2023研究生考試即將開始，2023考研備考正在進行。為幫助大家，小編準備了2023上海交通大學機械與動力工程學院熱工學考試大綱的內容。更多考研信息的內容，請大家關注高頓考研網。? 2023考研備考資料領取
考試
科目		 熱工學
考試
形式		 閉卷考試，3 小時，滿分 150 分
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
考試內容范圍		 工程熱力學部分
— 基本概念
1. 系統(tǒng)： 系統(tǒng)、外界、邊界；開口系（控制容積）、閉口系（控制質量）；絕熱系；孤立系；簡單可壓縮系。
2. 平衡狀態(tài)和狀態(tài)參數： 平衡狀態(tài)、平衡狀態(tài)的充要條件；平衡與穩(wěn)定；狀態(tài)參數，系統(tǒng)兩狀態(tài)相同的判定；狀態(tài)參數的特征；強度量與廣延量；狀態(tài)參數圖與平衡狀態(tài)。
3. 溫度和壓力：溫度的物理概念；熱力學溫標、國際攝氏溫標與熱力學溫標的關系、壓力、壓力的單位、系統(tǒng)絕對壓力、表壓力、真空度。
4. 狀態(tài)方程
理想氣體的狀態(tài)方程、氣體常數、通用氣體常數；范德瓦爾方程、維里方程。
5. 準靜態(tài)過程和可逆過程：準靜態(tài)過程、可逆過程；可逆過程與準靜態(tài)過程關系；可逆過程和準靜態(tài)過程在狀態(tài)參數圖上的表示。
6. 循環(huán)：循環(huán)、循環(huán)特性、正向循環(huán)（動力循環(huán)）、逆向循環(huán)（制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)）；可逆循環(huán)；循環(huán)的經濟性指標。
7. 功和熱量：功和熱量的定義、特征；可逆過程中的容積變化功(膨脹功或壓縮功)及在壓容圖中的表示；可逆過程的熱量及在溫熵圖中的表示。
二 氣體的性質
1. 理想氣體及其混合氣的性質：理想氣體、標準狀態(tài)理想氣體的摩爾體積；氣體的比熱容、理想氣體的比定壓熱容與比定容熱容；理想氣體比熱容比（理想氣體的比熱容比等于絕熱指數）；邁耶公式；理想氣體的比定壓熱容恒大于比定容熱容。理想氣體的熱力學能（亦稱內能） 與焓、任意過程的熱力學能及焓的變化量；理想氣體熵變的定義、計算式。
理想氣體混合氣體、折合分子量、折合氣體常數； 質量分數、摩爾分數、體積分數及相互關系；折合分子量和折合氣體常數計算。理想氣體混合氣的分壓力定律和分體積定律；利用摩爾分數計算分壓力?；旌蠚怏w的比熱容、熱力學能、焓及混合氣過程的熵變計算式。
2. 水和蒸汽的性質：飽和狀態(tài)、飽和狀態(tài)的溫度和壓力一一對應、克拉貝隆—克勞修斯方程； 水定壓汽化過程的壓容圖和溫熵圖：臨界點、飽和液線、飽和干蒸汽線、未飽和液區(qū)、濕蒸汽區(qū)和過熱區(qū)、過冷液、飽和液、濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽和過熱蒸汽；干度、濕飽和蒸氣
比體積、熱力學能、焓及熵的計算；汽化潛熱。
  3.濕空氣：濕空氣、水蒸氣的分壓力及干空氣分壓力；飽和濕空氣、濕空氣的吸濕能力、使空氣達到飽和的途徑；絕對濕度、相對濕度、含濕量；濕空氣的焓和焓—濕圖。
三 氣體的熱力過程
1. 理想氣體的基本熱力過程：多變過程、定壓過程、定溫過程、定熵過程（可逆絕熱過程）、定容過程及過程方程、在 p-v 圖和 T-s 圖上的表示；理想氣體多變過程中熱力學能、焓及熵變計算；多變過程中氣體的比熱容；多變過程中的容積變化功、多變過程中的技術功、多變過程的熱量；p-v 圖及 T-s 圖各參數的變化規(guī)律。
2. 水蒸氣的基本熱力過程：水蒸氣定壓過程的熱量、水蒸氣絕熱過程的功、水蒸氣定容過程壓力和干度變化規(guī)律；水蒸氣的節(jié)流。
3. 濕空氣的熱力過程：濕空氣加熱過程、冷卻去濕過程、絕熱增濕過程、絕熱混合過程、干燥過程的參數、熱量和析水量；濕空氣節(jié)流。
四 熱力學基本定律
1. 膨脹功、技術功和流動功：可逆過程的容積變化功；技術功、技術功的計算及在 p-v 圖上表示；內部功、軸功；推動功、流動功。
2. 熱力學第一定律的實質及數學表達式：熱力學第一定律基本表述和一般表達式；閉口系第一定律的解析式及在過程、循環(huán)和孤立系中的應用；穩(wěn)流開系第一定律表達式。
3. 熱力學第二定律的基本表述：克勞斯修表述、開爾文表述、孤立系統(tǒng)熵增
4. 卡諾循環(huán)和卡諾定理：卡諾循環(huán)的組成、卡諾循環(huán)的熱效率、卡諾制冷循環(huán)的制冷系數和卡諾熱泵循環(huán)的供暖系數；卡諾定理及其推論。
5. 平均吸（放）熱溫度和多熱源熱機的熱效率：系統(tǒng)在可逆過程中的平均吸（放）熱溫度、多熱源可逆循環(huán)的熱效率和概括性卡諾循環(huán)（如斯特林循環(huán)）的熱效率。
6. 克勞修斯積分和熱力學第二定律的數學表達式： 克勞修斯積分不等式和積分等式、熱力學第二定律的數學表達式、孤立系統(tǒng)的熵增原理及過程進行判據。
7. 熵和熵方程：熵的定義、不可逆過程熵變的計算； 熵流、熵產；一般開系熵方程、閉口系熵方程、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流系統(tǒng)熵方程。
8. 作功能力損失與熵產：熱量的可用能、閉口系的作功能力、穩(wěn)流開系的作功能力、系統(tǒng)作功能力損失和熵產。
五 氣體的流動與壓縮
1. 噴管內氣體的流動： 氣體在噴管（或擴壓管）內流速變化的壓力條件和幾何條件；滯止過程、滯止參數；音速、馬赫數；臨界截面、臨界壓力、臨界溫度、臨界壓力比；噴管內流速和流量分析及計算、背壓和背壓對收縮噴管及縮放噴管的流速和流量的影響；氣體在擴壓管中流動；速度系數和能量損失系數及氣體在噴管內不可逆流動。
2. 絕熱節(jié)流：絕熱節(jié)流的特征、氣體的焦耳—湯姆遜系數、轉回溫度和轉回曲線。
  3.壓氣機的熱力過程：壓氣機分類和特征；單級活塞式壓氣機的理論耗功；余隙容積、余隙容積比、容積效率、余隙容積對壓氣機理論耗功的影響；多級壓縮級間冷卻及各級的增壓比、多級壓縮級間冷卻耗功計算、活塞式壓氣機定溫效率；葉輪式壓氣機絕熱效率及壓氣機所需的功。
六 熱力循環(huán)
1. 循環(huán)分析的目的和方法：循環(huán)分析的目的和方法；第一定律分析法、第二定律分析法；空氣標準假設。
2. 活塞式內燃機循環(huán)：活塞式內燃機混合加熱理想循環(huán)（又稱薩巴德循環(huán)）構成、循環(huán)的特性參數及特性點參數計算；循環(huán)熱效率及特性參數對熱效率的影響分析；活塞式內燃機定壓加熱理想循環(huán)（又稱狄塞爾循環(huán)）構成、循環(huán)的特性參數及特性點參數計算；循環(huán)熱效率及特性參數對熱效率的影響分析；活塞式內燃機定容加熱理想循環(huán)（又稱奧托循環(huán)）構成、循環(huán)的特性參數及特性點參數計算；循環(huán)熱效率及特性參數對熱效率的影響分析；活塞式內燃機各種理想循環(huán)的熱力學比較。
3. 燃氣輪機裝置循環(huán)：燃氣輪機裝置定壓加熱的理想循環(huán)（又稱布雷頓循環(huán)）的構成、循環(huán)增壓比、循環(huán)增溫比、裝置熱效率計算及分析；燃氣輪機裝置定壓加熱的實際循環(huán)、壓氣機絕熱效率、燃氣輪機的相對內效率、循環(huán)內部熱效率；回熱和回熱度；回熱的基礎上分級壓縮、中間冷卻和分級膨脹、中間再熱。
4. 蒸汽動力裝置循環(huán)： 基本蒸汽動力循環(huán)—朗肯循環(huán)構成、壓容圖和溫熵圖、利用圖或表確定各狀態(tài)點參數、朗肯循環(huán)的熱效率；蒸汽參數對熱效率影響的分析；有摩阻的實際循環(huán)、汽輪機的相對內效率、循環(huán)內部熱效率；理想耗汽率、內部功耗汽率、有效功耗汽率；再熱循環(huán)構成、壓容圖和溫熵圖、利用圖或表確定各狀態(tài)點參數、循環(huán)的熱效率和分析；抽汽回熱循環(huán)構成、壓容圖和溫熵圖、抽汽量、利用圖或表確定各狀態(tài)點參數、循環(huán)的熱效率和分析。
5. 制冷裝置循環(huán)：逆向卡諾循環(huán)；制冷量；壓縮空氣制冷循環(huán)構成及溫熵圖、制冷系數、 制冷量與循環(huán)增壓比關系；回熱式壓縮空氣制冷循環(huán)；壓縮蒸汽制冷循環(huán)構成、溫熵圖和 壓焓圖、利用圖或表確定各狀態(tài)點參數、制冷系數；制冷劑性質；熱泵循環(huán)的一般概念。
七 熱力學一般關系式及實際氣體性質
1. 熱力學參數的定義、物理意義及其相互關系：亥姆霍茲函數、吉布斯函數、定壓膨脹系數、等溫壓縮率、溫度壓力系數。
2. 熱力學一般關系式：吉布斯方程，麥克斯韋關系，熵、熱力學能、焓及比熱容的一般表達式，定容比熱與定壓比熱的普遍關系。
3. 實際氣體狀態(tài)方程及對應態(tài)原理：范德瓦爾斯狀態(tài)方程、壓縮因子及其物理意義、對比參
數、對應態(tài)原理；通用壓縮因子圖。
  傳熱學部分
— 基本概念
1. 基本傳熱方式：熱傳導、熱對流和熱輻射定義和特性
2. 能量表述：熱能、熱流量、熱流密度；輻射力、光譜輻射力、定向輻射力、輻射強度、定向輻射強度等
3. 基本定律：傅里葉定律、牛頓冷卻公式、斯蒂潘-玻爾茲曼定律、普朗克定律、基爾霍夫定律、維恩位移定律、蘭貝特定律等
4. 求解方法：熱阻分析法、實驗法、理論分析法、數值模擬法、集中參數法、比擬法、相似原理（包括量綱分析法和相似分析法）、熱網絡法、角系數計算的代數分析法
5. 基本參數：導熱系數、表面?zhèn)鳠嵯禂?、發(fā)射率（黑度）、傳熱系數、導溫系數（熱擴散率）、斯蒂潘-玻爾茲曼常數（黑體輻射常數）、吸收比、反射比、透射比、輻射傳熱系數等
6. 特征數和函數：畢渥數、傅里葉數、雷諾數、普朗特數、努賽爾數、格拉曉夫數、斯坦頓數、黑體輻射函數等
7. 熱阻：導熱熱阻、對流傳熱熱阻、輻射熱阻、傳熱熱阻、污垢熱阻、接觸熱阻
8. 理想研究對象：一維無限大平板、半無限大物體、黑體、灰體、白體、透明體、漫射體、鏡體等
9. 其它基本概念：溫度場、溫度梯度、穩(wěn)態(tài)傳熱過程、非穩(wěn)態(tài)傳熱過程、邊界層、對流傳熱、輻射傳熱、當量直徑、定解條件、內熱源、肋效率、肋面總效率、時間常數、非穩(wěn)態(tài)導熱的正規(guī)狀況階段、非正規(guī)狀況階段、特征數方程（實驗關聯(lián)式）、特征長度、定性溫度、特征速度、凝結和沸騰及其分類和特點、臨界熱流密度、溫室效應、立體角、角系數、投入輻射、有效輻射、重輻射面、換熱器、對數平均溫差等
二 穩(wěn)態(tài)熱傳導的規(guī)律及計算
導熱基本定律、導熱問題的數學描寫、典型穩(wěn)態(tài)導熱問題的分析解（包括一維導熱、肋片、具有內熱源的一維導熱）。主要包括：
1. 傅立葉定律的基本表達式及其中各物理量的定義、單位及相關概念、邊界條件數學描寫
2. 利用能量守恒定律和傅立葉定律推導導熱微分方程的基本方法
3. 單層和多層面板、圓筒的一維導熱問題的計算方法、溫度分布曲線的繪制
4. 推導等溫截面和變截面肋片的導熱微分方程的基本方法及相關概念
5. 肋片增大傳熱量的條件、肋片內溫度分布及表面散熱量計算，肋端不絕熱時的處理方法。
6. 放置在環(huán)境空氣中的有內熱源物體的一維導熱問題的計算方法
7. 導熱系數與物體溫度的關系、簡化笛卡爾坐標系下及圓柱坐標系下的能量守恒方程。
8. 根據給定條件，推導相應的能量守恒方程及邊界條件（數學描述）
 
三 非穩(wěn)態(tài)熱傳導的計算
  非穩(wěn)態(tài)導熱的基本概念、集中參數法、典型非穩(wěn)態(tài)導熱問題的分析解（包括一維、半無限大物體）。主要包括：
1. 根據給定條件，給出相應的能量守恒方程及邊界條件（數學描述）
2. 畢渥數（Bi）數和傅里葉數（Fo）數的定義及物理意義、Bi→0 和 Bi→∞各代表的換熱條件、集中參數法的物理意義和應用條件以及溫度變化及換熱量的計算方法、時間常數的定義及物理意義
3. 非穩(wěn)態(tài)導熱的正規(guī)狀況階段和非正規(guī)狀況階段的物理意義及數學計算上的特點
4. 半無限大物體的物理概念、傳熱特點、判斷條件、第一類邊界條件下的溫度、導熱量計算、吸熱系數
四 熱傳導問題的數值算法
導熱問題數值求解基本步驟、節(jié)點離散方程的建立及代數方程求解方法、非穩(wěn)態(tài)導熱問題的數值解法等。主要包括：
1. 節(jié)點、步長、控制容積等基本概念、穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)導熱過程中節(jié)點（包括邊界節(jié)點）離散方程的建立
2. 兩個導熱系數不同的物體緊緊貼在一起，不計接觸熱阻，如何推導接觸面節(jié)點離散方程。
3. 非穩(wěn)態(tài)導熱過程中的顯式和隱式差分格式的區(qū)別和特點及顯式差分格式的穩(wěn)定性判據。
 
五 對流傳熱的理論分析與實驗研究基礎
對流傳熱概說、對流換熱問題的數學描寫、邊界層型對流傳熱問題的數學描寫、流體外掠等溫平板傳熱層流分析解及比擬理論。主要包括：
1. 對流換熱的分類，影響對流換熱的主要物理因素、速度邊界層和溫度邊界層的物理意義和數學定義、對流換熱問題的數學描寫及推導過程、自然對流和強制對流在數學方程的描述上的本質區(qū)別、努賽爾數（Nu）、普朗特數（Pr）、雷諾數（Re）和格拉曉夫數（Gr）的定義和物理意義、特征長度和定性溫度的選取原則、速度邊界層和溫度邊界層的關系
2. 溫度場與表面?zhèn)鳠嵯禂档年P系、邊界層型對流傳熱問題的數學描寫、流體外掠等溫平板傳熱過程計算、比擬理論的基本思想和應用、相似原理定義、相似條件、量綱分析法和相似分析法、根據相似原理建立實驗關聯(lián)式的思路、臨界雷諾數、臨界距離、湍流動量擴散率和湍流熱擴散率及湍流普朗特數的定義
六 單相對流傳熱的實驗關聯(lián)式
相似原理與量綱分析、相似原理的應用、內部強制對流傳熱和自然對流傳熱的實驗關聯(lián)式。主要包括：
1. 管外和管內流動的特點、影響因素、實驗關聯(lián)式建立過程對這些影響因素的考慮和處理方法、當量直徑的定義和計算
2. 管內流體速度分布和溫度分布的變化特點和分布曲線、表面?zhèn)鳠嵯禂担▽α鲹Q熱系數）
  及換熱量的計算、特征長度和定性溫度的確定、臨界雷諾數
3. 管槽內層流強制對流傳熱的特點（尤其是 Nu 的特點）和表面?zhèn)鳠嵯禂涤嬎?br /> 4. 流體橫瓊單管和管束時的特點、影響因素、表面?zhèn)鳠嵯禂档淖兓^程及平均表面?zhèn)鳠嵯禂档年P聯(lián)式
5. 豎壁附近自然對流的溫度分布，速度分布的特點以及表面?zhèn)鳠嵯禂档奶攸c、大空間自然對流換熱的計算及表面?zhèn)鳠嵯禂涤嬎?、自模化的定義和特點、自然對流的分類
6. 對流和輻射同時存在時的邊界問題處理
 
七 相變對流傳熱的計算
凝結模式、膜狀凝結分析解及計算關聯(lián)式、膜狀凝結的影響因素及強化措施。沸騰傳熱模式、大容器沸騰傳熱的實驗關聯(lián)式介紹、沸騰傳熱的影響因素及強化措施。主要包括：
1. 膜態(tài)凝結和珠狀凝結的概念和特點、純凈飽和蒸汽層流膜狀凝結換熱分析解的基本推導方法及其推導中的最基本假設
2. 影響膜狀凝結傳熱的因素和強化原則和措施
3. 沸騰傳熱的模式、分類和特點，汽化核心對沸騰傳熱的影響，池內飽和沸騰曲線、臨界熱流密度、燒毀點
4. 沸騰傳熱的影響因素極其強化原則和措施
5. 沸騰換熱量的計算
 
八 熱輻射基本定律和物體的輻射特性
1. 熱輻射現象的基本概念和特點，多種理想物體的定義和特點、熱輻射的光譜特性和容積特性等
2. 黑體輻射相關定律，包括普朗克定律、斯蒂潘-玻爾茲曼定律、維恩位移定律的相關公式和計算應用；蘭貝特定律的表述；基爾霍夫定律不同層次的表述；漫灰表面的定義
3. 黑體輻射函數和立體角的公式和計算；黑度（發(fā)射率）、實際物體、輻射力、光譜輻射力、定向輻射強度、光譜輻射強度、光譜吸收比、選擇性吸收、溫室效應、太陽與環(huán)境輻射
4. 輻射力和光譜輻射力的關系；定向輻射強度和輻射力的關系；定向輻射強度與定向輻射力的關系
5. 實際物體輻射特性；物體的發(fā)射率、吸收率、反射率、穿透率的定義及相互之間的關系； 實際物體輻射力、光譜輻射力、定向輻射強度的計算
6. 氣體輻射特性、溫室效應
 
九 輻射傳熱的計算
角系數的定義和性質以及計算、固體表面間輻射傳熱的計算、熱網絡法、表面輻射熱阻、空間輻射熱阻、投入輻射、有效輻射、重輻射面，綜合傳熱分析。主要包括：
1. 角系數的定義及性質、角系數計算的代數分析法、應用角系數的限制條件、做輔助線的
  基本原則
2. 有效輻射和投入輻射的概念及如何應用在灰體輻射計算中；多層無限大灰體平板間的輻射換熱計算、兩表面封閉系統(tǒng)的輻射計算
3. 表面輻射熱阻和空間輻射熱阻的定義及表達式；重輻射面的概念、重輻射面溫度的計算
4. 網絡法求解封閉系統(tǒng)內表面間輻射換熱；輻射換熱的強化和削弱方法
 
十 傳熱過程分析與換熱器的熱計算
綜合傳熱過程及其分析、表面總傳熱系數的計算、臨界絕緣直徑、換熱器的定義和類型介紹、對數平均溫差、傳熱基本方程式和熱平衡方程式、換熱器的設計計算和校核計算、效能、傳熱單元數、污垢熱阻、熱量傳遞過程的控制（強化和削弱）。主要包括：
1. 不同傳熱過程的特點和傳熱系數計算。
2. 肋效率、肋化系數和肋面總效率的定義和計算；臨界熱絕緣直徑的物理意義及計算
3. 換熱器的主要形式；對數平均溫差的計算。
4. 換熱器熱計算的平均溫差法和效能-傳熱單元數法。
5. 間壁式換熱器的熱設計
6. 污垢熱阻的產生及危害，減少污垢熱阻的方法
7. 熱量傳遞過程的控制
  1. 《工程熱力學》童鈞耕、王麗偉、葉強主編，高等教育出版社，2021 年 11 月第六版，ISBN:
  978-7-04-057243-8
 
參考		 2.《傳熱學》陶文銓編著，高等教育出版社，2019 年 7 月第五版，ISBN: 978-7-04-051422-3
書目 3. 《工程熱力學學習輔導與習題解答》童鈞耕主編，高等教育出版社，2017 年 4 月第三版。
  ISBN：978-7-04-047517-3
  4. 《傳熱學要點與解題》王秋旺、曾敏編著，西安交通大學出版社，2006 年 8 月第一版，
  978-7-5605-2258-6
 
備注		  
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