哈爾濱工業(yè)大學(xué)

考試科目名稱：熱流基礎(chǔ)        考試科目代碼：[820]

一、考試要求

要求考生全面系統(tǒng)地掌握工程流體力學(xué)的基本概念和基本屬性，掌握流體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的基本方程，能熟練、靈活地運(yùn)用流體力學(xué)的基本方程分析解決流體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的綜合性問題。要求考生系統(tǒng)掌握工程熱力學(xué)的基本概念和基本定律、熱力過程和熱力循環(huán)的基本分析方法、提高能量利用效率的基本原則和主要途徑，并能夠綜合應(yīng)用這些規(guī)律計(jì)算、分析和解決實(shí)際問題。

二、考試內(nèi)容

（一）工程流體力學(xué)部分（50％）

1．研究的內(nèi)容和方法

（1） 連續(xù)介質(zhì)模型

（2） 作用在流體上的力

（3） 流體的主要物理性質(zhì)

2．流體靜力學(xué)

（1） 流體靜壓強(qiáng)及其特性，流體平衡微分方程式，力函數(shù)、等壓面

（2） 流體中壓強(qiáng)的表示方法

（3） 重力作用下流體的平衡方程式，重力和其它質(zhì)量力聯(lián)合作用下流體的平衡

（4） 靜止流體對(duì)平面壁、曲面壁的作用力及壓力體

3．流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

（1） 研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法

（2） 流體運(yùn)動(dòng)的基本概念

（3） 連續(xù)性方程

（4） 流體微元的運(yùn)動(dòng)分析-亥姆霍茲運(yùn)動(dòng)分解定理，有旋運(yùn)動(dòng)和無旋運(yùn)動(dòng)

4．流體動(dòng)力學(xué)

（1） 理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程式，蘭姆-葛羅米柯形式的微分方程

（2） 伯努利積分，重力作用下的伯努利方程及意義

（3） 粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程式，葛羅米柯-斯托克斯方程

（4） 葛羅米柯-斯托克斯方程的伯努利積分，重力作用下粘性流體微小流束伯努利方程

（5） 緩變流動(dòng)及其特性，動(dòng)量和動(dòng)能修正因數(shù)

（6） 粘性流體總流的伯努利方程、動(dòng)量方程

5．旋渦理論基礎(chǔ)

（1） 渦線、渦管、渦束和旋渦強(qiáng)度

（2） 速度環(huán)量和斯托克斯定理

（3） 二維旋渦的速度和壓強(qiáng)分布

6．理想流體平面勢(shì)流

（1） 速度勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)，幾種簡(jiǎn)單的平面勢(shì)流

（2） 簡(jiǎn)單勢(shì)流的疊加，偶極流

（3） 流體對(duì)圓柱體的無環(huán)量、有環(huán)量繞流，庫(kù)塔-茹科夫斯基升力公式

7．相似理論基礎(chǔ)

（1） 流動(dòng)力學(xué)相似條件，粘性流體流動(dòng)的力學(xué)相似準(zhǔn)數(shù)

（2） 決定性相似準(zhǔn)數(shù)

（3） 量綱分析方法

8．流動(dòng)的阻力與損失

（1） 粘性流體的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，圓管中的層流和紊流運(yùn)動(dòng)

（2） 沿程損失系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究，局部阻力與損失計(jì)算

（3） 薄壁小孔口及圓柱外伸管嘴自由出流

9．管路的水力計(jì)算

（1） 短管、長(zhǎng)管的水力計(jì)算，串、并聯(lián)管路的水力計(jì)算

（2） 有壓管路的水擊

10．粘性流體繞物體流動(dòng)

（1） 邊界層的概念和特點(diǎn)

（2） 邊界層微分方程，動(dòng)量積分關(guān)系式

（3） 邊界層的分離

（二）工程熱力學(xué)部分（50％）

1．基本概念

（1） 熱力系的定義及其分類。

（2） 熱力系的平衡狀態(tài)以及由這樣的平衡狀態(tài)構(gòu)成的準(zhǔn)平衡過程。

（3） 溫度、壓力、比體積、熱力學(xué)能、焓和熵是描述平衡狀態(tài)的六個(gè)常用的狀態(tài)參數(shù)。

（4） 溫度、壓力、比體積這三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系稱為狀態(tài)方程。

（5） 功和熱量。

（6） 過程量與狀態(tài)量。

2．熱力學(xué)第一定律

（1） 熱力學(xué)第一定律基本表達(dá)式－基本能量方程。

（2） 閉口系、開口系、穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的能量方程。

（3） 功和熱量的基本計(jì)算公式以及功和熱量在狀態(tài)坐標(biāo)圖中的表示。

3．熱力學(xué)第二定律

（1）熵流、熵產(chǎn)、熵方程及其應(yīng)用。

（2）卡諾定理和卡諾循環(huán)及其應(yīng)用。

（3）克勞修斯積分式及其應(yīng)用。

（4）孤立系熵增原理及其應(yīng)用。

（5）熱量的可用能及其的不可逆損失。

（6）熱量火用、流動(dòng)工質(zhì)火用和熱力學(xué)能火用及其火用損等概念。

4．氣體的熱力性質(zhì)

（1）實(shí)際氣體和理想氣體。

（2）理想氣體狀態(tài)方程和氣體常數(shù)。

（3）理想氣體的比熱容、熱力學(xué)能、焓和熵的計(jì)算式。

（4）實(shí)際氣體與理想氣體在狀態(tài)方程和集聚態(tài)上的偏離。

（5）范德瓦爾方程等實(shí)際氣體狀態(tài)方程。

（6）通用壓縮因子圖及其在實(shí)際氣體熱力性質(zhì)中的作用。

5．熱力學(xué)微分關(guān)系式

（1）特征函數(shù)。

（2）麥克斯韋關(guān)系式。

（3）純物質(zhì)的熵、焓、熱力學(xué)能及比熱容的普遍關(guān)系式。

6．水蒸氣的熱力性質(zhì)

（1）水蒸氣飽和狀態(tài)及其相關(guān)概念。

（2）水蒸氣的產(chǎn)生過程。

（3）水蒸氣圖表。

（4）水蒸氣的熱力過程。

7．理想混合氣體與濕空氣

（1）理想混合氣體的成分表示方法及其熱力性質(zhì)計(jì)算。

（2）濕空氣、飽和濕空氣與未飽和濕空氣、濕空氣的絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、含濕量。

（3）露點(diǎn)溫度、濕球溫度。

（4）焓濕圖及其應(yīng)用。

8．理想氣體的熱力過程

（1）理想氣體典型定值（定壓、定容、定溫、定熵）過程中的狀態(tài)參數(shù)變化規(guī)律、過程圖示、功和熱量的計(jì)算與圖示。

（2）多變過程及其與理想氣體典型定值（定壓、定容、定溫、定熵）過程的關(guān)系。

（3）不作功過程和絕熱過程。

（4）混合過程

（5）充氣與放氣過程。

9．氣體與蒸汽的流動(dòng)

（1）氣體穩(wěn)定流動(dòng)基本方程。

（2）氣體流經(jīng)噴管時(shí)氣流參數(shù)與流道截面積之間的變化關(guān)系。

（3）氣體流速與流量計(jì)算以及臨界流動(dòng)和最大流量。

10．氣體的壓縮

（1）單級(jí)活塞式壓氣機(jī)的工作過程及理論功耗。

（2）帶有中冷器的多級(jí)活塞式壓氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)以及中間最佳壓比的選擇方法。

（3）壓氣機(jī)的絕熱、定溫、多變過程。

11．氣體動(dòng)力循環(huán)

（1）分析計(jì)算動(dòng)力循環(huán)的任務(wù)和目的。

（2）活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)和影響循環(huán)熱效率的因素及提高循環(huán)熱效率的途徑。

（3）燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)和影響循環(huán)熱效率的因素及提高循環(huán)熱效率的途徑。

（4）噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)和活塞式熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。

12．蒸汽動(dòng)力循環(huán)

（1）蒸汽動(dòng)力基本循環(huán)－朗肯循環(huán)和循環(huán)熱效率的影響因素及其提高途徑。

（2）蒸汽再熱循環(huán)、抽汽回?zé)嵫�環(huán)。

（3）雙工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)。

13．制冷循環(huán)

（1）逆向卡諾循環(huán)、制冷循環(huán)、供熱循環(huán)。

（2）空氣壓縮制冷循環(huán)。

（3）蒸汽壓縮制冷循環(huán)。

（4）制冷劑的熱力性質(zhì)。

（5）蒸汽引射制冷和吸收式制冷循環(huán)。

14．化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)

（1）化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)熱、熱效應(yīng)、標(biāo)準(zhǔn)生成焓、燃料理論燃燒溫度等概念。

（2）蓋斯定律和基爾霍夫定律。

（3）化學(xué)反應(yīng)的最大有用功、化學(xué)反應(yīng)方向的判斷及化學(xué)平衡。

三．試卷結(jié)構(gòu)

工程熱力學(xué) + 工程流體力學(xué)，考試時(shí)間180分鐘，滿分150分

1．題型結(jié)構(gòu)

概念，簡(jiǎn)答，推導(dǎo)及證明，計(jì)算等

2.1內(nèi)容結(jié)構(gòu)- 工程流體力學(xué)

包含流體力學(xué)研究的內(nèi)容和方法、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、旋渦理論基礎(chǔ)、理想流體平面勢(shì)流、相似理論基礎(chǔ)、流動(dòng)的阻力與損失、管路的水力計(jì)算及粘性流體繞物體流動(dòng)等內(nèi)容

說明：對(duì)于考試內(nèi)容，實(shí)際出題可能略有改變。

2.2內(nèi)容結(jié)構(gòu)- 工程熱力學(xué)

基本概念與基本定律、工質(zhì)的熱力性質(zhì)、熱力過程、熱力循環(huán)等

說明：對(duì)于考試內(nèi)容，實(shí)際出題可能略有改變。

四．參考書目

1. 工程流體力學(xué)部分

（1）教材：  《工程流體力學(xué)》，陳卓如，王洪杰等，高等教育出版社（第三版）2013年

（2）參考資料

中國(guó)大學(xué)MOOC《工程流體力學(xué)》，王洪杰

https://www.icourse163.org/course/HIT-1207108820

國(guó)家資源共享課《工程流體力學(xué)》，王洪杰

http://www.icourses.cn/sCourse/course_5975.html

2. 工程熱力學(xué)部分

（1）教材： 嚴(yán)家騄，王永青. 《工程熱力學(xué)》（第2版）.中國(guó)電力出版社（第二版）2014.08（2022.2第九次重印）

（2）參考資料

1. 楊玉順，張昊春，賀志宏.《工程熱力學(xué)》. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2009.

2. 沈維道 童鈞耕 主編.《工程熱力學(xué)》（第5版）. 高等教育出版社. 2016.

3. 工程熱力學(xué)（能源動(dòng)力類），中國(guó)大學(xué)MOOC，張昊春

https://www.icourse163.org/course/HIT-1205611802，哈爾濱工業(yè)大學(xué)開課