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1 811 热工理论 考试大纲 一、考试性质 与范围 “ 传热学 ” 与“ 工程热力学 ” 是热能与动力工程专业的学科基础课程 。 传热学 是 研究由温差引起的热能传递规律的科学 ； 工程热力学是研究热能和其它形式能量（特别是机械能）相互转换规律以 及 提高能量利用经济性的 科学。 考试性质 ： 考查考生对 传热学 、 热力学 的基本概念和基本定律的理解和掌握， 运用这些知识去分析、求解有关热工问题的能力。 考试范围 ： 热力过程 、 热力循环和 热量传递 过程的 基本 知识与 基本定律， 分析 工程 传热 学 、 工程 热力学 问题的基本能力，计算 热工 问题的基本方法 及 相应的计算能力 ， 解决能量传递与 转换问题，提高能量利用率 。 二、考试 基本 要求 要求考生全面系统地掌握 传热学 的 导热、对流、辐射三种基本热能传递方式 的基本规律，并能灵活运用这些规律进行各种 传热过程 的分析计算， 包括换热器的设计与校核， 具有较强的综合分析问题和解决问题的能力。 要求考生熟练掌握工程热力学的基本概念 、 基本定律 和基本方法 ， 掌握常用工质热力性质基本热力过程与热力循环的分析计算方法 ， 能够熟练地对典型的热力过程和循环进行热力学分析 。包括： 准确掌握热能和机械能相互转换的基本规律；掌握热力过程和热力循环的热力学分析方法，深刻了解提 高能量利用经济性的基本原则和主要途径；能熟练运用常用工质的物性公式进行热力计算 。 三、考试 形式与分值 1. 答卷方式：闭卷，笔试； （ 需要使用计算器 ） 2. 答题时间： 3 小时； 3. 试卷分数：满分为 150 分； 4. 试卷结构及考查比例：试卷主要分为 两大部分 传热学部分 ： 简答题 约占 13 ， 计算题 约占 37%； 热力学部分：简答题 约占 18%，计算分析题 约占 32%。 四、考试 内容 传热学部分 2 1 热传导的基本概念和方程 导热的基本概念，热导率，热扩散率，傅立叶定律，导热微分方程，求解导热微分方程的定解条件。 熟练掌握 温度场、温度梯度、热流密度、热流和热量等基本概念 ， 及 导热 问题的 数学模型的建立 ：导热微分方程、边界条件与初始条件 。 2 稳态导热 平壁 、 圆筒壁 、 球壳的 一维 导热 。 单层 和多层壁 的 一维 导热 。 具有内热源的 一维 稳态导热 。 肋 片 的导热 ， 肋 效率。接触热阻 、 热阻网络图、临界绝热半径。 多维稳态导热。 熟练掌握本章基本概念、基本理论及 导热 计算。 3 非 稳态导热 非 稳态导热的基本概念 。 无限薄材加热 或冷却的 集 中 参数法。无限大平板、无限长圆柱体、球体和半无限大物体 非 稳态导热问题的求解。 多维非 稳态导热的计算。 熟练掌握本章基本概念、基本理论及 导 热 计算。 4 导热的数值解法 稳态和非稳态导热的数值解法 ：空间 /时间离散化 ，节点 差分 方程的建立和 求解。 熟练掌握本章基本概念、基本 方法 及 导热数值 计算。 5 强制对流换热 对流换热 定义 。 对流换热 问题 的 完整 数学描述。边界层对流换热微分方程组的建立和求解。动量及热量的类比、相似原理在对流换热上的应用。外掠平板 、 单管 、 管 束的强制 对流换热 和管内受迫对流换热。 熟练掌握本章基本概念、基本理论及 对流换热 计算。 6 自然对流换热 自然对流机理。浮升力。大空间 、 有限空间自然流动换热。 熟练掌握本章基本概念、基本理论及 对流换热 计算。 7 沸 腾换热和凝结换热 沸腾换热和凝结换热。了解沸腾曲线上各状态间的区别，了解影响沸腾曲线的主要因素，了解凝结换热的基本概念。 8 辐射换热 热辐射的本质 、概念 及基本定义。 黑体与灰体。 普朗克定律，斯蒂芬 -玻尔兹曼定律，维恩位移定律 ， 兰贝特 定 律， 克希荷夫 （基尔霍夫） 定律。辐射角系数 的 定义 、 基本性质 和计算方法。 两表面和多表面系统 的辐射换热计算 。辐射热阻与 网络求解法 。辐射 遮热板。气体辐射的特点 和 贝尔定律，具有吸收 -透过性介质的辐射换热。 熟练掌握本章基本概念、基本理论及 辐射换热 计算。 9 换热器 换热器的类型和原理 ， 换热器的设计和校核 计算 。 对数平均温差法、 效能 -传热单元数法。 强化 /削弱传热的方法。 熟练掌握本章基本概念、基本理论及 传热 计算。 工程 热力学部分 1. 基本概念 热力系统，状态与状态参数，平衡状态，准静态过程，可逆过程，稳定流动，膨胀功、技术功、流动功和轴功，功与热量，能量的数量和品质。 热力系统、平衡状态、状态参数及其数学特征；准平衡过程、可逆过程以及可逆过程中的功和热量在状态参数图上的表示。 2. 热力学第一定律 闭口系统能量方程，开口系统能量方程，稳定流动能量方程，热力学能、焓的定义及其3 物理意义 ；可逆过程的容积变化 功、推动功、轴功和技术功的计算及在 p-v 图或 T-s 图上的表示；热力学第一定律基本表述和一般表达式；闭口系第一定律的解析式及在过程、循环和孤立系中的应用；稳 定流动 开口系第一定律表达式。 3. 气体和蒸汽的性 质 理想气体模型 ， 理想气体状态方程及通用气体常数 ， 理想气体的比热 ， 理想气体的 热力学 能、焓、熵及其计算 ； 水蒸汽的发生过程， 水蒸气的饱和状态和相 图 ，水蒸气的基本热力过程，水蒸汽图表结构和应用，水蒸汽的状态及其状态参数的确定 。 4. 气体和蒸汽的基本热力过 程 理想气体状态方程；理想气体基本过程与多变过程的分析；理想气体多变过 程中热力学能、焓、熵变、容积变化功、技术功和热量的计算；应用 p-v 图或 T-s 图分析多变过程。蒸气的定压过程和绝热过程分析及其在 p-v 图或 T-s 图上的表示；蒸气热力过程的热量和功量的计算。 5. 热力学第二定律 热力学第二定律的经典表述、卡诺循环及定理、克劳修斯不等式和孤立系统熵增原理 ；卡诺循环的效率、卡诺定理及其推论；热力学第二定律的数学表达式；不可逆过程熵变的计算； 熵的定义及其物理意义 ；熵流、熵产以及熵方程；孤立系统的熵增原理；热量的可用能、系统作功能力损失。 利用热力学第二定律及其定理正确地判断热力学系统 和过程的进行方向和各种可逆循环的热效率。 6. 压气机 的热力过 程 压气机分类和特征；不同压缩过程状态参数的变化规律、耗功计算以及压气机的耗功计算； 活塞式压气机理论耗功、 余隙容积对活塞式压气机工作特性的影响；多级压缩，中间冷却的最佳中间压力及耗功计算。 7. 气体动力循环 循环分析的一般方法、循环抽象与简化、标准空气假设、活塞式内燃机循环抽象与简化、活塞式内燃机的混合加热理想循环、 定压加热理想循环和定容加热理想循环分析、活塞式内燃机的特性参数：压缩比、定容增压比、定压预胀比及它们对热效率及循环净功的影响、活塞式内燃机各种 理想循环的热力学比较；燃气轮机装置的抽象与简化、燃气轮机装置的定压加热理想循环、循环增压比和增温比、燃气轮机装置理想循环分析、提高燃气轮机装置循环热效率的热力学措施。 8. 蒸汽动力装置循环 朗肯循环 及热效率、 蒸汽初参数对循环热效率的影响； 再热循环分析、回热循环分析 ；各种循环的在 p-v 和 T-s 图上的表示及分析。 4 9. 动力装置、制冷装置及其循环 逆向循环的经济性指标及循环进行的条件； 压缩气体制冷循环、制冷量和制冷系数及循环压力比的关系、回热式压缩气体制冷循环、热泵循环； 压缩蒸气制冷循环分析、制冷工质性质表、 制冷剂的性 质。 各种装置循环的工作流程及其热力过程在 T-s 图或 p-h 图上的表示；循环热力过程的热力分析；各种循环吸热量、放热量、循环净功、热效率或制冷系数的分析计算；循环能量利用经济性的影响因素及提高能量利用率方法和途径。 10. 理想混合气体及湿空气 理想混合气体的概念； 理想气体混合物 ；理想混合气体的密度、气体常数以及比热容、热力学能、焓和熵的计算；湿空气、未饱和湿空气、饱和湿空气的含义；绝对湿度、相对湿度和含湿量的概念；湿空气的基本热力过程的分析与计算。 五、参考书 1.传热学 第四版，杨世铭，陶文铨 。 高等教育出版社 ， 2006. 2.传热学 (第 2 版 )(改编版 ) ， 冯妍卉 ， 贾力 ， 张欣欣 ， 彭晓峰 改编 ， Yunus A.Cengel 著。高等教育出版社， 2007. 3. 北京科技大学 “ 传热传质学 ” 课程网站 国家资源共享课： http:/www.icourses.cn/coursestatic/course_3642.html 4.工程热力学第四版 ， 沈维道，童钧耕主编 。 高等教育出版社， 2007.
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