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811热工理论包括传热传质学工程热力学考试大纲
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811 热工理论 考试大纲
一、考试性质与范围
“传热学”与“工程热力学”是热能与动力工程专业的学科基础课程。传热学是研究由温差引起的热能传递规律的科学;工程热力学是研究热能和其它形式能量(特别是机械能)相互转换规律以及提高能量利用经济性的科学。
考试性质:考查考生对传热学、热力学的基本概念和基本定律的理解和掌握,运用这些知识去分析、求解有关热工问题的能力。
考试范围:热力过程、热力循环和热量传递过程的基本知识与基本定律,分析工程传热学、工程热力学问题的基本能力,计算热工问题的基本方法及相应的计算能力,解决能量传递与转换问题,提高能量利用率。
二、考试基本要求
要求考生全面系统地掌握传热学的导热、对流、辐射三种基本热能传递方式的基本规律,并能灵活运用这些规律进行各种传热过程的分析计算,包括换热器的设计与校核,具有较强的综合分析问题和解决问题的能力。
要求考生熟练掌握工程热力学的基本概念、基本定律和基本方法,掌握常用工质热力性质基本热力过程与热力循环的分析计算方法,能够熟练地对典型的热力过程和循环进行热力学分析。包括:准确掌握热能和机械能相互转换的基本规律;掌握热力过程和热力循环的热力学分析方法,深刻了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径;能熟练运用常用工质的物性公式进行热力计算。
三、考试形式与分值
1. 答卷方式:闭卷,笔试;(需要使用计算器)
2. 答题时间:3小时;
3. 试卷分数:满分为150分;
4. 试卷结构及考查比例:试卷主要分为两大部分
传热学部分:简答题约占13%,计算题约占37%;
热力学部分:简答题约占18%,计算分析题约占32%。
四、考试内容
传热学部分
热传导的基本概念和方程
导热的基本概念,热导率,热扩散率,傅立叶定律,导热微分方程,求解导热微分方程的定解条件。熟练掌握温度场、温度梯度、热流密度、热流和热量等基本概念,及导热问题的数学模型的建立:导热微分方程、边界条件与初始条件。
稳态导热
平壁、圆筒壁、球壳的一维导热。单层和多层壁的一维导热。具有内热源的一维稳态导热。肋片的导热,肋效率。接触热阻、热阻网络图、临界绝热半径。多维稳态导热。熟练掌握本章基本概念、基本理论及导热计算。
非稳态导热
非稳态导热的基本概念。无限薄材加热或冷却的集中参数法。无限大平板、无限长圆柱体、球体和半无限大物体非稳态导热问题的求解。多维非稳态导热的计算。熟练掌握本章基本概念、基本理论及导热计算。
导热的数值解法
稳态和非稳态导热的数值解法:空间/时间离散化,节点差分方程的建立和求解。熟练掌握本章基本概念、基本方法及导热数值计算。
强制对流换热
对流换热定义。对流换热问题的完整数学描述。边界层对流换热微分方程组的建立和求解。动量及热量的类比、相似原理在对流换热上的应用。外掠平板、单管、管束的强制对流换热和管内受迫对流换热。熟练掌握本章基本概念、基本理论及对流换热计算。
自然对流换热
自然对流机理。浮升力。大空间、有限空间自然流动换热。熟练掌握本章基本概念、基本理论及对流换热计算。
沸腾换热和凝结换热
沸腾换热和凝结换热。了解沸腾曲线上各状态间的区别,了解影响沸腾曲线的主要因素,了解凝结换热的基本概念。
辐射换热
热辐射的本质、概念及基本定义。黑体与灰体。普朗克定律,斯蒂芬-玻尔兹曼定律,维恩位移定律,兰贝特定律,克希荷夫(基尔霍夫)定律。辐射角系数的定义、基本性质和计算方法。两表面和多表面系统的辐射换热计算。辐射热阻与网络求解法。辐射遮热板。气体辐射的特点和贝尔定律,具有吸收-透过性介质的辐射换热。熟练掌握本章基本概念、基本理论及辐射换热计算。
换热器
换热器的类型和原理,换热器的设计和校核计算。对数平均温差法、效能-传热单元数法。强化/削弱传热的方法。熟练掌握本章基本概念、基本理论及传热计算。
工程热力学部分
基本概念
热力系统,状态与状态参数,平衡状态,准静态过程,可逆过程,稳定流动,膨胀功、技术功、流动功和轴功,功与热量,能量的数量和品质。热力系统、平衡状态、状态参数及其数学特征;准平衡过程、可逆过程以及可逆过程中的功和热量在状态参数图上的表示。
热力学第一定律
闭口系统能量方程,开口系统能量方程,稳定流动能量方程,热力学能、焓的定义及其物理意义;可逆过程的容积变化功、推动功、轴功和技术功的计算及在p-v图或T-s图上的表示;热力学第一定律基本表述和一般表达式;闭口系第一定律的解析式及在过程、循环和孤立系中的应用;稳定流动开口系第一定律表达式。
气体和蒸汽的性质
理想气体模型,理想气体状态方程及通用气体常数,理想气体的比热,理想气体的热力学能、焓、熵及其计算;水蒸汽的发生过程,水蒸气的饱和状态和相图,水蒸气的基本热力过程,水蒸汽图表结构和应用,水蒸
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