2021上海電力大學(xué)F003專業(yè)基礎(chǔ)綜合研究生考試大綱 正文

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上海電力大學(xué)
2021年碩士研究生入學(xué)復(fù)試《專業(yè)基礎(chǔ)綜合》課程考試大綱
 
參考書目：
1. 沈維道、童鈞耕主編，工程熱力學(xué)(第五版)，北京:高等教育出版社，2016年
2. 陶文銓主編，傳熱學(xué)（第五版），北京：高等教育出版社，2019年
3. 孔瓏主編,工程流體力學(xué)(第四版)，北京:中國電力出版社，2014年
一、復(fù)習(xí)總體要求
動(dòng)力工程及工程熱物理《專業(yè)基礎(chǔ)綜合》考試的基本要求是使學(xué)生掌握工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)和傳熱學(xué)的基本理論及基本規(guī)律，并能正確運(yùn)用這些基本規(guī)律進(jìn)行過程的分析和計(jì)算。三個(gè)部分內(nèi)容在考卷中的分值比例相同，各占三分之一。
要求學(xué)生理解工程熱力學(xué)的基本概念，掌握熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的基本理論、規(guī)律和方法。掌握常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)、工質(zhì)狀態(tài)方程及熱物性圖表。能夠熟練對(duì)各種熱力過程及各種循環(huán)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。要求考生正確理解工程流體力學(xué)的基本概念與基本理論，掌握流體力學(xué)中基本規(guī)律與基本原理，能夠熟練應(yīng)用流體力學(xué)的基本方程與基本公式分析和解決問題。要求考生掌握傳熱學(xué)的基本概念、定律與重要的數(shù)學(xué)描述，熟悉三種熱量傳遞方式的特點(diǎn)與分析方法。能熟練、靈活地運(yùn)用學(xué)過的基本概念、原理與計(jì)算方法分析解決單一的導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、輻射換熱問題以及傳熱過程、復(fù)合換熱類綜合性問題。
 
二、復(fù)習(xí)內(nèi)容
第一部分  工程熱力學(xué)
（一）基本概念
理解熱能和機(jī)械能在內(nèi)燃機(jī)、蒸汽動(dòng)力裝置和壓縮蒸汽制冷裝置中的轉(zhuǎn)換過程。理解熱力系統(tǒng)、熱力學(xué)狀態(tài)、過程、循環(huán)等各個(gè)基本概念，能夠進(jìn)行系統(tǒng)、狀態(tài)、過程、循環(huán)的判別及分析。掌握常用的溫度、壓力單位之間的換算。能夠計(jì)算可逆過程中功的計(jì)算，能夠使用經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)對(duì)循環(huán)進(jìn)行簡單分析。
 
（二）氣體和蒸汽的性質(zhì)
掌握理想氣體、水蒸汽、濕空氣的特點(diǎn)。能夠靈活應(yīng)用理想氣體的狀態(tài)方程式。掌握各種氣體的熱力學(xué)能、焓和熵的計(jì)算，能夠利用比熱容計(jì)算熱量。理解飽和溫度和飽和壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，掌握水的定壓加熱汽化過程特點(diǎn)及其在狀態(tài)圖上的表示。能夠使用水蒸汽圖表獲取狀態(tài)參數(shù)。
 
（三）熱力學(xué)基本定律
掌握熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)，能夠應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的基本能量方程式和穩(wěn)定流動(dòng)能量方程對(duì)熱力學(xué)過程和設(shè)備進(jìn)行分析計(jì)算。理解熱力學(xué)第二定律的克勞修斯說法和開爾文說法，掌握第二定律的實(shí)質(zhì)。能夠?qū)ㄖZ循環(huán)及逆向卡諾循環(huán)進(jìn)行分析和計(jì)算，理解平均溫度的定義及提高循環(huán)效率的途徑。理解卡諾定理和熵參數(shù)，能夠辨別循環(huán)及過程進(jìn)行的方向，掌握閉口及開口系統(tǒng)的熵方程，理解孤立系熵增原理及其實(shí)質(zhì)，能夠應(yīng)用能量貶值原理計(jì)算做功能力損失。
 
（四）氣體和蒸汽的熱力過程
掌握理想氣體四個(gè)基本過程的狀態(tài)方程式、各過程狀態(tài)參數(shù)的變化以及熱量和功的計(jì)算。能夠利用坐標(biāo)圖進(jìn)行對(duì)過程特性進(jìn)行簡單判定。能夠使用水蒸汽表和圖進(jìn)行基本熱力過程的計(jì)算。掌握氣體和蒸汽穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程式。能夠?qū)姽苓M(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算及校核計(jì)算，能夠?qū)^熱節(jié)流過程進(jìn)行計(jì)算及評(píng)價(jià)。
 
（五）動(dòng)力裝置循環(huán)
掌握分析動(dòng)力循環(huán)的方法。理解蒸汽參數(shù)、再熱和抽氣回?zé)釋?duì)朗肯循環(huán)循環(huán)熱效率的影響。掌握理想循環(huán)及有摩阻的實(shí)際循環(huán)在狀態(tài)圖上的表示，能夠靈活應(yīng)用水蒸氣圖表進(jìn)行對(duì)基本循環(huán)、再熱循環(huán)和抽氣回?zé)嵫h(huán)進(jìn)行計(jì)算和分析。了解熱電合供循環(huán)的特點(diǎn)以及蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)的原理。了解燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)裝置組成，掌握燃?xì)廨啓C(jī)定壓加熱理想循環(huán)中熱量、做功和熱效率的計(jì)算。了解提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)熱效率的主要方法。
 
第二部分  工程流體力學(xué)
（一） 流體及其主要物理性質(zhì)
掌握流體的定義及流體的力學(xué)特征;了解流體微團(tuán)及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)基本概念; 了解作用于流體的表面力和質(zhì)量力;掌握流體的壓縮性和膨脹性、 不可壓縮流體與可壓縮流體基本概念;掌握牛頓內(nèi)摩擦定律并能進(jìn)行簡單應(yīng)用;掌握流體粘性基本概念;理解理想流體與粘性流體的區(qū)別。
 
（二）流體靜力學(xué)
掌握流體靜壓強(qiáng)的兩個(gè)重要特性;掌握重力作用下流體靜力學(xué)基本方程式及其應(yīng)用;掌握液柱式測壓計(jì)的基本原理;能運(yùn)用靜力學(xué)基本知識(shí)計(jì)算靜止液體作用在平面上的總壓力及作用點(diǎn)位置；能運(yùn)用靜力學(xué)基本知識(shí)計(jì)算靜止液體作用在曲面上的總壓力。
 
（三） 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
了解描述流體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日法和歐拉法;掌握定常流動(dòng)與非定常流動(dòng)基本概念；了解跡線、流線、流管、流束、流量、有效截面、平均流速、水力半徑、急變流、緩變流基本概念;能運(yùn)用動(dòng)量方程進(jìn)行分析與計(jì)算;掌握伯努利方程及其在流速測量、流量測量等方面的應(yīng)用。
 
（四）粘性流體管內(nèi)流動(dòng)
掌握沿程能量損失與局部能量損失的計(jì)算公式；掌握粘性流體流動(dòng)的兩種流動(dòng)狀態(tài)及其判別準(zhǔn)則；掌握?qǐng)A管與非圓管中流體流動(dòng)的沿程損失系數(shù)的確定；掌握局部損失系數(shù)的確定；能熟練運(yùn)用伯努利方程進(jìn)行管道的流動(dòng)阻力計(jì)算，了解串并聯(lián)管道的水力計(jì)算；了解水擊現(xiàn)象及其危害，以及減弱水擊的措施。
 
（五）相似原理和量綱分析
掌握幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似基本概念； 了解弗勞德數(shù)、雷諾數(shù)、歐拉數(shù)等相似準(zhǔn)則數(shù)；了解流動(dòng)相似的條件；掌握瑞利法和定理兩種量綱分析法及其在試驗(yàn)研究中的應(yīng)用。
 
（六）氣體的一維流動(dòng)
了解聲速與馬赫數(shù)基本概念；了解氣流的三種特定狀態(tài)；掌握變截面管流的分析與計(jì)算。
 
（七） 理想流體的有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)
了解流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的分解； 掌握有旋流動(dòng)與無旋流動(dòng)基本概念及其判別準(zhǔn)則；了解渦線，渦管，渦束、渦通量基本概念；掌握速度環(huán)量及其計(jì)算；掌握速度勢函數(shù)與流函數(shù)；掌握均勻等速流、源流與匯流、勢渦幾種簡單平面勢流及其疊加；了解均勻等速流繞圓柱體的無環(huán)流流動(dòng)。
 
（八）  粘性流體繞過物體的流動(dòng)
掌握邊界層的基本概念；掌握曲面邊界層的分離現(xiàn)象；掌握粘性流體繞圓柱體的流動(dòng)及卡門渦街；掌握摩擦阻力與壓差阻力，粘性流體繞流圓柱體、圓球的阻力系數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系；掌握自由沉降速度及其計(jì)算。
 
第三部分  傳熱學(xué)
（一）熱量傳遞的三種基本方式
掌握導(dǎo)熱、對(duì)流和熱輻射的概念和所傳遞熱量的計(jì)算公式。掌握傳熱過程的概念及傳熱方程，能夠進(jìn)行工程實(shí)際問題的傳熱過程分析。理解熱阻概念及其在分析傳熱問題中的重要地位。 
（二）導(dǎo)熱
    掌握傅里葉定律和導(dǎo)熱微分方程。了解影響導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素。能應(yīng)用導(dǎo)熱微分方程對(duì)簡單的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題進(jìn)行分析求解。能確定一般導(dǎo)熱問題的定解條件——初始條件和邊界條件。了解變導(dǎo)熱系數(shù)的處理方法。了解肋片在工程中的應(yīng)用場合。了解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的特點(diǎn)及熱擴(kuò)散率。掌握集總參數(shù)法的分析求解方法。能列出一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的微分方程及定解條件，能應(yīng)用諾謨圖或近似計(jì)算公式對(duì)簡單形狀物體的二維、三維問題的乘積解法進(jìn)行工程計(jì)算。了解數(shù)值解法求解導(dǎo)熱問題的基本方法與思路。掌握用熱平衡法導(dǎo)出二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題內(nèi)部節(jié)點(diǎn)及常見邊界條件下邊界節(jié)點(diǎn)的離散方程。掌握用迭代法求解離散方程的基本方法。能用熱平衡方法導(dǎo)出一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的顯式離散方程。
（三）對(duì)流傳熱
    掌握牛頓冷卻公式，理解影響對(duì)流換熱的因素，掌握流動(dòng)邊界層和溫度邊界層概念，理解描寫常物性流體對(duì)流換熱的微分方程組及其定解條件。理解相似原理或量綱分析在指導(dǎo)對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)中的作用及準(zhǔn)則方程的導(dǎo)出。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理方法。掌握定性尺寸和定性溫度的概念，能正確和熟練地運(yùn)用準(zhǔn)則方程計(jì)算下列情形下的對(duì)流換熱：圓管、非圓形通道內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流換熱，外掠單管及管束強(qiáng)制對(duì)流換熱，簡單形狀物體的大空間自然對(duì)流換熱。了解珠狀凝結(jié)和膜狀凝結(jié)的現(xiàn)象，理解豎壁上純凈蒸氣層流膜狀凝結(jié)換熱的分析解的推導(dǎo)過程。了解影響凝結(jié)換熱的主要因素及強(qiáng)化途徑。掌握大容器飽和沸騰曲線上的核態(tài)沸騰區(qū)、穩(wěn)定膜態(tài)沸騰區(qū)和臨界點(diǎn)。理解確定臨界熱流密度的工程意義。了解影響沸騰換熱的主要因素及強(qiáng)化途徑。
（四）輻射換熱
理解熱輻射的本質(zhì)、基本特征，掌握熱輻射的基本定律，了解影響實(shí)際物體表面輻射特性的因素。掌握漫射表面和灰體的概念。理解并掌握角系數(shù)的定義和性質(zhì)，能應(yīng)用角系數(shù)的代數(shù)分析法。重點(diǎn)掌握有效輻射的概念。掌握簡單幾何條件下，被透明介質(zhì)隔開的漫灰表面間輻射換熱的計(jì)算。能用有效輻射概念和網(wǎng)絡(luò)法對(duì)二個(gè)和三個(gè)表面之間的輻射換熱進(jìn)行計(jì)算。掌握輻射換熱的強(qiáng)化與削弱的途徑。了解氣體輻射的特點(diǎn)。
（五）傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算
理解熱量傳遞三種基本方式的綜合作用，了解復(fù)合換熱過程的計(jì)算方法，理解傳熱系數(shù)的組成。了解工程中典型換熱器的型式，掌握換熱器的平均溫差法，了解換熱器的效能—傳熱單元數(shù)法。掌握強(qiáng)化與削弱傳熱的原則和手段。

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