東北大學(xué)2021年碩士研究生招生考試考試大綱

    科目代碼：834；科目名稱：傳熱學(xué)

    第一部分考試說明

    一、考試性質(zhì)

    傳熱學(xué)是冶金學(xué)院動(dòng)力工程及工程熱物理(學(xué)科代碼：080700)、能源動(dòng)力專業(yè)（專業(yè)代碼：085800）碩士研究生入學(xué)考試初試的專業(yè)課?？荚噷?duì)象為參加冶金學(xué)院動(dòng)力工程及工程熱物理、能源動(dòng)力專業(yè)2021年全國碩士研究生招生考試入學(xué)考試的準(zhǔn)考考生。

    二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

    (一)答卷方式：閉卷，筆試

    (二)答題時(shí)間：180分鐘

    (三)考試題型及比例：

    簡答題（約占40%），推導(dǎo)分析（約占10%），計(jì)算題（約占50%）。

    (四)參考書目：

    楊世銘，陶文銓編著.傳熱學(xué)(第四版)，高等教育出版社，2006年.或陶文銓編著.傳熱學(xué)(第五版)，高等教育出版社，2018年.

    三、考查要點(diǎn)

    （一）傳熱學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本方法。

    （二）對(duì)常見的導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射傳熱及傳熱過程，掌握傳遞機(jī)理，進(jìn)行定性分析、定量計(jì)算。

    （三）對(duì)典型的傳熱現(xiàn)象進(jìn)行分析，建立合適的數(shù)學(xué)模型并求解。

    四、計(jì)算器使用要求

    本科目需使用計(jì)算器、三角板

    附件1：大綱導(dǎo)語參考

    一、簡答題（共60分，10小題，每題6分）

    二、推導(dǎo)分析題（共15分，1小題，每題15分）

    三、計(jì)算題（共75分，4小題）

    附件2：參考書目信息（參考書目的封面）

    附件3：考試大綱

    第1章緒論

    熱量傳遞的三種基本方式，以及由這些基本方式組合而成的傳熱過程。

    涉及的主要內(nèi)容有：熱量傳遞的基本方式及機(jī)理、基本表達(dá)式和各物理量的意義、單位；熱阻、傳熱系數(shù)等基本概念；傳熱方式的鏈接或疊加及其分析和簡單計(jì)算等。

    第2章穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)

    傳導(dǎo)傳熱的基本定律及數(shù)學(xué)表達(dá)式和定解條件(如穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題的三類邊界條件)、各物理量意義和單位，三種典型幾何物體(平板、圓柱體、球體)及變截面物體(如肋片)的熱阻、熱流量和溫度分布計(jì)算方法。

    熟練掌握一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的計(jì)算方法，了解多維或含內(nèi)熱源穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題的求解。

    掌握一些基本概念如：溫度場、等溫面、等溫線，導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散率、形狀因子、接觸熱阻、肋效率等。

    第3章非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)

    從非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念逐步深入到零維、一維、多維問題。

    熟練掌握集總參數(shù)法及應(yīng)用條件，一維非穩(wěn)態(tài)問題特定條件下的分析解、近似解及海斯勒?qǐng)D法等。能求出溫度隨時(shí)間的變化或一段時(shí)間內(nèi)的傳熱量。了解多維問題的一維乘積解法。

    掌握涉及的概念如：非正規(guī)狀況階段、正規(guī)狀況階段、畢渥數(shù)、傅里葉數(shù)、時(shí)間常數(shù)等。

    第4章熱傳導(dǎo)問題的數(shù)值解法

    掌握數(shù)值求解導(dǎo)熱問題的有限差分法和熱平衡法的原理和實(shí)施步驟，能夠分別針對(duì)邊界、內(nèi)部、角部節(jié)點(diǎn)就不同坐標(biāo)系(直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系和圓球坐標(biāo)系等)列出差分方程，以及邊界條件的離散和源項(xiàng)的加入。

    了解最終離散方程(代數(shù)方程)的求解方法。掌握非穩(wěn)態(tài)問題離散時(shí)時(shí)間步長和空間步長對(duì)于最終收斂必須滿足的條件。

    掌握涉及的概念如：線性問題、非線性問題，向前差分、向后差分、中心差分，顯式格式、隱式格式，網(wǎng)格傅里葉數(shù)。

    第5章對(duì)流傳熱的理論基礎(chǔ)

    揭示表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與影響它的有關(guān)物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系。

    掌握對(duì)流傳熱過程熱量傳遞的機(jī)理，了解應(yīng)用邊界層內(nèi)微分方程組和積分方程組求解對(duì)流換熱問題的過程；了解動(dòng)量傳遞和熱量傳遞的比擬理論；

    掌握涉及的概念如：對(duì)流換熱的分類；影響對(duì)流換熱的因素；熱邊界層和流動(dòng)邊界層等。

    第6章單相對(duì)流傳熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式

    掌握相似原理，明確實(shí)驗(yàn)求解方法中相似原理的重要指導(dǎo)意義；掌握實(shí)驗(yàn)求解的全過程及整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。

    能夠正確選擇關(guān)聯(lián)式計(jì)算幾種典型的對(duì)流換熱系數(shù)及換熱量(如管槽內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流、外掠平板、單管及管束強(qiáng)制對(duì)流、大空間及有限空間自然對(duì)流等)。

    掌握涉及的概念如：相似、同類物理現(xiàn)象、特征長度、定性溫度等；無量綱數(shù)Re、Pr、Nu、Gr等的物理意義和計(jì)算式。

    第7章相變對(duì)流傳熱

    掌握凝結(jié)和沸騰過程的基本特點(diǎn)，膜狀凝結(jié)換熱及大容器中的飽和沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，明確其應(yīng)用條件，并能夠應(yīng)用實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式進(jìn)行換熱計(jì)算；掌握影響凝結(jié)換熱與沸騰換熱的主要因素及其強(qiáng)化方法。

    掌握涉及的概念如：膜狀凝結(jié)、珠狀凝結(jié)，核態(tài)沸騰、膜態(tài)沸騰、臨界熱流密度等。

    第8章熱輻射基本定律和輻射特性

    掌握黑體輻射的基本定律(普朗克定律、斯蒂芬-玻爾茲曼定律、蘭貝特定律、維恩位移定律)；掌握基爾霍夫定律及其適用條件；了解溫室效應(yīng)原理。

    認(rèn)識(shí)和掌握熱輻射的本質(zhì)及輻射能傳遞過程中的一些特性，了解實(shí)際物體(固體和液體)的輻射特性。

    掌握涉及的概念如：黑體、灰體、吸收率、反射率、透射率、輻射力、黑度，黑體輻射函數(shù)及其應(yīng)用。

    第9章輻射換熱計(jì)算

    掌握角系數(shù)的定義、性質(zhì)及其計(jì)算方法；能夠計(jì)算充滿透明介質(zhì)的由兩個(gè)到多個(gè)表面組成的封閉腔內(nèi)輻射傳熱的計(jì)算方法；掌握熱網(wǎng)絡(luò)法的原理和應(yīng)用；了解強(qiáng)化與削弱輻射換熱的方法。

    了解氣體輻射的特點(diǎn)、貝爾定律及影響氣體輻射黑度的因素，能確定二氧化碳和水蒸氣混合物的黑度、吸收率及氣體與包殼間的輻射換熱。

    掌握涉及的概念如：角系數(shù)、有效輻射、表面輻射熱阻、空間輻射熱阻、重輻射面，氣體輻射與吸收的光譜特性等。

    第10章傳熱過程分析與換熱器熱計(jì)算

    掌握綜合傳熱過程的分析和計(jì)算的方法與步驟；了解簡筆式換熱器熱計(jì)算的兩種基本方法——平均溫壓法和傳熱單元數(shù)法。

    掌握涉及的概念如：換熱器型式、對(duì)數(shù)平均溫差、臨界熱絕緣直徑、肋面總效率、肋化系數(shù)、污垢熱阻等。

    樣題：

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