)容：傳熱過程分析和計算(以通過圓筒壁的傳熱計算為主);臨界熱絕緣直徑;通過肋壁的傳熱;換熱器的分類及其結(jié)構(gòu)特點;間壁式換熱器對數(shù)平均溫差的計算;傳熱的增強和削弱。

考試要求：

[1]了解肋壁效率、肋化系數(shù)等概念，

[2]掌握圓筒壁傳熱過程總傳熱系數(shù)的計算方法;

[3]熟練掌握換熱器計算中對數(shù)平均溫差和算數(shù)平均溫差的計算方法。

五、主要參考書目

1、張學(xué)學(xué)主編：《熱工基礎(chǔ)》.北京：高等教育出版社(第二版)，2006.

2 、岳丹婷編著：《工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)》，大連：大連海事大學(xué)出版社，2002.