工程流體力學(xué)-研-2007

哈爾濱工業(yè)大學(xué)第1頁(yè)共6頁(yè)二00七年碩士研究生考試試題考試科目： 工程流體力學(xué) 報(bào)考專業(yè)：動(dòng)力工程及工程熱物理考試科目代碼：[420]考生注意：答案務(wù)必寫在答題紙上，并標(biāo)明題號(hào)。答在試題上無(wú)效。該試卷包含工程流體力學(xué)（90分）必選部分和傳熱學(xué)（60分）、空氣動(dòng)力學(xué)（60分）、燃燒學(xué)（60分）3門課程任選其一，滿分150分。題號(hào)12345678總分分?jǐn)?shù)工程流體力學(xué)（90分）（必選）一、 解釋下列概念（20分）旋轉(zhuǎn)角速度、角變形速度動(dòng)能修正因數(shù)、動(dòng)量修正因數(shù)時(shí)間平均流速、斷面平均流速恒定流動(dòng)、緩變流動(dòng)點(diǎn)源、點(diǎn)匯二、 推求不可壓縮流體恒定流動(dòng)的動(dòng)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(shuō)明圓柱外伸管嘴出流流量增大的原因（10分）五、 有長(zhǎng)為L(zhǎng),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(duì)壁面的作用力。（15分）

傳熱學(xué)試題（60分）任選之一t1一、如圖所示的平板穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，平板兩側(cè)的t1表面溫度分別為八r（r>r）;平板的導(dǎo)12 12熱系數(shù)隨溫度變化，即人=人。（1+at）,、為溫度t時(shí)材料的導(dǎo)熱系數(shù)。試分析說(shuō)明：a=0、a>0和a<0三種情況分別對(duì)應(yīng)圖中三條曲線的哪一條？（9分）二、一半徑為，的長(zhǎng)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0吊（r）=吊（1+Br），吊、B為常數(shù)；外表面溫度均勻?yàn)閠。0 0 0（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(duì)流換熱的能量微分方程為U竺+V竺=a值，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(shuō)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(wú)關(guān)，隨波長(zhǎng)變化關(guān)系如下式：0.5,X<2hm%=< -X[0.9,X>2hma） .試?yán)煤隗w輻射函數(shù)給出該表面全波長(zhǎng)發(fā)射率隨溫度變化關(guān)系的表達(dá)式。b） .若有一溫度為t的黑體照射該固體表面，寫出此時(shí)該表面的全波長(zhǎng)吸收率表達(dá)式。（6分）四、某固體表面的光譜發(fā)射率與表面溫度t無(wú)關(guān)，隨波長(zhǎng)變化關(guān)系如下式:eX=ia） .試?yán)煤隗w輻射函數(shù)給出該表面全波長(zhǎng)發(fā)射率隨溫度變化關(guān)系的表達(dá)式。（6分）b） .若有一溫度為t的黑體照射該固體表面，寫出此時(shí)該表面的全波長(zhǎng)吸收率表達(dá)式。（6分）五、某半導(dǎo)體芯片的總功率為0體積為叭導(dǎo)熱系數(shù)為X、密度為p、比熱為c；表面向溫度為的冷氣流散熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。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tm1的隱式離散方程。（10分）空氣動(dòng)力學(xué)試題（60分）任選之二 第5頁(yè)共6頁(yè)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）對(duì)于一漸縮噴管，已知P*=10bar,T*=1050K,比熱比k=1.4,出口截面積為0.1m2,出口背壓為4bar,若K=f（k）=0.04。請(qǐng)給出出口截面上的速度及噴管的流量。（20分）推導(dǎo)音速公式（20分）燃燒學(xué)試題（60分）任選之三 第2頁(yè)共6頁(yè)解釋下列專業(yè)名詞（15分）：（1） 化合物的生成焓；（2） 理論燃燒溫度；（3） 火焰?zhèn)鞑ニ俣?；?） 燃料的高位發(fā)熱量；（5） 比表面積。說(shuō)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)。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）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(duì)著火的影響。（8分）假定：1）油滴為均勻?qū)ΨQ的球體；2）油滴隨風(fēng)飄動(dòng)，與空氣沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；3）燃燒進(jìn)行得很快，火焰面很??；4）油滴表面溫