941 能源动力综合(2022年)
本科目分为两个方向,分别为“流体工热”和“材料力学”,考试时学生任选其一作答。
方向一:流体工热(150分)
第一部分 工程流体力学(占50%,75分)
一、考试范围及内容
1、 流体力学的基本概念
连续介质的概念,流体的基本性质,广义牛顿内摩擦定律,流线和迹线的概念,流线方程。
2、流体静力学
流体静平衡方程,自由面的形状,非惯性坐标系中静止液体的压力分布规律。
3、一维定常流动的基本方程
控制体和体系,连续方程,动量方程,动量矩方程,伯努利方程,能量方程。
4、粘性流体动力学基础
粘性流体运动的两种流态,微分形式的流体力学基本方程组,N-S方程的准确解,初始条件和边界条件。
5、边界层流动
边界层的概念和流动特征,边界层几种厚度的定义,平板边界层的积分方程及其解。
6、可压缩流动
可压缩流动的基本概念和流动特性,声速和马赫数,等熵可压缩流动的基本关系式,激波、压缩波和膨胀波的基本性质。
二、基本要求
1、对流体的力学特性(连续性、压缩性、粘性、粘性流体的应力)以及作用力的分类有清晰的概念。
2、熟悉描述流体运动的方法,能够正确地列出流线方程和计算流动参数。
3、会建立一维定常流动的基本方程(连续方程、动量方程、伯努利方程和能量方程)。能正确地运用这些基本方程解决简单的一维定常流动问题。
4、掌握判定流态(层流、湍流)的方法和湍流的最基本知识。了解粘性流体运动的特点、湍流的处理方法,掌握二维不可压粘性流体的N-S方程和雷诺方程。
5、掌握边界层的概念,会建立边界层积分关系式,并用平板边界层的计算方法对工程问题做近似估算。了解边界层分离的原因、后果及防止分离的一般方法。
6、理解可压缩流动的特点,掌握气流滞止参数、临界参数、速度系数及气动函数的物理意义及其在气动参数计算中的作用。了解激波、压缩波和膨胀波的一般性质及对流动参数的影响。
第二部分 工程热力学(占50%,75分)
一、考试范围及内容
1 、基本概念
热力学系统;工质的热力学状态及其基本状态参数;平衡状态、状态方程式、坐标图;工质的状态变化过程;功和热;热力循环。
2、热力学第一定律
热力学第一定律实质;热力学能和总能;能量的传递和转化;焓;热力学第一定律基本能量方程式;开口系统能量方程式;能量方程式的应用。
3、理想气体的性质
理想气体的概念;理想气体状态方程式;理想气体的比热容;理想气体的热力学能、焓和熵;理想气体混合物。
4、理想气体的热力过程
研究热力过程的目的及一般办法;定容过程;定压过程;定温过程;绝热过程;多变过程
5、热力学第二定律
热力学第二定律;可逆循环分析及其热效率;卡诺定理;熵参数、热过程方向的判据;熵增原理;熵方程;火用 参数的基本概念、热量火用;工质火用及系统火用平衡方程;热力学温标。
6、实际气体的性质
理想气体状态方程用于实际气体的偏差;范德瓦尔方程和R-K方程;对应态原理与通用压缩因子图。
7、气体动力循环
分析动力循环的一般办法;活塞式内燃机实际循环的简化;活塞式内燃机的理想循环;活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较;燃气轮机装置循环;燃气轮机装置的定压加热实际循环;提高燃气轮机装置循环热效率的措施;喷气发动机循环。
8、蒸汽动力循环
简单蒸汽动力装置循环——朗肯循环;再热循环;回热循环。
9、制冷循环
压缩空气制冷循环;压缩蒸汽制冷循环;热泵循环。