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一、考試要求

 

流體力學與傳熱學考試大綱適用于北京工業大學城市建設學部（0814）土木工程03供熱、供燃氣、通風及空調工程、（0859）土木水利（專業學位）03供熱、供燃氣、通風及空調工程的碩士研究生招生考試。考試內容涵蓋流體力學和傳熱學兩部分內容。其中，流體力學的考試內容主要包括流體靜力學和流體動力學兩部分，要求考生對其中的基本概念有很深入的理解，系統掌握流體力學中的基本理論和分析方法，具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。傳熱學部分的考試內容主要包括熱傳導、對流傳熱、輻射傳熱等內容。要求考生掌握傳熱學的基本概念、定律與重要的數學描述，熟悉三種熱量傳遞方式的特點與分析方法，能熟練、靈活地運用學過的基本概念、原理與計算方法分析解決單一的導熱、對流換熱、輻射換熱問題以及傳熱過程、復合換熱類綜合性問題。

 

二、考試內容

 

（Ⅰ）流體力學部分

 

1.流體的主要物理性質；作用在流體上的力

 

2.流體靜壓強的特性；流體平衡微分方程；重力作用下靜壓強的基本方程；壓強的計算基準及單位；側壓計；作用在平面、曲面上的液體總壓力；相對平衡

 

3.描述流體運動的兩種方法；流體運動的一些基本概念；一元流動的連續方程、能量方程、氣流能量方程、動量方程

 

4.沿程水頭損失和局部水頭損失；雷諾實驗；圓管中的層流運動、紊流運動的特征及阻力；尼古拉茲實驗及沿程阻力系數的計算公式；非圓管的沿程水頭損失；管流的局部水頭損失

 

5.孔口的自由出流和淹沒出流；管嘴出流；簡單管路；串聯、并聯；管網計算基礎；水擊

 

6.自由淹沒射流的特征；圓斷面射流；平面射流；溫差或濃差射流

 

7.理想氣體一元流動的運動方程；音速、滯止參數、馬赫數；氣體一元恒定流動的連續方程；等溫管路中的流動；絕熱管路中的流動

 

8.力學相似的概念；相似準則數；模型律；因次分析法

 

（Ⅱ）傳熱學部分

 

（一）熱傳導

 

1.熟悉與熱傳導有關的基本概念以及傅立葉定律的意義和表達式，理解溫度梯度及熱流矢量的概念，了解影響物質導熱系數的主要因素

 

2.理解導熱問題的數學描述及變導熱問題的處理方法

 

3.理解單值性條件并能寫出完整的數學描寫表達式

 

4.能應用導熱微分方程對常物性、無內熱源的一維穩態導熱問題（平壁、圓筒壁、球壁和等截面肋片）進行分析求解

 

5.理解推導各向同性材料、具有內熱源的導熱微分方程的理論依據和思路

 

6.理解熱阻的概念及其在分析導熱問題時的作用

 

7.理解非穩態導熱過程的特點和有關準則數的意義

 

8.掌握集中參數法的求解思路和方法

 

9.了解常熱流通量邊界條件下的非穩態導熱以及周期性變化條件下的非穩態導熱的一些基本過程

 

10.了解半無限大物體非穩態導熱過程的特點、理解滲透厚度的意義

 

（二）對流換熱

 

1.理解對流換熱機理及其影響因素

 

2.掌握牛頓冷卻公式的應用，能夠推導二維直角坐標下的對流換熱微分方程組

 

3.掌握邊界層的概念及幾種典型情況的邊界層形成與發展狀況

 

4.掌握邊界層數量級分析的基本原理

 

5.理解邊界層積分方程的導出及其求解外掠常壁溫平板換熱的結論

 

6.掌握動量傳遞和能量傳遞的類比的機理

 

7.理解相似理論的基本原理及其在對流換熱實驗研究中的作用，掌握對流換熱基本相似準則數的物理意義和表達式

 

8.理解管內換熱入口段與充分發展段的概念

 

9.掌握定性尺寸和定性溫度的概念

 

10.能正確和熟練運用準則關系式計算圓管、非圓形管道內的強制對流換熱、外掠單管及管束的強制對流換熱

 

11.理解自然對流換熱的基本概念和相關準則數，了解在不同結構中自然對流換熱的過程描述

 

12.了解珠狀凝結和膜狀凝結現象，理解豎壁上純凈蒸汽層流膜狀凝結換熱的分析解的推導過程；了解影響凝結換熱的主要因素及強化途徑

 

13.理解沸騰換熱機理、沸騰曲線，了解影響沸騰換熱的主要因素及強化途徑

 

（三）熱輻射

 

1.理解熱輻射的本質和特點

 

2.掌握有關黑體、灰體、漫射體、發射率、吸收比的概念

 

3.理解和掌握熱輻射的基本定律

 

4.了解影響實際物體表面輻射特性的因素

 

5.理解漫灰表面概念對簡化輻射換熱工程計算的意義

 

6.掌握角系數的概念及確定方法

 

7.掌握有效輻射、輻射表面熱阻、輻射空間熱阻的概念

 

8.熟悉遮熱板的工作原理及應用

 

9.掌握簡單幾何條件下，被透明介質隔開的漫灰表面間輻射換熱的計算

 

10.掌握輻射換熱的強化和削弱的途徑

 

11.熟悉太陽輻射常數，了解大氣層對太陽輻射的減弱作用

 

12.熟悉并掌握氣體輻射換熱的特點，了解氣體輻射換熱的發射率和吸收率的表達式

 

三、參考書目

 

1.《流體力學》（第二版），龍天渝，蔡增基，北京：中國建筑工業出版社，2013年出版

 

2.《流體力學與流體機械》，屠大燕，北京：中國建筑工業出版社，1994年出版

 

3.《傳熱學》（第五版），章熙民，任澤霈，梅飛鳴編著，中國建筑工業出版社，2007年出版