1、哈工大能源学院专业课历年考研真题传热学试题(60分)任选之一一、如图所示的平板稳态导热问题，平板两侧的 表面温度分别为小G ( )；平板的导热系数随温度变化，即 = 4)(1 + ,)，儿为 温度。时材料的导热系数。试分析说明： 4 = 0、4 0和4 V。三种情况分别对应图 中三条曲线的哪一条？ (9分)二、一半径为G的长实心圆柱体，内部发热强度沿径向非均匀，其内热源强度为 4(r) = 0(l + Br) , 6、8为常数；外表面温度均匀为片。(1)试导出圆柱体内的T隹径向稳态导热微分方程，铮合出边界条件；(1。分)(2)根据微分方程与边界条件导出圆柱体内的温度分布表达式。(5分)三、已知
2、一边界层对流换热的能量微分方程为U三+V三=史，其中U、V分 ox oy oy别为X、丁方向的速度分量，丁为温度，a是热扩散率。(1)试分析说明该能量微分方程的前提条件；(5分)(2)试由该能量微分方程导出所包含的相似特征数。(9分)四、某固体表面的光谱发射率与表面温度r无关，随波长变化关系如下式：0.5, A 2/ma).试利用黑体辐射函数给出该表面全波长发射率随温度变化关系的表达式。b）.若有一温度为7；的黑体照射该固体表面，写出此时该表面的全波长吸收率表 达式。（6分）五、某半导体芯片的总功率为Q、体积为V、导热系数为2、密度为q、比热为% ； 表面向温度为0的冷气流散热，表面传热系数为
3、h。已知芯片未工作时的温 度均匀，与环境气流温度相同。为数值求解芯片开始工作后的瞬态温度分布, 建立如图所示的离散网格，试建立求解表面节点温度脑的隐式离散方程。（10 分） 。、4 *7= / 11tmA. 1 On. 1 .l器同Axfnt.2空气动力学试题（60分）任选之二1.给出附面层发生分离的条件，并给出附面层发生分离的过程。（20分）2.对于一渐缩喷管，已知PZlObar,厂=1050K,比热比攵=1.4,出口截面积为 0.1小2,出口背压为4bar,若K = /（k）= 0.04。请给出出口截面上的速度及喷管 的流量。（20分）3.推导音速公式（20分）燃烧学试题(60分)任选之三
4、1.解释下列专业名词(15分)：(1)化合物的生成烙；(2)理论燃烧温度；(3)火焰传播速度；(4)燃料的高位发热量；(5)比表面积。2.说明下列概念(20分)：(1)阿累尼乌斯定律；(2)扩散火焰和预混火焰；(3 )影响热力着火的看火温度的主要因素；(4)链锁反应。3.在研究碳的燃烧过程中，根据燃烧条件不同可分为几个燃烧特性区，在不同的爆烧特性区如何强化燃烧过程？(7分)4.利用非绝热条件下谢苗诺夫热自燃理论分析燃料发热量对着火的影响。(8分)5.假定：1)油滴为均匀对称的球体；2 )油滴随风飘动，与空气没有相对运动；3) 燃烧进行得很快,火焰面很薄；4 )油滴表面温度为饱和温度；5 )忽略
5、对流与辐 射换热；6)忽略油滴周围的温度场不均匀对热导率、扩散系数的影响；7 )忽略 斯蒂芬流。试计算火焰锋面的直径、油耗量，以及油滴直径与时间的关系。(10分)2008工程流体力学（90分）（必选）七、解释下列概念（20分）1,等压面、压力体2.力势函数、速度势函数3.迹线、流线4.层流、紊流5.质量力、表面力八、推求理想流体非恒定有旋运动的伯努利积分（15分）九、推求粘性流体应力形式的运动微分方程（15分）四、试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上满足静压强分布规律（10分）五、如图所示，涵洞进口设圆形平板闸门，其直径d = lm ,闸门与水平面成倾角并较接于 B点，闸门中心点位于水下4m，
6、门重G=980N。当门后无水时,求启门力T（不计摩 擦力）（15分）六、图示有一水电站压力水管的渐变段，直径D尸1.5m , D2=lm ,渐变段起点压强 pi=400KN/m2,流量q、=1.8m3/s,若不计水头损失,求渐变段镇墩上所受的轴向推力为多少 （不计摩擦力）？ （ 15分）第五题图第六题图工程热力学试题（60分）任选之一第3页共8页一、是非判断：是在（）内画“十”号，非在（）内画一”号，每题1分，共10分1、热力系是具体指定的热力学的研究对象（12、绝热闭口系就是孤立系（X3、绝热闭口系的嫡增等于孤立系的燧增（14、状态方程是描述状态参数之间关系的方程（5、平衡状态是热力系宏观性
7、质不随时间变化的状态（16、通用气体常数对理想气体（单一的和混合的）都是一个不变的常数（17、在初态和终态相同时工质经过不可逆过程的焙增必然大于经历可逆过程的嫡增（18、理想气体的热力学能、嫡和雄都仅仅是温度的单值函数（X9、未饱和湿空越干球温度，、湿球温度篇露点温度匕三者关系为&（ 110、任何动力循环，循环净功仞总等于循环净热量qo （ 二、选择填空：（单选） 每题1分，共10分1、绝热系与外界没有（ ）交换。A、融B、物质C、功2、右列压力中哪个是状态参数（ 1A、表压力B、真空度C、绝对压力3、功损来自于（ A、物质交换B、摩擦C、温差传热4、（ ）是不可逆损失来源之一。A、耗散B、物
8、质交换C、等温吸热5、湿度y的取值不可能是（ 1A、y = 1B、yC、y 1 AM12、某流场中咨二 或某流场中管二 表明的是同样的流动特点吗？ 为什么？（ 10分）3、收缩喷管出口已达到壅塞状态，若增加入口总压P问壅塞状态能否解除？出口截面处Ma数、静压、流量如何变化？（ 10分）4、何为滞止参数？推导滞止压力与静压之间的关系式，并解释滞止参数与 静参数之间关系可以依据等熠过程计算的原因。（15分）5、以带活塞的半无限长直圆管为例，推导弱扰动压缩波传播速度表达式；说明在什么假设条件下该过程可视做等燧过程，并推导表达式。（20分）燃烧学试题(60分)任选之L解释下列专业名词(15分):(6)
9、化合物的反应帽;(7)绝热火焰温度;(8)过量空气系数;(9)燃料的低位发热量;(10 )斯帝分流。2.说明下列概念(20分):(1)质量作用定律；(2 )湍流预混火焰的特点和分类、；(3)燃烧过程中的NOx生成类型；(4 )碳粒燃烧的谢苗诺夫准则及其物理意义。3.试分析影响可燃气层流火焰传播速度的因素有哪些，为提高层流火焰传播速度应该采取哪些措施？( 7分)4.利用非绝热条件下谢苗诺夫热自燃理论分析环境温度对着火的影响。(8分)5.直流煤粉燃烧器的看火原理是什么？对于低挥发分的贫煤或无烟煤，为改善燃料的春火和燃烧，在一次风和二次风的风温、风速和风率的选择上应采取哪些措施？(10 分)2009
10、工程流体力学（90分）（必选）十、解释下列概念（20分）I ,牛顿流体、粘性2.压力体、正压流体3.缓变流动、粘性底层4.水击现象、边界层5.时间平均流速、入口起始段十一、简答题1.试分析流体流经弯管时局部阻力产生的具体原因是什么？（ 8分）2.结合流体对圆柱体的有环量绕流，分析升力是如何产生的？（7分） 第2页共8页十二、 推求边界层的动量积分关系式（15分）四、试推导说明圆柱夕M申管嘴出流流量大于同直径薄壁小孔口的出流流量（10分）五、一圆形容器，直径D=1.2 in ,完全充满水，顶盖上在ro=O.43m处开一小孔，敞 口测压管中的水位h=0.5m，问旋转角速度0多大时，顶盖所受的静水总
11、压力为零？ （15 分）第五题图六、图示为一安全阀，具阀座直径d=25mm ,当阀座处的压力p=4Mpa时，通过油的流量为qv=10L/s ,油的密度为p=900Kgin3 ,此时阀的开度x=5mmo如开启阀的 初始压力po=3Mpa ,阀的弹簧刚度K=20N/mm ,忽略流动损失，试确定射流方向角 a。（ 15 分）第六题图第3页共8页工程热力学试题（60分）任选之一一、是非判断：是在（）内画号，非在（）内画“一”号，每题1分，共io分1、热力系是指参与热力过程的物体群（2、供热系数总是大于1 ,制冷系数也可以大于1 （ 3、压缩因子的值可以大于1 ,也可以小于1（ 4、渐缩喷管出口气体的马
12、赫数可以是小于1、等于1、大于1 （ 15、孤立系内工质经过不可逆过程的嫡变必然大于经历可逆过程的燧变（6、不可逆损失的来源之一是耗散效应（X7、理想气体的热力学能、烙和燧都仅仅是温度的单值函数（I8、气体稳定流过任何管道的容积流量和质量流量都是不变的常数（I9、不可逆循环的嫡产必然等于零（X10、实际热机的热效率总比卡诺热机的降率低（X二、指出下列各对概念之间主要的区别 每题1.5分，共15分1、状态量与过程量2、熔流与尴产3、湿空气和湿蒸汽4、绝对湿度和相对湿度5、过热水蒸气与过冷水6、孤立系与绝热闭口系7、饱和湿空气与未饱和湿空气8、湿度与干度9、亚音速流动与超音速流动10、流动的临界状
13、态与流体的临界状态三、一热机在每个循环中从3270c的高温热源吸收 =419口的热量和向27忆的低温热源排 热，假设按:。2 =209.5。； (2) Q2 =314.25 ； (3) Q2 = 104.75/三个数值排热,请用两种方 法计算证明，在这三种情况中，哪个是不可逆的、哪个可逆的、哪个是不可能的？并对不可逆 循环计算及其不可逆损失，大气环境温度4=300K ( 10分)四、有一柴油机混合加热循环，如下图所示，Pi = 0.17MPa s /, =60C ,压缩比 = 14.5 ,缸 中气体最大压力pi = 0.3MPa ,循环加热量% =900AJ/kg ,工质空气为理想气体, Cp
14、o=1OO5依、Gp=718JJ依、o = L4 , % =287(依K). 试求 (1 )各点的状态参数(温度、压力、比体积) (2)定容加热过程的加热量外五、试述卡诺定理对热机理论的指导意义（5分）传热学试题（60分）任选之二1、由三层材料组成的平壁，各层之间接触紧密，由左向右各层的厚度分别是务，名。已知 左、右两侧材料的导热系数分别是4,4。通过稳态测量得知：平壁左右两外表面的温度 分别为总，tw2 ,左侧表面外高温气流温度为小，气流与间表面传热系数为九。试求中间 材料的导热系数4。（12分）2、如图一个二维稳态导热物体，其导热系数九为常 数，物体内部单位面积上电热功率为金，右侧平 直边
15、界面与环境同时发生对流与辐射换热,其表 面发射率为。环境可看作无限大空间,温度为 Tx、边界面的表面传热系数为h0试建立数值求 解边界节点温度功.”的离散方程。（13分）3、如图为某常物性不可压缩流体沿大平板的层流稳态边界层对藏城由于粘度耗散，在边界层内产生了强度为之=77 2 （普|的内热源。已知来流速度与温度分别为八 八， g 八?3平板温度为几，流体的密度、定压比热容、导热系数与动力粘度分别为夕、%、入。（1）试写出求解该对流换热问题的完整数学描述（8分）；（2）试由其能量微分方程导出相似特征数，并说明其含义（9分）；（3）若T、 Tx ,分析指出平板表面的热流密度方向（3分，4、实际物
16、体表面通常不是严格意义的灰体，但在计算辐射换热时，有时可以近似为灰体。对 温度为Ti、的两辐射换热表面Au A2 ,其角系数为X.2。（1）试说明如何判断这两个表面是否可作为灰体处理？（ 6分）（2）若这两个表面可作为灰体处理，试利用网络法求这两个灰体表面间的辐射传热量，用到 的其它符号可自行设定；（6分）（3）试说明上面求出的辐射传热量是否是二者的净辐射传热量。（3分）空气动力学试题（60分）任选之三- 判断下列问题的正误并说明原因（1）“只有在等嫡流动过程中，总压才保持不变”。（7分）（2）“只有当流动达到临界状态时才存在临界参数”。（7分）（3）“只要流动是绝能的，总温就保持不变”。（7
17、分）（4）“不可压流体可表述为丝=0 ,即流场中密度处处相等”（7分）（5）“ V =0意味着流体微团在运动过程中不发生变形”（7分）二、用特征线说明右图所示的流动中，所有可能出现的马赫波及流场参数（压力与速度）EJ 尸二变化情况。其中，夕为无限小的转折角。（10分）三、一渐缩喷管,已知P*二lObar , TWO50K，比热比4二1.4 ,出口截面积为0.1m2 ,出口背 压为4bar,若K=/（6=0.04。请给出出口截面上的速度及喷管的流量。（8分）四、知涡轮的进口燃气总温为1200K ,涡轮出口燃气总温为1000K,求每千克燃气通过涡轮对 外界所作的机械功是多少？如果燃气流量为13.3
18、Kg/s,Cp=L16KJ/（Kg.k）,求涡轮的功率。（7 分）燃烧学试题（60分）任选之一、解释下列专业名词和概念（15分）:（1）化合物的标准反应烙；(2)燃料的低位发热量；(3)过量空气系数；(4)斯蒂芬流；(5)油滴扩散燃烧的直径平方-直线定律。二、简答题(20分)：(1)简述抑制燃烧过程中热力型NOx生成的措施；(2)简述热力着火和链式看火的区别；(3)碳燃烧反应控制区的分类和特点；(4)列举三种工程上的火焰稳定方法。三、对于成分确定的预混可燃气体，应用层流火焰传播理论分析，为了提高预混可燃气的火焰 传播速度，可以采取哪些措施？( 7分)四、在存在散热的闭口系统中，燃气和空气均匀混
19、合。应用谢苗诺夫的隘态看火理论，画图 分析如果外界环境温度降低，对春火过程将产生什么影响？( 8分)五、假定：1 )碳球为均匀对称的球体；2 )碳球随风飘动，与空气没有相对运动；3 )燃烧进 行得很快，火焰面很薄；4 )忽略对流与辐射换热；5 )忽略碳球周围的温度场不均匀对热导率、 扩散系数的影响；6 )忽略斯蒂芬流。推导单颗粒纯碳燃尽时间的计算模型。(10 分)2010工程流体力学（90分）（必选）-.解释下列概念（20分）1.理想流体、牛顿流体2.流线、涡线3时变加速度、位变加速度4.运动相似、动力相似5.水力半径、当量直径二.简答题（10分）1.简述系统和控制体的特点及二者之间的区别。2
20、.简述粘性流体绕物体流动时压差阻力产生的原因。三.推导理想流体平面有势流动中偶极流的速度势函数和流函数。（15分）四.流体在长为/的水平放置的等直径圆管中作定常流动，若已知沿程损失因数为2 , 管壁切应力为工，断面平均流速为V；试证明：7 =（夕L。（15分） 第2页共8 页五.图示为一圆形容器，直径4= 300mm ,高=500mm ,容器内装水，其深度加=300mm ,设容器绕垂直轴作等角速度旋转。（15分）1.试确定水正好不溢出时的转速；2.求刚好露出容器底面时的转速；若此时容器停止旋转，水静止后的深度生等于多 少。六.油泵从开口油池中将油送到表压强为 =0.981xl（）5pa的油箱中
21、。已知：油泵流 量分=3.14 l/s，油泵总效率 =0.8，油的密度p =800kg/m3,运动粘度v =1.2cm7s , 油管直径d=20mm ,长度/=2m ,按油管的平均流速计算损失的总局部损失因数 tw5 ）14、不可逆过程是不能逆向进行的过程（）15、理想气体是分子没有体积没有质量分子间没有作用力的气体（）16、嫡流是由于热力系与外界热量交换而引起的燃的流动量（）17、嫡产是由于热力系内部不可逆因素而造成的精的产生量（）18、绝热闭口系就是孤立系（）19、迈耶公式仅对变比热理想气体适用（）20、绝热过程就是定牖过程（）21、热力系是具体指定的热力学的研究对象（）22、不可逆过程可
22、能没有焙增，但是必有精产（）23、任何热机循环的热效率都小于1 （）24、任何实际热机的热效率都小于卡诺热机的热效率（）25、功损和可用能的损失是一回事（）26、任何气体的压缩因子可以大于1、可以小于1、也可以等于1 （）27、绝热节流过程是一个等焰过程（）28、在压容图上定比热理想气体的定焰线比定温线陡（）29、在温嫡图上定比热理想气体的定压线比定容线陡（）第4页30、饱和湿蒸汽与饱和湿空气不是一回事（） 共8页二、请解释下列概念：每题2分，共10分1、状态量和过程量 2、自发过程和非自发过程3、饱和湿蒸汽和饱和湿空气 4、流体的临界状态和流动的临界状态5、压缩比和压缩因子三、回答下列问题：
23、每题1分，共5分1、热力系有哪两种分类方法？每种分类各包括哪些热力系？2、什么是工质？热能动力工程中为什么通常采用气态工质？3、热力学第一定律的实质是什么？功只能从何而来？4、精方程中一般包括哪两个部分？每部分的符号特征是什么？5、在蒸汽动力循环装置中，凝汽器的冷源损失高达50%多，可否不要凝汽器 来提高循环热效率？为什么？四、有一飞机的射弹装置,如下图所示。在气缸内装有压缩空气,初始体积为 0.28m终了体积为0.99m3、飞机的发射速度为61m/s、活塞、连杆和飞机的总质量为2 722kg。设发射过程进行很快，压缩空气和外界间无传热现象，若不 计摩擦力，求发射过程中压缩空气的热力学能变化（
24、5分1五、压缩空气在输气管中的压力为0.6MPa、温度为25 ,流速很小。经一出口 截面积为300mm2的渐缩喷管后压力降为0.45MPao求喷管出口流速及喷管流量 （按定比热容理想气体计算）（10分工传热学试题（60分）任选之二1.有一长为L直径为，的圆柱体，外敷隔热层，已知：隔热层外径为D2 ,且 L远远大于2邛鬲热材料导热系数2为常数；隔热层内侧壁温度为八，姐则 环境流体温度为Tf TTf ）,流体与表面传热系数为h o（1 ）求隔热层外壁面温度及、散热热流量。；（10分）（2 ）试定性分析保温层厚度6与散热量。的变化关系。（5分）2.如图所示一扇形二维固体，右侧是黑体表 面，受温度为人
25、的无限大黑体环境辐射； 左侧表面与圆周表面受温度为底的流体 对流冲刷对流换热的表面传热系数为力。 将该扇形区域按图所示划分网格，半径和 圆周角方向分别分成三等分，步长分别为 &和忽略扇形表面的自身辐射。试推导稳态条件下，节点1 , 3 , 5的离散方程（15分）3.一初始温度为700K的薄金属圆盘进入温度为0K的太空环境，经历三褊态 过程。已知圆盘半径为R、厚度为3 ,密度为夕，比热为。，上下表面均为 漫射体（表面漫反射、漫发射1光谱发射率与如图所示。过程开始后，圆 盘上表面接受热流密度为%.的太阳辐照（波长九v2.0 ）,下表面受热流密 度为久的地球红外辐射（波长人2.0 ）和热流密度为qsr的地球
