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第一部分 考试说明
一. 考试的学科范围
本科目的应试范围为:
1.工程热力学的基本概念;
2.热力学基本理论;
3.工质的基本热力性质;
4.热力过程和热力循环的分析。
二. 评价目标
工程热力学的考试目标在于考查考生对工程热力学的基本概念、基本理论的掌握程度,以及运用这些知识去分析、求解有关热工问题的能力。本科目考试要求考生:
1.准确掌握热能和机械能相互转换的规律,并能推广应用于热能与化学能等其他形式能量的转换过程;
2.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;
3.能熟练运用常用工质的物性公式和图表进行热力计算。
三. 考试形式和试卷结构
1.考试方式为闭卷、笔试,试卷中所包含的全部试题均为必答题。
2.考生考试答题的时间为180分钟。
3.全试卷满分为150分。
4.构成试卷的试题大致分为两类:基本概念的理解和应用(约占50分),以及基本原理的应用和热力学分析能力的考核(约占100分)。
第二部分 考核要点
一. 基本概念
热力学系统(包括热力系,边界,工质的概念。热力系的分类)。状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。系统的能量,热量和功。
二. 热力学第一定律
热力学第一定律的实质。热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。焓。技术功。几种功的关系(包括体积变化功、流动功、轴功、技术功)。
三. 热力学第二定律
可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。热力学第二定律及其表述(克劳修斯表述,开尔文表述等)。卡诺循环和卡诺定理(包括卡诺循环、概括性卡诺循环及多热源可逆循环热效率的计算和分析)。熵(熵参数的引入,克劳修斯不等式,熵的状态参数特性)。热力系的熵方程(闭口系熵方程,开口系熵方程)。温-熵图的分析及应用。熵产原理与孤立系熵增原理,以及它们的数学表达式。能量的品质和可用能的概念。火用(包括热量火用,焓火用,热力学火用的概念和计算)。可用能损失的计算。
四. 理想气体的热力性质
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。理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体混合物。分压力和分容积。混合气体的成分表示及不同成分的换算。混合气体的折合分子量和折合气体常数。混合气体的比热、内能、焓和熵的计算。
五. 实际气体及蒸气的热力性质
实际气体(包括实际气体与理想气体的区别)。纯物质的P-v-T关系(纯物质的P-v-T热力学面及其有关概念)。三相点。范德瓦尔方程。
蒸汽的热力性质(包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如:汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等)。蒸汽的定压发生过程(包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态)。水蒸气图表及其应用。
六. 湿空气
湿空气的概念。绝对湿度、相对湿度。含湿量。露点。湿空气的焓。干湿球温度。湿空气的焓湿图及其应用。湿空气的基本过程(包括加热和冷却过程、绝热加湿过程、冷却去湿过程)。
七. 气体与蒸气的热力过程
分析气体与蒸气热力过程的目的、方法和步骤。定容、定压、定温和绝热过程(计算及其在p-v和T-s图上的表示与分析)。理想气体多变过程(计算及其在p-v和T-s图上的表示与分析)。
压气机的型式及其工作原理(包括活塞式压气机和叶轮式压气机)。定温、绝热和多变压缩过程的压气机功耗计算。压气机效率。
多级压缩中间冷却。
八. 动力装置循环
分析循环的目的及一般方法。分析循环的热效率法。实际循环的抽象和简化。
活塞式内燃机循环以及各种理想循环(定容加热循环,定压加热循环以及混合加热循环)的计算和能量分析。各种活塞式内燃机理想循环的比较。
燃气轮机装置循环以及其理想循环(布雷顿循环)的循环功和效率的计算,提高循环热效率的方法。
蒸气动力装置朗肯循环及其效率分析。提高蒸汽动力装置循环热效率的各种途径(包括改变初蒸汽参数和降低背压、再热和回热循环)。
各种循环的在p-v和T-s图上的表示及分析。
九. 制冷循环
逆向卡诺循环。热泵循环。制冷系数、供暖系数。制冷能力。
空气压缩制冷循环的计算和分析(包括简单空气压缩制冷循环和回热式空气压缩制冷循环)。蒸气压缩制冷循环的计算和分析。
十. 主要参考教材
1.工程热力学,曾丹苓等,高等教育出版社,1986
2.工程热力学,庞麓鸣等,高教出版社,1986
3.工程热力学,沈维道等,高等教育出版社,1983
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