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2009年同等学力人员申请硕士学位
学科综合水平全国统一考试
动力工程及工程热物理试卷
第一部分 基础理论（共三组，任选两组）
第二部分 动力工程基本知识（共四题，任选三题）
第三部分 动力机械专业知识（共六组，任选一组）
考生须知
1.本试卷满分为100分，其中第一部分基础理论60分，共三组试题，每组30分，任选两
组作答；第二部分动力工程基础知识15分，共四题，每题5分，任选三题作答；第三部分动力机械专业知识共六组试题，每组25分，任选一组作答。多选者只按前选顺序计分。
2.请考生务必将本人考号最后两位数字填写在本页右上角方框内。
3.考生一律用蓝色或黑色墨水笔在答题纸指定位置上按规定要求作答，未做在指定位置上
的答案一律无效。
4.监考员收卷时，考生须配合监考员验收，并请监考员在准考证上签字（作为考生交卷的
凭据）。否则，若发生答卷遗失，责任由考生自负。
动力工程及工程热物理试卷第 1 页共 7 页
第一部分 基础理论
请从下列三组题目中选做两组（每组30分，共60分）
第一组 高等工程热力学（共30分）
1．名词解释（每小题5分，共10分） （1）状态参数及状态参数的性质 （2）热量的有效能
2．判断下列每个命题是否正确（正确者写“√”，错误者写“×”。每小题2分，共10分） （1）气体绝热节流后，其状态参数变化为：压力降低，比熵增大，比焓不变，温度不定。 （2）沸腾状态的水总是烫手的。
（3）在两个相同恒温热源间工作的热机a 和热机b 均进行可逆循环，a 热机工质是理想气
体，b 热机工质是水蒸气，则其热效率t,a t,b ηη=。 （4）定温定压下汽化时，吉布斯函数值总是增大。 （5）惰性气体的加入，不影响化学反应常数p K 的值。 3．计算题（10分）
2 kg 温度为15℃的水与1 kg 温度为90℃的水在绝热容器中混合，若环境温度为280 K ，试求：
（1）混合过程的熵产?S g ；
（2）此混合过程作功能力的损失I （水的比热容c =4.186 kJ/(kg ?K)）。
第二组 高等流体力学（共30分）
1．单选题（每小题5分，共10分）
（1）已知平面流动的流函数2=+2-22x y xy y ψ，则流速u 、v 为：
A ），
B ），2+24u x x y =-22v xy =--y y 22+24u x x =-2+2v xy y =
C ），
D ），22+u x x =-y 2+2v xy y =2+24u x x y =-2+2v xy y =
（2）空气气体常数R g =287 J/(kg ?K)，温度t =17℃，流速v ＝300 m/s ，则马赫数Ma 为：
A ）0.9017
B ）0.8071
C ）0.8789
D ）1.0397
动力工程及工程热物理试卷 第 2 页 共 7 页
2．判断下列命题是否正确，并说明理由（5分）
边界层外的流动是有旋流动。 3．计算题（15分）
流体在相距为h 的两无限大平行平板间作定常层流运动，下板静止，上板匀直运动，速度 为U ，求平板间速度分布及下板壁面剪切应力表达式。
第三组 高等传热学（共30分）
1．问答题（每小题5分，共15分）
（1）一维、无内热源、导热系数为常数的无限大平板稳态导热，平板左侧面绝热，右侧面
温度为50℃。请问平板左侧面和中间截面的温度各为多少？为什么？
（2）温度同为20℃的空气和水，假设两者的流动速度相同，当你把两只手分别放到水和空
气中，为什么感觉却不一样？
（3）在绝热不是很好的管道内输送高温空气，试分析用裸露热电偶测量此管道内空气的温
度时为什么会存在较大的误差？
2．计算题（15分）
无限大平壁由厚度为1δ和2δ两部分组成，中间紧密贴合，两者的导热系数1λ和2λ均为常数。平壁1内有均匀内热源，左侧面绝热；平壁2右侧面与温度为的流体发生对流换热，
表面传热系数为。试求稳态导热时两平壁接触面处及平壁右侧面的温度。
Φ f t
h
动力工程及工程热物理试卷 第 3 页 共 7 页
第二部分动力工程基本知识
请从下列4题中选作3题（每题5分，共15分）
1．环境保护
请指出下列哪一个是错误的命题
（1）汞是水体污染物中危害最大的重金属。
（2）污染的水体中若溶解氧为零，则该水体就不可能自净化，鱼类不能生存，水体发臭。
（3）焚烧是我国正在推广的处理固体废弃物（城市垃圾）的方法。
（4）二氧化碳对人类健康没有直接的有害影响，所以动力工程界不必考虑减少其污染的对策。2．燃烧
请指出下列哪一个是正确的命题
在其他条件不变时，某一粒煤焦燃尽所需时间与其起始粒径成一函数关系：
（1）燃尽时间与粒径成正比；
（2）燃尽时间与粒径的平方成正比；
（3）燃尽时间与粒径的平方根成正比；
（4）燃尽时间与粒径无关。
3．可靠性
何谓处理可靠性试验数据中寿命分布函数的假设检验？
4．动力机械测试技术
激光多普勒测速技术的原理是什么？
第三部分动力机械专业知识
请在下面六组题目中选作一组（每组25分）
第一组工程热物理二级学科
1．（7分）简述Bi准则的物理意义，并说明非稳态导热问题集总参数法的适用条件。
P r1
2．（8分）试述Pr1、和
P r1
三种情况对流换热边界层各有什么特点。
3.（10分）空气流经渐缩喷管作定熵膨胀，已知进口截面上空气的压力p1=0.5 MPa，温度
t1=500℃，流速c f1＝312 m/s，出口截面面积A2=40 mm2。试求：（1）为使喷管达到最大质量流量，背压应如何选择？其数值为多少？（2）在此背压下，喷管中的最大质量流量是多少？
动力工程及工程热物理试卷第 4 页共 7 页
第二组热能工程二级学科
1．请指出下列哪一个是错误的命题（5分）
（1）为了更有效地提高有效能的利用率，最好把燃烧化学反应的最大能也利用起来，例如在燃料电池与蒸汽动力联合发电装置中燃料电池本身可把化学能转变为电能。
（2）为了更有力地节能减排，水电站建设也应该上大压小（即鼓励大水电站淘汰小水电站）。
（3）热电联产可以节能减排（即减少能源消耗同时减少污染物排放）。
（4）以煤为原料的蒸汽燃气联合循环发电（简称IGCC）是中国十分需要的新型发电技术。2．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）窄点
（2）能量梯级利用（请举一例；如有必要，请画简图）
3．填充题（每小题5分，共10分）
（1）单元机组的锅炉和汽轮机的自动调节已组合成一体，所用的控制系统称为。
其主系统接受电网调度所的指令和电网频率偏差的脉冲；锅炉和汽轮机调节系统分别对锅炉和汽轮机进行调节，所以锅炉和汽轮机仅是伺服随动系统。
（2）电网频率偏差反映了变化，它代表能量（机械能）平衡与否的信息。
第三组动力机械及工程二级学科
1．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）内燃机的爆燃
（2）涡轮机级的最佳速度比
2．是非题（正确者写“√”，错误者写“×”。每小题2.5分，共5分）
（1）对于定压涡轮增压系统，当增压压力较小时，排气能量的利用率低；低速转矩特性和加速性能较差。
（2）失速通常是指压气机叶片的叶背（吸力面）上边界层的分离。一个叶片失速对其他叶片及整个流场的影响不大，不会改变整台压气机的性能。
3．填充题（每小题5分，共10分）
（1）压燃式内燃机喷油器结构参数决定着喷雾的质量，最终影响到喷油规律和喷油压力的变化，一般应从如下方面加以考虑：1）；2）；3）；
4）；5）；6）。
动力工程及工程热物理试卷第 5 页共 7 页
（2）对于多级透平，由于每一级的焓降不大，进、出口压力相差也不是很大，于是可采用喷嘴，它不仅构造简单，加工方便，并且在变工况时，速度系数变化较喷嘴要缓和，变工况性能。此外，由于气流速度不高，因此，在喷嘴、动叶栅中的流动损失 。
第四组流体机械及工程二级学科
1．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）运动相似
（2）轴向旋涡
2．是非题（正确者写“√”，错误者写“×”。每小题2.5分，共5分）
（1）对不可压缩流体而言，相对于轴流式，多级离心式流体机械级间相互影响较大。（2）轴流压气机一般不分段，重热现象较严重，而离心压气机一般采用分段，段间加中间冷却方法降低功耗。
3．填充题（每小题5分，共10分）
（1）采用加装叶片调节装置的优点是：，，；缺点是：。
（2）管网是指。管网具有一定的阻力与流量的关系曲线，称为。
第五组制冷及低温工程二级学科
1．填充题（每空1分，共15分）
（1）目前世界上正在研究一些可替代的新型制冷技术，它们包括：1），2），3），4），5）等。
（2）两级压缩制冷循环按方式可分为一级节流循环和两级节流循环。如果将高压液体先从压力节流到中间压力，然后再由中间压力节流降压至
压力，则称为两级节流循环；如果制冷剂液体由压力直接节流至
压力，则称为一级节流循环。
（3）采用的理论循环使气体液化所需的功最，则称该功为。这种循环是不可能实现的，因各过程总有性，使液化气体耗功显著地大于。
动力工程及工程热物理试卷第 6 页共 7 页
2．问答题（10分）
请结合附图说明如何确定与压力为p1的饱和溶液A点相平衡的水蒸气状态点。（除文字说明外，还要求在溴化锂-水溶液的h-ξ示意图上画出相应的过程线）
0.7
第六组化工过程机械二级学科
1．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）马赫数
（2）余隙容积
2．判断下列命题是否正确（正确写“√”，错误写“×”。5分）
固定管板换热器上设置膨胀节是利用膨胀节的刚度，在轴向力作用下不产生变形，也不受管束和壳体间的热变形的影响，即不能消除或降低热应力。
3．问答题（每小题5分，共10分）
（1）离心泵的有效汽蚀余量和泵必需的汽蚀余量的定义分别是什么？
（2）一次应力与二次应力的含义是什么？
动力工程及工程热物理试卷第 7 页共 7 页
2009年同等学力人员申请硕士学位
学科综合水平全国统一考试
动力工程及工程热物理试卷答案
第一部分 基础理论
请从下列三组题目中选做两组（每组30分，共60分）
第一组 高等工程热力学（共30分）
1．名词解释（每小题5分，共10分） （1）状态参数：描述状态的宏观物理量。
状态参数的性质：状态参数仅取决于状态，状态定了，状态参数就确定了，与过程无关。其数学表达式可表示为：2
21d 1x x x x ?==-?，或者d 0x =∮。
（2）热量的有效能：热量中最大可能转化为有用功的部分。即0
,(1)x Q T E Q T
δ=-
? 2．判断下列说法是否正确（正确者写“√”，错误者写“×”。每小题2分，共10分） （1）√
（2）×
（3）√
（4）×
（5）×
3．解：
（1）由混合过程热平衡得：
ct m m ct m ct m )(212211+=+
代入数据得混合后的温度：t =40℃
mix 1212
ln
ln 0.0766kJ/K T T
S m c m c T T ?=+= （5分）
由于混合过程绝热，环境熵变为0，混合过程的熵产：
g iso mix 0.0766kJ/K S S S ?=?=?=
（2分）
（2）作功能力损失为：
0g 21.45kJ I T S =?=
（3分） 动力工程及工程热物理试卷答案 第 1 页 共 8 页
第二组 高等流体力学（共30分）
1．单选题（每小题5分，共10分） （1）A ）
（2）C ）
2．判断下列命题是否正确，并说明理由（5分） 否。边界层外来流速度梯度为零，流动为无旋势流。 3．计算题（15分） 解：
22221(0 u u p u u
u
x
y x x y u x y
μυρρυ??????+=-++????????
???+=???? 化简之有：221d u dp
dy dx μ=
解之有：2
1212dp u y c y dx
μ=
+c + 代入边界条件，有 2122dp U h dp u y dx h dx μμ?=
+- ??y ?
?
（10分）
2du dp h dp
y U dy dx h dx
μτμ==+- 2w h dp
U h
dx
μ
τ=
-
（5分）
第三组 高等传热学（共30分）
1．问答题（每小题5分，共15分） （1）均为50℃。 原因分析方法1：
因为220t
x
?=?，积分得。
12t C x C =+利用两个边界条件：
0x =时，
1t
C x
?=?，得 10C =x δ=时，2t C =，得
250C =所以平板内的温度分布均为50t =℃
动力工程及工程热物理试卷答案 第 2 页 共 8 页
原因分析方法2：
根据题意，平板右边界为50℃，而左侧面绝热，且平板内无内热源，因此，平板内温度分布均匀。故：左侧面和中间截面温度均为50℃。
评分标准：答对均为50℃得2分，原因说明正确得3分。其他情况酌情给分。 （2）尽管水和空气的流速和温度相同，由于水的密度约为空气的1000倍，而动力粘度则相
差不多，在相同的特征尺度和流速下，手放入水中的雷诺数要远大于手放入空气中的雷诺数，因此，手放入水中时的努赛尔数大；另一方面，水的导热系数比空气的大，所以，当将手放入水中时的表面传热系数远远大于放入空气中的表面传热系数，因此，感觉不一样。
评分说明：答对水的雷诺数大得2分，答对导热系数大得2分，答对水的表面传热系数
大得1分。如果只说水的表面传热系数大给3分。
（3）由于管道绝热不是很好，管壁温度必然低于空气温度，因此，用裸露热电偶测温时，热
电偶节点要与管壁进行辐射换热，使热电偶的温度低于被测空气温度，造成测温误差。 评分标准：答对管壁温度低于空气温度得2分，答对原因得3分。其他情况可酌情给分。
2．计算题（15分）
解：由于是一维稳态导热，且左侧绝热，平壁1的内热源生成热要全部从右侧散出。
平壁1的内热源生成热：1
A δΦ 平壁2右侧的对流换热流为：()w 2f hA t t - 根据能量平衡有：()1w 2f
A hA t t δΦ=- 1
w2
f t t h
δΦ=+
又因为平壁1的内热源生成热，必须从平壁2以导热的方式传出，有： w1w212
2
t t A A δλδ-Φ= 得：12
112
w1w2f 2
2t t t h
δδδλλΦΦΦ=+
=++ δδ
评分标准：说出平壁1的内热源生成热全部从右侧散出得5分；得出得5分；得出
得5分。其他情况酌情给分。
w2t w1t 动力工程及工程热物理试卷答案 第 3 页 共 8 页
第二部分 动力工程基本知识
请从下列4题中选做3题（每题5分，共15分）
1．环境保护 （4）
2．燃烧 （2）
3．可靠性
在处理可靠性试验数据时，往往先假设寿命分布函数的类型，然后用点估计或区间估计 方法求得有关参数（1分）。这种假设是否符合实际，有时需要进行检验（1分）。假设检 验是指应用数学方法来确定假设的分布函数与试验数据是否适合的一种检验方法（3分）。
4．动力机械测试技术
激光通过入射光系统照射在跟随流体运动的微小粒子上，并被粒子散射（1分），光接收器 所接收到的散射光频率与激光光波频率之差（即多普勒频移）与运动粒子的速度成正比（2 分）。信号处理器接收来自光电监测器的电信号，从中取出与粒子运动速度相关的多普勒 频移信息，进而确定流体流速（2分）。
第三部分 动力机械基础知识
请在下面六组题目中选作一组（每组25分）
第一组 工程热物理二级学科
1．（1）Bi h δ
λ
=
，表示物体内部导热热阻
δλ
与物体表面对流换热热阻1
h 的比值，它和第三类
边界条件有密切的联系。
（2）集总参数法适用的条件是Bi ≤0.1。
评分标准：答对（1）得5分，答对（2）得2分。
2．（1）a ν=Pr 表征流体粘性扩散能力与热扩散能力之比。 （2）当Pr ≈1时，流动边界层与温度边界层的厚度相差不大。
动力工程及工程热物理试卷答案 第 4 页 共 8 页
（3）当Pr>>1时，在离前缘点一定距离以后，可以认为温度边界层只占流动边界层紧靠壁
面很薄的一层。分析解和实验结果均证明在这一层内，流体速度沿壁面法向做线性变化。
（4）而当Pr<<1时，流动边界层只占温度边界层内紧靠壁面很薄的一层，而在温度边界层
内的绝大部分截面上速度几乎没有变化。因此，当Pr<<1时，在分析求解中可以近似地认为温度边界层内速度为常数。 评分标准：每项答案各2分。
3．求滞止参数：
22
f101(1)
1.4/0.4
0011312773821.5K 221004
821.50.50.6187MPa
773p c T T c T p p T κκ-=+=+=???
??=== ?
?
??
??
（3分）
（1）为使喷管流量达到最大，则
2cr cr 00.5280.61870.3267MPa p p p γ===?=
所以，背压p b ≤ （3分）
2cr 0.3267MPa p p == （2）
(1)/0.4/1.420821.50.528684.4K T T κκγ-==?=g 2323
2
0.287684.4
0.6012m /kg 0.326710
R T v p ?=
=
=?
2f 524.7m/s c == 则空气流经喷管的最大质量流量为：
62f 224010524.70.03491kg/s 0.6012
m A c q v -??===
（4分）
第二组 热能工程二级学科
1．请指出下列哪一个命题是错误的命题（5分） （2）
动力工程及工程热物理试卷答案 第 5 页 共 8 页
2．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）窄点—换热器流程中最小的传热温差所在之点
（2）能量梯级利用—能量按其品位高低来利用使其总能系统充分优化，如①蒸汽动力装置的回热循环用不同压力的汽轮机撤汽加热；②烟气用不同压力的给水或工业水吸热以充分降低其排烟温度。
（本子题用严密的文字描述作答很难，如用简图，说明稍易。）
3．填充题（每小题5分，共10分）
（1）协调控制系统
（2）汽轮机发电机转子的转速
蒸汽供给机械能和发电输出机械能
第三组动力机械及工程二级学科（共25分）
1．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）在某种条件下，电火花点火以后（1分），在火焰传播途径中，使得处于最后燃烧位置上的那部分终端混合气（1分）由于受到热辐射、压缩等作用（2分）而产生的自燃现象（1分）称为爆燃。
（2）速度比u/c1是涡轮机级的气动设计中的一个十分重要的特征参数（2分）。在最佳速度比下可以获得最大的轮周效率（3分）。
2．是非题（正确者写“√”，错误者写“×”。每小题2.5分，共5分）
（1）（√）
（2）（×）
3．填充题（每小题5分，共10分）
（1）1)喷油器的结构形式(轴针式、多孔式)；2)启喷压力的确定；3)喷雾锥角及其喷雾油束在燃烧室的分布；4)喷油器的喷孔面积和流通特性；5)喷油器压力室容积；6)低惯量喷油器结构（每回答出1条，得1分；回答出5条或6条，得5分）。
（2）渐缩型（1分）；缩放型（1分）；好（1分）；不大（2分）。
动力工程及工程热物理试卷答案第 6 页共 8 页
第四组流体机械及工程二级学科（共25分）
1．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）运动相似是指流体机械的流道内各对应点上（1分）的流动速度方向相同（1分），大小成比例，比值为常数（1分）。对于叶轮而言，其速度三角形相似（2分）。
（2）由于气体本身具有惯性，且粘度很小（1分），使得叶轮旋转时，气体只能跟着叶轮作平面移动，而不能跟着叶轮一起旋转（2分），因而相对于叶轮，气流会出现一个与叶轮旋转方向相反的轴向旋涡（2分）。
2．是非题（正确者写“√”，错误者写“×”。每小题2.5分，共5分）
（1）（×）
（2）（√）
3．填充题（每小题5分，共10分）
（1）可以改善流体机械内部流动（1分），扩大工况范围和改变叶轮加功，较省功（2分），同时调节范围较大（1分）；结构复杂，机组成本增加（1分）。
（2）流体机械前面或后面流体所经过的管道及装置的总称（3分）；管网性能曲线（2分）。
第五组制冷及低温工程二级学科
1．填充题（每空1分，共15分）
（1）蒸发冷却，吸附制冷，斯特林循环，焦耳循环（或空气循环），热电制冷（或半导体制冷），磁制冷，热声制冷，液氮或二氧化碳液体的直接气体膨胀制冷。
（注：只要答出其中的任何一种得1分，答出任何5种得满分，即5分）
（2）节流，冷凝，蒸发，冷凝，蒸发
（3）可逆，小，气体液化理论最小功，不可逆，理论最小功
动力工程及工程热物理试卷答案第 7 页共 8 页
2．问答题（10分）
画出溴化锂-水溶液的h-ξ示意图上的两条虚线AB 、BC （4分）
因为气相区只有水蒸气，水蒸气的状态点都处在ξ=0的纵坐标线上（3分）。可由A 点向上作垂直线，与相应的压力线P 1相交于B 点，由B 点作水平线，与ξ=0的纵坐标线交于C 点。C 点即为所求的水蒸气状态点。（3分）
第六组 化工过程机械二级学科
1．名词解释（每小题5分，共10分）
（1）流场中任一点处（2分）的气流速度与该点气温下的音速之比（3分），称为该点气流
的马赫数。马赫数是表征气流可压缩性的一个准数。
（2）活塞运动到液力端死点位置时，泵缸内剩余的间隙体积（4分）。它主要由阀至工作腔
的通道以及活塞端面至缸盖端面之间必要的间隙构成（1分）。
2．判断下列命题是否正确（正确写“√”，错误写“×”。5分）
×
3．问答题（每小题5分，共10分）
（1）离心泵的有效汽蚀余量是指液流自吸入液罐表面经吸入管路到达泵的吸入口后，高出
液体的汽化压力所富余的压头（2分）。 动力工程及工程热物理试卷答案 第 8 页 共 8 页
即)(s A g v
A a h H g
p p NPSH -?+--=
ρ 泵必需的汽蚀余量表示泵入口到叶轮内最低压力点处的静压能头降低值（2分），它用
NPSHr 表示。该值越小，泵越不容易发生汽蚀（1分）。
（2）由外载荷直接引起（1分），其产生是为了抵抗外力对构件的破坏，随外载增大而增大
直至构件破裂为止的应力为一次应力（2分）；不是由外载直接引起，是由于相互连接的两个零件各自所欲发生的变形受到对方的限制而引起的应力为二次应力（2分）。
热工基础（第三版） 张学学 复习提纲
第一章基本概念 1.工程热力学是从工程角度研究热能与机械能相互转换的科学。 2.传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。 3.工质：热能转换为机械能的媒介物。 4.热力系统：选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统。 5.外界（或环境）：系统之外的一切物体。 6.边界：系统与外界的分界面。 7.系统的分类： （1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。 （2）开口系统：与外界有物质交换的系统。 （3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。 （4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量）交换。 8.热力状态：系统中的工质在某一瞬间呈现的各种宏观物理状况的总和称为工质（或系统）的热力状态，简称为状态。 9.平衡状态：在不受外界影响的条件下，工质（或系统）的状态参数不随时间而变化的状态。 10.基本状态参数：压力、温度、比容、热力学能（内能）、焓、熵。 11.表压力Pg、真空度Pv、绝对压力P P g = P - P b P v = P b - P 12.热力学第零定律(热平衡定律) ：如果两个物体中的每一个都
分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。 13.热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。 14.准平衡过程（准静态过程）：热力过程中，系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 15.可逆过程：一个热力过程完成后，如系统和外界能恢复到各自的初态而不留下任何变化，则这样热力过程称为可逆过程。 16.不可逆因素：摩擦、温差传热、自由膨胀、不同工质混合。 17.可逆过程是无耗散效应的准静态过程。 18.系统对外界做功的值为正，外界对系统做功的值为负。 系统吸收热量时热量值为正，系统放出热量时热量值为负。 第二章热力学第一定律 1.热力学第一定律：在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 也可表述为：不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。进入系统的能量－离开系统的能量=系统储存能量的变化。 2.闭口系统的热力学第一定律表达式：Q =?U +W 微元过程：δQ =dU +δW 可逆过程：Q =?U +? 1pdV δQ =dU +pdV 2
0807 动力工程及工程热物理 一、学科概况 “动力工程及工程热物理”学科以能源的高效洁净开发、生产、转换和利用为目标，以研究能量的热、光、势能和动能等形式向功、电等形式相互转换过程中能量转化、传递的基本规律，以及实现这些过程的设备和系统的设计、制造和运行的理论与技术的一门工程基础科学及应用技术。中北大学于1998年获批动力机械及工程硕士学位授权点，2011年获批动力工程及工程热物理一级硕士学位授权点。学科依托“太阳能光热综合利用”山西省工程技术研究中心、“煤电污染物控制与资源化利用”山西省重点实验室等多个省部级学科平台；形成了以北方通用动力研究院、柴油机高增压国防科技重点实验室、山西省增压器工程创新中心为核心的人才培养基地。 学科现拥有博士生导师5名，硕士生导师24名，其中入选三晋学者、山西省BRJH、三晋英才等省部级以上人才工程多名。已承担国防“973”、国家自然科学基金等项目多项，在动力机械系统设计、热流科学与工程、太阳能综合利用等领域形成了鲜明特色。 二、培养目标 以国防和地方经济建设需求为导向，培养具备动力工程及工程热物理学科宽厚基础理论，系统掌握能源高效洁净转化与利用、能源动力装备与系统、能源与环境系统工程等方面专业知识，能从事能源、动力、环保等领域的科学研究、技术开发、设计制造、教学、管理等工作，具有国际视野、创新与实践能力的高层次研究型复合人才。 三、培养年限 学术型硕士生培养年限3年，最长5年。提前答辩和延期答辩要经过严格审批，要求论文时间不少于1.5年。 四、学科专业研究方向 1、动力机械系统科学与结构技术 针对动力机械能量转化效率、清洁排放及可靠性，开展动力机械能量管理、内燃机增压与性能优化、清洁燃料燃烧与排气净化、动力机械系统复杂载荷环境下动态设计、寿命预测与抗疲劳设计等方面的理论与技术研究。
分子热运动 一、教学目标 （一）知识目标 1．知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动。2．能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 3．知道分子热运动的快慢与温度的关系。 4．知道分子之间存在相互作用力。 （二）能力目标 通过实验和类比等方法，培养学生的观察能力和由直接感知的现象推测无法直接感知的事实的能力。 （三）情感体验目标 通过实验，激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的事实。 二、教学重点 扩散现象和分子间的作用力是重点。 三、教学难点 理解扩散现象是难点。 四、教学方法 本节课内容为新授课。实验较多，采用以直观为主的综合启发式教学，初步渗透探究式学习方法。 五、教具准备 装有NO2气体的瓶子、玻璃板、空瓶子、量筒、硫酸铜溶液、两个
铅柱、烧杯、墨水、热水。 六、教学步骤 （一）引入新课 前面，大家已经学习了物质是由分子组成的知识。但大家有没有用肉眼看到分子运动？为什么打开一瓶香水瓶，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里去了？ （二）进行新课 1．整体感知 物质是由分子组成的，分子很小，人的肉眼根本无法看见，在一个微小的灰尘中，都有大量的分子。一切物质的分子都在不停地做无规则运动。而且温度越高，分子的热运动越剧烈。分子之间存在着相互作用的引力和斥力。 2．教学互动 互动1：分子运动。 明确学生回答为什么打开香水瓶能闻到香味后，教师小结：是一些带有香味的分子，从香水瓶中挥发出来，进入空气中，向各个方向散布开来，当它们到达你的鼻子里，你就会闻到香味，我们把这种现象叫做扩散。 互动2：气体的扩散现象。 明确教师实验：在装有红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使瓶口相对，把玻璃板抽掉，学生认真观察几分钟后发现，上面瓶子和下面瓶子里的颜色是一样的，说明了气体的扩散现象。使学生
热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa
中国工程热物理学会 2014年学术会议征文通知 中国工程热物理学会将于2014年秋季由学会组织召开学术会议。现将征文有关事项通知如下，欢迎投稿。 一、征文内容，包括下列学科：工程热力学与能源利用；热机气动热力学；传热传质学；燃烧学；多相流；流体机械。欢迎从事工程热物理各有关领域和能源、航空、航天、动力、发电、制冷、冶金、石油、煤炭、环境保护、材料等部门的研究人员、工程技术人员、教师及研究生踊跃投稿，进行学术交流和讨论。 二、要求应征稿件观点明确、论据充分、公式正确、图表清晰、文字简练。 三、来稿有关要求如下：(1)题目：二号黑体字，一般不超过18个字；作者姓名：小四号仿宋体；作者单位、邮政编码：小五号宋体；联系电话、E-mail：五号宋体；（为便于联系请作者务必给出电话、E-mail）摘要：“摘要”二字为小五号黑体，摘要内容200字左右，为小五号宋体；关键词：“关键词”三字为小五号黑体，关键词一般为3～5个，为小五号宋体；引言、正文、结论：标题为小四号黑体，内容为五号宋体；参考文献：“参考文献”四字为五号黑体，内容为小五号宋体；插图：图说、图中字、坐标值均为小五号宋体，图及符号尽量插在文内。(2)所投稿件，一律使用Word电子文档，纸张大小：A4。页面设置，页边距：上4.0cm；下3.7cm；左3.5cm；右3.5cm。即：打字部分高22cm，宽14cm，单倍行距，切勿超出。稿件首页第一行左边打印“中国工程热物理学会”，右边打印稿件是属于第一项中所列举六个学科的“哪一个学科”；第二行左边打印“学术会议论文”，右边打印“编号：”，（号码暂空），均为小五号字，请注意不要再另设页眉页脚。 四、稿件无论录取与否恕不退稿，请作者自留底稿。 五、经审稿录取的论文由学会统一编号，并将审查意见通知第一作者。作者按上述格式修改后寄回学会，由学会统一出版。不符合格式要求的稿件，必须重新排印。 六、请勿一稿两投。凡在国内外公开出版的期刊、书籍和学术会议上发表过的论文、报告，内容无重大改进者，恕不接受。 七、应征论文请发送到：xhlw@https://www.doczj.com/doc/c26529709.html,，请在邮件主题标明所投学科名称。 八、征文截止日期为2014年6月15日（以发信邮戳日期为准）。 九、经审查录取的论文在2014年7月底通知第一作者，8月1日尚未接到录取通知的作者请在8月20日前通过email:cset@https://www.doczj.com/doc/c26529709.html,查询。 十、经学术会议评审出的优秀论文，将推荐在《工程热物理学报》上发表。 十一、学术会议的地点和开会日期，另行通知。 十二、欢迎各企业、事业单位来人、来函商讨各项业务事宜。 中国工程热物理学会 2013年9月
研途宝考研 https://www.doczj.com/doc/c26529709.html,/ 门类/领域名称：工学[08] 一级学科/领域代码：[0807] 专业：动力工程及工程热物理[080700] 动力工程及工程热物理专业介绍： 动力工程及工程热物理学科，是研究能量以热和功及其它相关的形式在转化、传递过程中的基本规律，以及按此规律有效地实现这些过程的设备及系统的应用科学及应用基础科学。 本一级学科包含六个二级学科。其中热能工程学科，主要研究燃料燃烧及能量传递、转换和利用的原理与方法；流体机械及工程学科，研究流体机械及流体动力系统的工作过程及其内部流体流动的规律；化工过程与机械学科，研究流体密封、过程设备检测及安全技术等设备和系统。 考试科目： ① 101思想政治理论② 201英语一③ 301数学一④ 804材料科学基础或805工程热力学或806化工原理或807环境学或 808核工程基础（核反应堆物理分析、核反应堆热工分析各占50％）或810电路或812固体物理或813传热学或814计算机基础综合（含数据结构、计算机组成原理、操作系统）或816工程力学（含理论力学、材料力学）或 818高等代数与线性代数或821有机化学或822普通物理学或843流体力学或842原子核物理 研究方向： 01工程热物理 02热能工程 03动力机械及工程 04流体机械及工程 05制冷及低温工程 06★新能源科学与工程 07★能源环境技术 2017动力工程及工程热物理专业课考研参考书目： 《原子核物理》杨福家复旦大学出版社 1993年版； 《有机化学上、下册》胡宏纹高等教育出版社 2006年版； 《数据结构与算法分析（C++版）（英文版）》 CliffordA.Shaffer 电子工业出版社 2013年第三版； 《电路》邱关源高等教育学出版社 2010年版； 2017动力工程及工程热物理考研专业课资料： 《2017西安交通大学流体力学考研复习精编》 《西安交通大学814计算机基础综合历年真题试卷（电子版）》 《2017西安交通大学工程热力学考研复习精编》 《2017西安交通大学流体力学考研冲刺宝典》
习 题 1 指出下列各物理量中哪些是状态量？哪些是过程量？ 压力，温度，动能，位能，热能，热量，功量，密度。 2 指出下列各物理量中哪些是强度量： 体积，速度，比体积，动能，位能，高度， 压力，温度，重量。 3 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的 水银蒸气产生，在水银柱上加一段水。若水柱高 200mm ，水银柱高800mm ，如图1-9所示。已知大气压 力为735mmHg (lmmHg=133.322Pa)，试求容器中气体 的绝对压力为多少kPa? 4 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图1-10所示。若已知斜管倾角α= 30°，压力计中使用 ρ=0.8g/cm 3的煤油，斜管液体长度L = 200mm ，当地大气压力p b =0. lMPa 。 求烟气的绝对压力（用MPa 表示）。 5 一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图1-11所示。 其中C 为压力表，读数为110kPa ，B 为真空表，读数为45kPa 。若当地大气压p b =97kPa ，求压力表A 的读数（用kPa 表示）。 6 如图1-12所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底 部的电阻丝加热水。按下列三种方式取系统时，试述系统与外 界交换的能量形式是什么？ (1) 取水为系统； (2) 取电阻丝、容器和水为系统； (3) 取如图中虚线内空间为系统。 7 某电厂汽轮机进口处蒸汽压力用压力表测量，其读数为 13.402MPa ；冷凝器内蒸汽压力用真空表测量，其读数为706mmHg 。若大气压力为0.098MPa ，试求汽轮机进口处和冷 凝器内蒸汽的绝对压力（用MPa 表示）。 8 测得容器的真空度p v =550mmHg ，大气压力p b =0.098MPa ，求容程器内的绝对压力。若大气压力变为p b =0.102MPa 。求此时真空表上读数为多少mmHg? 9 如果气压计压力为83kPa ，试完成以下计算： (1) 绝对压力为0.15MPa 时的表压力； 图1-9 习题1-3 图图1-10 习题1-4图 图1-11 习题1-5图 图1-12 电加热水过程
浙江工业大学 攻读硕士学位研究生课程 文献综述 专业动力工程及工程热物理 课程名称动力工程及工程热物理进展 任课教师包士毅等 姓名赵李盼 2016年1月10日
多相流技术在泵研究发展中的应用分析 概述 两相流动主要分为气液和固液的混合运动。两相流广泛应用于能源、化工、冶金,核能、冶金等领域。早在年,两相流就被用来减少波浪对建筑物的破坏作用。此后,在工程中也得到越来越广泛的应用,如在河口用气泡幕防止盐水入侵控制水库和湖泊中的分层结构以及改善水质加速反应装置中的物质混合、热量交换、以及化学反应过程在城市河流污染治理中,用纯氧曝气复氧来治理污染河流、消除黑臭。在电力行业中的应用主要体现在火力发电厂的水力除灰系统中,和火力发电厂湿式石灰石洗涤法脱硫系统中。气液两相流动很大程度上取决于气泡运动形态以及分散相和连续相之间的相互作用。然而,在气液两相流动中,气液两相的流速是不同的。在流动时,气液两相的流动结构又是多样的,而且,带有随机性。有关固液两相流的问题很早就己经提出。早在年就己经较系统地研究过明渠水流中泥沙的沉降和输运。于年研究过声波在泡沫液体中传播时强度的衰减。但是许多经验和研究成果分散在各个不同领域,交流不多。直至上世纪四十年代,刁`开始有意识地总结归纳所遇到的各种现象,用两相流的统一观点系统地加以分析和研究。五十年代以后相关的论文数量显著增加,内容包括两相流边界层,空化理论,流态化技术,喷管流动等。六十年代以后,越来越多的学者开始探索描述两相流运动规律的基本方程。两相流作为一门独立的学科形成,并有了迅猛阶段,但迄今为止还没有非常成熟的体系,尚处于发展初期,很多方面都要依赖于经验数据,而且数据
三、经典例题 例1 1g蔗糖含有1.8×1021个分子，把1g蔗糖放到蓄水1010m3的水库中，如果蔗糖分子均匀分布到整个水库中，则每立方厘米的水中含有多少个蔗糖分子？ 例2分子是非常小的，它的直径大约是（） A.10-3m B.10-8m C.10-10m D.10-6m 例3（山西中考）下列现象中，属于扩散现象的是（） A.春天沙尘暴，飞沙满天 B. 擦黑板时，粉笔灰四处飞扬 C.槐树开花时，空气中弥漫着槐花的香气 D. 甲型H1N1流感病毒通过飞沫传播 例4“入芝兰之室，久而不闻其香，入鲍鱼之室，久而不闻其臭”。这里是靠人的嗅觉感知的“香”与“臭”是物理学中的现象，它表明。 例5如右图所示，上瓶内装有空气，下瓶内装有 红棕色的二氧化氮气体，将上下两瓶间的玻璃板 抽掉后，两瓶气体混合在一起，颜色变得均匀， 这个现象主要说明( ) A．物质是由分子组成的 B．分子不停做无规则 运动 C．分子间有作用力 D．分子有一定的质量 例6如图所示，将两个底面平整、干净的铅柱紧压后， 两个铅柱就会结合在一起，并能吊挂一定质量的物体。 这个实验表明（） A．分子在永不停息地运动，发生扩散现象 B．分子间存在引力无斥力 C．分子间存在引力 D．以上说法都不正确 例7（贵阳中考）将体积分别为V1、V2的水和酒精混合，发现混合后液体的总体积V总（选填“<”“=”或“>”）V12，这一实验表明液体分子间有。 例8观察下列四组图片，能说明分子间有间隙的图是（）
例9通常把青菜腌成咸菜需要几天时间，而把青菜炒熟，使之具有相同的咸味，仅需几分钟，造成这种差别的主要原因是（） A.炒菜时盐多些，盐分子很容易进入青菜中 B. 炒菜时青菜分子有空隙，盐分子易进入 C. 炒菜时温度高，分子热运动加剧，扩散加快 D. 盐分子间有相互作用的斥力 例10用粉笔在黑板上写字，时间长了擦掉这些字与刚写上时擦掉这些字相比（） A.容易擦掉 B.难擦掉 C .难易相同 D.不能肯定 四、课堂练习 1.（绵阳）下列现象能说明分子运动快慢跟温度有关的是（）A．打开一盒香皂，很快就会闻到香味 B．空气容易被压缩 C．湿衣服在阳光下比在阴天更容易干 D．两块用水刚洗干净的平玻璃板叠在一起不易分开 2.（泰安）我们在实验室用酒精进行实验时，整个实验室很快就闻到了刺鼻的酒精气味，这是一种扩散现象。以下有关分析错误的是（） A．扩散现象只发生在气体、液体之间 B．扩散现象说明分子在不停息地运动 C．温度越高时扩散现象越剧烈 D．扩散现象说明分子间存在着间隙 3.(河北)图中能说明分子间隔变小的是（）
声明 中国工程热物理学会 2014年学术会议征文通知 中国工程热物理学会将于2014年秋季由学会组织召开学术会议。现将征文有关事项通知如下，欢迎投稿。 一、征文内容，包括下列学科：工程热力学与能源利用；热机气动热力学；传热传质学；燃烧学；多相流；流体机械。 欢迎从事工程热物理各有关领域和能源、航空、航天、动力、发电、制冷、冶金、石油、煤炭、环境保护、材料等部门的研究人员、工程技术人员、教师及研究生踊跃投稿，进行学术交流和讨论。 二、要求应征稿件观点明确、论据充分、公式正确、图表清晰、文字简练。三、来稿有关要求如下： (1) 题目：二号黑体字，一般不超过18个字； 作者姓名：小四号仿宋体； 作者单位、邮政编码：小五号宋体； 联系电话、E-mail：五号宋体；（为便于联系请作者务必给出电话、E-mail） 摘要：“摘要”二字为小五号黑体，摘要内容200字左右，为小五号宋体； 关键词：“关键词”三字为小五号黑体，关键词一般为3～5个，为小五号宋体； 引言、正文、结论：标题为小四号黑体，内容为五号宋体； 参考文献：“参考文献”四字为五号黑体，内容为小五号宋体； 插图：图说、图中字、坐标值均为小五号宋体，图及符号尽量插在文内。 (2) 所投稿件，一律使用Word电子文档，纸张大小：A4。页面设置，页边距：上4.0 cm；下3.7 cm；左3.5 cm；右3.5 cm。即：打字部分高22 cm，宽14 cm，单倍行距，切勿超出。稿件首页第一行左边打印“中国工程热物理学会”，右边打印稿件是属于第一项中所列举六个学科的“哪一个学科”；第二行左边打印“学术会议论文”，右边打印“编号：”，（号码暂空），均为小五号字，请注意不要再另设页眉页脚。 四、稿件无论录取与否恕不退稿，请作者自留底稿。 五、经审稿录取的论文由学会统一编号，并将审查意见通知第一作者。作者按上述格式修改后寄回学会，由学会统一出版。不符合格式要求的稿件，必须重新排印。 六、请勿一稿两投。凡在国内外公开出版的期刊、书籍和学术会议上发表过的论文、报告，内容无重大改进者，恕不接受。 七、应征论文请发送到：xhlw@https://www.doczj.com/doc/c26529709.html,，请在邮件主题标明所投学科名称。 八、征文截止日期为2014年6月15日（以发信邮戳日期为准）。 九、经审查录取的论文在2014年7月底通知第一作者，8月1日尚未接到录取通知的作者请在8月20日前通过email: cset@https://www.doczj.com/doc/c26529709.html,查询。 十、经学术会议评审出的优秀论文，将推荐在《工程热物理学报》上发表。 十一、学术会议的地点和开会日期，另行通知。 十二、欢迎各企业、事业单位来人、来函商讨各项业务事宜。
分子热运动 从容说课 本节讲述“分子热运动”．在讲分子运动之前先提出“能否直接用肉眼看到分子运动”的问题，然后再让学生想想“为什么打开一瓶香水，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里了?”让学生好奇，接下来通过演示二氧化氮气体扩散实验、硫酸铜和清水扩散实验，说明扩散现象和扩散现象随温度升高而加快的现象．还通过实物演示知道除气体、液体有扩散现象，固体也有扩散现象．然后，通过对“想想议议”的讨论得出一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫做分子的热运动．再通过铅柱演示实验，证实了分子之间存在引力，还引导学生进一步思考，扩散现象说明分子间有间隙；固体和液体很难被压缩的事实，说明分子间存在斥力．那么学生对分子间既有引力又有斥力有一个较形象的认识． 教学目标 一、知识目标 1．知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动． 2．能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释． 3．知道分子热运动的快慢与温度的关系． 4．知道分子之间存在相互作用力 二、能力目标 1．通过对演示实验的观察，提高学生的观察实验能力． 2．从宏观现象推论分子特征，渗透物理学的研究方法，并培养学生想象力． 三、德育目标 用演示实验激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的事实． 教学重点 通过对演示实验的观察、分析、推理，了解分子动理论的初知识． 教学难点 指导学生从对演示实验的观察、分析、推理，用宏观的物理现象揭示物质的微观结构． 教学方法 演示法：通过演示实验，让学生有直观感觉，再进行分析、归纳，得出结论．教具准备 香水；盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、硫酸铜溶液、试管、铅柱、投影、录像． 课时安排 1课时 教学过程
0807动力工程及工程热物理一级学科简 介 一级学科（中文）名称：动力工程及工程热物理 （英文）名称： Power Engineering and Engineering Thermal Physics 一、学科概况 动力工程及工程热物理一级学科是以能源的高效洁净开发、生产、转换和利用为应用背景和最终目的，以研究能量的热、光、势能和动能等形式向功、电等形式转化或互逆转换的过程中能量转化、传递的基本规律，以及按此规律有效地实现这些过程的设备和系统的设计、制造和运行的理论与技术等的一门工程基础科学及应用技术科学，是能源与动力工程的理论基础。其所涉及的主体行业对整个国民经济和工程技术发展起着基础、支撑以及驱动力的作用，在工学门类中具有不可替代的地位。 本学科是以理论力学、材料力学、工程热力学、流体力学、传热学、传质学，燃烧学、化学反应原理及其热力学和动力学、多相流动力学、多相流热物理学、能源环境化学、材料物理与材料化学、光化学、电化学等为基础，以热能工程、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、过程装备与控制、节能与环保、可再生与新能源开发与利用等为重点研究方向，涉及到数学、物理、化学、力学、材料、能源资源、航空、机械、化工、仪器仪表、计算机与控制等多学科多领域，具有学科交叉集成度高、理论与工程实践结合紧密等重要特征。本学科包含有热能工程、工程热物理、动力机械及工程、流体机械及工程、制冷及低温工程、化工过程机械、新能源科学与工程、能源环境工程等8个研究方向。它们之间又相互渗透、相互交叉、相
互依存、相互促进和推动，使本学科成为内容丰富、应用广泛、持续发展，不断更新的科学与应用技术体系。 当前，随着常规能源的日渐短缺，和人类对环境保护意识的增强，节能、提高能效和发展可再生及其它新能源已成为本学科的三大主要任务。人类的可持续发展必然促进能源结构向多元化的转移以及用能设备和系统的高效低成本化、集成化、自动化、洁净无污染化。 动力工程及工程热物理一级学科的理论与技术是国民经济持续发展的支柱，是一切生产活动和科学、文化活动的驱动力，是社会日常生活的必要保证。能源动力科学与材料科学、信息科学一起，构成了现代社会发展的三大基本要素。动力工程与工程热物理的理论与技术应用于交通、工业、农业、国防等领域，与人类生活、生产实践密切相关，是现代科学技术水平的综合体现，同时它又与几乎所有的科学技术领域交叉融合，推动人类利用能源与现代动力技术的发展。本学科在国民经济和社会文化发展中的地位，将日益加强和突出。 二、学科内涵 动力工程及工程热物理一级学科是以能源的高效洁净开发、生产、转换和利用为应用背景和最终目的，以研究能量的热、光、势能和动能等形式向功、电等形式转化或互逆转换的过程中能量转化、传递的基本规律，以及按此规律有效地实现这些过程的设备和系统的设计、制造和运行的理论与技术等的一门工程基础科学及应用技术科学，是能源与动力工程的理论基础。 本学科的理论和知识基础包括工程热力学、内流流体力学、两相与多相流动力学、传热传质学、多相流热物理学、化学反应原理及其热力学和动力学、燃烧学、多相流光热化学及光电化学、多相化学反应工程学、能源环境化学、材料物理与材料化学、热物性与热物理测试技术基础、热力系统动态特性学、生物流体力学热力学及传热学、火灾学等。
初三物理《分子热运动》教学反思 教材分析： 教材从分子的组成入手，先说明分之在做无规则运动，然后讲到扩散现象，并对分子热运动进行讲解，说明分子间存在相互作用力。 教学目标： 1.知识与技能 (1)知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无 规则的运动. (2)能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释. (3)知道分子热运动的快慢与温度的关系 (4)知道分子之间存在相互作用力引力和斥力. 2.过程与方法 (1)通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动. (2)通过演示实验使学生推测出物体温度越高，热运动越剧烈. (3)通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既 存在斥力又存在引力. 3.情感态度与价值观 用演示实验激发学生的学习兴趣，通过交流讨论培养学生的合作意识和能力. 教学重点与难点： 重点：分子的热运动. 难点：通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实.
教学器材：二氧化氮气体的广口瓶，空瓶，香水，冷热水，烧杯，墨水，铅圆柱 教学课时：1课时 教学过程： 引入新课 我们生活在物质世界中，我们的周围充满着物质：水、空气、石头、金属、动物、植物等都是物质。而对于物质是怎样构成的，通 过我们化学的学习我们已科学地认识到物质是由分子组成的。 进行新课 (1)分子和分子运动 ①物质是由分子组成的，分子是极小的微粒。如果把分子看做球形，它的直径约10-10米，这是一个极小的长度，不仅肉眼看不到，即使用现代的显微镜也看不清分子。由于分子极小，所以物体含分 子数目大得惊人。通常情况下，1厘米3空气里大约有2.7×1019 个分子，如果人数的速度能达到每秒数100亿个，要数完这个数， 也得用80多年。 ②演示实验：扩散现象 出示事先装有二氧化氮气体的广口瓶。说明瓶内红棕色的气体是二氧化氮。再出示一只空的广口瓶，其实瓶内装满了空气。将装有 二氧化氮的瓶子向空瓶倾倒，这时看到红棕色气体流入空瓶，开始 先沉到瓶底。此现象说明二氧化氮的密度大于空气的密度。 另取一只“空”瓶，按课本图2—1所示，将其倒扣在装有二氧 化氮气体的瓶子上。这时要强调：装有密度较大的二氧化氮气体的 瓶子在下，装有空气的瓶子在上，抽掉玻璃隔板，二氧化氮气体不 会流进空气瓶内。现在我抽掉隔板，没有出现二氧化氮气体流动的 现象，我们停一会儿再来观察瓶内出现的现象。 在等候期间，组织学生观看墨水扩散实验：桌上的烧杯里盛有清水，大家不要振动桌子，保持清水平静。请向清水里慢慢的滴入一
工程热物理学科发展研究报告 一、工程热物理学科发展概述 工程热物理学是一门研究能量以热的形式转化的规律及其应用的技术科学。它研究各类热现象、热过程的内在规律，并用以指导工程实践。工程热物理学有着自己的基本定律：热力学的第一定律和第二定律、Newton力学的定律、传热传质学的定律和化学动力学的定律。作为一门技术科学学科，工程热物理学的研究既包含知识创新的内容，也有许多技术创新的内容，是一个完整的学科体系。 工程热物理学科是能源利用领域的主要基础学科，工程热物理学科的发展推动了能源科技的进步。从人类利用能源和动力发展的历史看，古代人类几乎完全依靠可再生能源，人工或简单机械已经能够适应农耕社会的需要。近代以来，蒸汽机的发明唤起了第一次工业革命，而能源基础，则是以煤为主的化石能源，从小规模的发电技术，到大电网，支撑了大工业生产相应的大规模能源使用。石油、天然气在内燃机、柴油机中的广泛使用，奠定了现代交通基础，燃气轮机的技术进步使飞机突破声障，这些进一步适应了高度集中生产的需要。但是化石能源过度使用，造成严重环境污染，而且化石能源资源终将枯竭，严重地威胁着人类的生存和发展，要求人类必须再一次主要地使用可再生能源。这预示着人类必将再次步入可再生能源时代——一个与过去完全不同的、建立在当代高新技术基础上创新发展起来的崭新可再生能源时代。面对这个时代的召唤，工程热物理学科的发展既要适应可再生能源分散的特点，又要能为大工业发展提供能源，需要构建分布与集中供能有机结合的新型能源系统。在这个过程中，工程热物理学科面临新的机遇与挑战。工程热物理学科的发展和能源科学技术进步对人类社会将产生重大影响，将会出现许多伟大的变革，包括能源科技的重大发展。一些新的能源利用方式，如新型动力机械、新型发电技术、涌现的新能源等。 能源问题是社会与经济发展的一个长期制约因素，关系全局的主要能源问题有：能源需求增长迅速，供需矛盾尖锐；能源结构不合理，优质能源短缺；效率低下，浪费惊人；环境影响更加严重，减排治污、保护生态刻不容缓；能源安全问题突出，全球战略势在必行等。综上所述，我国面临能源和环境双重巨大压力，是经济和社会发展的长期瓶颈，是始终必须高度重视的重大问题。能源发展、保护环境、节能减排对我国至关重要，是确保清洁、经济、充足、安全能源供应的根本出路。大量研究和历史经验表明，解决能源与环境问题的根本途径是依靠科学技术进步，因此工程热物理等相关学科将承担起我国国民经济发展的能源与环境的重大需求，努力推进节能和科学用能已成为学科的指导思想和核心，而抓紧化石燃料的洁净技术、大力开发可再生能源和新能源技术则是工程热物理学科的发展战略重点。 二、近年我国工程热物理学科的进展 （一）学科方向与进展 工程热物理是一个体系完整的应用基础学科，就其主要研究领域应属技术学科，每一个分支学科都有坚实的理论基础和应用背景。工程热力学与能源利用分学科的基石是热力学第一、第二定律，目的是为从基本原理上考虑能源利用和环境问题提供理论与方法，其它分支学科在热力学定律基础上，拥有各具特色的理论和应用基础。热机气动热力学与流体机械分学科的理论基础是牛顿力学定律，传热传质分学科的理论基础是传热、传质定律，燃烧学分学科的理论基础是化学反应动力学理论等等。 1. 工程热力学与能源利用分学科 热力学基础研究方面，在统计热力学及分子模拟领域有两方面进展，一是分形理论等新的分析手段的引进，取得了好的效果；另一方面，统计热力学及分子模拟研究开始向实用化迈进。为满足国家节能减排的重大需求，各种余热驱动、低温余热利用以及大温差的制冷循环研究不断深入，吸收、吸附式制冷循环，复叠式制冷循环以及水基有机混合物相变蓄冷等新型蓄能技术被广泛研究。热声理论得到快速发展的同时，热声制冷和热声发电技术在实验、应用
研究生“工程热物理前沿”论文 重庆大学动力工程学院 二O一四年一月
摘要 我国是世界上能源结构以煤为主的国家之一，也是世界上最大的煤炭消费国。随着经济的发展，能源问题成为社会与经济发展的一个长期制约因素。关系全局的主要能源问题有：能源需求增长迅速，供需矛盾尖锐；能源结构不合理，优质能源短缺；效率低下，浪费惊人；环境影响更加严重。面对时代的召唤，工程热物理等相关学科将承担起我国国民经济发展的能源与环境的重大需求，努力推进节能和科学用能已成为学科的指导思想和核心，而抓紧化石燃料的洁净技术、大力开发可再生能源和新能源技术则是工程热物理学科的发展战略重点。本文主要介绍了工程热物理学科在核能发电技术、太阳能发电技术、生物质气化技术、燃料电池技术等新能源领域，及循环流化床洁净高效燃烧技术方面取得的成绩及未来发展方向。 关键词：工程热物理，核能发电，太阳能发电，生物质气化技术，燃料电池，循环流化床
ABSTRACT China is not only one of the countries whose energy structure is coal-based, but also one of the world's largest coal consumers. With the development of economy, the energy issue is the social and economic development of a long-term relationship factors, the main energy problem has global demand is growing rapidly, energy sharp contradiction between supply and demand, The energy structure unreasonable, high-quality energy shortage, Low efficiency and waste astonishing, The environmental impact is more serious. Facing the call of The Times, engineering thermal physical related subject will assume the development of our national economy energy and environment of the great demand to promote energy conservation and science use has become disciplines guiding ideology and the core, to grasp fossil fuel clean technology, vigorously develop renewable energy and new energy technology is engineering thermal physical development of the discipline of strategic emphasis. This article mainly introduced the engineering thermal physical sciences in solar power generation technology, nuclear power technology, biomass gasification technology, fuel cell technology and other new energy field, and circulating fluidized bed clean efficient combustion technology's achievements and future development direction. Keywords：Engineering thermal physical, nuclear power, solar energy, biomass gasification, fuel cells, fluidized bed
工程热力学基本概念及基本公式 1．准静态过程（Quasi-static Process ） 过程中热力学系统经历的是一系列平衡状态并在每次状态变化时仅无限小地偏离平衡状态。 A quasi-static process is one in which the departure from thermodynamic equilibrium is at most infinitesimal. 2．外界（Surroundings ）：系统之外的一切其它物质。 边界（Boundary ）：系统与外界之间的分界面。 闭口系统（Closed System ） ←→控制质量（Control Mass ）：系统与外界之间没有物质交换，但有能量交换。0;0≠=E m δδ 开口系统（Open System ）←→控制体积（Control Volume ）：系统与外界之间不仅有物质交换，还有能量交换。0;0≠≠E m δδ 孤立系统（Isolated System ）：系统与外界之间既无质量交换又无能量交换。0;0==E m δδ 3．热力学第一定律（First Law of Thermodynamics ）： 在系统两个状态之间的所有绝热过程的净功是一样的，也就是说，闭口系统在经历给定两点的绝热过程对环境所作的净功仅与系统初态和终态有关，而与绝热过程的具体路径无关。 It is found by experiment that for all adiabatic processes between two states the value of the net work done by or on the system is the same. That is, the value of the net work done by or on a closed system undergoing an adiabatic process between two given states depends solely on the end states and not on the details of the adiabatic process. dE Q W δδ=-→dE Q W dt =- 4．第二定律的陈述（Statements of the Second Law ） 克劳修斯陈述： ① 热能不可能单独地从低温物体传向高温物体。（It is impossible for any system to operate in such a way that the sole result would be an energy transfer by heat from a cooler to a hotter body.） ② 热能可以单独地从高温物体传向低温物体。 ③ 在外界作用下，热能可以从低温物体传向高温物体。 开尔文-普朗克陈述： ① 任何系统不可能从单一热库吸收热能在经历一个热循环之后使之完全转变为功。（It is impossible for any system to operate in a thermodynamic cycle and deliver a net amount of work to its surroundings while receiving energy by heat transfer from a single thermal reservoir.） ② 热力系统可以从一个热库吸热同时向另一个热库放热并在经历一个热循环之后使剩余热能完全 转变为功。 ③ 外界对热力系统作功并在其经历一个热循环之后使之完全转变为热能。 5．不可逆和可逆过程（Irreversible and Reversible Processes ） 不可逆过程： 系统在经历了一个热力过程之后，如果系统及其环境不能精确地回复到各自的初始状态。 A process is called irreversible if the system and all parts of its surroundings cannot be exactly restored to their respective initial states after the process has occurred. 不可逆过程主要有：热交换过程；自由膨胀过程；燃烧过程；混合过程；粘性流动过程；非弹性变形过程； 可逆过程： 系统在经历了一个热力过程之后，如果系统及其环境能回复到各自的初始状态。