2021年哈工大動(dòng)力工程與工程熱物理碩士研究生入學(xué)考試專業(yè)課試題

1、2021年哈工大動(dòng)力工程與工程熱物理碩士研究生入學(xué)考試專業(yè)課試題 哈爾濱工業(yè)高校二九 年碩士討論生入學(xué)考試試題 考試科目：_工程流體力學(xué)_ 考試科目代碼： 820 第 1 頁 共 8 頁 報(bào)考專業(yè)：動(dòng)力工程及工程熱物理 考生留意：答案務(wù)必寫在答題紙上，并標(biāo)明題號。答在試題上無效。該試卷包含工程流體力學(xué)(90 分)必選部分和工程熱力學(xué)(60 分) 、傳熱學(xué)(60 分) 、空氣動(dòng)力學(xué)(60 分) 、燃燒學(xué)(60 分)4 門課程任選其一，滿分 150 分。 題號 分?jǐn)?shù) 總分 150 分 工程流體力學(xué)(90 分) (必選)一、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

2、流淌、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 二、簡答題 1.試分析流體流經(jīng)彎管時(shí)局部阻力產(chǎn)生的詳細(xì)緣由是什么？(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) 三、推求邊界層的動(dòng)量積分關(guān)系式(15 分) 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) 第 2 頁 共 8 頁 五、一圓形容器， 直徑 d=1.2 m, 完全布滿水，頂蓋上在 r0=0.43m 處開一小孔， 敞口測壓管中的水位 h=0.5m,問旋轉(zhuǎn)角速度 多大時(shí)，頂蓋所受的靜水總壓 力為零？(15 分) 圖見課本練習(xí)題 2-28 第五題圖 六、圖示

3、為一平安閥，其閥座直徑 d=25mm,當(dāng)閥座處的壓力 p=4mpa 時(shí)，通 過油的流量為 qv=10l/s,油的密度為 =900kg/m3,此時(shí)閥的開度 x=5mm。如 開啟閥的初始壓力 p0=3mpa,閥的彈簧剛度 k=20n/mm,忽視流淌損失，試確 定射流方向角 。 (15 分)圖見課本 6-19 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、是非推斷：是在( )內(nèi)畫“+”號，非在( )內(nèi)畫“”號，每題 1 分，共 10 分1、 熱力系是指參加熱力過程的物體群( ) 。 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

4、,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)過不行逆過程的熵變必定大于經(jīng)受可逆過程的熵變( 6、 不行逆損失的來源之一是耗散效應(yīng)( ) 。 ) 。 ) 。 7、 抱負(fù)氣體的熱力學(xué)能、焓和熵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、 不行逆循環(huán)的熵產(chǎn)必定等于零( ) 。 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)分1、狀態(tài)量與過程量 2、熵流與熵產(chǎn) 3、濕空氣和濕蒸汽 4、肯定濕度和相對濕度 5、過熱水蒸氣與過冷

5、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 每題 1.5 分，共 15 分 9、亞音速流淌與超音速流淌 10、流淌的臨界狀態(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 0c 的高溫?zé)嵩醇橙?q1 419kj 的熱量和向 27 0c 的低溫?zé)嵩磁艧幔僭O(shè)按：(1) q2 209.5kj ;(2) q2 314.25kj ;(3) q2 104.75kj 三個(gè)數(shù)值排熱，請 用兩種方法計(jì)算證明， 在這三種狀況中， 哪個(gè)是不行逆的、 哪個(gè)可逆的、 哪個(gè)是不行能的？ 并對不行逆循環(huán)計(jì)算及其不行逆損失，大氣環(huán)境溫度 t0 300k (10 分)

6、 四、 有一柴油機(jī)混合加熱循環(huán)， 如下圖所示， p1 0.17mpa 、t1 60 0c , 壓縮比 14.5 ,缸中氣體最大壓力 p3 10.3mpa ,循環(huán)加熱量 q1 900kj / kg ,工質(zhì)空氣為抱負(fù)氣體， cp0 1005j / kg 、 cv0 718j / kg 、 0 1.4 , rg 287 j (kg k ) 。試求 (1)各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)(溫度、壓力、比體積) (3)定壓加熱過程的加熱量 q1 p (5)循環(huán)輸出的凈功率 wnet (2)定容加熱過程的加熱量 q1v (4)循環(huán)放熱量 q2 (6)循環(huán)熱效率 t (20 分) 五、試述卡諾定理對熱機(jī)理論的指導(dǎo)意義(5 分

7、) （題2圖） 傳熱系數(shù)為 h。試建立數(shù)值求解邊界節(jié)點(diǎn)溫 度 tm ,n 的離散方程。 (13 分) 3、如圖為某常物性不行壓縮流體沿大平板的層流穩(wěn)態(tài)邊界層對流換熱，由于粘度耗散， u w 在邊界層內(nèi)產(chǎn)生了強(qiáng)度為 v 3 的內(nèi)熱源。已知來流速度與溫度分別為 y m u 、t ,平板溫度為 tw ,流體的密度、定壓比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)與動(dòng)力粘度分別為 2 、c p、 、 。y、v u 、t x、u tw (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) ; (2) 試由其能量微分方程導(dǎo)出相像特征數(shù)，并說明其含義(9 分) ; (3) 若 tw t ,分

8、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 t1、t2 的兩輻射換熱表面 a1、a2,其角系數(shù)為 x1,2。 (1) 試說明如何推斷這兩個(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(dòng) 力 學(xué) 試題(60 分)任選之三一、推斷下列問題的正誤并說明緣由(1) “只有在等熵流淌過程

9、中，總壓才保持不變”。 (7 分) (2) “只有當(dāng)流淌達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)才存在臨界參數(shù)”。 (7 分) (3) “只要流淌是絕能的，總溫就保持不變”。 (7 分) (4) “不行壓流體可表述為 d 0 ,即流場中密度到處相等”(7 分) dt (5) “ v =0 意味著流體微團(tuán)在運(yùn)動(dòng)過程中不發(fā)生變形”(7 分) 二、 用特征線說明右圖所示的流淌中， 所 有可能消失的馬赫波及流場參數(shù) (壓力與 速度)的變化狀況。其中， d 為無限小 的轉(zhuǎn)折角。 (10 分) d 三、一漸縮噴管，已知 p* =10bar, t * =1050k,比熱比 k =1.4,出口截面積為 0.1 m 2 ,出 口背壓為

10、4bar,若 k f (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?1200k,渦輪出口燃?xì)饪倻貫?1000k,求每千克燃?xì)馔ㄟ^ 渦輪對外界所作的機(jī)械功是多少？假如燃?xì)饬髁繛?13.3kg/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)焓； (2) 燃料的低位發(fā)熱量； (3) 過量空氣系數(shù)； (4) 斯蒂芬流； (5) 油滴集中燃燒的直徑平方-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)分； (3) 碳燃燒反應(yīng)掌握區(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)?的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋梢詫?shí)行哪些措施？(7 分) 四、在存在散熱的閉口系統(tǒng)中，燃?xì)夂涂諝鈩蚍Q混合。應(yīng)用謝苗諾夫的非穩(wěn)態(tài)著火理論， 畫圖分析假如外界