2015年大连海事大学080703动力机械及工程考研大纲
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考试科目:气体动力学
试卷满分及考试时间:试卷满分为150分,考试时间为180分钟。
一、绪论
考试内容
气体动力学研究对象;气体动力学研究目的;气体动力学研究方法
考试要求
1.理解气体动力学的研究对象和研究目的;
2.了解气体动力学的研究方法,掌握气体动力学各研究方法的有缺点及其联系。
二、流体力学基本概念
考试内容
连续介质;连续介质使用范围判据;流体质点;流体压缩性;压缩性系数;流体的热膨胀性;膨胀系数;输运性质;黏性;流体的导热性与扩散性;拉格朗日法;欧拉法;流场;迹线;流线;流管;脉线
考试要求
1.掌握连续介质假设的概念,理解连续介质假设提出的意义,了解连续介质使用范围的判据;
2.掌握流体质点的定义,满足条件以及与数学上几何点之间的区别与联系;
3.理解流体各性质的概念与定义;
4.掌握黏性的概念、产生的物理原因和影响因素;
5.掌握研究流体运动的两种方法及其特点;
6.掌握流场的概念及其分类;
7.理解描述流体运动的基本概念及各自的特点
三、流体静力学基础与基本概念
考试内容
质量力;表面力;流体静压强;流体静平衡微分方程式;等压面及其微分方程;
考试要求
1.理解质量力与表面力的概念;
2.掌握流体静压强的概念及特点;
3.掌握流体静平衡方程式的推导并理解其物理意义;
4.理解等压面的概念,了解其微分方程式。
四、流体力学基本方程
考试内容
系统;控制体;随流导数;雷诺输运定理;连续方程;动量方程;能量方程;伯努利方程;声速及声速方程;马赫数;滞止参数;极限速度;临界参数;速度因数;气动函数
考试要求
1.掌握系统与控制体的概念、特点;
2.掌握随流导数的概念、数学表达式及物理意义;
3.掌握雷诺输运表达式的推导过程;
4.掌握流体力学基本方程的数学表示式、推导过程和应用;
5.理解声速、马赫数的概念,并掌握声速方程的推导过程;
6.掌握常用气流参考参数的概念及其应用;
7.掌握气动函数的概念,熟悉常用气动函数的数学表达式。
五、膨胀波和激波
考试内容
微扰动在气流中的传播规律;马赫锥;马赫角;膨胀波;超声速气流沿外凸壁流动的基本微分方程;普朗特-迈耶函数;普朗特-迈耶角;马赫波极角;微弱压缩波;膨胀波相交与反射的规律;自由边界;激波;郎金-雨贡纽关系式;普朗特关系式;激波速度图极曲线;范诺线;瑞利线;激波的相交与反射规律;锥面激波
考试要求
1.掌握微扰动在不同流速气流中的传播特征;
2.掌握膨胀波的概念、特点以及普朗特-迈耶流动的相关概念等;
3.掌握超声速气流沿外凸壁流动的基本微分方程的推导过程;
4.了解膨胀波在典型条件下的相交与反射规律;
5.掌握激波的概念、特点及分类;
6.掌握郎金-雨贡纽关系式和普朗特关系式的推导等;
7.掌握激波速度图极曲线的概念,熟悉其图形的绘制,并能够分析该图形;
8.掌握范诺线和瑞利线的相关概念;
9.了解特定条件下激波的相交与反射规律;
10.了解锥面激波与平面激波之间的区别。
六、一维定常管流
考试内容
变截面管流;收缩喷管;拉瓦尔喷管;超声速内压式进气道
考试要求
1.理解一维定常管流的概念;
2.掌握管道截面积变化对气流参数的影响;
3.掌握收缩喷管的相关概念及其内部典型流动状态;
4.掌握拉瓦尔喷管的相关概念及其内部典型流动状态;
5.了解超声速内压式进气道的起动方法;
6.掌握摩擦雍塞和加热雍塞的概念,以及摩擦和加热对气流参数的影响;
7.熟悉典型一维定常管流的计算。
七、理想流体多维流动基础
考试内容
海姆霍兹速度分解定理;微分形式连续方程;欧拉运动微分方程;葛罗米柯方程;克罗克方程;微分形式能量方程
考试要求
1.掌握海姆霍兹速度分解定理的推导过程;熟练分析流体微团的运动和变形;
2.掌握直角和圆柱坐标系下微分形式连续方程的推导过程;
3.掌握直角和圆柱坐标系下欧拉运动微分方程的推导过程,熟悉特定条件下欧拉运动微分方程的积分;
4.掌握葛罗米柯和克罗克方程的推导过程,并能对方程进行分析;
5.掌握微分形式能量方程的推导
八、理想流体的平面无旋流动
考试内容
速度环量;速度势方程;流函数和流函数方程;简单平面定常势流;典型平面势流的叠加势流;不带环量的圆柱绕流
考试要求
1.掌握速度环量的概念及其数学表达式;
2.掌握速度势存在的必要与充分条件和速度势方程的推导;
3.掌握流函数的定义、性质和流函数方程的推导;
4.掌握简单平面定常势流的流函数和势函数的数学表达式,并能绘制其等流函数线和等势函数线的图形;
5.掌握螺旋流和偶极流的流函数和势函数的数学表达式,并能推导偶极流的流函数和势函数的数学表达式;
6.了解不带环量圆柱绕流的流函数和势函数的数学表达式。
九、粘性流体动力学基础
考试内容
黏性流体的两种流态;脉动现象;紊流流动的三个分层;局部损失;黏性流体运动的基本方程;雷诺方程
考试要求
1.掌握层流、紊流的概念及其各自的流动损失机理;
2.掌握雷诺数的概念、数学表达式、物理意义,并能用雷诺数判别流态及分析流动现象;
3.了解流动损失的分类;
4.掌握局部损失的概念、产生原因及其控制措施;
5.掌握N-S方程、微分形式能量方程和雷诺方程的推导过程。
十、流体的旋涡运动
考试内容
旋涡运动;涡量;涡线;涡面;涡管;涡管强度;斯托克斯定理;凯尔文定理;关于旋涡运动的海姆霍兹三定理;
考试要求
1.理解旋涡运动的定义及描述旋涡运动的基本参数的概念;
2.掌握斯托克斯定理、凯尔文定理、关于旋涡运动的海姆霍兹三定理的内容及其证明过程;
3.能够利用旋涡运动的基本定理分析流动现象。
十一、附面层基本理论
考试内容
附面层概念;附面层特征量;附面层的转捩和分离;附面层与激波的相互干涉;附面层动量积分方程
考试要求
1.掌握附面层的基本概念、提出意义等;
2.了解附面层各特征厚度的数学表达式及含义;
3.掌握附面层转捩的概念、影响因素等;
4.理解附面层的分离过程,掌握判定附面层分离的条件、影响附面层分离的因素及控制措施等;
5.能够熟练绘制跨声速和超声速流中激波与附面层干涉的图谱,并能分析其形成过程;
6.掌握附面层动量积分方程的推导过程。
参考书目:
《气体动力学》 王新月主编 西北工业大学出版社
考试科目:燃气轮机原理
试卷满分及考试时间:试卷满分100分,考试时间120分钟。
试卷题型结构:热力计算20%,压气机50%,燃烧室10%,涡轮20%。
一、热力计算
考试内容:
热力计算概念、目的,设计点热力计算的目的意义,以及热力计算的过程。航空发动机/燃气轮机分类、关键部件及工作过程、变工况,主要性能指标参数。推力、功率、效率等概念。航改燃机的特点及应用,提高燃气轮机性能的措施。
考试要求:
1.能够熟练掌握热力计算的概念、目的,了解计算过程。
2.掌握不同发动机的工作过程及其主要区别,变工况;了解提高燃气轮机性能的措施。
3.掌握性能指标参数的概念及其物理意义。
二、压气机
考试内容:
压气机基元级、基元叶片几何、气动参数,基元叶栅的几何、气动参数,速度三角形。亚声速、超跨声速压气机的主要流动特征及区别。压气机的工作过程,主要损失形式。失速、喘振的概念、发生过程,影响及预防措施。多级轴流压气机不同级的特点,功、级效率、轴向速度沿压气机分布规律。
考试要求:
1.要求熟练掌握压气机基元级概念、几何和气动参数,并能正确绘制速度三角形,并利用速度三角形分析基元叶栅内部流动特征。
2.熟悉压气机内部流动损失形式、现代压气机设计注意问题等。
3.掌握压气机失速和喘振发生的物理过程,并能够通过公式或图示进行叙述。了解失速和喘振的危害及预防措施。
4.掌握多级轴流压气机中功、级效率、轴向速度分布规律。
三、燃烧室
考试内容:
燃烧室的分类及应用,燃烧稳定性的概念及燃烧室的工作特点和基本要求。
考试要求:
1.了解燃烧室的分类,掌握燃烧室的工作特点和基本要求。
四、涡轮
考试内容:
涡轮基元级、基元叶片几何、气动参数,基元叶栅的几何、气动参数,速度三角形。涡轮的工作过程,主要损失形式。涡轮部件的材料、工艺和冷却技术等。
考试要求:
1.要求熟练掌握涡轮基元级概念、几何和气动参数,能正确绘制速度三角形,并利用速度三角形分析基元叶栅内部流动特征。
2.熟悉涡轮内部流动损失形式、现代涡轮设计注意问题等。
3.掌握涡轮的材料、工艺和冷却技术在现代涡轮中的应用。
参考书目
1.《航空燃气轮机原理》 彭泽琰 刘刚 国防工业出版社
2.《航空燃气涡轮发动机原理与构造》 邓明 国防工业出版社
考试科目:传热学
试卷满分及考试时间:试卷满分100分,考试时间180分钟。
一、绪论
考试内容:
三种基本传热方式的特点及其之间的本质区别;导热的基本定律(傅里叶定律);热对流与对流换热的区别;对流换热的基本计算公式(牛顿冷却公式);热辐射与辐射换热的关系;斯蒂芬-波尔兹曼定律。
考试要求:
1.热量传递的基本方式及传热机理。
2.一维傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义,单位。
3.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义,单位。
4.黑体辐射换热的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义,单位。
5.传热过程及传热系数的定义及物理意义。
6.对流换热和传热过程的区别;表面传热系数(对流换热系数)和传热系数的区别。
7.导热系数,表面传热系数和传热系数之间的区别。
二、导热基本定律及稳态导热
考试内容:
傅里叶定律;影响导热系数的因素;各种条件下的导热微分方程简化及求解;通过对平壁、圆筒壁、球壁及肋片导热过程进行求解。
考试要求:
1.矢量傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义,单位。
2.温度场,等温面,等温线的概念。
3.使用热阻概念,对通过单层和多层平板,圆筒和球壳壁面的一维导热问题的计算方法。
4.肋效率的定义。
5.肋片内温度分布及肋片表面散热量的计算。
6.导热问题三类边界条件的数学描述。
7.导热系数为什么和物体温度有关?而在实际工程中为什么经常将导热系数作为常数。
三、非稳态导热
考试内容:
非稳态导热过程的特点及应用;各类边界条件下一维非稳态导热的解法及诺谟图;使用查图法计算无限大平板非稳态导热阶段的换热问题;掌握毕渥准则数、傅里叶准则数的定义式、物理意义及式中各个参数的意义;掌握集总参数法的分析求解方法及简化条件。
考试要求:
1.非稳态导热的分类及各类型的特点。
2.Bi准则数,Fo准则数的定义及物理意义。
3.Bi0和Bi各代表什么样的换热条件?
4.集总参数法的物理意义及应用条件。
5.使用集总参数法,物体内部温度变化及换热量的计算方法。
6.时间常数的定义及物理意义。
7.非稳态导热的正规状况阶段的物理意义及数学计算上的特点。
8.非稳态导热的正规状况阶段的判断条件。
9.无限大平板和半无限大平板的物理概念,半无限大平板的概念如何应用在实际工程问题中。
10.如何用查图法计算无限大平板非稳态导热正规状况阶段的换热问题?
11.半无限大平板非稳态导热的计算方法。
四、对流换热
考试内容:
对流换热的影响因素;对流换热微分方程组;几个典型的对流换热准则数的定义式及物理意义;掌握相似原理及其在工程中的应用;正确和熟练地运用准则方程计算简单形状的自然对流换热和强制对流换热。
考试要求:
1.对流换热是如何分类的?影响对流换热的主要物理因素。
2.对流换热问题的数学描写中包括那些方程?
3.自然对流和强制对流在数学方程的描述上有何本质区别?
4.速度边界层和温度边界层的物理意义和数学定义。
5.管外流和管内流的速度边界层有何区别?
6.什么是特性长度和定性温度?选取特性长度的原则是什么?
7.对管内流和管外流,Re准则数中的特性长度的取法是不一样的,说明其物理原因。
8.当量水利直径的定义和计算方法.
9.什么是相似原理?判断物理相似的条件?相似原理在工程中有什么作用?
10.Nu,Re,Pr,Gr准则数的物理意义.
11.管内强制对流换热系数及换热量的计算方法,如何确定特性长度和定性温度?
12.流体横琼单管和管束时对流换热的计算方法。
五、凝结与沸腾换热
考试内容
影响膜状凝结因素;大容器饱和沸腾的过程;汽化核心起作用的条件及汽化核心与壁面过热度的依恋关系的分析。
考试要求
1.膜状凝结和珠状凝结的概念。
2.对于单根管子,有那些因素影响层流膜状凝结换热?它们起什么作用?
3.对于实际凝结换热器,有那些方法可以提高膜状凝结换热系数?
4.池内饱和沸腾曲线可以分成几个区域?有哪些特性点?各个区域在换热原理上有何特点?
5.气化核心的概念,沸腾气泡产生的物理条件。
6.画出水的池内饱和沸腾曲线,掌握特性点的基本数值范围。
7.什么是临界热流密度?什么是烧毁点?如果是定壁温加热条件,还会有烧毁现象出现吗?
8.为什么对于不同的表面粗糙度,核态沸腾换热系数有很大的不同?
9.那些因素影响核态沸腾换热?
六、热辐射基本定律及物体的辐射换热
考试内容
热辐射的特点及基本定律(普朗克定律,维恩位移定律,斯蒂芬-玻耳兹曼定律,基尔霍夫定律);光谱辐射力、辐射力、定向辐射强度、吸收比、反射比、透射比、黑体、灰体等辐射的基本概念。
考试要求
1.什么是黑体,灰体?实际物体在什么样的条件下可以看成是灰体?
2.光谱辐射力,辐射力和定向辐射强度的物理意义,它们之间有什么关系?
3.物体的发射率,吸收率,反射率,穿透率是怎样定义的?发射率和反射率有何不同?
4.工业上有实际意义的热辐射波长范围,近红外,远红外辐射概念。
5.漫射表面的概念。
6.物体的发射率取决于物体本身,而不涉及外部条件。因此,发射率可看成是物性。
但是吸收率与外界条件有关,为什么对于灰体,吸收率也可看成是物性,并等于发射率?
7.维恩位移定律的表达式,试考虑一下它在自然科学及工程应用中的作用.
8.3个黑体辐射基本定律的物理意义及计算应用
七、热辐换热计算
考试内容
角系数的性质、计算方法及适用条件;系统黑度的计算公式及三种特殊情形的处理;热阻网络法的基本思想及对多表面辐射换热的计算过程;气体辐射的特点。
考试要求
1.角系数的定义及性质。
2.两维表面间角系数的计算方法(代数分析法,图表法)。
3.多层无限大灰体平板间的辐射换热计算方法。
4.有效辐射的概念及如何应用在灰体辐射计算中。
5.一个灰体和大空间之间辐射换热和对流换热同时被考虑时的计算方法。
6.表面辐射热阻和空间辐射热阻的定义及表达式。
7.重辐射面的概念。
8.采用网络法求解三表面封闭系统辐射换热的计算方法。
9.辐射换热的强化和削弱方法。
10.气体辐射有什么特点?
参考书目:
《传热学》 杨世铭 陶文铨 高等教育出版社
考试科目:工程热力学
试卷满分及考试时间:试卷满分为100分,考试时间为180分钟。
试卷内容结构:热力学基本概念30%,热力学定律30%,热力过程和热力循环计算40%。
一、基本概念
考试内容
热力学基本概念,如系统、外界、开口系统、闭口系统、绝热系统、孤立系统、平衡状态、状态参数、可逆过程、循环、功和热等等。
考试要求
1.理解系统、外界、开口系统、闭口系统、绝热系统、孤立系统、平衡状态、状态参数、可逆过程、循环、功和热基本概念。
2.掌握热力系统类型的判断、平衡状态和稳定状态区别、状态参数和非状态参数区别。
二、热力学第一定律
考试内容
热力学第一定律,总能、热力学能、焓、膨胀功和技术功概念,稳定流动能量方程。
考试要求
1.理解热力学第一定律的实质-能量守衡与转换定律在热现象中的应用。
2.理解总能、热力学能、焓、膨胀功和技术功的物理意义。
3.掌握热力学第一定律的第一解析式和稳定流动能量方程式及其应用。
三、理想气体的性质
考试内容
理想气体的性质:理想气体和实际气体的概念、理想气体状态方程、理想气体的比热容和热力学能、焓、熵的定义和计算。
理想气体混合气体的性质:理想气体混合物、理想气体的各种成分表示法、理想气体的分压力定律、分体积定律、折合气体常数和折合摩尔质量、混合气体的热力学能、焓和熵。
考试要求
1.理解理想气体状态方程和理想混合气体的热力学性质。
2、掌握理想气体的比热容和热力学能、焓、熵的定义和计算。
3、理解理想混合气体的分压力定律、分体积定律、折合气体常数和折合摩尔质量等特征。
4、掌握混合气体的热力学能、焓和熵的计算。
四、理想气体基本的热力过程
考试内容
理想气体的基本热力过程:定温过程、定压过程、定容过程、可逆绝热(定熵)过程和多变过程的过程方程、参数变化和过程中功及热量的计算及过程的p-v图和T-s图。
考试要求
1.掌握理想气体的基本热力过程:定温过程、定压过程、定容过程、可逆绝热(定熵)过程和多变过程等热力过程的特征。
2.熟练运用p-v和T-s图形表述热力过程,能够正确地判断典型的热力过程特征,并运用其特征方程完成相应的热力过程计算。
五、热力学第二定律
考试内容
热过程的方向性、热力学第二定律的表述;卡诺循环和卡诺定理、克劳修斯积分不等式、熵流和熵产、熵方程、孤立系统的熵增原理;作功能力、作功能力损失与熵产和用平衡方程。熟练掌握本章基本概念、基本理论及基本计算。
考试要求
1.熟练掌握热力学第二定律的经典表述、卡诺循环及定理、克劳修斯不等式和孤立系统熵增原理,达到能够利用热力学第二定律及其定理正确地判断热力学系统和过程的进行方向和各种可逆循环的热效率;
2.熟练掌握熵的定义及其物理意义。
3.根据熵增原理,正确地计算出各种热力学系统和过程的熵增、熵流和熵产,并分析能量的可用性和不可用性。
六、水蒸气
考试内容
饱和状态、饱和温度、饱和压力、饱和湿蒸汽、干度、三相点、水蒸气状态的确定、水的定压加热汽化过程及其在p-v图和T-s上的表示、水蒸气定压过程的热量、水蒸气绝热过程的功。
考试要求
1.熟练掌握水蒸汽的发生过程。
2.了解水蒸气的基本热力过程,水蒸汽图表结构和应用,水蒸汽的状态及其状态参数的确定。
七、气体与蒸汽的流动
考试内容
促使流动速度变化的力学条件和几何条件、临界压力、背压、绝热滞止、绝热温度和绝热压力、绝热节流。
考试要求
1.熟练掌握本章基本概念、基本理论。
八、压气机的热力过程
考试内容
活塞式压气机理论耗功、余隙容积、余隙容积比、容积效率、余隙容积对压气机理论耗功的影响、分级压缩中间冷却、分级压缩中间冷却各级压力比选择、分级压缩中间冷却压气机耗功及热量。
考试要求
1.熟练掌握本章基本概念、基本理论及基本计算。
九、动力循环
考试内容
循环分析的一般方法、循环抽象与简化、标准空气假设、活塞式内燃机循环抽象与简化、活塞式内燃机的混合加热理想循环、定压加热理想循环和定容加热理想循环分析;活塞式内燃机的特性参数:压缩比、定容增压比、定压预胀比及它们对热效率及循环净功的影响、活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较;燃气轮机装置的抽象与简化、燃气轮机装置的定压加热理想循环、循环增压比和增温比、燃气轮机装置理想循环分析、提高燃气轮机装置循环热效率的热力学措施。朗肯循环、蒸汽初参数对循环热效率的影响;再热循环分析。
考试要求
1.熟练掌握动力循环的基本原理:包括朗肯循环、回热循环、再热循环的特征和效果。
2.了解热力装置的分类,掌握内燃机、燃气轮机、蒸汽动力装置理想循环的分析。
十、制冷循环
考试内容
逆向循环的经济性指标及循环进行的条件;压缩气体制冷循环、制冷量和制冷系数及循环压力比的关系、回热式压缩气体制冷循环;压缩蒸气制冷循环分析、制冷工质性质表及lgp-h图、制冷剂的性质。
考试要求
1.熟练掌握制冷循环的基本原理,重点掌握蒸汽压缩制冷与热泵循环的基本过程、相关图形、制冷以及热泵系数的计算及其影响因素等。
2.了解制冷剂的基本热力学特性及其对环境的影响效果。
参考书目:
《工程热力学》 沈维道 蒋智敏 童钧耕 高等教育出版社
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