哈工大能源學(xué)院專業(yè)課歷年考研真題

2007

工程流體力學(xué)（90分）（必選）

一、解釋下列概念（20分）

1.旋轉(zhuǎn)角速度、角變形速度

2.動能修正因數(shù)、動量修正因數(shù)

3.時(shí)間平均流速、斷面平均流速

4.恒定流動、緩變流動

5.點(diǎn)源、點(diǎn)匯

二、推求不可壓縮流體恒定流動的動量方程（15分）

三、推求圓管層流的速度分布規(guī)律，并求通過圓管中的流量及沿程阻力損失因數(shù)。

（15分）

四、推導(dǎo)說明圓柱外伸管嘴出流流量增大的原因（10分）

五、有長為L,直徑為D的圓柱體，在圖示位置上恰好處于平衡狀態(tài)。不計(jì)摩擦力，

試計(jì)算1.圓柱體的重量2對壁面的作用力。（15分）

六、水沿兩根同樣長度L]=L2=40m,直徑d|=40mm,d2=80mm的串聯(lián)管路由水箱A

自由流入水池B中。設(shè)入1=0.04,入2=0.035,h=20m.（15分）

試確定：1.流量為多少？2.對L]、d|管并聯(lián)同樣長度及直徑的支管時(shí)，流量為多少？

傳熱學(xué)試題（60分）任選之一

一、如圖所示的平板穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，平板兩側(cè)的

表面溫度分別為4、t2（/|>G）；平板的導(dǎo)

熱系數(shù)隨溫度變化，即九=4,（1+47）,4）為

溫度0時(shí)材料的導(dǎo)熱系數(shù)。試分析說明：

a=0、4>0和a<0三種情況分別對應(yīng)圖

中三條曲線的哪一條？(9分)

二、一半徑為心的長實(shí)心圓柱體，內(nèi)部發(fā)熱強(qiáng)度沿徑向非均勻，其內(nèi)熱源強(qiáng)度為

<j)(r)=d)0(l+5r),6、8為常數(shù)；外表面溫度均勻?yàn)轶?/p>

(1)試導(dǎo)出圓柱體內(nèi)的一維徑向穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程，并給出邊界條件；(10分)

(2)根據(jù)微分方程與邊界條件導(dǎo)出圓柱體內(nèi)的溫度分布表達(dá)式。(5分)

三、已知一邊界層對流換熱的能量微分方程為U且+K絲=a空，其中U、V分

dxdydy2

別為x、y方向的速度分量，T為溫度，a是熱擴(kuò)散率。

(1)試分析說明該能量微分方程的前提條件；(5分)

(2)試由該能量微分方程導(dǎo)出所包含的相似特征數(shù)。(9分)

四、某固體表面的光譜發(fā)射率與表面溫度T無關(guān)，隨波長變化關(guān)系如下式:

0.5,2<2//m

4=

0.9,A>2//m

a).試?yán)煤隗w輻射函數(shù)給出該表面全波長發(fā)射率隨溫度變化關(guān)系的表達(dá)式。

b),若有一溫度為q的黑體照射該固體表面，寫出此時(shí)該表面的全波長吸收率表

達(dá)式。(6分)

五、某半導(dǎo)體芯片的總功率為0、體積為V,導(dǎo)熱系數(shù)為4、密度為Q、比熱為Cp；

表面向溫度為。的冷氣流散熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為人已知芯片未工作時(shí)的溫

度均勻，與環(huán)境氣流溫度相同。為數(shù)值求解芯片開始工作后的瞬態(tài)溫度分布,

建立如圖所示的離散網(wǎng)格，試建立求解表面節(jié)點(diǎn)溫度Zm,I的隱式離散方程。

(10分)

卜、tf,>>

An.1,11fm+l,I

Ax

空氣動力學(xué)試題(60分)任選之二

1.給出附面層發(fā)生分離的條件，并給出附面層發(fā)生分離的過程。(20分)

2.對于一漸縮噴管，已知P*=10bar,T*=1050K,比熱比火=1.4,出口截面積為

0.出口背壓為4bar,若爪=/(左)=o.04。請給出出口截面上的速度及噴管

的流量。(20分)

3推導(dǎo)音速公式(20分)

燃燒學(xué)試題(60分)任選之三

1.解釋下列專業(yè)名詞(15分)：

(1)化合物的生成烙；

(2)理論燃燒溫度；

(3)火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?/p>

(4)燃料的高位發(fā)熱量；

(5)比表面積。

2.說明下列概念(20分)：

(1)阿累尼烏斯定律；

(2)擴(kuò)散火焰和預(yù)混火焰；

(3)影響熱力著火的著火溫度的主要因素；

(4)鏈鎖反應(yīng)。

3.在研究碳的燃燒過程中，根據(jù)燃燒條件不同可分為幾個(gè)燃燒特性區(qū)，在不同的燃

燒特性區(qū)如何強(qiáng)化燃燒過程？(7分)

4.利用非絕熱條件下謝苗諾夫熱自燃理論分析燃料發(fā)熱量對著火的影響。（8分）

5.假定：1）油滴為均勻?qū)ΨQ的球體；2）油滴隨風(fēng)飄動，與空氣沒有相對運(yùn)動；3）

燃燒進(jìn)行得很快，火焰面很薄；4）油滴表面溫度為飽和溫度；5）忽略對流與輻射

換熱；6）忽略油滴周圍的溫度場不均勻?qū)釋?dǎo)率、擴(kuò)散系數(shù)的影響；7）忽略斯蒂

芬流。試計(jì)算火焰鋒面的直徑、油耗量，以及油滴直徑與時(shí)間的關(guān)系。（10分）

2008

第i頁

工程流體力學(xué)（90分）（必選）共8頁

七、解釋下列概念（20分）

1.等壓面、壓力體

2.力勢函數(shù)、速度勢函數(shù)

3.跡線、流線

4.層流、紊流

5.質(zhì)量力、表面力

八、推求理想流體非恒定有旋運(yùn)動的伯努利積分（15分）

九、推求粘性流體應(yīng)力形式的運(yùn)動微分方程（15分）

四、試證明在不可壓縮流體的緩變過流斷面上滿足靜壓強(qiáng)分布規(guī)律（10分）

五、如圖所示，涵洞進(jìn)口設(shè)圓形平板閘門，其直徑d=lm,閘門與水平面成傾角并較接于B

點(diǎn)，閘門中心點(diǎn)位于水下4m,門重G=980N。當(dāng)門后無水時(shí)，求啟門力T（不計(jì)摩擦力）

（15分）

六、圖示有一水電站壓力水管的漸變段，直徑Di=L5m,D2=lm,漸變段起點(diǎn)壓強(qiáng)

Pi=400KN/m2,流量qv=1.8m%,若不計(jì)水頭損失，求漸變段鎮(zhèn)墩上所受的軸向推力為多少

（不計(jì)摩擦力）？（15分）

第2頁

共8頁

工程熱力學(xué)試題（60分）任選之一

第3頁

一、是非判斷：是在（）內(nèi)畫“+”號，非在（）內(nèi)畫“一”號，每題1分，共共頁io分

1、熱力系是具體指定的熱力學(xué)的研究對象（）。

2、絕熱閉口系就是孤立系（）。

3、絕熱閉口系的嫡增等于孤立系的嫡增（）。

4、狀態(tài)方程是描述狀態(tài)參數(shù)之間關(guān)系的方程（）。

5、平衡狀態(tài)是熱力系宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)（）.

6、通用氣體常數(shù)對理想氣體（單一的和混合的）都是一個(gè)不變的常數(shù)（）。

7、在初態(tài)和終態(tài)相同時(shí)工質(zhì)經(jīng)過不可逆過程的端增必然大于經(jīng)歷可逆過程的埼增（）。

8、理想氣體的熱力學(xué)能、炳和始都僅僅是溫度的單值函數(shù)（）。

9,未飽和濕空氣的干球溫度八濕球溫度能露點(diǎn)溫度fd三者關(guān)系為t>a>te（）。

10、任何動力循環(huán)，循環(huán)凈功的總等于循環(huán)凈熱量@（）。

二、選擇填空：（單選）每題1分，共10分

量

熱

1、絕熱系與外界沒有（）交換。B、物質(zhì)C、功

壓

力

2、右列壓力中哪個(gè)是狀態(tài)參數(shù)（）。表B、真空度C、絕對壓力

交

質(zhì)

換

3、功損來自于（）。物B、摩擦C、溫差傳熱

散

4、（）是不可逆損失來源之一。耗B、物質(zhì)交換C、等溫吸熱

V=

5、濕度尸的取值不可能是（）.1B、?>1C、”1

等

零

6、不可逆循環(huán)的靖產(chǎn)是（）。于B、大于零C、小于零

氣

理

想

體

7、邁耶公式只對（）適用。B、實(shí)際氣體C、液體

向

可

進(jìn)

逆

、不可逆過程是（）的。行、不可逆向進(jìn)行

8可B

逆

限、

大B、不確定

9.自發(fā)過程是（）過程。K不可逆C

10、實(shí)際熱機(jī)效率總比卡諾熱機(jī)效率（B、不確定C、小

三、請解釋下列概念：每題2分，共20分

1、表壓力和真空度2、狀態(tài)量和過程量3、自發(fā)過程和非自發(fā)過程

4、可逆過程和不可逆過程5、嫡流和嫡產(chǎn)6、絕對濕度和相對濕度

7、飽和濕蒸汽和飽和濕空氣8、流體的臨界狀態(tài)和流動的臨界狀態(tài)

9、壓縮比和壓縮因子10,功損和煙損

第4頁

四、請?jiān)囀隹ㄖZ定理和卡諾循環(huán)對熱機(jī)理論的原則指導(dǎo)意義（8分）。共8頁

五、一個(gè)容積為5m,只能承受0.5MPa壓力的氧氣罐，罐內(nèi)氧氣的表壓力p”=0.05MPa,溫度t1=17°C。

有人想要往罐內(nèi)充進(jìn)21kg、溫度為40°C的氧氣，可不可能？氧氣可視為理想氣體，氧氣的氣體常數(shù)Ra?

=259.8J/（kg.K）,測得當(dāng)時(shí)大氣壓力m=0.IMPa（12分）。

傳熱學(xué)試題（60分）任選之二竽，“

一、某常物性（物性符號自行設(shè)定）、厚度為b（機(jī)）、含有均勻內(nèi)共8頁熱

源①、,（%/加3）的大平板經(jīng)歷非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程，已知某時(shí)刻板內(nèi)溫度分布為

t（x）=a+bx+ex2,a、b、c為已知常數(shù)。對該時(shí)刻，試求解：

（1）》=0和8=3處的熱流密度？（4分）

(2)若平板面積為A(加2),單位時(shí)間內(nèi)平板內(nèi)增加的熱量？(7分)

(3)x=0,x=0.5S,x=S處溫度隨時(shí)間的變化率？(6分)

二、某衛(wèi)星通過一輻射散熱表面向溫度為絕對零度的宇宙空間散熱，已知衛(wèi)星內(nèi)部發(fā)熱

需要通過該表面散出的熱流密度為%皿，表面的太陽吸收率為鬼發(fā)射率為￡,并

且％,“*￡；該表面與地球始終不可見，但在衛(wèi)星就道的日照區(qū)，太陽投射到該表面

的輻射能流密度為qsuno

(1)試導(dǎo)出衛(wèi)星處于日照區(qū)時(shí)該輻射散熱面的平衡溫度計(jì)算式；(5分)

(2)試導(dǎo)出衛(wèi)星處于地球陰影區(qū)時(shí)該輻射散熱面的平衡溫度計(jì)算式；(4分)

(3)說明為什么《卬產(chǎn)￡?(4分)

三、如下圖所示，是某二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱物體的兩種邊界節(jié)點(diǎn)布置。圖中，7；為流體溫度，h

為對流換熱系數(shù)。試根據(jù)下述要求，分別寫出這兩種布置條件下，數(shù)值求解節(jié)點(diǎn)(m,

n)溫度的離散方程。其它所需參數(shù)可自行定義。

(1)該物體物性為常數(shù)，含均勻內(nèi)熱源①、,；(7分)

(2)該物體無內(nèi)熱源，但物性不均勻，是空間坐標(biāo)的已知函數(shù)。(8分)

第6頁

四、描述某對流換熱現(xiàn)象的能量微分方程為U二+P包=。空，其中。、P分別為X、y

dxdydy2

方向的速度分量，7為溫度，a是熱擴(kuò)散率。

（1）根據(jù)該方程分析說明該對流換熱現(xiàn)象的類型及有關(guān)假設(shè)條件；（7分）

（2）由該方程導(dǎo)出相應(yīng)的相似特征數(shù)，并說明導(dǎo)出結(jié)果的含義。（8分）

第7頁

空氣動力學(xué)試題（60分）任選之三共8頁

1、畫出如下圖所示的馬赫線形狀。（5分）

為什么？（10分）

3、收縮噴管出口已達(dá)到壅塞狀態(tài)，若增加人口總壓P*,問壅塞狀態(tài)能否解除？

出口截面處Ma數(shù)、靜壓、流量如何變化？（10分）

4、何為滯止參數(shù)？推導(dǎo)滯止壓力與靜壓之間的關(guān)系式，并解釋滯止參數(shù)與

靜參數(shù)之間關(guān)系可以依據(jù)等嫡過程計(jì)算的原因。（15分）

5、以帶活塞的半無限長直圓管為例，推導(dǎo)弱擾動壓縮波傳播速度表達(dá)式；說明

在什么假設(shè)條件下該過程可視做等嫡過程，并推導(dǎo)表達(dá)式。（20分）

燃燒學(xué)試題（60分）任選之四

1.解釋下列專業(yè)名詞（15分）：第&頁

（6）化合物的反應(yīng)烙；共8頁

(7)絕熱火焰溫度；

(8)過量空氣系數(shù)；

(9)燃料的低位發(fā)熱量；

(10)斯蒂芬流。

2.說明下列概念(20分):

(1)質(zhì)量作用定律；

(2)湍流預(yù)混火焰的特點(diǎn)和分類、;

(3)燃燒過程中的NOx生成類型；

(4)碳粒燃燒的謝苗諾夫準(zhǔn)則及其物理意義。

3.試分析影響可燃?xì)鈱恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩赜心男瑸樘岣邔恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣葢?yīng)該

采取哪些措施？(7分)

4.利用非絕熱條件下謝苗諾夫熱自燃理論分析環(huán)境溫度對著火的影響。(8分)

5.直流煤粉燃燒器的著火原理是什么？對于低揮發(fā)分的貧煤或無煙煤，為改善燃料的著火和

燃燒，在一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)溫、風(fēng)速和風(fēng)率的選擇上應(yīng)采取哪些措施？

(10分)

2009

工程流體力學(xué)（90分）（必選）

十、解釋下列概念（20分）

1.牛頓流體、粘性

2.壓力體、正壓流體

3.緩變流動、粘性底層

4.水擊現(xiàn)象、邊界層

5.時(shí)間平均流速、入口起始段

十一、簡答題

1.試分析流體流經(jīng)彎管時(shí)局部阻力產(chǎn)生的具體原因是什么？（8分）

2.結(jié)合流體對圓柱體的有環(huán)量繞流，分析升力是如何產(chǎn)生的？（7分）

十二、推求邊界層的動量積分關(guān)系式（15分）第2頁

共8頁

四、試推導(dǎo)說明圓柱外伸管嘴出流流量大于同直徑薄壁小孔口的出流流

量（10分）

五、一圓形容器，直徑D=L2m,完全充滿水，頂蓋上在ro=O.43m處開一小孔，敞

口測壓管中的水位h=0.5m,問旋轉(zhuǎn)角速度3多大時(shí)，頂蓋所受的靜水總壓力為零？

（15分）

第五題圖

六、圖示為一安全閥，其閥座直徑d=25mm,當(dāng)閥座處的壓力p=4Mpa時(shí)，通過油

3

的流量為qv=10L/s,油的密度為p=900Kg/m,此時(shí)閥的開度x=5mm。如開啟閥的

初始壓力po=3Mpa,閥的彈簧剛度K=20N/mm,忽略流動損失，試確定射流方向角

ao（15分）

第六題圖

第3頁

共8頁

工程熱力學(xué)試題（60分）任選之一

一、是非判斷：是在（）內(nèi)畫“+”號，非在（）內(nèi)畫“一”號，每題1分，共10分

1、熱力系是指參與熱力過程的物體群（）。

2、供熱系數(shù)總是大于1,制冷系數(shù)也可以大于1（）。

3、壓縮因子的值可以大于1,也可以小于1（）。

4、漸縮噴管出口氣體的馬赫數(shù)可以是小于1、等于1、大于1（）。

5,孤立系內(nèi)工質(zhì)經(jīng)過不可逆過程的嫡變必然大于經(jīng)歷可逆過程的嫡變（）。

6、不可逆損失的來源之一是耗散效應(yīng)（）。

7、理想氣體的熱力學(xué)能、烙和嫡都僅僅是溫度的單值函數(shù)（）。

8、氣體穩(wěn)定流過任何管道的容積流量和質(zhì)量流量都是不變的常數(shù)（）。

9.不可逆循環(huán)的靖產(chǎn)必然等于零（）。

10、實(shí)際熱機(jī)的熱效率總比卡諾熱機(jī)的熱效率低（）。

二、指出下列各對概念之間主要的區(qū)別每題1.5分，共15分

1、狀態(tài)量與過程量

2.嫡流與嫡產(chǎn)

3、濕空氣和濕蒸汽

4.絕對濕度和相對濕度

5、過熱水蒸氣與過冷水

6、孤立系與絕熱閉口系

7、飽和濕空氣與未飽和濕空氣

8、濕度與干度

9、亞音速流動與超音速流動

10、流動的臨界狀態(tài)與流體的臨界狀態(tài)第4頁

共8頁

三、一熱機(jī)在每個(gè)循環(huán)中從327°C的高溫?zé)嵩次?=419AJ的熱量和向27°C的低溫?zé)嵩磁?/p>

熱，假設(shè)按：(l)g2=209.5V；(2)02=314.25^；(3)往=104.751三個(gè)數(shù)值排熱，請用兩種方

法計(jì)算證明，在這三種情況中，哪個(gè)是不可逆的、哪個(gè)可逆的、哪個(gè)是不可能的？并對不可逆

循環(huán)計(jì)算及其不可逆損失，大氣環(huán)境溫度為=300K(10分)

四、有一柴油機(jī)混合加熱循環(huán)，如下圖所示，%=0.17MPa、t}=60°C,壓縮比e=14.5,缸

中氣體最大壓力P3=10.3VP“，循環(huán)加熱量％=900”/奴，工質(zhì)空氣為理想氣體，

cP0=1005J/kg>cv0/kg./0=1.4,4=287〃(%g.K)。試求

(1)各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)(溫度、壓力、比體積)(2)定容加熱過程的加熱量外,

(3)定壓加熱過程的加熱量名,(4)循環(huán)放熱量%

(5)循環(huán)輸出的凈功率wne,(6)循環(huán)熱效率功(20分)

五、試述卡諾定理對熱機(jī)理論的指導(dǎo)意義(5分)

第5頁

共8頁

傳熱學(xué)試題(60分)任選之二

1、由三層材料組成的平壁，各層之間接觸緊密，由左向右各層的厚度分別是6，多，心。已知

左、右兩側(cè)材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別是4,4.通過穩(wěn)態(tài)測量得知：平壁左右兩外表面的溫度

分別為心，&2，左側(cè)表面外高溫氣流溫度為Or氣流與間表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為九。試求中間

材料的導(dǎo)熱系數(shù)（12分）

2、如圖一個(gè)二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱物體，其導(dǎo)熱系數(shù)4為常:Av

數(shù)，物體內(nèi)部單位面積上電熱功率為次,，右側(cè)平4：---------<(M〃+1)

直邊界面與環(huán)境同時(shí)發(fā)生對流與輻射換熱，其表

(A/-1,n)/\v/2

面發(fā)射率為￡。環(huán)境可看作無限大空間，溫度為<(M,〃)h

北、邊界面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為九試建立數(shù)值求

Ay

解邊界節(jié)點(diǎn)溫度的離散方程。（13分）AW>

-------;（M,?-1）

如圖為某常物性不可壓縮流體沿大平板的層流穩(wěn)態(tài)邊界層對瀟摟執(zhí).由干粘度耗散，在邊

上、2,W、（題2圖）

界層內(nèi)產(chǎn)生了強(qiáng)度為砥="—二的內(nèi)熱源。已知來流速度與溫度分別為“8、兀，

平板溫度為7；，，流體的密度、定壓比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)與動力粘度分別為夕、Cp、不

（題3圖）

第6頁

共8頁

（1）試寫出求解該對流換熱問題的完整數(shù)學(xué)描述（8分）；

⑵試由其能量微分方程導(dǎo)出相似特征數(shù)，并說明其含義（9分）;

（3）若&＞幾，分析指出平板表面的熱流密度方向（3分）。

4、實(shí)際物體表面通常不是嚴(yán)格意義的灰體，但在計(jì)算輻射換熱時(shí)，有時(shí)可以近似為灰體。對

溫度為外、石的兩輻射換熱表面Ai、A2,其角系數(shù)為XI.

（1）試說明如何判斷這兩個(gè)表面是否可作為灰體處理？（6分）

（2）若這兩個(gè)表面可作為灰體處理，試?yán)镁W(wǎng)絡(luò)法求這兩個(gè)灰體表面間的輻射傳熱量，用到

的其它符號可自行設(shè)定；（6分）

（3）試說明上面求出的輻射傳熱量是否是二者的凈輻射傳熱量。（3分）

第7頁

,共8頁

空氣動力學(xué)試題（60分）任選之三

一、判斷下列問題的正誤并說明原因

（1）“只有在等端流動過程中，總壓才保持不變”。（7分）

（2）“只有當(dāng)流動達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)才存在臨界參數(shù)”。（7分）

（3）“只要流動是絕能的，總溫就保持不變”。（7分）

（4）“不可壓流體可表述為，2=0,即流場中密度處處相等”（7分）

Dt

（5）uV.K=0意味著流體微團(tuán)在運(yùn)動過程中不發(fā)生變形”（7分）

二、用特征線說明右圖所示的流動中，所有可

能出現(xiàn)的馬赫波及流場參數(shù)（壓力與速度）史1________________竺

變化情況。其中，4。為無限小的轉(zhuǎn)折角。（10

分）

三、一漸縮噴管，已知P*=10bar,T*=1050K,比熱比左=1.4,出臺建湎起邊、.1，川,出口背

壓為4bar,若K=/（k）=0.04。請給出出口截面上的速度及噴管的流量。（8分）

四、知渦輪的進(jìn)口燃?xì)饪倻貫?200K,渦輪出口燃?xì)饪倻貫?000K,求每千克燃?xì)馔ㄟ^渦輪對

外界所作的機(jī)械功是多少？如果燃?xì)饬髁繛?3.3Kg/s,Cp=1.16KJ/（Kg.k）,求渦輪的功率。（7

分）

第8頁

共8頁

燃燒學(xué)試題（60分）任選之四

一、解釋下列專業(yè)名詞和概念(15分)：

(1)化合物的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)蛤；

(2)燃料的低位發(fā)熱量；

(3)過量空氣系數(shù)；

(4)斯蒂芬流；

(5)油滴擴(kuò)散燃燒的直徑平方-直線定律。

二、簡答題(20分)：

(1)簡述抑制燃燒過程中熱力型NOx生成的措施；

(2)簡述熱力著火和鏈?zhǔn)街鸬膮^(qū)別；

(3)碳燃燒反應(yīng)控制區(qū)的分類和特點(diǎn)；

(4)列舉三種工程上的火焰穩(wěn)定方法。

三、對于成分確定的預(yù)混可燃?xì)怏w，應(yīng)用層流火焰?zhèn)鞑ダ碚摲治?，為了提高預(yù)混可燃?xì)獾幕鹧?/p>

傳播速度，可以采取哪些措施？(7分)

四、在存在散熱的閉口系統(tǒng)中，燃?xì)夂涂諝饩鶆蚧旌?。?yīng)用謝苗諾夫的非穩(wěn)態(tài)著火理論，畫圖

分析如果外界環(huán)境溫度降低，對著火過程將產(chǎn)生什么影響？(8分)

五、假定：1)碳球?yàn)榫鶆驅(qū)ΨQ的球體；2)碳球隨風(fēng)飄動，與空氣沒有相對運(yùn)動；3)燃燒進(jìn)

行得很快，火焰面很??；4)忽略對流與輻射換熱；5)忽略碳球周圍的溫度場不均勻?qū)釋?dǎo)率、

擴(kuò)散系數(shù)的影響；6)忽略斯蒂芬流。推導(dǎo)單顆粒純碳燃盡時(shí)間的計(jì)算模型。

(10分)

2010

工程流體力學(xué)（90分）（必選）

一.解釋下列概念（20分）

1.理想流體、牛頓流體

2.流線、渦線

3.時(shí)變加速度、位變加速度

4.運(yùn)動相似、動力相似

5.水力半徑、當(dāng)量直徑

二.簡答題（10分）

1.簡述系統(tǒng)和控制體的特點(diǎn)及二者之間的區(qū)別。

2.簡述粘性流體繞物體流動時(shí)壓差阻力產(chǎn)生的原因。

三.推導(dǎo)理想流體平面有勢流動中偶極流的速度勢函數(shù)和流函數(shù)。（15分）

四.流體在長為/的水平放置的等直徑圓管中作定常流動，若已知沿程損失因數(shù)為X,

管壁切應(yīng)力為7,斷面平均流速為P；

試證明：T=—pV2.（15分）第2頁

'共8頁

五.圖示為一圓形容器，直徑d=300mm,高〃=500mm,容器內(nèi)裝水，

其深度自=300mm,設(shè)容器繞垂直軸作等角速度旋轉(zhuǎn)。（15分）

1.試確定水正好不溢出時(shí)的轉(zhuǎn)速；

2.求剛好露出容器底面時(shí)的轉(zhuǎn)速；若此時(shí)容器停止旋轉(zhuǎn)，水靜止后的深度力2等于多

少。

六.油泵從開口油池中將油送到表壓強(qiáng)為夕=0.981x10'Pa的油箱中。已知：油泵流量

qv=3.141/s,油泵總效率〃=0.8,油的密度P=800kg/m'，運(yùn)動粘度j/=l.2cm?/s,油

管直徑d=20mm,長度/=2m,按油管的平均流速計(jì)算損失的總局部損失因數(shù)g-=2,

油面高度差。=3m。試確定油泵的功率尸。（15分）

I

第五題圖第六題圖

第3頁

共8頁

工程熱力學(xué)試題（60分）任選之一

一、是非判斷：是在（）內(nèi)畫“+”號，非在（）內(nèi)畫“一”號，每題1分，共30

分

1、絕熱系是與外界沒有能量交換的熱力系（）。

2、溫度、壓力、功都是狀態(tài)參數(shù)（）。

3、狀態(tài)方程是描述狀態(tài)參數(shù)之間關(guān)系的方程（）。

4、平衡狀態(tài)是熱力系宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)（）。

5、通用氣體常數(shù)僅對單一理想氣體是一個(gè)不變的常數(shù)（）。

6、理想氣體的嫡不只是溫度的單值函數(shù)（）。

7、絕熱閉口系的嫡增就等于孤立系的嫡增（）。

8、任何熱力系任何循環(huán)的嫡變都等于零（）。

9、相對濕度是絕對濕度與相同溫度下最大的絕對濕度的比值（）。

10、任何動力循環(huán)的循環(huán)凈功版總等于循環(huán)凈熱量仇（）。

11、在初態(tài)和終態(tài)相同時(shí)工質(zhì)經(jīng)過不可逆過程的爆增必然大于經(jīng)歷可逆過程

的嫡增（）

12、表壓和真空度也是狀態(tài)參數(shù)（）

13、未飽和濕空氣的干球溫度/、濕球溫度上露點(diǎn)溫度乙三者關(guān)系為t>G

ta（）

14、不可逆過程是不能逆向進(jìn)行的過程（）

15、理想氣體是分子沒有體積沒有質(zhì)量分子間沒有作用力的氣體（）

16、嫡流是由于熱力系與外界熱量交換而引起的端的流動量（）

17、嫡產(chǎn)是由于熱力系內(nèi)部不可逆因素而造成的嫡的產(chǎn)生量（）

18、絕熱閉口系就是孤立系（）

19、邁耶公式僅對變比熱理想氣體適用（）

20、絕熱過程就是定嫡過程（）

21、熱力系是具體指定的熱力學(xué)的研究對象（）

22、不可逆過程可能沒有嫡增，但是必有嫡產(chǎn)（）

23、任何熱機(jī)循環(huán)的熱效率都小于1（）

24、任何實(shí)際熱機(jī)的熱效率都小于卡諾熱機(jī)的熱效率（）

25、功損和可用能的損失是一回事（）

26、任何氣體的壓縮因子可以大于1、可以小于1、也可以等于1（）

27、絕熱節(jié)流過程是一個(gè)等給過程（）

28、在壓容圖上定比熱理想氣體的定嫡線比定溫線陡（）

29、在溫嫡圖上定比熱理想氣體的定壓線比定容線陡（）第4頁

30、飽和濕蒸汽與飽和濕空氣不是一回事（）共8頁

二、請解釋下列概念：每題2分，共10分

1、狀態(tài)量和過程量2、自發(fā)過程和非自發(fā)過程

3、飽和濕蒸汽和飽和濕空氣4、流體的臨界狀態(tài)和流動的臨界狀態(tài)

5、壓縮比和壓縮因子

三、回答下列問題：每題1分，共5分

1、熱力系有哪兩種分類方法？每種分類各包括哪些熱力系？

2、什么是工質(zhì)？熱能動力工程中為什么通常采用氣態(tài)工質(zhì)？

3、熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是什么？功只能從何而來？

4、端方程中一般包括哪兩個(gè)部分？每部分的符號特征是什么？

5、在蒸汽動力循環(huán)裝置中，凝汽器的冷源損失高達(dá)50%多，可否不要凝汽器

來提高循環(huán)熱效率？為什么？

四、有一飛機(jī)的射彈裝置，如下圖所示。在氣缸內(nèi)裝有壓縮空氣，初始體積為0.28m\

終了體積為0.99n?、飛機(jī)的發(fā)射速度為61m/s、活塞、連桿和飛機(jī)的總質(zhì)量為2

722kg.設(shè)發(fā)射過程進(jìn)行很快，壓縮空氣和外界間無傳熱現(xiàn)象，若不計(jì)摩擦力，求

發(fā)射過程中壓縮空氣的熱力學(xué)能變化（5分）。

I:|-

五、壓縮空氣在輸氣管經(jīng)一出口截

面積為300mm'的漸縮噴管后壓力降為0.45MPa。求噴管出口流速及噴管流量（按定

比熱容理想氣體計(jì)算）（10分）。

第5頁

傳熱學(xué)試題（60分）任選之二

1.有一長為〃直徑為4的圓柱體，外敷隔熱層，已知：隔熱層外徑為3,且

L遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于。2；隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)丸為常數(shù)；隔熱層內(nèi)側(cè)壁溫度為外，外側(cè)

環(huán)境流體溫度為Tf（7；＞々），流體與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。

（1）求隔熱層外壁面溫度72、散熱熱流量。；（10分）

（2）試定性分析保溫層厚度B與散熱量0的變化關(guān)系。（5分）

2.如圖所示一扇形二維固體，右側(cè)是黑體表

面，受溫度為7；的無限大黑體環(huán)境輻射；

左側(cè)表面與圓周表面受溫度為幾的流體

對流沖刷,對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為近

將該扇形區(qū)域按圖所示劃分網(wǎng)格，半徑和

圓周角方向分別分成三等分，步長分別為

△尸和△仇忽略扇形表面的自身輻射。試

推導(dǎo)穩(wěn)態(tài)條件下，節(jié)點(diǎn)1,3,5的離散方

程（15分）

3.一初始溫度為700K的薄金屬圓盤進(jìn)入溫度為0K的太空環(huán)境，經(jīng)歷非穩(wěn)態(tài)

過程。已知圓盤半徑為R、厚度為3,密度為0,比熱為C,上下表面均為

漫射體（表面漫反射、漫發(fā)射）、光譜發(fā)射率燈如圖所示。過程開始后，圓

盤上表面接受熱流密度為%的太陽輻照（波長九＜2.0//小）,下表面受熱流密

度為qe的地球紅外輻射（波長入＞2.0/J,m）和熱流密度為夕sr的地球反射太陽

光照射。太陽為溫度5800K的等效黑體，地球等效黑體溫度254K,圓盤自

身熱輻射波長九＞2.0"加.

（1）試推導(dǎo)圓盤溫度變化的控制方程；（9分）

（2）試導(dǎo)出圓盤達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度表達(dá)式；（3分）

（3）為提高穩(wěn)態(tài)時(shí)圓盤的溫度，可能采取什么措施？（3分）

0.5

0.3

2囚乳A,

圓盤光譜發(fā)射率

第6頁

共8頁

4.如圖所示，某常物性不可壓縮流體低速流過一發(fā)熱的大平板，形成二維穩(wěn)態(tài)

層流邊界層對流換熱。已知來流速度與溫度分別為〃8、加，流體密度、定

壓比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)與動力粘度分別為夕、Cp、4、t],并保持恒定；平板表

面發(fā)熱均勻恒定，熱流密度為qw.

v

八〃00、1T8

/"""""""X、U

（1）若從對流換熱微分方程出發(fā)，求解平板與流體的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯?/p>

數(shù)〃與壁面溫度G，試列出所用微分方程、定解條件，并簡要說明求解步驟;

（10分）

（2）試定性分析平板表面的溫度分布規(guī)律（5分）。

第7頁

空氣動力學(xué)試題（60分）任選之三共貞

一、簡答題（每題5分，總計(jì)20分）

1、“只有在定常運(yùn)動條件下流線與跡線才是同一條曲線”這句話對嗎？為什么？

2、可以在范諾線上確定激波前后狀態(tài)點(diǎn)的位置嗎？為什么？

3、何為臨界速度？推導(dǎo)它的表達(dá)式。

4、寫出某標(biāo)量函數(shù)①的隨體導(dǎo)數(shù)表達(dá)式，并說明其中的遷移偏導(dǎo)數(shù)項(xiàng)在什么條件

下等于零。

二、寫出相似準(zhǔn)則中歐拉數(shù)的表達(dá)式。為什么說Ma數(shù)準(zhǔn)則就是歐拉數(shù)準(zhǔn)則？（10

分)

三、證明：二維定常流無旋流場中等流函數(shù)線與等勢線同時(shí)存在且正

交。(10分)第8頁

8

四、漸縮噴管入口燃?xì)饪倝篜i*=2.5xlO'N/m2,總溫T1*=850K,燃?xì)饨^共頁

252

熱指數(shù)k=l.33,出口截面積Ae=0.1675m,大氣壓強(qiáng)p產(chǎn)0.987xlON/m,氣體常數(shù)

R=287.4J/(kg.K),求噴管出口截面氣流速度Ve、壓力P.及流量。

2W

(K=A--T-.)(20分)

燃燒學(xué)試題(60分)任選之四

2.解釋下列專業(yè)名詞和概念(15分)：

(1)質(zhì)量作用定律；

(2)劉易斯數(shù)；

(3)預(yù)混火焰和擴(kuò)散火焰；

(4)著火感應(yīng)期；

(5)謝苗諾夫準(zhǔn)則。

2.簡答題(20分)：

(5)預(yù)混氣體點(diǎn)燃的零值邊界梯度理論；

(6)鏈鎖反應(yīng)的歷程；

(7)熱力型NOx生成的澤爾多維奇機(jī)理；

(8)煤粉燃燒中一次風(fēng)和二次風(fēng)的作用。

應(yīng)用火焰穩(wěn)定的均勻攪混熱平衡原理和傳熱原理分析，對于預(yù)混氣體火焰的著火

和滅火過程有什么不同？影響預(yù)混氣體著火和滅火的主要因素分別是什么？(10

分)

4.一種煤的煤質(zhì)分析結(jié)果如下：Ad=25%,Mar=8%,&=65%,Hd=2%,0尸3%,Na=l%,

So=4%,V產(chǎn)10%,判斷該煤屬于什么煤質(zhì)？如果使用該煤質(zhì)作為煤粉燃燒的燃料，請

提出采用直流煤粉燃燒方式還是旋流煤粉燃燒方式更為合適，并分析在你選擇的

燃燒方式下，為強(qiáng)化煤粉的著火和燃燒穩(wěn)定，對煤粉和空氣配風(fēng)需要做哪些定性

考慮？（15分）

2011

工程流體力學(xué)（90分）（必選）

十三、解釋下列概念（20分）

1.有勢質(zhì)量力、正壓流體

2.速度環(huán)量、旋渦強(qiáng)度

3.流管、長管

4.恒定流動、緩變流動

5.水力粗糙管、動量修正因數(shù)

二.簡答題

1.簡述水擊的物理過程并說明減少水擊現(xiàn)象的措施（7分）

2.簡述邊界層的特點(diǎn)（5分）

三.推求流體的連續(xù)性微分方程（12分）

四.由粘性流體應(yīng)力形式出發(fā)推求粘性流體運(yùn)動微分方程（N-S方程）（15分）

第2頁

共8頁

五.如圖所示,高h(yuǎn)=60mm、直徑d=24mm底部開有小口的圓柱形容器A裝在D=72m”

的圓筒內(nèi)的油中。油的密度為900Kg/m3,圓筒內(nèi)有面上的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，初兆

深度hi=34mm,h2=10mmo

試確定：（1）容器A的質(zhì)量

（2）為使容器A沉到底部，應(yīng)在容器A上加多大的力F?（15分）

第五題圖

六、某三層樓的自來水管路如圖所示，