深圳大学2023年自命题考研大纲：910热工基础

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深圳大学2023年自命题考研大纲：910热工基础

　　深圳大学硕士生入学考试“热工基础”课程大纲

　　一、 考试的基本要求

　　本考试大纲适用于报考深圳大学物理与光电工程学院“能源动力-核能工程”领域的专业学位硕士研究生入学考试。本门课程的考试旨在考查学生有关工程热力学与传热学方面的基本概念和基本理论的掌握程度。要求考生熟悉工程热力学与传热学的基本概念和基本理论，掌握工程热力学与传热学的基本思想和方法，具有较强的逻辑推理能力和运算能力，具有运用基本定律定理解决实际热工问题的能力。

　　二、 考试的内容及比例：

　　考试内容以沈维道、童钧耕(主编)《工程热力学》(高等教育出版社，第5版，绪论、第一章至第六章、第九章、第十章)和陶文铨(编著)《传热学》(高等教育出版社，第5版，第一章、第二章、第四章至第八章)为主，包括工程热力学和传热学两部分，试题内容比例各占50%。具体内容分述如下：

　　《工程热力学》(高等教育出版社)第5版

　　绪论

　　1.掌握热能及其利用的不同方式;掌握能量的不同形式。

　　2.掌握工程热力学研究的主要内容及研究方法。

　　第一章 基本概念及定义

　　1.掌握热能与机械能相互转换过程的基本特点;掌握热力学系统、边界和外界的概念和相关表述;掌握简单可压缩系的定义与工程意义。

　　2.掌握热力学状态和状态参数的基本概念;掌握热力学状态参数的基本特性;掌握状态方程式的定义与特点。

　　3.掌握基本状态参数包括比体积、压力、温度、热力学能、储存能、焓的定义与物理意义。掌握表压力、真空度的定义，掌握常见的压力测量方法;掌握热力学第零定律与温度测量的原理;掌握摄氏温标与热力学温标的定义与数学换算关系。

　　4.掌握热力学平衡状态的定义;掌握平衡与稳定、平衡与均匀之间的区别;掌握常见的状态参数坐标图以及热力学平衡状态和准平衡过程在坐标图上的表示方法;掌握准平衡过程、可逆过程的定义及其之间的区别与联系。

　　5.掌握体积变化功与热量的热力学定义及其之间的区别与联系。

　　6.掌握不同热力循环评价指标的定义，包括热效率、供热系数和制冷系数。

　　第二章 热力学第一定律

　　1.掌握热力学第一定律及其实质;掌握热力学第一定律一般数学表达式的推导过程及状态参数焓的引出与物理意义;能够根据孤立系、闭口系、开口系的特点基于热力学第一定律一般数学表达式推导出适用于特定系统的第一定律的表达式。

　　2.掌握闭口系热力学第一定律一般数学表达式，掌握闭口系的体积功与可用功之间的区别与联系，能够基于热力学第一定律计算闭口系的可用功。

　　3.掌握稳定流动开口系的具体含义;掌握稳定流动开口系热力学第一定律的数学表达式;掌握开口系的体积功、技术功、推动功和轴功之间的区别与联系。

　　4.能够基于热力学第一定律对于常见热力学设备与热力学过程进行能量守恒分析，包括水力发电站、泵、燃气/蒸汽透平、压气机、换热器、管道中流体的稳定流动过程、绝热节流过程等。

　　第三章、第四章 气体和蒸汽的性质与基本热力过程

　　1.掌握理想气体的基本概念与理想气体的状态方程式;掌握理想气体比热容的定义、迈耶公式与比热容比的定义;能够利用真实比热容的经验表达式与平均比热容表计算理想气体热力过程的吸热或放热量;掌握理想气体热力学能、焓与熵的变化计算的基本公式。

　　2.掌握理想气体基本热力过程，包括定温、定容、定压、定熵与可逆多变过程;掌握基本过程初终态的状态参数之间的比例关系;能够基于热力学第一定律与理想气体状态方程计算基本过程的功和热量;掌握定值比热容理想气体定熵过程的过程方程。

　　3.掌握理想的不可压缩液体的定义;掌握理想的不可压缩液体的定压比热容与定容比热容之间的关系;掌握理想的不可压缩液体热力学能与焓变化计算的基本公式。

　　4.掌握相变、相平衡和饱和状态、饱和温度与饱和压力的基本概念;掌握定压加热导致相变过程中温度和压力的变化趋势;掌握湿蒸汽的定义;掌握湿蒸汽压容图与温熵图上的一点、两线、三区和五状态。

　　5.掌握饱和水和干饱和蒸汽的状态参数的确定方法;掌握干度的定义和湿蒸汽的状态参数的确定方法;掌握过热蒸汽与过冷水的状态参数的确定方法。能够合理的利用表格确定饱和水、干饱和蒸汽、湿蒸汽、过热蒸汽和过冷水的状态参数。

　　第五章 热力学第二定律

　　1.掌握热力学第二定律(至少)两种不同的表述方式;掌握卡诺循环与卡诺循环的热效率;掌握卡诺定理及其工程指导意义;掌握逆向卡诺循环的供热系数与制冷系数。

　　2.掌握基于可逆循环的克劳修斯积分等式引出熵参数及熵参数的物理意义;掌握适用于不可逆循环的克劳修斯积分不等式。了解热力学第三定律与熵参数的零点;掌握熵是一个不守恒的状态参数的基本特性。

　　3.掌握熵流、熵产与熵方程并能够基于熵方程对于热力过程与热力循环进行分析。掌握孤立系统的熵增原理。

　　第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式

　　1.掌握实际气体压缩因子的定义;了解对应态原理和通用压缩因子图;了解范德瓦尔方程和维里方程。

　　2.理解热力学一般关系式的重要意义;掌握适用于简单可压缩系的热力学能与焓的热力学基本方程(也称为吉布斯基本方程)的数学表达式。

　　3.了解克拉贝隆方程与饱和蒸汽压方程(包括安托万方程)。

　　第八章 气体动力循环

　　1.掌握燃气轮机循环的基本过程和主要设备。

　　2.掌握提高燃气轮机循环热效率的主要措施，包括回热，在回热的基础上分级压缩、中间冷却和分级膨胀、中间再热。

　　3.能够基于热力学基本定律对于较为复杂的具有实际工程意义的燃气轮机循环进行热力学分析。

　　第九章 蒸汽动力循环

　　1.掌握湿蒸汽区卡诺循环的局限性;掌握朗肯循环的基本过程和主要设备;掌握影响朗肯循环热效率的主要参数。

　　2.掌握再热循环、抽汽回热循环与蒸汽-燃气联合循环(燃蒸联合循环)的基本过程和主要设备;能够基于热力学基本定律对于较为复杂的具有实际工程意义的蒸汽动力循环进行热力学分析。

　　《传热学》(高等教育出版社)第5版

　　第一章 传热学绪论

　　1. 了解传热学的研究内容和方法，以及它与工程热力学研究的区别和联系;

　　2. 掌握热量传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射;

　　3. 掌握传热过程以及其中传热系数、热阻的概念;

　　第二章 稳态热传导的规律及计算

　　1.掌握描述热传导现象的基本定律-傅里叶定律，并能够使用该定律对含有内热源和不含内热源的一维稳态导热问题进行分析和求解，包括典型的平板、圆柱和圆环导热;

　　2. 掌握导热问题的数学描述方法以及导热微分方程;

　　3. 掌握三类基本边界条件的含义和数学表达方式;

　　4. 掌握具有内热源的一维导热问题的分析与求解。

　　第四章 热传导问题的数值解法

　　1. 掌握导热问题分析解和数值解的区别和联系;

　　2. 理解导热问题数值求解的基本步骤;

　　3. 掌握以泰勒级数展开法和热平衡法建立离散方程的基本方法;

　　4. 掌握高斯-赛德尔迭代求解代数方程的基本过程。

　　第五章 对流传热的理论分析与实验研究基础

　　1. 掌握牛顿冷却定律，对流换热系数影响因素的定性分析，

　　2. 掌握速度边界层和热边界层的概念;

　　3. 掌握对流换热的分类方法和完整数学描述方法;

　　4. 掌握动量传递和热量传递比拟理论的思想;

　　5. 掌握纵掠平板对流换热的计算;

　　6. 了解纵掠平板对流换热的积分方程及其求解;

　　7. 了解相似原理的基本内容以及量纲分析法的应用方式。

　　第六章 单相对流传热的实验关联式

　　1. 掌握管槽内强制对流传热准则数关联式(Dittus—Boelter公式)及其修正方式，并能够根据实际情况进行正确应用;

　　2. 掌握Re、Pr、Nu、Gr、Ra数等无量纲准则数的物理含义及表达方式;

　　3. 掌握流体横掠单管、管束时的实验关联式的型式及查询计算方法;

　　4. 掌握自然对流传热现象的特点，了解对应的微分方程组以及推导方法。

　　第七章 相变对流传热的计算

　　1. 掌握凝结传热的两种模式及各自的特点;

　　2. 掌握凝结传热热阻的来源;

　　3. 了解努塞尔特层流膜状凝结计算的方法及分析解的结构形式;

　　4. 掌握膜状凝结的影响因素及内在原理。

　　5. 掌握沸腾传热的两种类型及各自的特点;

　　6. 掌握大容积沸腾曲线的原理、四个特征区域及特征点;

　　7. 掌握垂直上升管内流动沸腾的传热区域类型、特点及区别;

　　8. 掌握临界热流密度的两种不同机理，了解常见的几种临界热流密度计算理论模型。

　　第八章 热辐射基本定律和物体的辐射特性

　　1. 掌握热辐射的基本原理和能量传递方式，并能够解释热辐射与热传导、热对流现象在能量传递上的区别;

　　2. 掌握吸收比、反射比、穿透比的基本概念;

　　3. 掌握黑体热辐射的基本概念，以及描述黑体辐射规律的三大基本定律;

　　4. 了解不同相态下实际物体的辐射特性以及计算方法。

　　三、 考试基本题型

　　试题类型可能包括：判断题、选择题、填空题、简答题、作图题、计算题等。试卷满分为150分。

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